机械设计基础课程设计任务书 \Z+z?K O
HlH64w2^R
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 s;6CExH
Qx+%"YO
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) .n~M(59
id1s3b;
目 录 !lj| cT9
<c2'0I >
一 课程设计书 2 Z7= `VNHc
#~<0t(3Q
二 设计要求 2 ,"HL~2:~
:(M(>4t
三 设计步骤 2 vy\RcP
"-+\R}q$
1. 传动装置总体设计方案 3 T-U}QM_e
2. 电动机的选择 4 Z)SY.iK.
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 `1bv@yzq
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 s=0BMPDgm
5. 设计V带和带轮 6 z}*9uZ
6. 齿轮的设计 8 *q-['"f
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 HBu[gh;b
8. 键联接设计 26 @n{JM7ctJ
9. 箱体结构的设计 27 k\NMy#]Zt
10.润滑密封设计 30 i:OK8Q{VI
11.联轴器设计 30 \uaJ@{Vug
CnG+Mc^
四 设计小结 31 Y07ZB'K
五 参考资料 32 TX&Jt%
!qM=a3
一. 课程设计书 kNobl
设计课题: IVAmV!.z
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 @NNq z
表一: i;_t I#:A
题号 G}ob<`o|"
+O*/"]h
参数 1 \E*d\hrl{
运输带工作拉力(kN) 1.5 g.zEn/SM
运输带工作速度(m/s) 1.1 FXi{87F2
卷筒直径(mm) 200 Nw1#M%/!r!
Stu4t==U
二. 设计要求 8j=}u/T@F
1.减速器装配图一张(A1)。 br":y>=,
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 v33dxZ'
3.设计说明书一份。 ;;:-l99
~;#Y9>7\\'
三. 设计步骤 6 1F(<!
1. 传动装置总体设计方案 V;:j ZpG
2. 电动机的选择 L_wk~z
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 \ywXi~+kUv
4. 计算传动装置的运动和动力参数 n8" .XS
5. “V”带轮的材料和结构 ck.w
5|$
6. 齿轮的设计 L;'"A#Pa
7. 滚动轴承和传动轴的设计 WYEKf9}
8、校核轴的疲劳强度 #]ypHVE
9. 键联接设计 cM$P`{QrM
10. 箱体结构设计 _YLfL
11. 润滑密封设计 c0;t4(
&8
12. 联轴器设计 enSXP~9w
OeS\7
1.传动装置总体设计方案: '~&9D:(
_U
|>b>
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 Q2F+?w;,
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, S'_-G;g.
要求轴有较大的刚度。 ~s]iy9i
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 A .EbXo/
其传动方案如下: K%F,='P}
n1VaLD
图一:(传动装置总体设计图) 9+{G8$Ai
w6{TE(]zp
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 q(.:9A*0
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 "F.;Dv9V[0
传动装置的总效率 vfE6Ggz
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; (+FfB"3]
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, ak |WW]R
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, R)RG[F#
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 :=/>Vbd: )
.tzG_
2.电动机的选择 #7q7PYG4
IbP#_Vt
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, 7lBAxqr2
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, }A7j/uy}s
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。 f,:9N 5Z
Db1pW=66:
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, /5:bvg+
1][S#H/?
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 [`rba'
-2 A(5B9Fq
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 +(1zH-^.
WzF !6n!h
` M3w]qJ<}
方案 电动机型号 额定功率 zN"J}r:
P 3T!lA
kw 电动机转速 <\pfIJr$
电动机重量 Bb}fj28
N 参考价格 $}jssnoU
元 传动装置的传动比 pt?q#EfFJ
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 dK2p7xo
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 ~?FpU
Ou1JIxZ)|
中心高 8'4S8DM
外型尺寸 :kf`?u
L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD G6FEp`
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 L"j
tf78
UM6(s@$
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 w$`5g
nw<&3k(g}
(1) 总传动比 DFd%9*N
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=13.7 371
TvZ4
(2) 分配传动装置传动比 5wh|=**/
=× thvYL.U:
式中分别为带传动和减速器的传动比。 i2&ed_h<?
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 Jh?dw3Ai^
4.计算传动装置的运动和动力参数 x`dHJq`_g
(1) 各轴转速 vc+A RgvH+
==1440/2.3=626.09r/min v>-VlQ
==626.09/5.96=105.05r/min 45MLt5^|
(2) 各轴输入功率 \u>"s
=×=3.05×0.96=2.93kW f1 _<G
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW g;8jK8Kh
则各轴的输出功率: $W9{P;
=×0.98=2.989kW ^,;z|f'%*
=×0.98=2.929kW m$W <
各轴输入转矩 t7?Zxq
=×× N·m eQD)$d_5
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· 6^"=dn6K
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m |<.lW
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m P5#r,:zL
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m /s[l-1zW
=×0.98=242.86N·m NX/;+{
运动和动力参数结果如下表 \a6^LD}B
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min 7qg{v9|,
输入 输出 输入 输出 lobGj8uxq
电动机轴 3.03 20.23 1440 d\61;C
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 u*tN)f3
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 C~N/A73gF
"Za>ZRR
5、“V”带轮的材料和结构 MF'$~gxo
确定V带的截型 }c`fW&
工况系数 由表6-4 KA=1.2 SOi*SwQ8
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 Y<Xz
wro0
V带截型 由图6-13 B型 OQ>x5?um
#&m0WI1
确定V带轮的直径
]&i.b+^
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm ]zQo>W$
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s -xDGH
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm MV\|e1B}
3plzHz ,x
确定中心距及V带基准长度 p Wt)
A
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 k-HCeZ
360<a<1030 vt;{9\Y
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm f3H ed
L2pp6bW
初定V带基准长度 _/s(7y!
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm i 4%xfN
2;^y4ssg
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm M\Z6$<H?U
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm 6C-/`>m
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 D!.+Y-+Xzu
z-LB^kc8oQ
确定V带的根数 -x'z
XvWZ
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw v}tag#f5>?
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 yI ld75S`
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 ;3kj2}
带长修正系数 由表6-2 KL=1 ~d%Pnw|
sm\f0P!rv
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 8}FzZ?DRy
q@@T]V6
取Z=2 OnF3l Cmu
V带齿轮各设计参数附表 |ZCn`9hvn
ltgc:&=|@
各传动比 GW$.lo1|)
EvWzq%z
l
V带 齿轮 a_ `[Lj
2.3 5.96 e#Z$o($t
@*qz(h]\
2. 各轴转速n 't_[dSO
(r/min) (r/min) ??i,Vr@)w
626.09 105.05 "bm
X83 w@-$}
3. 各轴输入功率 P g q}I[N
(kw) (kw) >j'ZPwj^
2.93 2.71 )QG<f{wS
1XnZy5fEo
4. 各轴输入转矩 T g+ MdHn[
(kN·m) (kN·m) #F*1V(!
43.77 242.86 fuA&7gNC
raCi 8
5. 带轮主要参数 UY <e&Npo
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) Ojt`^r !V
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 un=2}@ '
带的根数z %^8^yZz
160 368 708 2232 B 2 HS.^y
x
.{=$!8|&I9
6.齿轮的设计 ]Lm9^q14m
`"@g8PWe
(一)齿轮传动的设计计算 U
R%4@
xritonG/F
齿轮材料,热处理及精度 OI?K/rn
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 N @#c,,
(1) 齿轮材料及热处理 KrXdnY8
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 \MmI`$
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 rS?pWTg"8
② 齿轮精度 $ KRI'4
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 h^*4}GU
}4{fQ`HT
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 S_T1y
按齿面接触强度设计 V~hlq$jn<Y
(:";i&
确定各参数的值: s-RQMK}H
①试选=1.6 }#qGqY*@LK
选取区域系数 Z=2.433 ynB _"mg
8> .J1C
则 \oEo~
②计算应力值环数 :UbM !
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) W0C@9&pn6
=1.4425×10h Ik[s
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) ^<:sdv>Y5
③查得:K=0.93 K=0.96 :mS# h@l
④齿轮的疲劳强度极限 4_UU<GEp
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: Pf$pt
[]==0.93×550=511.5 W?We6.%
cwuO[^S}
[]==0.96×450=432 a3VM'
许用接触应力 3VUWX5K?
#CnHf
⑤查课本表3-5得: =189.8MP AxZD-|.
=1 Zo}y(N1K}
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 [J
C:
=4.47×10N.m NziZTU}
3.设计计算 dDD<E?TjD
①小齿轮的分度圆直径d yR~R:
+*n-<x5"
=46.42 Qf|U0
②计算圆周速度 H%1$,]F
1.52 iz~
pGkt
③计算齿宽b和模数 c=[O
`/f
计算齿宽b 37q@rDm2
b==46.42mm
c\q
计算摸数m "iM~Hy
初选螺旋角=14 %+F"QI1~0
= >z%Q>(F
④计算齿宽与高之比 P1U*g!
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 >F@qpjoQE
=46.42/4.5 =10.32 t9_E$w^U
⑤计算纵向重合度 4#(ZNP
=0.318=1.903 WA$>pG5s
⑥计算载荷系数K CAU0)=M
使用系数=1 `' 153M]
根据,7级精度, 查课本得 W{5:'9,
动载系数K=1.07, bpkwn<7-
查课本K的计算公式: yfDAk46->6
K= +0.23×10×b 6 8iV/7
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 ]O`
{dnP
查课本得: K=1.35 <X_!x_x
查课本得: K==1.2 Fa epDjY8
故载荷系数: '&FjW-`"
G
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 ;c-3g]
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 #Ch;0UvFF
d=d=50.64 aZk&`Jpz
⑧计算模数 2T)sXB u
= hAqg Iu*
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 DOQc"+
由弯曲强度的设计公式 =l9T7az
≥ 1mSaS4!"B
+-a&2J;J'
⑴ 确定公式内各计算数值 J RPSvP\
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m \]Dt4o*yZ
确定齿数z 7yt=]1
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 8seBT;S
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 e.o;eD}"
Δi=0.032%5%,允许 oA
tsUF+a
② 计算当量齿数
,&YTj>
z=z/cos=24/ cos14=26.27 8yWoPm<A
z=z/cos=144/ cos14=158 )ZejQ}$
③ 初选齿宽系数 %5
按对称布置,由表查得=1 J.RAmU <
④ 初选螺旋角 @ 2_<,;$
初定螺旋角 =14 up%Z$"Y
⑤ 载荷系数K %gcc
y|
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 (X6sSO
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y p{=QGrxB*
查得: quo^fqS&a
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 . -"E^f
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 O}#yijU3e
-@IL"U6
⑦ 重合度系数Y 3P <'F2o
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 \;]kYO}
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 CiL94Nkd9
=14.07609 ^*^/]vM
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673
df=zF.5
⑧ 螺旋角系数Y 0+b0<
轴向重合度 =1.675, PK&2h,Cu+
Y=1-=0.82 5]jIg<j
z}.D"
P+
⑨ 计算大小齿轮的 ACjf\4Q
安全系数由表查得S=1.25 =f:(r'm?r.
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 VG*'"y*%w
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 kDB iBNdB
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 l[/q%Ca'>
查课本得到弯曲疲劳强度极限 (Btv ClZ
小齿轮 大齿轮 2 Y|D'^
c-5jYwV
查课本得弯曲疲劳寿命系数: j1$<] f
K=0.86 K=0.93 >]}yXg=QK+
L"rcv:QWZa
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 g-yi xU
[]= }`9`JmNM
[]= sIm#_+Y
vv
7+>%
LW39YMw<
大齿轮的数值大.选用. &-GuKH(Y<
FBsn;,3<W
⑵ 设计计算 !%mi&ak(Rn
计算模数 rF'R>/H
G^Xd- 7 GQ
@+^c"=d1S
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: x.EgTvA&d
;o$;Z4:.D
z==24.57 取z=25 St>`p-
W3LP
~
那么z=5.96×25=149 bZ#X9fT
>IR$e=5$
② 几何尺寸计算 viuiqs5[Bi
计算中心距 a===147.2 DzPs!(5[I
将中心距圆整为110 ARx0zI%N
WL\^F#:
按圆整后的中心距修正螺旋角 ">6&+^BN'
jX|=n.#q
=arccos 8Z:Ezg3^
M^ 5e~y
因值改变不多,故参数,,等不必修正. ?mOg@) wx
a{`"68
计算大.小齿轮的分度圆直径 +p?hGoF=
S!7g)
d==42.4 w &vhWq
O|UxFnB}
d==252.5 <F=Dj*]
lA{(8sKN
计算齿轮宽度 "2mFC!
~|R[O^9B
B= p^8JLC
wZv-b*4
圆整的 z{6YC~
e}Q>\t45
大齿轮如上图: =hcPTU-QU
9d"5wx
hNO)~rt
[EGx
7.传动轴承和传动轴的设计 ]xR4->eix
/Ri,>}n
1. 传动轴承的设计 ?f@ 9n ph
|yAK@Hl'
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 h]P/KVqR.
P1=2.93KW n1=626.9r/min QUPf*3Oy
T1=43.77kn.m !~d'{sy6
⑵. 求作用在齿轮上的力 y#bK,}
已知小齿轮的分度圆直径为 8&T,LNZoY
d1=42.4 W^(Iw%ek
而 F= ?48AY6
F= F "=ElCaP}
l7Y8b`
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N t {=i=K3
O3+)qb!X
P/`m3aSzX.
c
`ud;lI
⑶. 初步确定轴的最小直径 fqX~xp
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 %|jzEBz@
(+x]##Q
;[caiMA-
1C'P)f28
从动轴的设计 q\U4n[Zk
F(E<,l2[
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, H`?*
bG
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M lO_c/o$
⑵. 求作用在齿轮上的力 {Ve
D@
已知大齿轮的分度圆直径为 [Gf{f\O
d2=252.5 Q!x`M4
而 F= I<xy?{s
F= F _iq2([BpL
lJ'trYaq7
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N U,38qKE
bHJoEYY^
FbBX}n
08O7F
⑶. 初步确定轴的最小直径 blmmm(|~|
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 rV~T>x
wH#-mu#Yl<
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 ($:y\,5(9I
查表,选取 _lNC<7+#h
T aEt
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 HlF}
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 8Y xhd
.
}<.7 xz|V
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 []rT? -
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与 。 Cv P`2S\
OFIMi^@
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. d>;2,srUf
'}T;b} &s
D B 轴承代号 pY,O_
t$
45 85 19 58.8 73.2 7209AC 2H3(HZv
45 85 19 60.5 70.2 7209B >"O1`xdG
50 80 16 59.2 70.9 7010C @7 )Z
50 80 16 59.2 70.9 7010AC &q"'_4
n'ehB%"
[qW<D/@
2q/nAQ+
[pr 9 $Jr
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 9E^~#j@Zr
右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, m:b^,2"g
③ 取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm. y%2%^wF
|GuKU!
④ 轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取l=50. 2|$lk8 /,
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, q%DVDq( z
高速齿轮轮毂长L=50,则 b#Jo Xa9
(eki X*y
L=16+16+16+8+8=64 ~c!Rx'
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. ;v%Q8
xJN |w\&
5. 求轴上的载荷 L>0!B8X2
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, y{YXf!AS
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. #>@<n3rq
I Jqv w
gH5CB%)
k?o^5@b/
y#&$f
mMV2h|W
7Nd*,DV_
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Z@;jIH4 (
7[4_+Q:}
传动轴总体设计结构图: Ft )t`E'%j
mVa?aWpez
@k_Jl>X
} /[_
(主动轴) "3\oQvi.
GSC{F#:z
i5.?g <.H
从动轴的载荷分析图: '`9%'f)
1NuR/DO
6. 校核轴的强度 Hde]DK,d
根据 ;I[ht
== u)tHOV>&
前已选轴材料为45钢,调质处理。 P/C&R-{')
查表15-1得[]=60MP N$C{f;xV
〈 [] 此轴合理安全 f#'8"ff*1
gTqeJWX9wP
8、校核轴的疲劳强度. Jq=00fcT+
⑴. 判断危险截面 zv$Gma_
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. &7$,<9.
⑵. 截面Ⅶ左侧。 XyvZ&d6(d
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 m5X3{[a:
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 6e-#XCR{
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 $7msL#E7
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 9BqQ^`bu
截面上的弯曲应力 "}0)YRz%
a];BW)
截面上的扭转应力 44'=;/
== -
P\S>G.
轴的材料为45钢。调质处理。 30A`\+^f
由课本得: 7k'=F m6za
O3_D~O
."
因 Tg3:VD
经插入后得 8]sTX9
2.0 =1.31 R#"U/8b>z
轴性系数为 %y~`"l$-
=0.85
]#Y|
K=1+=1.82 .tZjdNE(h
K=1+(-1)=1.26 ^;0~6uBEJr
所以 T[i7C3QS
'dmp4VT3
综合系数为: K=2.8 (iHf9*i CV
K=1.62 l4iuu
碳钢的特性系数 取0.1 A6{t%k~F
取0.05 u&1j>`~qJ
安全系数 &_<VZS
S=25.13 Am>_4
S13.71 :*mA,2s
≥S=1.5 所以它是安全的
80{#bb
截面Ⅳ右侧 P]!LN\[
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 BengRG[
e#l*/G*,
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 Z-N-9E
Vpug"aR&_
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 yf
`.%
UI|v/(_^F
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 2uvQf&,
截面上的弯曲应力 z1Bj_u{
截面上的扭转应力 Gl?P.BCW.&
==K= PWf{aHsr
K= :N^@a-
所以 =q_&*'
综合系数为: L
LYHr
K=2.8 K=1.62 iYO
wB'z
碳钢的特性系数 5uQv
取0.1 取0.05 t 3(%UB
安全系数 N oX_?
S=25.13 ?;0nJf
S13.71 tx:rj6-z
≥S=1.5 所以它是安全的 Rz<d%C;R
ATYQ6E[{MV
9.键的设计和计算 D%c7JK
5]4<!m
①选择键联接的类型和尺寸 <.PPs:{8#
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. w\"n!^ms
根据 d=55 d=65 % j[O&[s}
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 -4*'WzWr
b=20 h=12 =50 ,cGwtt(
iF#}t(CrH
②校和键联接的强度 %\(y8QV
查表6-2得 []=110MP $I}Hk^X
工作长度 36-16=20 9#Aipu\
50-20=30 ,<uiitOo
③键与轮毂键槽的接触高度 {V]Qwz)1
K=0.5 h=5 '(3Nopl
K=0.5 h=6 Q|j@#@O 1
由式(6-1)得: G1#Bb5q:
<[] %=NM_5a}]
<[] |xsV(jK8
两者都合适 )Dk0V!%N
取键标记为: >D`fp
键2:16×36 A GB/T1096-1979 \U)2
Tg
键3:20×50 A GB/T1096-1979 ~uhyROO,G"
10、箱体结构的设计 M5cOz|j/*R
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, b2/N H1A
大端盖分机体采用配合. Ie^Dn!0S
s0XRL1kWr
1. 机体有足够的刚度 +!L_E6pyXE
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 }%o+1 <=
:Fi%Cef|
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 ecY ^C3+S
6mI_Q2
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 Y2=Brtc[@
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 RS||KA])J
uhC=
3. 机体结构有良好的工艺性. \pewbu5^
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. rB.=f[aX[
<\}Y@g8
4. 对附件设计 0TuOY%+
A 视孔盖和窥视孔 [5RFQ!
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 b2}QoJ@`
B 油螺塞:
:kp
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。 8}"f|6Wm
C 油标: E+^} B/"
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 (2O} B.6
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. +c]N]?k&
BqLtTo ?'
D 通气孔: 8CnI%_Su
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. ZyS;+"
E 盖螺钉: ~x0-iBF
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 (jo(bbpj
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. pE(<XD3Q
F 位销: YL9t3]
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. p(x1D]#Z[
G 吊钩: 7G>0,'XC
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. os(Jr!p_=
So)KI_M
减速器机体结构尺寸如下: 0'q(XB`i=
+9Hk+.
名称 符号 计算公式 结果 [KimY
箱座壁厚 10 I(?|Ox9"?
箱盖壁厚 9 U7*VIRibv+
箱盖凸缘厚度 12 '.h/Y/oz
箱座凸缘厚度 15 vYMbson}
箱座底凸缘厚度 25 qh)!| B
地脚螺钉直径 M24 A=qW]Im
地脚螺钉数目 查手册 6 2W"cTm
轴承旁联接螺栓直径 M12 uZ0 $s$
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 \6`%NhkM_
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 {o5K?Pb
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 j6R{
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 St7D.|
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 t5jhpPVf
22 ~kj(s>xP
18 %8}ksl07
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 LG&Q>pt.
16 ,
R.+-X
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 Z'>eT)
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 /_k hFw
齿轮端面与内机壁距离 > 10 /[0 /8f6
机盖,机座肋厚 9 8.5 !(ux.T0
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) ]!tYrSM!
150(3轴) Za:BJ:
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) }%>$}4 ,
150(3轴) +sR *d
#Lxj
)
11. 润滑密封设计 |Z7bd^
@Pb 1QLiz
对于二级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度. mk`cyN>m
油的深度为H+ P{i8
H=30 =34 L$u&~"z-
所以H+=30+34=64 7].IT(
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 2$i 0yPv
}'.Sn{OWf
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 -{:LxE
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 j=jrzG+`
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 h&k^l,
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 4|Gs(^nU
8{4D |o#O
12.联轴器设计 F{H0
%
9CU6o:'fW
1.类型选择. n"d)
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 Lq
$4.l[j
2.载荷计算. hA,rSq
公称转矩:T=95509550333.5 SE}RP3dF!
查课本,选取 \I,Dje/:w
所以转矩 jVFRq T%
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 7si*%><X
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm p4t!T=o/
hzPB~obC
四、设计小结 K<7T}XzU$
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。 VF!kr1n!
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。 Lc: SqF
五、参考资料目录 69I.*[
[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; vkd<l&zD
[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; pffw5Tc
[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; 5wFS.!xD
[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; >*i8RqU
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 9Or4`JOO
[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; OD/P*CQ_
[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。