机械设计基础课程设计任务书 my=~"bw4
[Ekgft&
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 ,whM22Af~{
T~|PU{
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) 4^BLSK~(
-W6V,+of
目 录 5W5pRd>Q
C=EhY+5
一 课程设计书 2 Xr)g
04[)qPPS
二 设计要求 2 MHn&;
A]
1W7
iip,
三 设计步骤 2 yEnKUo[
^EUQ449<p
1. 传动装置总体设计方案 3 t5A[o7BS
2. 电动机的选择 4 M'vXyb%$1
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 MIJ%_=sm4:
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 5?)}F/x
5. 设计V带和带轮 6 qG*_w
RF
6. 齿轮的设计 8 2nYiG)tg
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 [L)V(o)v
8. 键联接设计 26 GZ.?MnG
9. 箱体结构的设计 27 U(8I+xZ
10.润滑密封设计 30 "SDsISWd
11.联轴器设计 30 L1:}bH\y
v@]6<e$
四 设计小结 31 uk1v7#p
五 参考资料 32 ^$6bs64FSm
Je@p5(f
一. 课程设计书 0L
7@2|a0
设计课题: [lrmuf
设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V RNl\`>Cz
表一: _4!7
zW^
题号 yqC+P
.v$ue`
参数 1 ` 3vN R"
运输带工作拉力(kN) 1.5 18J.vcP
运输带工作速度(m/s) 1.1 (#CBq
卷筒直径(mm) 200 cRjL3
P=}H1#
二. 设计要求 0 %C!`7
1.减速器装配图一张(A1)。 ~4}*Dhsh
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 B/:>{2cm
3.设计说明书一份。 38OIFT
*yL|}
三. 设计步骤 0<6rU
1. 传动装置总体设计方案 t=A E7
2. 电动机的选择 k?z
[hZg0
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 (0O`A~M3
4. 计算传动装置的运动和动力参数 #wq;^)>
5. “V”带轮的材料和结构 n">?LN-DC
6. 齿轮的设计 =kyJaT^5[
7. 滚动轴承和传动轴的设计 LS*{]@8q
8、校核轴的疲劳强度 $#g#[/
9. 键联接设计 zlC^
10. 箱体结构设计 iW1$!l>v
11. 润滑密封设计 }6yxt9
12. 联轴器设计 *S,v$ VX
=<Zwv\U
1.传动装置总体设计方案: DtI%-I.
k4]R]=Fh.
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 }7f 1(#{7
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, v3iDh8.__
要求轴有较大的刚度。 ,APGPE}I[
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 z{7,.S
u
其传动方案如下: 7"h=MB_
UEx(~>
图一:(传动装置总体设计图) >'BU*
i2`.#YJ&v
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 6i*p
+S?U"
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 !nZI? z ;
传动装置的总效率 /zDSlj<c
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; N9fUlXhR
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, vV\/pu8
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, N6-2*ES
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 u|:UFz^p
VO\S>kw
2.电动机的选择 SF78s:_!_
#8WR{
电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, A3<P li
经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, * wQZ'
则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 .q~,.yI&j
Yg]FF`{p=
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, 'T#<OR
bUZ&}(/
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 *$*nY [/5
&B{Jxc`VA
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 sf|_2sI
&~D.")Dz
/3"e3{uy
方案 电动机型号 额定功率 Xs#?~~"aC
P ^$Me#ls!
kw 电动机转速 ! X#3w-K
电动机重量 yF [@W<
N 参考价格 bb0{-T)1
元 传动装置的传动比 ZJ{+_ax0K
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 "' i [~
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 .D M1Knj
4 I]/
中心高 0B!mEg
外型尺寸 t9=|* =;9)
L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD &p(*i@Ms
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 F#3$p$;B$
-*-zU#2|
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 @)!1#^(}%
{f6A[ZO; J
(1) 总传动比 tpy:o(H
由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 "KQ\F0/
(2) 分配传动装置传动比 [W7\c;Do
=× O#89M%
式中分别为带传动和减速器的传动比。 _dRn0<#1(k
为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 LI5cUCl
4.计算传动装置的运动和动力参数 1 _:1/~R1
(1) 各轴转速 "}y3@ M^
==1440/2.3=626.09r/min /=O+/)l`
==626.09/5.96=105.05r/min Dv\:b*
(2) 各轴输入功率 P\G C8KV]
=×=3.05×0.96=2.93kW &VBD2_T
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW D9pxe qf+=
则各轴的输出功率: 9zM4D
=×0.98=2.989kW V'BZ=.=
=×0.98=2.929kW @"#gO:|[i0
各轴输入转矩 SBB
bniK-
=×× N·m Fw8X$SE"
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· ef1N#z%gt
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m TVEF+t
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m &,gryBN
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m ',xsUgk
=×0.98=242.86N·m Am}PXj6
运动和动力参数结果如下表 4m g
7f^[+
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min =;-ju@d
输入 输出 输入 输出 H1c|b!C
电动机轴 3.03 20.23 1440 (? #U&
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 2/<WWfX'
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 eVNBhR}HS
Ga/\kO)x_
5、“V”带轮的材料和结构 :!it7vZ
确定V带的截型 B0?@k
工况系数 由表6-4 KA=1.2 _ZE$\5>-
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 {bsr
9.k(
V带截型 由图6-13 B型 WaZ@
tS.b5$Q
确定V带轮的直径 J*4_|j;Z-E
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm d=u%"36y
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s UBk
5O&
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm "u$]q1S
e+[J[<8
确定中心距及V带基准长度 mDt",#g
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 #Ew
eG^!#
360<a<1030 M97p.; ;
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm m_O=X8uj"D
5O;oo@A:[
初定V带基准长度 {]^%?]e
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm p 7E{es|J
5~rY=0t
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm j*lWi0Z-
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm W&q5cz
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 `0gK;D8t
K#pt8Q
确定V带的根数 >71w
#K
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw gJcL{]
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 LCm}v&~%A
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 B(T4nH_k
带长修正系数 由表6-2 KL=1 0JWD] "
OG$iZiuf
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 IXk'?9
F$.s6Hh.
取Z=2 Ku,A}5-6
V带齿轮各设计参数附表 :zy'hu;
uN^qfJ'@
>
各传动比 {qdhp_~^l
Vy"^]5
V带 齿轮 xM"XNT6b
2.3 5.96 *:\9T#h
H;8]GE2n
2. 各轴转速n OM C|.[
(r/min) (r/min) @<{#v.T
626.09 105.05 &ZFAUE,[
@V
CQ4X7T
3. 各轴输入功率 P /
{bK*A!
(kw) (kw) X#C7r@H
2.93 2.71 z:,!yU c
0r&9AnnWu+
4. 各轴输入转矩 T >$9yQ9&|
(kN·m) (kN·m) |>V>6%>vK6
43.77 242.86 4 sgwQ$m)
w)>z3Lm
5. 带轮主要参数 G~L#vAY
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) <Q~7a
hF
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号
gMMd=
带的根数z !d@`r1t
160 368 708 2232 B 2 8$olP:d
5"]2@@b4
6.齿轮的设计 r:Tb{cA
]ZATER)jq
(一)齿轮传动的设计计算 KPcuGJ
W {/z-&
齿轮材料,热处理及精度 cCCplL
考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 r1?FH2Ns
(1) 齿轮材料及热处理 ;5_S
① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24 q%&7J<
高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 oeKc-[r
② 齿轮精度 lfG's'U-z
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 Q 8E~hgO
&;3z 1s/
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 vw6FvE`lC
按齿面接触强度设计 UAO#$o(
!/Ps}.)A`
确定各参数的值: R?Q-@N>wE
①试选=1.6 3k0%H]wt
选取区域系数 Z=2.433 T#f@8 -XUE
PTZ1oD
则 *[YN|
②计算应力值环数 K9Fnb6J$u
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) @zq{#7%z
=1.4425×10h &4FdA|9T
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) c'qM$KN9G
③查得:K=0.93 K=0.96 tAi9mm;k
④齿轮的疲劳强度极限 {G&g+9c&
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: iROM?/$
[]==0.93×550=511.5 dG$0d_Pq
.e+UgCwi
[]==0.96×450=432 6p{x2>2y[
许用接触应力 +yI^<BH
FI5C&d5d
⑤查课本表3-5得: =189.8MP DNe^_v)]|
=1 @>j \~<%
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 *xC '
=4.47×10N.m #OTsD+2Za=
3.设计计算 h)`vc#"65k
①小齿轮的分度圆直径d \LXC269
rI789q
=46.42 yBiwYk6
②计算圆周速度 +60;z4y}w
1.52 UQ~rVUo.c
③计算齿宽b和模数 S7Fxb+{6D
计算齿宽b vsR ^aVwVZ
b==46.42mm 5al{[mi
计算摸数m A'EA !
初选螺旋角=14 !:e
qPpz
= 6vA5;a@
④计算齿宽与高之比 NBYE#Uih
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 _F EF+I
=46.42/4.5 =10.32 xwH`alu
⑤计算纵向重合度 20)Il:x
=0.318=1.903 !W7ekPnK
⑥计算载荷系数K Hd`RR3J
使用系数=1 (?[cDw/{J:
根据,7级精度, 查课本得 <H/H@xQ8G
动载系数K=1.07, Hyg?as>}u
查课本K的计算公式: -;*Z!|e9
K= +0.23×10×b !Ua#smZ
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 F o6U"
查课本得: K=1.35 IWgC6)n@n
查课本得: K==1.2 m+"%Jd{q
故载荷系数: '*;rm*n
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 dr o42#$Mo
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 ?_r"Fg;"
d=d=50.64 wP9C\W;
⑧计算模数 '3VrHL@@g
= z wW9>Y
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 -(G2@NG
由弯曲强度的设计公式 ~/%){t/uLY
≥ L)5nb-qp
~^*tIIOX
⑴ 确定公式内各计算数值 O7sn>uO
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m j@2 hI,+
确定齿数z |&Q=9H*e
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 ijB,Q>TgO
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 yw0uF
Δi=0.032%5%,允许 aRmS{X3
② 计算当量齿数 =l+p nG
z=z/cos=24/ cos14=26.27 ^-_!:7TH]
z=z/cos=144/ cos14=158 $;1~JOZh
③ 初选齿宽系数 u4'Lm+&O
按对称布置,由表查得=1 d\f5\Y
④ 初选螺旋角 D 4wB
&~U
初定螺旋角 =14 K\q/JuDfc
⑤ 载荷系数K ;`+,gVrp
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 L%"Mp(gZ
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y q.7CPm+
查得: |D~MS`~qd5
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 d?mdw
?|
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 N\?iU8w=
#C`!yU6(
⑦ 重合度系数Y Yq_zlxd%F
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 /Kvb$]F+!
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 :<W8uDAs
=14.07609 itU01
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 u$"5SGI6
⑧ 螺旋角系数Y /%7eo?@,
轴向重合度 =1.675, u=[oo@Rk`
Y=1-=0.82 or<JjTJ\o_
9=SZL~#CE
⑨ 计算大小齿轮的 %WNy=V9txp
安全系数由表查得S=1.25 ^:0?R/A
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 82vx:*Ip!}
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 bCF63(0
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 ZS-9|EA<
查课本得到弯曲疲劳强度极限 SZPu"O\
小齿轮 大齿轮 Z%Gvf~u
saV `-#
查课本得弯曲疲劳寿命系数: ;P_Zen
K=0.86 K=0.93 =
7?'S#
5c#L6 dA)
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4
,Y!)V
[]= 'e)t+
[]= Oq("E(z+f
T^'i+>F!w
ZDf9Npe
大齿轮的数值大.选用. !ZVMx*1Cf
VtVnht1
⑵ 设计计算 NJp;t[v.^
计算模数 5?O"N
0ePZxOSjD
CeQcnJU
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: e:l 6;
Rg6>6.fk*
z==24.57 取z=25 38#(ruv
dM') <lF
那么z=5.96×25=149 2'_sGAH
bchhokH
② 几何尺寸计算 qr@,92_
计算中心距 a===147.2 {^qc`oF
将中心距圆整为110 i <bs{Cu_S
_D:/?=y;e
按圆整后的中心距修正螺旋角 |] YT6-?.
sxqXR6p{
=arccos Rz)#VVYC=
/~yqZD<O
因值改变不多,故参数,,等不必修正. Cw_<t
Oe27 3Y^e
计算大.小齿轮的分度圆直径 ,[~EThcq
Ort\J~O
d==42.4 V)]&UbEL|
^K"`k43{
d==252.5 ZoUfQ!2*
#GF1MFkoS
计算齿轮宽度 qg O)@B+
@dXf_2Tv=
B= W1OGN4`C
@l?%]%v|
圆整的 4k#6)e
|qr[*c 3$1
大齿轮如上图: \!PC:+uJ
S `[8TZ
kC+A7k6
#0R;^#F/
7.传动轴承和传动轴的设计 YmwVa
s
:J"e{|g',
1. 传动轴承的设计 i ]_fh C
AL;"S;8
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 Cn"N5(i
P1=2.93KW n1=626.9r/min f 6q@
T1=43.77kn.m \yxr@z1_b
⑵. 求作用在齿轮上的力 'i,<j
s3\f
已知小齿轮的分度圆直径为 Ip4~qGJ
d1=42.4 {R#nGsrt;
而 F= O<Kr6+
-
F= F ;?&;I!
3.jwOFH$
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N %*uqtw8
}$o%^"[
QIw.`$H+
=_XcG!"
⑶. 初步确定轴的最小直径 /L~*FQQK>
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 9\xw}ph
^R\blJQ<^
&K4o8Qz
Ue%0.G|<W
从动轴的设计 }O>IPRZ
Y7p#K<y]9
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, ?{[H+hzz0
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M ;?cUF78#
⑵. 求作用在齿轮上的力 VcP#/&B|
已知大齿轮的分度圆直径为 P8EGd}2{8
d2=252.5 X bg7mj9c
而 F= t
_W |`
F= F 2c~^|@
ZN?(lt)u9
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N LU]~d<i99
\kRBJ1)|f
5 909O
eDm,8Se
⑶. 初步确定轴的最小直径 J
h"]iN
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 iN><m|
*qqFIp^
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 :DD4BY
查表,选取 Nr)(&c8
O+yR+aXr'8
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 ,^[s4
=3X?
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 _#+9)*A
I2 Kb.`'!
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 *Dn{MD7,M
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与 。 ANNL7Z3C
$ D89|sy
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. tEeMl =u
DXiD>1(q
D B 轴承代号 T;% SB&
45 85 19 58.8 73.2 7209AC cnj_tC=zt
45 85 19 60.5 70.2 7209B iaC$K@a{
50 80 16 59.2 70.9 7010C Hy6Np62
50 80 16 59.2 70.9 7010AC g %Am[fb
qvscf_%FM
w.3R1}R
wVvU]UT
Grqs*V &|g
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 @Q^;qMy
右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, %Xi%LUk{
③ 取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm. Z`%;bP:
f6#H@
X
④ 轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取l=50. `=*svrmS
⑤ 取齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮间的距离c=20.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16, LiRY-;8=
高速齿轮轮毂长L=50,则 w7C=R8^
k8ck#%#}Wu
L=16+16+16+8+8=64 X*~YCF[_
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. <(^pHv7Q
,>^~u
5. 求轴上的载荷 . FruI#99
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时,
l gC
查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. ?m!FM:%
~RJg.9V
}>w;
+XU
WIghP5% W
&-zI7@!
DkIkiw{L
u|ZO"t
7jPmI
9+:Trc\%N
71%u|k8|
\,Ndg*qC
传动轴总体设计结构图: ]'G7(Y\)f
pI`Ke"
oW_WW$+N
*+AP}\p0F
(主动轴) u *<
(B
c>g%oE
".\(A f2
从动轴的载荷分析图: SS`C0&I@p
j7d;1 zB+G
6. 校核轴的强度 uv5@Alm
根据 u;!Rv E8N
== N9Ml&*%oX{
前已选轴材料为45钢,调质处理。 Ie~~L U
查表15-1得[]=60MP IFY!3^;zO
〈 [] 此轴合理安全
]Oy<zU
- \QtE}|4
8、校核轴的疲劳强度. @oEDtN
⑴. 判断危险截面 Ir'f((8:
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. 8`2K=`]ES+
⑵. 截面Ⅶ左侧。 eG v"&kr
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 !xI![N^
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 ;vitg"Zh>
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 X&IY(CX
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 {>Px.%[<
截面上的弯曲应力 g6V*wjC
N[-)c,O
截面上的扭转应力 0u_'(Z-^2
== }#J}8.
轴的材料为45钢。调质处理。 xh0A2bw'OP
由课本得: 0"`skYJ@
Zux2VepT
因 s<b7/;w'
经插入后得 #"_MY-
2.0 =1.31 oB9m\o7$
轴性系数为 Q)>'fZ)
=0.85 ZTZE_[
K=1+=1.82 0h#M)Ft
K=1+(-1)=1.26 fm0(
所以 jH1~Ve+q9
[w f12P
综合系数为: K=2.8 $b} +5
K=1.62 &UR/Txnu
碳钢的特性系数 取0.1 e=jO_[
取0.05 .Q@"];wH
安全系数 vvxj{fxb)
S=25.13 R{vPn8X6g
S13.71 j`B{w
≥S=1.5 所以它是安全的 -cgukl4Va
截面Ⅳ右侧 _3a
5/IZ
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 k 9rnT)YU
ZsZ1
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 <Tf;p8#
qS
al~
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 lQ"i]};<D
v=VmiBq[
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 Vm.@qO*=
截面上的弯曲应力 A]$+
`uS\
截面上的扭转应力 ?M^t4nj
==K= Kf#!IY][
K= Umg81!
所以 EB<q.
综合系数为: ,6"n5Ks}
K=2.8 K=1.62 R:?vY!
碳钢的特性系数 sfE8b/Z8
取0.1 取0.05 Q%^bA,$&D
安全系数 JB@VP{
S=25.13 '.,.F0{x
S13.71 3:1
c_
≥S=1.5 所以它是安全的 uszSFe]E
gH3kX<e
9.键的设计和计算 1o>R\g3
WmUW
i{
①选择键联接的类型和尺寸 "~C#DZwt{
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. 79H+~1Az
根据 d=55 d=65 :'~ gLW>j
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 VAGMI+ -
b=20 h=12 =50 nD\os[ 3
u^%')Ncp
②校和键联接的强度 ]bb}[#AY
查表6-2得 []=110MP "%*lE0Tx
工作长度 36-16=20 Ws)X5C=A
50-20=30 vp-7>Wj
③键与轮毂键槽的接触高度 twmJ
K=0.5 h=5 /
LM
K=0.5 h=6 I?Fa
由式(6-1)得: 9X9zIh]JV
<[] 3z92Gy5cr
<[] 9dtGqXX
两者都合适 `e>F<{
M6@
取键标记为: 2 _n*u^X:_
键2:16×36 A GB/T1096-1979 Z[u,1l.T
键3:20×50 A GB/T1096-1979 jDXGm[U
10、箱体结构的设计 rq["O/2
减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, 2Q|*xd4B^
大端盖分机体采用配合. 3}{5
X'
A>%UYA
1. 机体有足够的刚度 %L>nXj
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 #UCQiQfP
l~TIFmHkh%
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 Sx9:$"3.X
r5fkt>HZ
因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H为40mm
ZHECcPhz
为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 xWz;5=7a]
I S8nvx\
3. 机体结构有良好的工艺性.
kjC{Zr
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. PJ'lZu8?x
m$mY<Q
4. 对附件设计 9^#gVTGXv
A 视孔盖和窥视孔 8pMZ~W;
在机盖顶部开有窥视孔,能看到 传动零件齿合区的位置,并有足够的空间,以便于能伸入进行操作,窥视孔有盖板,机体上开窥视孔与凸缘一块,有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封,盖板用铸铁制成,用M6紧固 ivz9R'
B 油螺塞: i2a"J&,6O
放油孔位于油池最底处,并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔处的机体外壁应凸起一块,由机械加工成螺塞头部的支承面,并加封油圈加以密封。 RG
r'<o )
C 油标: .4re0:V
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 \*!%YTZ~
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. iSz@E&[X
W$Q)aA7
D 通气孔: &xuwke:[
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. %iL@:'?K
E 盖螺钉: k.xv+^b9Q
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 6(^Upk=59
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. dwbY"t[9
F 位销: }42qMOi#w1
为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度,在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销,以提高定位精度. <ivqe"m
G 吊钩: n vpPmc
在机盖上直接铸出吊钩和吊环,用以起吊或搬运较重的物体. |k
.M+
b}&7~4zw
减速器机体结构尺寸如下: _O)2
K*U=;*p)
名称 符号 计算公式 结果 `I vw`} L
箱座壁厚 10 LH/&\k
箱盖壁厚 9 vgA!?P3
箱盖凸缘厚度 12 a;'E}b{`F
箱座凸缘厚度 15 CpRu*w{
箱座底凸缘厚度 25 xe gL!
地脚螺钉直径 M24 g[wP!y%V
地脚螺钉数目 查手册 6 B?lBO
V4v4
轴承旁联接螺栓直径 M12 7hF,gl5
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 0I>?_?~l6
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 Fwx~ ~"I
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 2VV[*QI
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 HEB/\
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 (\mulj
22 Ih-3t*L
18 2^^'t 6@
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 bg1"v a#2
16 <qq'h
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 o(d_uJOB
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 C*EhexK,}
齿轮端面与内机壁距离 > 10 BsK|:MM]
机盖,机座肋厚 9 8.5 `gt&Y-
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) %%+mWz a
150(3轴) -_EY$?4
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) juYA`:qE&
150(3轴) [}p
hVipr hC
11. 润滑密封设计 o[6vxTH
wj#J>C2]
对于二级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度. )+w/\~@
油的深度为H+ qb-2QPEB
H=30 =34 iFnOl*TC
所以H+=30+34=64 GcZM+ c
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 Wd^lt7(j
X"TUe>cM
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 z{`6#
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 e+F}9HR7
密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 >w2Q1!
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 z)&naw.
x5fgF;
12.联轴器设计 k(-Z@
Z{a{H X[Jx
1.类型选择. c_qcb7<~.
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 Z:UgozdC
2.载荷计算. waXDGdl0
公称转矩:T=95509550333.5 V~J*49t&2J
查课本,选取 Evr2|4|O~
所以转矩 #aitESbT
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 q,;".3VQ
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm k1f3?l
vlU
42Aje
四、设计小结 8S.')<-f
经过两周紧张的课程设计,终于体会到了什么叫设计。原来设计并非自己想的那么简单、随便,比如说,设计减速器时,里面的每一个零件几乎都有其国家标准,我们设计时必需得按标准进行设计,最后才能符合要求。我觉得从事设计工作的人一定得要有很好的耐性,并且要有足够的细心,因为设计过程中我们要对数据不断的计算,对图形不断的修改,这需要耐心。因此,我觉得我们有必要从现在就开始培养这样一种耐心的工作态度,细心的工作作风,以便以后更快的进入到工作中,避免不必要的错误。 QmH/yy3.%
我觉得,虽然这次设计出的结果与自己所想的有一定差距,但我想至少是自己动手了,并且通过这次设计,使自己更明白自己在这方面的欠缺和不足之处,懂得要从头到尾自己设计出一样东西是多么的不容易。因此,我想在剩下的一年半时间里,我会针对自己专业方面欠缺知识进行提高,拓宽。我想不管谁找出了自己的弱点,一定要努力的去改进、提高它,这样自己才会不断的进步,虽然“人无完人”,但我想我们不断的改进、提升自己,最后会使自己成为比现在的自己更强,更优秀的人的。我想这是我这次课程设计的最大收获。 i!SW?\
五、参考资料目录 ;OQ'B=uK
[1]《机械设计课程设计》,高等教育出版社,王昆,何小柏,汪信远主编,1995年12月第一版; Jw:Fj{D
[2]《机械设计(第七版)》,高等教育出版社,濮良贵,纪名刚主编,2001年7月第七版; pAJ=f}",]E
[3]《简明机械设计手册》,同济大学出版社,洪钟德主编,2002年5月第一版; y3={NB+
[4]《减速器选用手册》,化学工业出版社,周明衡主编,2002年6月第一版; k_*XJ <S!Y
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 I%;Rn:zl
[6]《机械制图(第四版)》,高等教育出版社,刘朝儒,彭福荫,高治一编,2001年8月第四版; j<l#qho{h
[7]《互换性与技术测量(第四版)》,中国计量出版社,廖念钊,古莹庵,莫雨松,李硕根,杨兴骏编,2001年1月第四版。