机械设计基础课程设计任务书 p9eRZVy/
!ZXUPH
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 RO(TvZ0pE
jztq.2-c#
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) 2 oa#0`{
%N;!+
;F_g
目 录 >@WX>0`ht
7&`}~$>}>e
一 课程设计书 2 fP3_d
8ul&x~2;X
二 设计要求 2 ml@2wGyf
Wv__ wZ
三 设计步骤 2 jENr>$$
<APB11
1. 传动装置总体设计方案 3 fgNU03jp^x
2. 电动机的选择 4 d!KsNkk
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 ug{R 3SS
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 *Nyev]8
5. 设计V带和带轮 6 Qr1e@ =B
6. 齿轮的设计 8 \BWykA>
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 f<+4rHT
8. 键联接设计 26 Ggh.dZI4
9. 箱体结构的设计 27 L=2y57&Y
10.润滑密封设计 30 Hk>79};
11.联轴器设计 30 Oz|K8p
&t5{J53
四 设计小结 31 $?,a[79
五 参考资料 32 Ngb(F84H?
2tROT][J%
一. 课程设计书 Rwr 2gMt7
设计课题: f84:hXo6
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 )}TLC 2%
表一: h._nK\
题号 \#68;)+=
g}p;\o
参数 1 pV6d
Id
运输带工作拉力(kN) 1.5 J$~<V
IX
运输带工作速度(m/s) 1.1 J 5h+s-'
卷筒直径(mm) 200 1!pa;$L
9%*wb`&
二. 设计要求 F}"] 92
1.减速器装配图一张(A1)。
^ kST
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 0y&I/2
3.设计说明书一份。 b':|uu*/
Zo KcJA
三. 设计步骤 xEuN
1. 传动装置总体设计方案 7PR#(ftz
2. 电动机的选择 '0$?h9"
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 )2,eFNB#n
4. 计算传动装置的运动和动力参数 nhG
J
5. “V”带轮的材料和结构 IVr 2y8K
6. 齿轮的设计 A:<;M@q!
7. 滚动轴承和传动轴的设计 +UJuB
8、校核轴的疲劳强度 fYE(n8W3
9. 键联接设计 _(m't n>
10. 箱体结构设计 !_2n
11. 润滑密封设计 B2Xn?i3 l
12. 联轴器设计 syip; ;
Ll MpS<2NO
1.传动装置总体设计方案: [ofqGwpDG
9w9jpe#
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 (M
=Y&M'f
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, UD~p'^.m_
要求轴有较大的刚度。 TpA\9N#$
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。 :';L/x>
其传动方案如下: .qk]$LJF7
EQqx+J&!
图一:(传动装置总体设计图) <8UYhGK
jL)WPq!m+
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 VF&Z%O3n
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 qo)?8kx>l
传动装置的总效率 R:p62c;Tv0
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; @|a>&~xX
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, "U.^lkN
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, &D%(~|'
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 E,n}HiAz7V
K/ &?VIi`z
2.电动机的选择 `>DP,D)w(
Oi"a:bCU
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, {{C`mgC
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, 9+,R`v
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。 !L5jj#0
vd`}/~o
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, RFh"&0[
B12$I:x`
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 EkT."K
C@N1ljXJT
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 4h6k`ie!$
,:+dg(\r
E&yD8=vw
方案 电动机型号 额定功率 */ G<!W
P .kTG[)F0b
kw 电动机转速 569}Xbc/
电动机重量 nS()u}c;r
N 参考价格 yBLK$@9
元 传动装置的传动比 &;LqF#ZL
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 `P Xz
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 bbxLBD'
PiFD^w
中心高 E^w:KC2@
外型尺寸 y80ykGPT\&
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 dk8wIa"K`
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 D+lzFn$3
!?
^h;)a
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 <"o"z2
$-+/$!
(1) 总传动比 (2?G:+C 7
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 RkFD*E$
(2) 分配传动装置传动比 P7B:%HiAx
=× 1
4LI5T
式中分别为带传动和减速器的传动比。 8\<jyJ
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 `k\grr.J
4.计算传动装置的运动和动力参数 qDWsvx]
(1) 各轴转速 %tA57Pn>
==1440/2.3=626.09r/min uGdp@]z&8Q
==626.09/5.96=105.05r/min F#xa`*AP
(2) 各轴输入功率 ry};m_BY
=×=3.05×0.96=2.93kW JT[*3h
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW %}2@rLP
则各轴的输出功率: -#-p1^v}
=×0.98=2.989kW s?WCnT
=×0.98=2.929kW wx=0'T-[
各轴输入转矩 $]aBe
!
=×× N·m GC8}X;((Y
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· {Hr$wa~
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m v"+k~:t*
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m ]L2Oz
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m fJjgq)9
=×0.98=242.86N·m (_*
wt]"'
运动和动力参数结果如下表 l? #xAZx&_
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min -6Tk<W
输入 输出 输入 输出 F?Ju??O
电动机轴 3.03 20.23 1440 cIXwiC8t
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 8l/[(] &
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 %Qn(rA@9
i5hD#
5、“V”带轮的材料和结构 ^SEdA=!
确定V带的截型 jdevat,&u
工况系数 由表6-4 KA=1.2 K|W^l\Lt
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 UVf\2\ Y
V带截型 由图6-13 B型 kfC0zd+
p]W+eT
确定V带轮的直径 n)8Yj/5
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm ]TO/kl/
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s $awi>#[
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm ,KW;2t*IQ@
Q/_[--0
确定中心距及V带基准长度 ]pTvMom$6
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 xu%'GZ,o9
360<a<1030 mkvvNm3
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm ~4.r^)\
(J:dK=O@Z
初定V带基准长度 eN0P9.eqM
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm [nN7qG
p5c8YfM
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm !7H6i#g*
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm O^{1RV3:,T
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 L3y5 a?G
r$)$n&j
确定V带的根数 upn8n vy4(
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw x49!{}
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 o|S)C<w
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 q/@dR{-
带长修正系数 由表6-2 KL=1 mAqDjRV1
_[Gb)/@mM
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 ;M
v~yb3v
@
"d2.h
取Z=2 Uku5wPS
V带齿轮各设计参数附表 Iur9I>8h
u'9gVU B
各传动比 Wz=OSH7"f
%j]STD.E
V带 齿轮 N}/>r D
2.3 5.96 gzfb zt}?
J2Et-Cz 1
2. 各轴转速n QrjDF>
(r/min) (r/min) (*^DN{5
626.09 105.05 vx 0UoKX
?_4^le[;
3. 各轴输入功率 P a#(U2OP
(kw) (kw) 7s>a2
2.93 2.71 &W_th\%
/J%do]PDl
4. 各轴输入转矩 T 'qeP6}M
(kN·m) (kN·m) -Q[g/%
43.77 242.86 4KIWb~0Y
0%Q9}l#7
5. 带轮主要参数 Y^lQX~I2{
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) N)OCSeh
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 ?9?4p@
带的根数z W}gVIfe
160 368 708 2232 B 2 }Jxq'B
u*R7zY
6.齿轮的设计 }5S2p@W)
+t\^(SJ6
(一)齿轮传动的设计计算 V:^H4WvL\W
[!+D<Y
齿轮材料,热处理及精度 Lo3-X
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 W7e4pR?w
(1) 齿轮材料及热处理 jPwef##~7
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 D$pj#
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 lSCY5[?
② 齿轮精度 OD4W}Y.
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 ?MZ:_'2p
LD.Ck6@
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 z-Hkz
按齿面接触强度设计
$[e%&h@JR
ya>N.h
确定各参数的值: JLW$+62
①试选=1.6 QWhp:]}
选取区域系数 Z=2.433 2ij/N%l
BR3mAF
则 0VG=?dq
②计算应力值环数 MSB%{7'o
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) N{pa)
/
=1.4425×10h ~= 9Vv
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) wiV&xl
③查得:K=0.93 K=0.96 d=nh
④齿轮的疲劳强度极限 sMJ#<w}Q
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: m^0A?jBrR
[]==0.93×550=511.5 z\$;'
NKh,z&
_5-
[]==0.96×450=432 )<'yQW=6
许用接触应力 }:^X X0:FK
;$6x=uZ
⑤查课本表3-5得: =189.8MP 1Zq
=1 7-g^2sa'(
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 R<j<.h
=4.47×10N.m *^6k[3VY
3.设计计算 rgT%XhUS6f
①小齿轮的分度圆直径d XPVV+.
0#
UAjT3
=46.42 8l?w=)Qy
②计算圆周速度 R`3x=q
1.52 8>v7v&Bh|
③计算齿宽b和模数 `vH&K{
计算齿宽b 'Z$jBL
b==46.42mm Sgx+V"bkT
计算摸数m e@+v9Bs]q
初选螺旋角=14 |$ w0+bV*
= 5F03y`@ u
④计算齿宽与高之比 ZpTi:3>
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 jDp]R_i
=46.42/4.5 =10.32 v['AB4
⑤计算纵向重合度 ?:JdRnH \
=0.318=1.903 z=%IcSx;
⑥计算载荷系数K CH#kvR2
使用系数=1 KMe.i'
根据,7级精度, 查课本得 e18T(g_i
动载系数K=1.07, $uTlbAuv
查课本K的计算公式: S#hu2\9D,
K= +0.23×10×b
B,:23[v
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 n4XMN\:g{
查课本得: K=1.35 iUpSN0XkMM
查课本得: K==1.2 "1CGO@AXS
故载荷系数: P69>gBZYD
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 /o'oF
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 L:Ed-=|Uw
d=d=50.64 w0\4Wa
⑧计算模数 Do(PdF6A
= xz="|HD);
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 dvxf lLd @
由弯曲强度的设计公式 JH-nvv
≥ &7lk2Q\
89ZDOji?O
⑴ 确定公式内各计算数值 -^y1iN'D
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m !__D}k,
确定齿数z vN'VDvVM
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 @ >
cdHv
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 '%3u%;"
Δi=0.032%5%,允许 ;q'DGzh
② 计算当量齿数 X #H:&*[!
z=z/cos=24/ cos14=26.27 MQjG<O\
z=z/cos=144/ cos14=158 EGr|BLl
③ 初选齿宽系数 -.^= Z!=M
按对称布置,由表查得=1 SG1&a:c+.
④ 初选螺旋角 "@aq@mY@
初定螺旋角 =14 b ^+Fs
⑤ 载荷系数K )|MIWgfWN
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 HarYV :
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y B?!9W@
查得: 6MrZ6dz^
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 ttTI#Fr2
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 WFQ*s4 R(
?hP<@L6K
⑦ 重合度系数Y :Xh_$4~^Y
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 ll 6]W~[ZC
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 PjiNu.>2(
=14.07609 rwasH,+
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 G* 8+h
⑧ 螺旋角系数Y BYkVg2D(
轴向重合度 =1.675, 1y_fQ+\2A
Y=1-=0.82 z+y;y&P
F]/L!
⑨ 计算大小齿轮的 ecM4]U
安全系数由表查得S=1.25 UZ[/aq
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 NKupOJJq
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 K'a#M g
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 ~W]#9&yQ
查课本得到弯曲疲劳强度极限 nNd`]F^U
小齿轮 大齿轮 -G(3Y2
h[Ndtq>3{
查课本得弯曲疲劳寿命系数: a3b2nAI l
K=0.86 K=0.93 D|u^8\'.
r\4*\
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 ,eZ;8W{G
[]= {QIS411
[]= [8B
tIv
"#_)G7W+e
94Kuy@0:+
大齿轮的数值大.选用. .5jnKU8NF
'7S!6kd?
⑵ 设计计算 {mCKTyN+
计算模数 ;:#?~%7>
7,) 67G;
vkDZv@
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: =DeHxPv}f
]Ct`4pA
z==24.57 取z=25 =;'ope(?S
=!1-AR%.^
那么z=5.96×25=149 0~PXa(!^K
B,BOzpb(
② 几何尺寸计算 +cV5h
计算中心距 a===147.2 "z{_hp{T^
将中心距圆整为110 J};u25:}
-D&.)N9ctQ
按圆整后的中心距修正螺旋角 T:w2
}QX2:a
=arccos [[/ }1%
w /Bn2bD
因值改变不多,故参数,,等不必修正. 2|T|K?R^
$ uz1
计算大.小齿轮的分度圆直径 "/ a*[_sV
X\c1q4oB[
d==42.4 <Y}"D Yt
SG(%d^x`R
d==252.5 yi
AG'[
MHpL$g=5_
计算齿轮宽度 gLXvw]
hB2s$QS
B= rC1qGzg\a
6.`} &E
圆整的 kB$,1J$q
$~w@0Yl
大齿轮如上图: :$GL.n-?
~_f
|".T
s&_IWala
9 "
}^SI8
7.传动轴承和传动轴的设计 yPzULO4
Xd19GP!
1. 传动轴承的设计 #um1?V
do?S,'(g
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 `/gEKrhL-
P1=2.93KW n1=626.9r/min @>
+^<
T1=43.77kn.m ?}1JL6mF{
⑵. 求作用在齿轮上的力 YP
.%CD(K
已知小齿轮的分度圆直径为 W=;(t
d1=42.4 mhJOR'2
而 F= QvK]<HEr
F= F QJ(e*/
i$fjr[$B
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N N#-kk3!Z;
sa0^1$(<
ZhJ|ZvJ
"$,}|T?Y`
⑶. 初步确定轴的最小直径 om*tdG
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 8Jib|#!
)z*$`?)k
X"qbB4(I
S8W_$=4
从动轴的设计 $S)e"Po~5
um_M}t{
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, v @I^:I
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M F|n$0vQ*
⑵. 求作用在齿轮上的力 *~t$k56
已知大齿轮的分度圆直径为 Z>MJ0J76]
d2=252.5 ;2xXX,'R7
而 F= 8^f[-^%
F= F U7f&N
r/s&ee
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N &:cTo(C'
vCU&yXGl
}v(H
E%~}
Cn./N aq
⑶. 初步确定轴的最小直径 CgT QGJ}-
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 |qudJucV
aD2CDu
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 %.atWX`b
查表,选取 ETH#IM8J
B"E (Y M
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 Jk6/i;4|
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 >`,#%MH#
HNHhMi`w
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1rm$@L
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 。 enD C#
zk^7gx3x
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. a\.O L}"
aY1#K6(y
D B 轴承代号 -"JE-n
45 85 19 58.8 73.2 7209AC m%$E[cUW!
45 85 19 60.5 70.2 7209B XGrxzO|{
50 80 16 59.2 70.9 7010C '$L= sH5
50 80 16 59.2 70.9 7010AC .D2ub/er
0 *Yivx6
u!EulAl
2Nt]Nj`
?k7/`gU
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 zKAyfn.A
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%/veD k
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. &MGgO\|6
$,@ rKRY
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. c,s<q j
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, o'}Z!@h
高速齿轮轮毂长L=50,则 $}h_EI6hS
V{aIhH>P
L=16+16+16+8+8=64 <wGTs6
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. m5Laq'~0_
fO}1(%}d
5. 求轴上的载荷 D]>86&
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, ?Kz`
O>"6
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. wYxFjXm
FUv)<rK
c$Nl-?W
_q!ck0_
0PX@E-n
H-y-7PW*~
F9G$$%Q-Z
+z/73s0~
K]azUK7
Erymx$@P
WAXrA$:3J
传动轴总体设计结构图: [zt&8g
AE@Rn(1.
'
xq5tRg>
n#AH@`&i
(主动轴) r3lr`s`
5TW<1'u
#2t\>7]
从动轴的载荷分析图: B!C32~[
p.7p,CyB
6. 校核轴的强度 oM7-1O
根据 i*rv_G|(Zj
== -Y,Ibq
前已选轴材料为45钢,调质处理。 w9?wy#YI
查表15-1得[]=60MP -kS5mR
〈 [] 此轴合理安全 CMf~Yv
:r+
1>F$o
8、校核轴的疲劳强度. /u1zRw
⑴. 判断危险截面 +[nYu)puP
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. ;7{wa]
⑵. 截面Ⅶ左侧。 n6+MqN
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 6*oTT(0<p
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 0
#;
s{7k
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 p+1B6 j
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 ~x#-#nuh"
截面上的弯曲应力 yq^$H^_O
p
{.'g!{SHp
截面上的扭转应力
8y
)i,"
== f*f9:xUY
轴的材料为45钢。调质处理。 ,(b~L<zN&
由课本得: ~$9"|
G`K7P`m
因 ^HKaNk<
经插入后得 )u:8Pv
2.0 =1.31 a'.=.eDQ
轴性系数为 3Jit2W4
=0.85 SQCuY<mD
K=1+=1.82 D#(Pg
K=1+(-1)=1.26 q "vT]=Y}:
所以 rMx_ <tX X
ov}{UP]a?
综合系数为: K=2.8 C'"6@-~
K=1.62 eNKdub
碳钢的特性系数 取0.1
C_&tOt
取0.05 :njUaMFoMA
安全系数 :~(^b;yhZ
S=25.13 (bXp1*0 ;
S13.71 ?["ZEa
≥S=1.5 所以它是安全的 v<4X;4p^
截面Ⅳ右侧 7}?z=LHb3
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 Fsdn2{g8U
S!c@6&XJm?
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 !SNtJi$;v
QpZhxp
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 p#I1l2nE
hYx^D>}]
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 {=Y&q~:8v
截面上的弯曲应力 ;<Q_4
V
截面上的扭转应力 G]4+Qr?
==K= 8BdeqgU/_
K= DA\O,^49h
所以 Fs~-exY1
综合系数为: >.A:6
K=2.8 K=1.62 d":{a6D*d
碳钢的特性系数 #.aLx$"a
取0.1 取0.05 O`| ri5d
安全系数 Ku# _
S=25.13 !r,drb
S13.71 A` 8If
≥S=1.5 所以它是安全的 c}cboe2
[O'p&j@
9.键的设计和计算 I!bZ-16X
WNi<|A#T{
①选择键联接的类型和尺寸 %dQX d]
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. lDXH<W?
根据 d=55 d=65 [HfFC3U
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 ]y$C6iUY*
b=20 h=12 =50 DKH9O
4j{ }{
②校和键联接的强度 ivk|-C'\
查表6-2得 []=110MP lUz@Em
工作长度 36-16=20 $<#sCrNX
50-20=30 _X/`4 G
③键与轮毂键槽的接触高度 c`Cn9bX
K=0.5 h=5 >aK&T"
K=0.5 h=6 '{~ej:
由式(6-1)得: XQPJ(.G
<[] w5Z3e^g
<[] + u+fEg/A
两者都合适 cm<3'#~Q?
取键标记为: ShP V!$0
键2:16×36 A GB/T1096-1979 k[m-"I%ZFX
键3:20×50 A GB/T1096-1979 8a{g EZT,
10、箱体结构的设计 cPSpPx
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, G_@H:4$3
大端盖分机体采用配合. N3)EG6vE*
}"v"^5
1. 机体有足够的刚度 5=\b+<pE
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 U# gmk0>t{
;'urt /
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 O!jCQ{ T
:gn!3P}p?
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 r+2dBp3
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 jLg4_N1SD
AmHIG_'
3. 机体结构有良好的工艺性. P?
n`n!qZ
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. +X%yF{^m(
D]REZuHOI
4. 对附件设计 .*{LPfD|
A 视孔盖和窥视孔 ]MyWB<9M
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 z#b6 aP
B 油螺塞: H^~!t{\
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。 xb\lbS{ f
C 油标: n&^Rs)%v
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 L`BLkDm
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. VPuzu|
$=
gv
D 通气孔: {^F_b% a4z
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. uWSG+
E 盖螺钉: MLl:)W*
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 wSGUNP9
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. vnE,}(M
F 位销: 1x]G/I*
为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度,在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销,以提高定位精度. Im2g2]
G 吊钩: _kfApO)O
在机盖上直接铸出吊钩和吊环,用以起吊或搬运较重的物体. rBaK$Ut
{v(3[7
减速器机体结构尺寸如下: vhKD_}}aP
3JwmLGj}
名称 符号 计算公式 结果 RAvV[QkT
箱座壁厚 10 YB[P`Muj
箱盖壁厚 9 zPn8>J<.0Q
箱盖凸缘厚度 12 MEE]6nU
箱座凸缘厚度 15 D*b>
l_
箱座底凸缘厚度 25 -H{{
地脚螺钉直径 M24 /dIiFr"e}G
地脚螺钉数目 查手册 6 iIg_S13
轴承旁联接螺栓直径 M12 I aW8
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 >PTq5pk
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 H|P.q{(G
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 (1ebE
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 }wn GOr
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 No I=t
22 3oj30L.
18 /%~`B[4F
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 y<Z8+/f`f
16 ,ua]h8
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 K-K+%U
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 /IgTmXxxj
齿轮端面与内机壁距离 > 10 :E.mU{
机盖,机座肋厚 9 8.5 `*!.B
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) 8<xJmcTEwO
150(3轴) ,^/;!ErR$
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) MYu-[Hg
150(3轴) p[cC%3
7p{lDQ
11. 润滑密封设计 O\xUv
u4%-e)$X
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. 'kp:yI7w
油的深度为H+ s:M:Ff
H=30 =34 k(et b#
所以H+=30+34=64 (UpSi6?\
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 I\":L
$L(,q!DvH
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 dP )YPy_`
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 t1xX B^.M{
密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 *5wb8[
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 5'@}8W3b
{ 2-w<t
12.联轴器设计 M}HGFN
(xMAo;s_
1.类型选择. p=p,sJ/@
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 u)%J5TR .Y
2.载荷计算. Dzb@H$BQ7
公称转矩:T=95509550333.5 w}+jfO9
查课本,选取 hD
sFsG
所以转矩 :[!rj
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 uV{cvq$jy
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm znD0&CS9q
od$Cm5
四、设计小结 RxcX\:
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。 po!0j+ r3
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。 ZjbMk3Y
五、参考资料目录 =ayl~"bW
[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; fi`*r\
[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; p9fx~[_5/
[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; kz] qk15w
[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; ge*f<#|0U-
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 !Vy/-N
[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; H&l/o
[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。