机械设计基础课程设计任务书 E(<LvMiCa
,$r2gr!_G
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 BH0!6Oq
dw@E)
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) cTZ)"^z!
PX".Km p.
目 录 z)F#u:t
<2
一 课程设计书 2 hQJWKAf,/
QF-)^`N
二 设计要求 2 }F`beoMAkM
|U[y_Y\a
三 设计步骤 2 v@ONo?)
P`s(kIe
1. 传动装置总体设计方案 3 .")b?#K
2. 电动机的选择 4 OsW"CF2
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 <z#BsnjW{
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 5{>0eFzG
5. 设计V带和带轮 6 x;$|#]+
6. 齿轮的设计 8 ZcPUtun
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 (b/d0HCND
8. 键联接设计 26 [h}K$q
9. 箱体结构的设计 27 .PVLWW
10.润滑密封设计 30 _=`x])mM
11.联轴器设计 30 RJJ1
+h[e0J|v{
四 设计小结 31 4E"d /
五 参考资料 32 hd^x}iK"
y{rn-?`{
一. 课程设计书 #-x@"+z
设计课题: `ypL]$cW
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 qR,.W/eS8
表一: 5 Rz/Ri\c=
题号 9\51Z:>
lC9S\s
参数 1 N2~$rpU3
运输带工作拉力(kN) 1.5 '_Wt}{h
运输带工作速度(m/s) 1.1 q@ Kk\m
卷筒直径(mm) 200 x72G^`Wv
<*@~n- R$
二. 设计要求 (-(*XNC
1.减速器装配图一张(A1)。 NM L|"R;
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 }z'DWp=uN
3.设计说明书一份。 cb+y9wA
Z*bC#s?
三. 设计步骤 (L#%!bd
1. 传动装置总体设计方案 \.>.c g
2. 电动机的选择 8$ DwpJ
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 *C_[jk@6
4. 计算传动装置的运动和动力参数 ^pcRW44K
5. “V”带轮的材料和结构 ^@_).:oX7
6. 齿轮的设计 atnQC
7. 滚动轴承和传动轴的设计 :GL7J6
8、校核轴的疲劳强度 x}"Q8kD
9. 键联接设计 #\b ;2>
10. 箱体结构设计 3_J>y
11. 润滑密封设计 ="lI i$>O
12. 联轴器设计 $9i9s4u^
T'R,vxP)\
1.传动装置总体设计方案: ]18Ucf
*]!l%Uf%
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 #{>uC&jD
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, t{ H1u
要求轴有较大的刚度。 6$z'wy/*
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。 @^wpAQfd4
其传动方案如下: "A7<XN<
`cO|RhD@
图一:(传动装置总体设计图) [aNhP;<
l:z};
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 h2&y<Eg >
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 ('HxHOh2
传动装置的总效率 ;.0LRWcJ
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; q2Rf@nt
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, =~",/I?
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, JjDS"hK#
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 BvI 0v:
QRagz,c
2.电动机的选择 'fl(N2t
28+HKbgK
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, &E]"c]i+
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, Bt6xV<jD
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。 gUb
"3g0
qzlER
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, dgY5ccP
Fva]*5
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 _Ff".t<"
[k~C+FI
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 XC}1_VWs
>.@MR<H#5
(-'PD_|
方案 电动机型号 额定功率 [U']kt
P q06@SD$
kw 电动机转速 ^@N`e1
电动机重量 7H?!RYrx
N 参考价格 rxArTpS{.#
元 传动装置的传动比 =ty2_6&>
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 aLHrl6"
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 |QMT
A5
`{WCrw6)
中心高 -rRz@Cr
外型尺寸 acy"ct*I
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 YiO3<}Uf
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 ^W k0*.wg
X;5 S
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 ^:U;rHY
pdy+h{]3
(1) 总传动比 Lm.Ik}Gli
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 H'']J9O
(2) 分配传动装置传动比 8m \;P
=× y
"<JE<X
式中分别为带传动和减速器的传动比。 2t.fD@
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 qm~Kw!kV
4.计算传动装置的运动和动力参数 0x6@{0
(1) 各轴转速 @}Pw0vC
==1440/2.3=626.09r/min }0krSzcn#,
==626.09/5.96=105.05r/min sbpu
qOL
(2) 各轴输入功率 U<|B7t4M
=×=3.05×0.96=2.93kW ?9CIWpGjU
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW $/os{tzjd
则各轴的输出功率: sAf9rZt*'
=×0.98=2.989kW 2pw>B%1WP)
=×0.98=2.929kW B piEAwh
各轴输入转矩 [10$a(g\x
=×× N·m "NlRSc#
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· ;\1b{-' l
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m E=3#TBd
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m %jpH:-8'2
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m *pY/5? g
=×0.98=242.86N·m ;A`IYRzt
运动和动力参数结果如下表 g+VRT,r
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min \gjl^#;
输入 输出 输入 输出 r';Hxa '
电动机轴 3.03 20.23 1440 }`?7\\6
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 7Z9.z4\
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 O#A8t<f|M
E`U&Z
5、“V”带轮的材料和结构 V#+126
确定V带的截型 .Ydr[
工况系数 由表6-4 KA=1.2 oXvdR(Sb^
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 8a_ UxB
V带截型 由图6-13 B型 <d3PDO@w/
Q=dw 6
确定V带轮的直径 /YS@[\j4
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm dVij <! Lu
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s lK_
~d_f
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm Xq[:GUnt
)j$b9ZBk
确定中心距及V带基准长度 jt0H5-x
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 B!$V\Gs
360<a<1030 R994R@gz
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm Ka[Sm|-q
c8H9_6
初定V带基准长度 n U+pnkMj
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm yIn/Y 0No
&Xj {:s#
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm oUnq"]
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm kq-mr
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 #i'C
7[(Lrx.pM
确定V带的根数 r _{)?B
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw y 8Ei=[
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 3RBpbTNWp
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 UwvGr h
带长修正系数 由表6-2 KL=1 $`-SVC
]Om'naD
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 GLbc/qs
L{+&z7M
取Z=2 {o Q(<&Aw
V带齿轮各设计参数附表 PT
0Qzg
Tw`F?i~
各传动比 fzq'S]+
d m/-}
V带 齿轮 ,(1vEE[9-
2.3 5.96 5P5A,K
bW,BhUb,|
2. 各轴转速n C}dKbs^g|
(r/min) (r/min) G.A=hGw
626.09 105.05 r{;VTQ
T%;k%
3. 各轴输入功率 P NgmO0H
(kw) (kw) IG2 `9rR
2.93 2.71 kMfc"JXF
N2+mN0k;
4. 各轴输入转矩 T Gd]5xl
HRU
(kN·m) (kN·m) U]`'GM/x
43.77 242.86 =rf)yp-D
j3sz*:
5. 带轮主要参数 s0X/1Cq
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) 1[fkXO{
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 I{*.htt{
带的根数z kx;xO>dC
160 368 708 2232 B 2 3[00-~&U
vu
!j{%GO
6.齿轮的设计 &sr:\Qn X/
n',9#I(!L
(一)齿轮传动的设计计算 >S-N|uR6
~#IWM+I
齿轮材料,热处理及精度 @M1yBN
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 H`+]dXLB
(1) 齿轮材料及热处理 &k%wOz1vM
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 DRKc&F6Qy
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 nsr
_\F\
② 齿轮精度 LXTipWKz
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 ".*a)
EDPI*@>
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 YKs^%GO+
按齿面接触强度设计 5~ *'>y
>h/)r6
确定各参数的值: it/C y\f
①试选=1.6 )|59FOWg
选取区域系数 Z=2.433 F|
,Vw{
b3y,4ke"
则 (|ct`KU0#
②计算应力值环数 $@ T6g
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) {3F}Slb
=1.4425×10h $Nt]${0
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) SzgY2+Qq
③查得:K=0.93 K=0.96 G}9bCr,
④齿轮的疲劳强度极限 .H[Lo>
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: XSHwE)m
[]==0.93×550=511.5 qI4R`P"
'%eaK_+7
[]==0.96×450=432 iBPdCp%]`
许用接触应力 Q%AS;(d
p[k9C$@e}
⑤查课本表3-5得: =189.8MP rt\<nwc
=1 nfd?@34"A2
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 u}@%70A
=4.47×10N.m %;"B;~
3.设计计算 CpP$HrQ
①小齿轮的分度圆直径d 9cw4tqTm
j.yr5%
=46.42 DY+8m8!4H
②计算圆周速度 Do[ F+Y
1.52 y!{/'{?P
③计算齿宽b和模数 !!D:V`F/d
计算齿宽b R(7X}*@X
b==46.42mm lG[
)8!:+
计算摸数m Um0<I)
初选螺旋角=14 7K5o"
"
= H?/cG_^y0
④计算齿宽与高之比 H $qdU!c
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 6Kv}2M')+
=46.42/4.5 =10.32 &oK/]lub
⑤计算纵向重合度 /iJcy:J
=0.318=1.903 J?,!1V=
⑥计算载荷系数K "=Fn.r4I
使用系数=1 :0TSOT9.
根据,7级精度, 查课本得 @ T~#Gwv
动载系数K=1.07, ZC\.};.
查课本K的计算公式: dO4U9{+
K= +0.23×10×b nD?M;XN
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 1o"oa<*_
查课本得: K=1.35 w\8rh\Mvh
查课本得: K==1.2 K&gc5L
故载荷系数: Ll E_{||h
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 !^"!fuoNC
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 2"{]A;@
d=d=50.64 DGuUI}|)
⑧计算模数 F#37Qv
= mLxwJ
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 `))J8j"
由弯曲强度的设计公式 &fNE9peQFa
≥ BQfAen]
u4*]jt;H
⑴ 确定公式内各计算数值 O t4+VbB6
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m `\u),$
确定齿数z uRq#pYn@
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 $v}8lBCr3
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 /*p?UW<*4
Δi=0.032%5%,允许 d\<aJOi+-
② 计算当量齿数 +q,n}@y=
z=z/cos=24/ cos14=26.27 A
=Az[
z=z/cos=144/ cos14=158 >fzzrD}]
③ 初选齿宽系数 :>-sITeY
按对称布置,由表查得=1 0-MasI&b
④ 初选螺旋角 h*X%:UbW
初定螺旋角 =14 MUt^mu$86
⑤ 载荷系数K $=g.-F%*=
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 2,QApW_Y
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y &/#Tk>:
查得: rpP+20 v
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 mM^8YL
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 s1b\I6&:J
xp;8p94
⑦ 重合度系数Y mt6uW+t/
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 xA1pDrfC/
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 lG^nT
=14.07609 7)It1i-
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 v&/-&(+
⑧ 螺旋角系数Y D2*Q1n
轴向重合度 =1.675, DdZ_2B2
Y=1-=0.82 o6yZ@R
]X;*\-
⑨ 计算大小齿轮的 ~322dG
安全系数由表查得S=1.25 5N</Z6f'o
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 XK9*,WA9r
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 D'hr\C^
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 V`&*%xgGR
查课本得到弯曲疲劳强度极限 dE!=a|Pl
小齿轮 大齿轮 ?@BaBU:o`F
,7nb;$]
查课本得弯曲疲劳寿命系数: .B-,GD}
K=0.86 K=0.93 vh3iu+
Jt^JE{m9%
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 <u%e*
[]= iP\&fZY_
[]= jl%eO.
lSv;wwEg
@9P9U`ZP
大齿轮的数值大.选用. (dnc7KrM
Q6<Uuiw
⑵ 设计计算 =@/^1.`
计算模数 a_MnQ@
fe`G^hV
Pb&+(j
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: ^7<m lr
?PtRb:RHt
z==24.57 取z=25 exU=!3Ji
(w
那么z=5.96×25=149 tl#s:
MM$"6Jor
② 几何尺寸计算 H LGy"P
计算中心距 a===147.2 W
9MZ
将中心距圆整为110 \5c -L_
7n]%`Yb
按圆整后的中心距修正螺旋角 6HQwL\r79
xJ5!`#=
=arccos j@\/]oL^We
dp W%LXM_
因值改变不多,故参数,,等不必修正. AQU: 0
T1[ZrY'0
计算大.小齿轮的分度圆直径 [:'?}p
ExU|EN-
d==42.4 -%$
dFq
L 'Rapu
d==252.5 \`# 0,pLr
iFchD\E*o
计算齿轮宽度 7u0R=q
QP0X8%+p
B= *dgNpJ 9
>&z+ih
圆整的 |H@p^.;
="E
V@H?U
大齿轮如上图: YIqfGXu8
{-qTU6
%*}f<k{6
kfECC&"
7.传动轴承和传动轴的设计 ,6pH *b$
8 z7,W3b
1. 传动轴承的设计 Lwk-
?"u-@E[m
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 Q(7l<z
P1=2.93KW n1=626.9r/min ^<+heX
T1=43.77kn.m |/Z)?
⑵. 求作用在齿轮上的力 #E)]7!_XG
已知小齿轮的分度圆直径为 ,KaWP
d1=42.4 w+P^c|
而 F= y Dw!u[:
F= F ?QVI'R:Z?
pSUp"wch
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N #0H[RU?
11+_OC2-
z|H>jit+
;Bi{;>3
⑶. 初步确定轴的最小直径 C
=U4|h ~W
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 c>.X c[H
BT0hx!Ti
LXl! !i%
;O>fy:$'
从动轴的设计 F
tjm@:X
GrC")Z|3u
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, G$<0_0GF
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M gvYs<,:
⑵. 求作用在齿轮上的力 gp2)35
已知大齿轮的分度圆直径为 nsk
6a
d2=252.5 =<xbE;,0
而 F= }FVX5/.'
F= F Cn '=_1p
~V)E:(
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N wYG0*!Vj
8?XZF[D
#CmBgxg+M
"dTXT
⑶. 初步确定轴的最小直径 YZ@-0_Z
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 ;wrgpP3
2O/_hv.
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 =ndKG5
查表,选取 qC1@p?8$
]9Hy
"#Fz
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 :~Y$\Ww(~
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 ow"Xv
7/L7L5h<
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 T:$_1I $
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 。 M='Kjc>e
H;1}Nvvd
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. pkx>6(Y
zdE^v{}|
D B 轴承代号 oDa{HP\O]W
45 85 19 58.8 73.2 7209AC Km7
45 85 19 60.5 70.2 7209B ej+!|97M
50 80 16 59.2 70.9 7010C @@jdF-Utj;
50 80 16 59.2 70.9 7010AC bE~lc}%
h;->i]
FQ%mNowuj
\Z':hw
X[<9+Q-&
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 LNkyV*TI
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, ,e2va7}3
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. o*_ D
tUQ)q
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. ZtVa*xl
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, yhaYlYv[_3
高速齿轮轮毂长L=50,则 kns]P<g
1oPT8)[U
L=16+16+16+8+8=64 +zsya4r
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. e+wd>iiB
zKNk(/y
5. 求轴上的载荷 il~,y8WTU{
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, KXJHb{?
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. kN)ev?pQ[
(&(f`c@I
:z\STXq
PJ{.jWwD
W=!f
D_Y;N3E/rS
$Tg$FfD6&
;Peyo1
AN@Vos
Cu
Z>l>@wN m
|{
kB`
传动轴总体设计结构图: J}JnJV8|G
kbY@Y,:w
iX=*qiVX
s>5 Z
(主动轴) tz,FK;8
y_6HQ:
@UKd0kxPN{
从动轴的载荷分析图: z2V!u\It
>KE(%9y~
6. 校核轴的强度 5 F-Q&
根据 {-xnBx
== t`Sh!e
前已选轴材料为45钢,调质处理。 nV,a|V5Xm
查表15-1得[]=60MP (I$hw"%&
〈 [] 此轴合理安全 QU t!fF@t
tVO x
8、校核轴的疲劳强度. >97N
$
⑴. 判断危险截面 4P8:aZM
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. /SiQw7yp%
⑵. 截面Ⅶ左侧。 ?CIa)dhu
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 CVm*Q[5s"
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 |s:!LU&OL\
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 "P6MLf1
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 6R25Xfm_|
截面上的弯曲应力 FB@G.f
0PN{
+<?.
截面上的扭转应力 <t8})
== rZLMYM
轴的材料为45钢。调质处理。 .MKxHM7
由课本得: 8L:0Wp
[K5afnq`
因 }5K\l
经插入后得 W/ERqVZR]
2.0 =1.31 u>BR WN
轴性系数为 w"~T5%p
=0.85 C<3An_Dy
K=1+=1.82 m`/OO;/;
K=1+(-1)=1.26 D3]_AS&\
所以 ||hd(_W8
b{A#P?
综合系数为: K=2.8 J? C"be=
K=1.62 d/MMPge3
碳钢的特性系数 取0.1 2n\EZ
取0.05 O?@AnkOhn
安全系数 Qi9SN00F.
S=25.13 u!O)\m-
S13.71 8O]$)E
≥S=1.5 所以它是安全的 r;-\z(h
截面Ⅳ右侧 q N>j2~
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500
dwRJ0D]&
='(:fHhhX
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 ;aSEv"iWX
Qk((H~I}
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 N)QW$iw9
Ra/S46$
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 hUqIjc uL4
截面上的弯曲应力 4XRVluD%W.
截面上的扭转应力 z;T?2~g!
==K= G3q\Z`|3h
K= ,+WDa%R
所以 "bJW yUb
综合系数为: 4v;/"4)'
K=2.8 K=1.62 WHL@]^E@m
碳钢的特性系数 D ,nF0p
取0.1 取0.05 jVr:O`
安全系数 _di[PU=Vh
S=25.13 \]zHM.E1
S13.71 <%!EI@N
≥S=1.5 所以它是安全的 z hS\|tI
F8q|$[nH
9.键的设计和计算 f|u!?NGl
HZ/e^"cpM
①选择键联接的类型和尺寸 d-X<+&VZ
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. 3{CXIS
根据 d=55 d=65 zpJQ7hym
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 YH@^6Be9
b=20 h=12 =50 s$A|>TOY
[:Sl^ Z&6M
②校和键联接的强度 'bTtdFvJ
查表6-2得 []=110MP r+>gIX+Fl
工作长度 36-16=20 MGK%F#PM
50-20=30 qeypa!
③键与轮毂键槽的接触高度 X-=49)
K=0.5 h=5 V!uW\i/
K=0.5 h=6 u{J$]%C
由式(6-1)得: 4PR!OB
<[] "_W[X
<[] S3$&}I <
两者都合适 S/V%<<[>p]
取键标记为: 5y0N }}
键2:16×36 A GB/T1096-1979 _->d41
键3:20×50 A GB/T1096-1979 bZLY#g7L"
10、箱体结构的设计 nH_M#
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, =A{F&:+a]
大端盖分机体采用配合. *jM]:GpyoU
9!;/+P
1. 机体有足够的刚度 JD9)Qelw^$
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 z#m ~}
}"Clv/3_
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 KSz;D+L\
~7ZWtg;B
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 Qhy!:\&1
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 <- L}N '
1R-WJph
3. 机体结构有良好的工艺性. k..AP<hH
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. uVN2}3!)Y
GCZx-zD~>
4. 对附件设计 S"HdjEF7\
A 视孔盖和窥视孔 t^
Ge "
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 r'8qZJgm
B 油螺塞: IK1'" S|
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。 zncKd{Q\tP
C 油标: _0}u0fk
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 {.eo?dQ
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. {>g{+Eq
xu\s2x$
D 通气孔: 6dgwsl~
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. "zj[v1K9-A
E 盖螺钉: z;DNl#|!L
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 GHY+q{'#V_
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. A*G ~#v^
F 位销: G>=Fdt7Oc
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. xqs ,4bcbY
G 吊钩: bbM^J
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. sKCYGt$
9HB+4q[
减速器机体结构尺寸如下: ?8N^jjG
oz:"w
nX
名称 符号 计算公式 结果 y4U|~\]
箱座壁厚 10 ulE5lG0c
箱盖壁厚 9 tq}MzKI*
箱盖凸缘厚度 12 4O<sE@X
箱座凸缘厚度 15 $GP66Ev
箱座底凸缘厚度 25 pT{is.RM
地脚螺钉直径 M24 3^[P
地脚螺钉数目 查手册 6 ,~ q:rh+
轴承旁联接螺栓直径 M12 [Do^EJ
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 _K}q%In
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 Sl/]1[|mb
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 ,Qx]_gZ`
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 }`kiULC'=
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 -L+kt_>
22 7Xx3s@
18 nNq<x^@83
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 .fbY2b([
16 4GbfA
.u
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 LN~mKoW
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 $C.a@gm
齿轮端面与内机壁距离 > 10 ^D<CoxG
机盖,机座肋厚 9 8.5 dP?prT
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) fcxg6W'
150(3轴) D(l,Z
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) eZEk$W%
150(3轴) ").gPmC
VwpC UW
11. 润滑密封设计 <l(n)|H1P
2TUV9Z
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$mDAi$
油的深度为H+ .u>[m.
H=30 =34 H1f='k]SZ
所以H+=30+34=64 |Fe[RGi+8
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 d\uN
Q66 +
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 ?TeozhUY
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 5mQ@&E~#W
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 t5%cpkgh4
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 +l^tT&s;f
9v_s_QkL2
12.联轴器设计 f[1cN`|z
?V,q&=9
1.类型选择. w+/`l*
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 VxBBZsZO~
2.载荷计算. jB(+9?;1${
公称转矩:T=95509550333.5 Qn7T{ BW
查课本,选取 0CX,"d_T,
所以转矩 N]w_9p~=1
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 0W(mx-[H/
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm 3l%Qd<
Vx(*OQ
四、设计小结 ])wdd>'
经过两周紧张的课程设计,终于体会到了什么叫设计。原来设计并非自己想的那么简单、随便,比如说,设计减速器时,里面的每一个零件几乎都有其国家标准,我们设计时必需得按标准进行设计,最后才能符合要求。我觉得从事设计工作的人一定得要有很好的耐性,并且要有足够的细心,因为设计过程中我们要对数据不断的计算,对图形不断的修改,这需要耐心。因此,我觉得我们有必要从现在就开始培养这样一种耐心的工作态度,细心的工作作风,以便以后更快的进入到工作中,避免不必要的错误。 0K[]UU=P=
我觉得,虽然这次设计出的结果与自己所想的有一定差距,但我想至少是自己动手了,并且通过这次设计,使自己更明白自己在这方面的欠缺和不足之处,懂得要从头到尾自己设计出一样东西是多么的不容易。因此,我想在剩下的一年半时间里,我会针对自己专业方面欠缺知识进行提高,拓宽。我想不管谁找出了自己的弱点,一定要努力的去改进、提高它,这样自己才会不断的进步,虽然“人无完人”,但我想我们不断的改进、提升自己,最后会使自己成为比现在的自己更强,更优秀的人的。我想这是我这次课程设计的最大收获。 *mzi ?3
五、参考资料目录 /kY9z~l
[1]《机械设计课程设计》,高等教育出版社,王昆,何小柏,汪信远主编,1995年12月第一版; (oi:lC@h*
[2]《机械设计(第七版)》,高等教育出版社,濮良贵,纪名刚主编,2001年7月第七版; 6LBdTnzUd
[3]《简明机械设计手册》,同济大学出版社,洪钟德主编,2002年5月第一版; 5X20/+aT
[4]《减速器选用手册》,化学工业出版社,周明衡主编,2002年6月第一版; B~w$j/sWU
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 iqvLu{
[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'7*cc
[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。