机械设计基础课程设计任务书 .IAHy)li"
Dgq[g_+l
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 |C2.Zay
n%ArA])_&
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) r+#V{oE_
piiQ
目 录 1d@^,7MF-
k}0
一 课程设计书 2 wgR@M[]o;
K[|P6J
二 设计要求 2 bQN4ozSi
7E6?)bgh
三 设计步骤 2 ~{7NTW
&\]f!'jV
1. 传动装置总体设计方案 3 _2!e!Z
2. 电动机的选择 4 l;VGJMPi
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 Boj{+rE0
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 D>x'3WYR
5. 设计V带和带轮 6 h}%M
6. 齿轮的设计 8 7/OOq=z
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 V_d%g<n4
8. 键联接设计 26 "vRqtEBO@
9. 箱体结构的设计 27 a3
_0F@I
10.润滑密封设计 30 BiLreZ~"
11.联轴器设计 30 .idl@%
4a \+o]
四 设计小结 31 O>F.Wf5g
五 参考资料 32 y`@4n.Q
; o@`l$O
一. 课程设计书 /sC[5G%
设计课题: 1H[;7@o$e
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 |v'5*n9
表一: wG[l9)lz
题号 7<Js'\Z
kuud0VWJ
参数 1 HY| SLk/E
运输带工作拉力(kN) 1.5 -Jrc'e4K
运输带工作速度(m/s) 1.1 sF3
l##Wv
卷筒直径(mm) 200 :3*oAh8|
Sm_:SF!<D6
二. 设计要求 i@j ?<
1.减速器装配图一张(A1)。 E|uXi)!.x
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 b`Ek;nYek
3.设计说明书一份。 >)Z2bCe
O
xaua
三. 设计步骤 N)y;owgo
1. 传动装置总体设计方案 ~HI0<;r=eL
2. 电动机的选择 vlyNQ7"%
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 *7V{yK$O|
4. 计算传动装置的运动和动力参数 &>4$ [m>n
5. “V”带轮的材料和结构 uOUw8
6. 齿轮的设计 acZ|H
7. 滚动轴承和传动轴的设计 pR7G/]U$A
8、校核轴的疲劳强度 ?gP/XjToMg
9. 键联接设计 \`9|~!,Ix7
10. 箱体结构设计 9>, \QrrH
11. 润滑密封设计 iZ;jn8
12. 联轴器设计 {73DnC~N
U]&%EqLS
1.传动装置总体设计方案: +mPB?5
1L9
<1
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 8k% :w0H
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, .kDCcnm
要求轴有较大的刚度。 *hgsS~
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 j*\MUR=
其传动方案如下: \aRB
~i {)J
图一:(传动装置总体设计图) Ps,w(k{d
fkG"72 95A
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 .qP
zd(<T7
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 yE/I)GOQjs
传动装置的总效率 wC@U/?
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; Gwk@X/q
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, V:np cKpu
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, Fd0FG A&L
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 cW>`Z:6{K
+eat,3Ji
2.电动机的选择 xBd%e-r
~_6rD`2cJ
电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, #jR?C9&!(
经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, ld0WZj
则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 /;[')RO`
h<jIg$rA
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, I!%@|[ Ow
'?[msX"aqa
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 eVJL|uI|
";%1sK
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 XiUsaoQm3
C_;6-Q%V
<Z wEdq
方案 电动机型号 额定功率 Z.:A26
P |MGw$
kw 电动机转速 [:Y^0[2
电动机重量 Yi,um-%
N 参考价格 DenCD9 f
元 传动装置的传动比 FL}8h/
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 4cL=f
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 @ZWKs
Z!6G(zz:>
中心高 NIGFu{S
外型尺寸 l$NEx0Dffz
L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD Ei!z? sxzx
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 xr -scdh2
P#]jPW
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 jKs8i$q
v?t+%|dzA
(1) 总传动比 F.6SX (x
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 #YV;Gp(2h
(2) 分配传动装置传动比 P^r8JhDJ
=× 36z{TWF
式中分别为带传动和减速器的传动比。 LNWp$"
为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 (n G
4.计算传动装置的运动和动力参数 \wP$"Z}j
(1) 各轴转速
C .Yz<?;S
==1440/2.3=626.09r/min xFh}%mwpt[
==626.09/5.96=105.05r/min IbC)F> Dq
(2) 各轴输入功率 ]y/:#^M+
=×=3.05×0.96=2.93kW /fEXAk
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW 2oRmro
则各轴的输出功率: -u(#V#}OV?
=×0.98=2.989kW
[DviN
=×0.98=2.929kW [
CY=
各轴输入转矩 h&P[9:LH
=×× N·m `3Y+:!q
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· 0!T $Ef
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m Yp$lc^)c>
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m o>h>#!e
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m 6kk(FVX
=×0.98=242.86N·m 4ai3@f5
运动和动力参数结果如下表 >jm9x1+C
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min VEk|lX;2
输入 输出 输入 输出 n%}0hVu
电动机轴 3.03 20.23 1440 }0o0 "J-$
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 [?A0{#5)8x
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 j&r5oD;
G}g+2`
5、“V”带轮的材料和结构 gvX7+F=}B
确定V带的截型 4-AmzU
工况系数 由表6-4 KA=1.2 yWy9IWI["
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 L!5HE])<)
V带截型 由图6-13 B型 2epL!j)Wh
&^"m6
确定V带轮的直径 rx<fjA%
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm 9(Z)c
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s lnhZ!_
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm !nVuvsbv
B7
T+a
确定中心距及V带基准长度 E;SFf
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知
eL*Edl|#
360<a<1030 ;iWCV&>w
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm vKxwv
YDe
3i<*,@CY
初定V带基准长度 zB4gnVhus|
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm W/+0gh7`,(
MC3{LVNK
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm :D EZ$gi
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm JL1Whf
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 #Uo
9BM
%q@@0qenv
确定V带的根数 I#0$5a},u^
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw 3Dy.mt P
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 `R\0g\
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 5_PD?lg
带长修正系数 由表6-2 KL=1 ZCa?uzeo]
D0~mu{;c$
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 '<O&
:
@jfd.? RK!
取Z=2 9
HuE'(wQ
V带齿轮各设计参数附表 K.k=\N
S;=
D/)[mr
各传动比 {Q0"uE)-.
crUXpD
V带 齿轮 Tg[+K+ b
2.3 5.96 %NKf@If)
N:0mjHG
2. 各轴转速n m]85F^R0
(r/min) (r/min) $WDa}~j~^
626.09 105.05 z}Q54,9m
hTF]-&
hZ
3. 各轴输入功率 P TMbj]Mso
(kw) (kw) FQ_4a}UOjX
2.93 2.71 /W%{b:
MD&Ebq5V
4. 各轴输入转矩 T tjGQ0-Lo
(kN·m) (kN·m) SOd(& >
43.77 242.86 &BP%~
yB&s2J
5. 带轮主要参数 I-^Y$6-
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) B>Mk "WjQ
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 Rv }e+5F
带的根数z \
^_3Yw
160 368 708 2232 B 2 GSsot%B u"
}I!D65-#'
6.齿轮的设计 z.FO6y6L
7JjTm^bu
(一)齿轮传动的设计计算 ) "'J]6
S?&ntUah
齿轮材料,热处理及精度 TRa|}JaI"
考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 X ZfT;!wF&
(1) 齿轮材料及热处理 `uY77co6
① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24 w18kTa!4@
高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 HI55):Eb
② 齿轮精度 Z{|wjZb(
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 )jvYJ9s
2!}5shB
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 N|wI=To
按齿面接触强度设计 C/!kMMh>vV
c&ymVB?G:1
确定各参数的值: V|Smk;G
①试选=1.6 dG\dGSZ\h
选取区域系数 Z=2.433 {eL XVNR7R
K.B!-<
则 aVEg%8
②计算应力值环数 a(QYc?u
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) EHmw(%a|+
=1.4425×10h !A qSG-
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) j8P=8w{
③查得:K=0.93 K=0.96 \G:\36l
④齿轮的疲劳强度极限 N"Q-xK
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: =XuBan3B>
[]==0.93×550=511.5 :T.j;~
Ny\p$v
"p
[]==0.96×450=432 <7-3j{065
许用接触应力 Xi$2MyRd
Q#i[Y?$L
⑤查课本表3-5得: =189.8MP WZ>
}
=1 Xf(H_&K
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 [jU.58*
=4.47×10N.m yP.,Dh s
3.设计计算 d?)k<!fJk
①小齿轮的分度圆直径d k"7l\;N
A&XI1. j6
=46.42 MF69n,(o
②计算圆周速度 {oOzXc6o
1.52 Em?bV(
③计算齿宽b和模数 VXX7Y?!
计算齿宽b P
:zZ
b==46.42mm [z=KHk
计算摸数m >UlAae44
初选螺旋角=14 =wEU+R_#o
= #l2KJ7AMK
④计算齿宽与高之比 +es|0;Z4yP
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 xvU@,bzz
=46.42/4.5 =10.32 /{il;/Vj
⑤计算纵向重合度 ?>
)(;Ir9
=0.318=1.903 3
vr T`
⑥计算载荷系数K 6ZKSet8
使用系数=1 ^26vP7
根据,7级精度, 查课本得 e*K1";
动载系数K=1.07, Ls51U 7
查课本K的计算公式: !X5n'1&
K= +0.23×10×b I8M^]+c
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 20h+^R3{Z
查课本得: K=1.35 =zBc@VTp
查课本得: K==1.2 d>k)aIYp
故载荷系数: L{&5Ets
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 ,0k3Qi%
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 PLoD^3uG)
d=d=50.64 \?EnTu.
⑧计算模数 /fh[_!qN
= 9\f%+?p
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 4+?d0
由弯曲强度的设计公式 5=@q!8a*
≥ ,Kl6vw8Htg
7UnB]- :.
⑴ 确定公式内各计算数值 A*b>@>2
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m 'TwvkU"
确定齿数z u?xXZ]_u-
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 Ga,+
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 V\|V1c
Δi=0.032%5%,允许 `
b$u w
② 计算当量齿数 Ah#bj8}
z=z/cos=24/ cos14=26.27 ;cpQ[+$nKp
z=z/cos=144/ cos14=158 7:Cq[u fl
③ 初选齿宽系数 ^VL",Nt
按对称布置,由表查得=1 ip)gI&kN`z
④ 初选螺旋角 J) I|Xot
初定螺旋角 =14 L>@:Xo@
⑤ 载荷系数K o!$O+%4
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 7gxC
xfL$
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y + 0DPhc
查得: ,2>nr goM
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 9=o;I;I
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 #I
x59
CQ;.}=j
,
⑦ 重合度系数Y J!+)v
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 5oOF|IYi
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 T>P[0`*)
=14.07609 Rlyx&C8
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 vHmsS\\~9
⑧ 螺旋角系数Y Z4VNm1qs
轴向重合度 =1.675, (Vz\02,K
Y=1-=0.82 vr2cDk{
Lnk(l2~U
⑨ 计算大小齿轮的 u*"mdL2
安全系数由表查得S=1.25 CO5>Q o
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 qi51'@
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 dsrKHi
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 DuvI2ZWP]
查课本得到弯曲疲劳强度极限 .).}ffhOL
小齿轮 大齿轮 G?$0OU
: *g3PhNE
查课本得弯曲疲劳寿命系数: L!qXt(`
K=0.86 K=0.93 0pW?v:!H
7c8A|E0\mF
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 n,l{1 q
[]= 0r/pZ3/
[]= 5`tMHgQO
1&2X*$]y
P-Up v6J3
大齿轮的数值大.选用. u6#FG9W7
xtq='s8e
⑵ 设计计算 }<=4A\LZ
计算模数 99/`23YL
rY:A LA
Ms61FmA4
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: Y(U+s\X
?7k%4~H t
z==24.57 取z=25 rEfo)jod
oU[>.Igi
那么z=5.96×25=149 ZIr&_x#e
9V/:1I0?&0
② 几何尺寸计算 0Z,a3)jcc
计算中心距 a===147.2 rdBF+YN9/?
将中心距圆整为110 3U\| E
t gpg
按圆整后的中心距修正螺旋角 z%0'v`7
/&jh10}H
=arccos 2leTEs5aK`
ZNN^
因值改变不多,故参数,,等不必修正. hH3~O`~
w$fP$ \+
计算大.小齿轮的分度圆直径 YYs/r
%V;B{?>9zB
d==42.4 H4Lvw8G
y}
W-OLE
d==252.5 ?nc:B]=pTY
=F9!)r
计算齿轮宽度 !M*$pQi}
sngM4ikhs
B= .W*" C
y(92 Th$
圆整的 8x /]H(J
oEN^O:9e
大齿轮如上图: I/vQP+w O
c7R<5f
^Ee"w7XjD
7,BULs\g
7.传动轴承和传动轴的设计 W[4 V#&Z
='z4bU
1. 传动轴承的设计 0*{2^\
[5T{`&
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 )Bo]+\2
P1=2.93KW n1=626.9r/min uJ@C-/BD!M
T1=43.77kn.m 8H7=vk+
⑵. 求作用在齿轮上的力 ~A-Y%P
已知小齿轮的分度圆直径为 "'@>cJ=
d1=42.4 H7Y :l0b
而 F= \:Vm7Zg
F= F DV5K)m&G
i+XHXpk
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N tOT(!yz
7AouiL 2-W
NG\g_^.M
i[7<l&K]
⑶. 初步确定轴的最小直径 2b89th
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 @q/E)M?
1/J3 9Y~+
o4F?Rx,L
U,7O{YM
从动轴的设计 -?}Z0e(w
glI4Jb_[
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, =4_Er{AT
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M H$44,8,m
⑵. 求作用在齿轮上的力 W^8MsdM
已知大齿轮的分度圆直径为 zNRR('B?
d2=252.5 /OtLIM+7~{
而 F= efUa[XO
F= F [#mRlL0yk
'fS&WVR?
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N +rN&@}Jt.
n~Qo@%Jr
T6^H%;G
!E.CpfaC
⑶. 初步确定轴的最小直径 kC8M2 |L
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 @0[#XA_>
&|Cd1z#?
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 +JlPQ~5
查表,选取 ~`Rb"Zn
4uy:sCmu
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 D@?Tq,=
[
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 ,
aJC7'(
{\p&?
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 oUNuM%g9Dy
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与 。 <;P40jDL
Q4e+vBECkq
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. HF;$Wf+=J
q<Z`<e
D B 轴承代号 ]9hXiY
45 85 19 58.8 73.2 7209AC kR/Etm5_
45 85 19 60.5 70.2 7209B HD!2|b~@
50 80 16 59.2 70.9 7010C }O+`X) 9
50 80 16 59.2 70.9 7010AC t`Lh(`
k^Qd%;bdF
5lrjM^E|
~v|NC([(
5KgAY;|
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 h\lyt(.s
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, Q$58K9
③ 取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm. tFvXVfml
`;HZO8
④ 轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取l=50. a?1lj,"~R
⑤ 取齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮间的距离c=20.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16, opfg %*
高速齿轮轮毂长L=50,则 PTP0 _|K
zJH:`~GxE
L=16+16+16+8+8=64 i#KY'"P
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. sa
w
j^6,V\;l
5. 求轴上的载荷 (MzThGJK_
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, /C6$B)w_*{
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. 6(8zt"E
{&uN q^Ch
>41K>=K
bR*}
s/
p>h}k_s
0WQd#l
S5/p3;O\c
,u S)N6'b6
h pKrP
J*D3=5&
o-+H-
传动轴总体设计结构图: Ti>2N
->rudRQ
avy@)iO7
>=K~*$&>
(主动轴) :V~
AjV
hka`STK{
*0/%R{+S
从动轴的载荷分析图: F@<^
gQ$0 |0O
6. 校核轴的强度 vRMGNz_P7[
根据 cpu|tK.t
== ,% *Jm
前已选轴材料为45钢,调质处理。 m2v'zJd}g
查表15-1得[]=60MP U-pBat.$'C
〈 [] 此轴合理安全 @r]1;KG
d~;U-
8、校核轴的疲劳强度. UHS{X~CS
e
⑴. 判断危险截面 f"Kl?IN8
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.
U92?e}=]
⑵. 截面Ⅶ左侧。 C )BVsHT4
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 H+npe'm_Z
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 QRHM#v S
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 L8?;A9pc()
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 IeAUVRS)
截面上的弯曲应力 :u|F>e
C
j:
截面上的扭转应力 17[vq!x6
== ;\
gat)0n%
轴的材料为45钢。调质处理。 ofuQ`g1hb
由课本得: g-<[* nF
3Gt@Fo=
因 kk ZMoK
经插入后得 O#`y;%
2.0 =1.31 3Y=uBl
轴性系数为 %h}3}p#4
=0.85 nmoC(| r
K=1+=1.82 Hh'o:j(^
K=1+(-1)=1.26 # 66vkf*
所以 -~_;9[uV
T;#:Y
综合系数为: K=2.8 @T)>akEOt
K=1.62 ;fB!/u
碳钢的特性系数 取0.1 Hr/Q?7g
取0.05 vg\fBHzn
安全系数 0RP{_1k
S=25.13 .83z =
S13.71 +?+iVLr!l}
≥S=1.5 所以它是安全的 <^"0A
截面Ⅳ右侧 N[wyi&m4
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 Atod&qH
-9yWf8;
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 PjkjUP
e89IT*
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 NLZUAtx(
L87=*_!B;
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 7-c3^5gn{
截面上的弯曲应力 g>H\"cUv
截面上的扭转应力 !==C@cH<N
==K= yD(v_J*
K= -XWlmw*i(g
所以 <v$yXA
综合系数为: \"l/D?+Q
K=2.8 K=1.62 L lVE5f?
碳钢的特性系数 ..yLtqos
取0.1 取0.05 (z^987G
安全系数 uEdeA'*^
S=25.13 :+UahwiRD"
S13.71 AUPTtc`#Y
≥S=1.5 所以它是安全的 tV9 K5ON
H)NT2@%{P
9.键的设计和计算 yYvv!w+@Q
MJG)fFl]O
①选择键联接的类型和尺寸 WGI4DzKa
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. q[TW
根据 d=55 d=65 8~v E
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 O*PJr[Zou
b=20 h=12 =50 |=#uzp7*
CChCxB
②校和键联接的强度 ,dSP%?vV
查表6-2得 []=110MP dwmZ_m.
工作长度 36-16=20 ~jM!8]=
50-20=30 5
DvD
③键与轮毂键槽的接触高度 c8M'/{4rH
K=0.5 h=5 sU;aA0kz
K=0.5 h=6 H6i;MQ
由式(6-1)得: kT4Oal+4
<[] ]L9$JTGF`w
<[] CYN")J8V
两者都合适 Uf<IXx&;
取键标记为: kUQdi%3yY;
键2:16×36 A GB/T1096-1979 lvIdYf$?
键3:20×50 A GB/T1096-1979 ]VHO'z\m
10、箱体结构的设计 $s!2D"wl n
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, 'v_VyK*w
大端盖分机体采用配合. W3Dtt-)E
$qfNEAmDf\
1. 机体有足够的刚度 gshgl3
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 .?;"iv+
uDsof?z
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 *)um^O
xQ@gh
( (
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 H@BU/{
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 p^9u8T4l1
TZ]o6B b
3. 机体结构有良好的工艺性. y<*/\]t9L[
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. 'A#F< x
=Vi>?fWpn=
4. 对附件设计 L(\o66a-rV
A 视孔盖和窥视孔 KPB^>,T2{
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 )L%[(iI,x
B 油螺塞: 7N
I~47s|v
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。 `T~~yM)q
C 油标: ky|Py
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 VXIB9
/*i
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. 1g bqHxWI
[Z{0|NR
D 通气孔: w[?E
oFI$Y
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. GJbU1k]
E 盖螺钉: zua=E2
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 TaE&8;H#N
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. q5u"v
F 位销: oO~LiK>
为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度,在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销,以提高定位精度. 3Fl!pq]
G 吊钩: [+z*&~'
在机盖上直接铸出吊钩和吊环,用以起吊或搬运较重的物体. Bd-@@d.H<
Z{spo=
减速器机体结构尺寸如下: !%Qm{R
ucgp=bye
名称 符号 计算公式 结果 "[p-Iy1
箱座壁厚 10 J:JkX>n%k=
箱盖壁厚 9 gDBdaxR<
箱盖凸缘厚度 12 LFT)_DG7(
箱座凸缘厚度 15 ,pMH`
箱座底凸缘厚度 25 fKjUEMRK
地脚螺钉直径 M24 |%xgob
地脚螺钉数目 查手册 6 8sGaq [
轴承旁联接螺栓直径 M12 DSc:>G
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 Ph|\%P`>%
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 "L~qsFL
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 R3ru<u>k&
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 92)e/t iP
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 ?Z[`sm
22 .iXIoka
18 n*vzp?+Y
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 '+*{u]\
16 c2d=dGP>~f
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 13KfI
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 ";$rcg"%X
齿轮端面与内机壁距离 > 10 J'no{3Ktz
机盖,机座肋厚 9 8.5 l=?G"1
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) }[m,HA<j
150(3轴) %^ z##7^
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) TSHQ>kP
150(3轴) ^P
!}"
L!
DK2,
11. 润滑密封设计 vS_Ji<W~E
i$:QOMA
对于二级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度. U" ;8zplU
油的深度为H+ | Xv]s61
H=30 =34 wtpz ef=
所以H+=30+34=64 :Lze8oY(D}
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 `X ;2lgL
mcFJ__3MAV
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 (c=.?{U
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 7C"&f *lEi
密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 pwG" _|h
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 EvQMt0[?EW
d iG kwKj
12.联轴器设计 L?slIGp%-
N);2 2-
1.类型选择. V$';B=M
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 @K:TGo,%I
2.载荷计算. 27q=~R}
公称转矩:T=95509550333.5 P>s3Rh3:
查课本,选取 q"O4}4`
所以转矩 (h3f$
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 "{F e
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm r[}5<S Q
N,M[Opm
四、设计小结 vv%
o+r-t
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。 <+\
w .!
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。 1P[[PvkD6
五、参考资料目录 qZz?i
[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; oYn|>`+6:y
[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; AYnk.H-v
[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; h~R= ?%H[
[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; N=[# "4I
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 dnW #"
[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; Q"+)xj
[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。