机械设计基础课程设计任务书 hw_JDv+
kyh_9K1
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 #BK 9 k>i
8 S`9dSc
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) 9ILIEm:
5pNY)>]t=
目 录 @(``:)Z<b
YO{GU7
一 课程设计书 2 ~wnOV#v
I:(m aMc
二 设计要求 2 9n]|PEoAB
M/D)".;
三 设计步骤 2 `D(
xv
7z6b@$,
1. 传动装置总体设计方案 3 &MR/6"/s
2. 电动机的选择 4 G |*(8r()
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 vqslirC
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 %HQ.|
5. 设计V带和带轮 6 ;T]d MfO
6. 齿轮的设计 8 _fFU#k:MU
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 gV1[3dW
8. 键联接设计 26 V=I"-k}RL
9. 箱体结构的设计 27 gIWrlIV{9
10.润滑密封设计 30 z@s5m}
11.联轴器设计 30 B(k=oXDF
U;_[b"SW%
四 设计小结 31 3OyS8`
五 参考资料 32 `i,_aFB|
Hi!Jj
一. 课程设计书 ,?UM;^
设计课题: i[C~5}%
设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V 3>ex5
表一: pN6%&@) =
题号 yAT^VRbv
%1
KbS
[
参数 1 .%EL \2
运输带工作拉力(kN) 1.5 |s7`F%
运输带工作速度(m/s) 1.1 QZAB=rR
卷筒直径(mm) 200 QR?yG+VU
;?fS(Vz~
二. 设计要求 psh^MX)Q
1.减速器装配图一张(A1)。 \e=_
2^v!_
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 #H [Bb2(j
3.设计说明书一份。 #BVtL :x@
XKL3RMF9r
三. 设计步骤 *YTo{~
1. 传动装置总体设计方案 p1pQU={<
2. 电动机的选择 Mk<Vydds
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 sRVIH A,
4. 计算传动装置的运动和动力参数 6\7ncFO3
5. “V”带轮的材料和结构 h/eR
6. 齿轮的设计 6dH }]~a
7. 滚动轴承和传动轴的设计 Jo(`zuLJ
8、校核轴的疲劳强度 |LG4=j.l
9. 键联接设计 !{et8F@d|
10. 箱体结构设计 :nHKl
11. 润滑密封设计 j!~l,::$"X
12. 联轴器设计 <>eOC9;VY
F+ <Z<q
1.传动装置总体设计方案: vD/NgRBww
Kemw^48ts
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 WS-dS6Q}
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, E9\vA*a
要求轴有较大的刚度。 %t=kdc0=_
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。 2=0DCF;Bv
其传动方案如下: %)jxW{
@53k8
图一:(传动装置总体设计图) CQ7{1,?2
Jk|Q`h
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 [%~
:@m
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 {u{@jp
传动装置的总效率 %V&n*3
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; RpG+>"1]
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, :a8 YV!X
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, w&$d* E
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 c$S{^IQ
N- e$^pST
2.电动机的选择 rD?L
682Z}"I0
电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, Wc3kO'J
经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, a)Q!'$"'
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。 <99M@ cF
@WH@^u
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, 7g=2Z[o
iUMY!eqp
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 m^' uipa\
#Lsnr.80
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 UX-&/eScN
kp?w2+rz
r`&-9"+
方案 电动机型号 额定功率 .iCDXc{#
P #ywk|k5z]
kw 电动机转速 L!/\8-&$P
电动机重量 n%h^o
N 参考价格 WPZ?*Sx
元 传动装置的传动比 T@}|zDC#
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 UT~a&u
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 Qjx?ri//
YDC mI@
中心高 wIkN9
f
外型尺寸 yJuQ8+vgR}
L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD _0+0#! J!
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 0![
+Q4"
T|&[7%F3"
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 &aM7T_h8
8eA+d5k\.
(1) 总传动比 tg^sCxz9]
由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 _X~87
(2) 分配传动装置传动比 6nhMP$h
=× \txbhWN
式中分别为带传动和减速器的传动比。 Sxjub&=
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 ~HQ9i%exg
4.计算传动装置的运动和动力参数 2|\A7.
(1) 各轴转速 (R`B'OtGg
==1440/2.3=626.09r/min 1+b{}d
==626.09/5.96=105.05r/min aA7=q=
(2) 各轴输入功率 L
lqM c
=×=3.05×0.96=2.93kW 6y%0`!
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW E{6~oZ#L
则各轴的输出功率: Q1V9PRZX
=×0.98=2.989kW dEBcfya
=×0.98=2.929kW oJ#,XMKga
各轴输入转矩 |t$Ma'P
=×× N·m Zmbfq8K
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· .q+0pj
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m CctJFcEZ
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m !lo/xQ<
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m }68i[v9Njk
=×0.98=242.86N·m ?UM*Xah
运动和动力参数结果如下表 TAjh"JJIV
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min ~>9_(L
输入 输出 输入 输出 t6v/sZ{F
电动机轴 3.03 20.23 1440 QMv@:Eo
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 Ym;*Y !~[
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 )M2F4[vcb
z;@*r}H
5、“V”带轮的材料和结构 o1nURJ!
确定V带的截型 0M\D[mg
工况系数 由表6-4 KA=1.2 r1RG TEkD
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 bLt.O(T}
V带截型 由图6-13 B型 m N8pg4
26CS6(sn
确定V带轮的直径 6q
2_WX
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm -G6U$
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s \"hJCP?,
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm ;c$ J=h]
{v3P9s(
确定中心距及V带基准长度 e%W$*f
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 QeF3qXI
360<a<1030 yA47"R
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm YKQr,
Now
U*.0XNKp{
初定V带基准长度 X$/2[o#g
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm {k rswh3
`({T]@]V
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm a&vY!vx3
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm XrZ*1V
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 H#ClIh?'b
kQ]$%Lk[
确定V带的根数 n_'{^6*O
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw +{/
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 7g_]mG[6
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 I!^O)4QRx
带长修正系数 由表6-2 KL=1 3Gkv4,w<
b+Br=Fv"T
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 qWb+r
Agrk|wPK
取Z=2 *2jK#9"MP
V带齿轮各设计参数附表 w6j/ Dq!
$M Jm*6h
各传动比 $ `7^+8vHV
7g3>jh
V带 齿轮 /hO1QT}xd
2.3 5.96 GgKEP,O
0wS+++n$5
2. 各轴转速n .9.2Be
(r/min) (r/min) yr,=.?C-
626.09 105.05 Sfdu`MQR
R
LD`O9#j
3. 各轴输入功率 P }V\N16f
(kw) (kw) }l=xiAF
2.93 2.71 "jw<V,,
<I;2{*QI2
4. 各轴输入转矩 T -IV]U*4
(kN·m) (kN·m) 7B?c{
43.77 242.86 %iw3oh&Fkm
7F'`CleU
5. 带轮主要参数 #KO,~]k5|e
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) ^aW
Z!gi
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 CD8}I85K
带的根数z t%8d-+$
160 368 708 2232 B 2 tor!Dl@Mo
Tgl}
6.齿轮的设计 Q$fmD
H*r>Y
(一)齿轮传动的设计计算 7VP32Eh[
[<KM?\"1<
齿轮材料,热处理及精度 9+pmS#>_
考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 eY e, r
(1) 齿轮材料及热处理 edPUG
N
① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24 yxc=Z0~1
高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 3)RsLI9
② 齿轮精度 '}9JCJ
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 &y#r;L<9
#BSTlz
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 wm^J;<T[
按齿面接触强度设计 Ot`VR&}
e zOj+vz
确定各参数的值: )l#E}Uz
①试选=1.6 e$pMsw'MJ
选取区域系数 Z=2.433 <wAFy>7
Hik3wPnp
则 _l1NKk
②计算应力值环数 :GJ &_YHf
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) &@3H%DP}Ql
=1.4425×10h %D[0nt|X
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) uAWM\?
③查得:K=0.93 K=0.96 M4W5f#C5Ee
④齿轮的疲劳强度极限 &e8s65`
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: ]EpWSs!"g
[]==0.93×550=511.5 nb>7UN.9
aT`%;i^
[]==0.96×450=432 OiP!vn}k
许用接触应力 k%G1i-]4
Ggb5K8D*
⑤查课本表3-5得: =189.8MP "V}[':fen
=1 71{p+3Z&
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 M^]cM(swK5
=4.47×10N.m *H|M;G
3.设计计算 T|TO }_x
①小齿轮的分度圆直径d PV=5UyjW
)=etG
=46.42 j.@\3'
②计算圆周速度 lMbAs.!
1.52 f^.AD-
③计算齿宽b和模数 ::/j$bL
计算齿宽b k Zq!&
b==46.42mm :*2ud (
计算摸数m 9*(aUz9j
初选螺旋角=14 $-*!pRaVU
= k{Aj^O3gD
④计算齿宽与高之比 Zp#v Hs
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 g"> {9YE
=46.42/4.5 =10.32 '3 ^+{=q
⑤计算纵向重合度 j+
LawW-
=0.318=1.903 @Rw!'T
⑥计算载荷系数K ,YMp<C
使用系数=1 eh5gjSqx
根据,7级精度, 查课本得 *v3]}g[<
动载系数K=1.07, )
v,:N.@Q
查课本K的计算公式: Jtk|w[4L
K= +0.23×10×b t0T"@t#c
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 Ez-[
)44/
查课本得: K=1.35 HF.^ysI
查课本得: K==1.2 >:|q&|x-
故载荷系数: d8x \
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 [bk?!0]aV
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 ^!by3Elqqk
d=d=50.64 h|"9LU4a
⑧计算模数 w&KK3*=""
= S9",d~EM
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 #*(td<Cp
由弯曲强度的设计公式 {b
≥ 6 M*O{f
;IokThI
⑴ 确定公式内各计算数值 ])!o5`ltZ
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m M%0C_=zg
确定齿数z b^$|Nz;
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 ?n
ZY)
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 7fba-7-P
Δi=0.032%5%,允许 u9EgdpD
② 计算当量齿数 wL:flH@
z=z/cos=24/ cos14=26.27 Pw61_ZZ4B\
z=z/cos=144/ cos14=158 gjAIEI
③ 初选齿宽系数 9*1,!%]
按对称布置,由表查得=1 /x1![$oC0
④ 初选螺旋角 U b* wuI
初定螺旋角 =14 9c6gkt9eB
⑤ 载荷系数K 2mGaD\?K
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 AQiwugs
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y UaB @
查得: iB& 4>+N+
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 vsl]92xI
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 9^G/8<^^>
u!W0P6
⑦ 重合度系数Y {>)#HD
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 @("a.;1#o
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 ktpaU,%
=14.07609 DS[#|
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 Cy=Hy@C
⑧ 螺旋角系数Y Xn%pNxUL
轴向重合度 =1.675, Gvr@|{k
Y=1-=0.82 trp0V4b8
cbT7CG
⑨ 计算大小齿轮的 20nP/e
安全系数由表查得S=1.25 O2%?
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 @-!}BUs?
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 x}"uZ$g
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 S_IUV)
查课本得到弯曲疲劳强度极限 cZ2kYn8
小齿轮 大齿轮 L$E{ycn
T"DlT/\
查课本得弯曲疲劳寿命系数: -K3^BZHI
K=0.86 K=0.93 *=I}Qh(1
|='z{WS
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 EKsT~SS
[]= m~-K[+ya`D
[]= 2
Cv4=S
&-B^~M*??
u*ObwcI/Bn
大齿轮的数值大.选用. K#=*9S
U_n9]Z
⑵ 设计计算 x?2@9u8Yb
计算模数
`yH<E+
75/(??2
2h1vVF3
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: UZJCvfi
&N\jG373
z==24.57 取z=25 ~ijVmWNk
xk5@d6Y{r
那么z=5.96×25=149 5a|w+HO,
? -dX`n
② 几何尺寸计算 K+3IWZ&+dG
计算中心距 a===147.2 t7j);W%e6
将中心距圆整为110 [nrYpb4
K|hjEQRv
按圆整后的中心距修正螺旋角 ~5CBEIF(NS
U<_3^
=arccos YH\OFg@7
C,ARXW1
因值改变不多,故参数,,等不必修正. G <i@ 5\#
%B5wH_p
计算大.小齿轮的分度圆直径 P;qN(2L/=<
eOs)_?}
d==42.4 lE&&_INHQ
PE3vQH=t~
d==252.5 8{^WY7.'
jw^<IMAG\8
计算齿轮宽度 }}\vV} s
XH}\15X
B= QSszn`e
[d1mLJAR
圆整的 /tf5Bv'<
LHkc7X$
大齿轮如上图: -y8`yHb_
117EZg]O
iB%gPoDCL@
r0+6evU2
7.传动轴承和传动轴的设计 b`~p.c%(
1p/3!1
1. 传动轴承的设计 ZaV8qAsP
kT"Kyd
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 7Z\--=;|[:
P1=2.93KW n1=626.9r/min MHX?@.
v
T1=43.77kn.m qUob?|
^
⑵. 求作用在齿轮上的力 s/q7.y7n{
已知小齿轮的分度圆直径为 g1W.mAA3B
d1=42.4 AP7Yuv`
而 F= a1+#3X.
F= F 2.l Z:VLN
i+S)
K
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N Y&d00
jv%kOovj
-EkWs/'h
<SgM@0m
⑶. 初步确定轴的最小直径 t>urc
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 W&&;:Fr
f78An 8
jr /pj?
q_g+Jf
P-D
从动轴的设计 Y2ZT.l
pb
~uE
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, 52 fA/sx
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M 723bkJw
V
⑵. 求作用在齿轮上的力 #\.,? A}9
已知大齿轮的分度圆直径为 JORGj0v
d2=252.5 Jq&uF*!
而 F= .TND a&
F= F zr+zhpp
u09:Z{tL;@
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N &,c``z
oX S1QT`B
\N!AXD
TZ(cu>
⑶. 初步确定轴的最小直径 w)kNkD
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 5NS[dQG5
K?B{rE Lp
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 OjJXysslXO
查表,选取 "a
ueL/dgN
[ sN EHf
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 XC0bI,Fu,
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 -:2$ %
rz wF~-m +
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 R?~Yp?B^
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 。 %k-3?%&8
\O*-#} ~\
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. Zhh2v>QOy
\r /ya<5
D B 轴承代号 4zev^FR
45 85 19 58.8 73.2 7209AC P7nc7a
45 85 19 60.5 70.2 7209B Szq/hv=Q
50 80 16 59.2 70.9 7010C s \;" X
50 80 16 59.2 70.9 7010AC 4wa`<H&S5
yj;sSRT
J&[@}$N
+BVym~*^
y#Fv+`YDl
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 8jd;JPz@\
右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, xy5lE+E_U
③ 取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm. f,V<;s
`x
l
④ 轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取l=50. 0E,8R{e
⑤ 取齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮间的距离c=20.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16, "= 6_V?&w
高速齿轮轮毂长L=50,则 k. MUdU^
hd>aZ"nm1
L=16+16+16+8+8=64 5R'TcWf#W
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. uw[<5
F~%]6^$w
5. 求轴上的载荷 ROg(U8
N
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, TH; R
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. mef<=5t
C\/xl#e<@
ud xZ0
G;v8$)Zj
%+8F'&X
?ooe'V@
4wID]bKM
9K5pwC\$%
o7J
vy0X_DPCr
:`-,Lbg
传动轴总体设计结构图: *AoR==:ya
qUjmB sB
@y='^DQ*
}Mf!-g
(主动轴) ;i
Fz?d3;
{Or;
w.H%R-Be
从动轴的载荷分析图: biSz?DJ>
W%T>SpFl
6. 校核轴的强度 jX3,c%aQ5e
根据 2"Ecd
== ln?v
j)j
前已选轴材料为45钢,调质处理。 @x"0_Qw
查表15-1得[]=60MP =+U `-J}g
〈 [] 此轴合理安全 12;8o<~
Qr^|:U!;[z
8、校核轴的疲劳强度. Fy`(BF\
⑴. 判断危险截面 n#q<`}u,
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. 4US"hexE<
⑵. 截面Ⅶ左侧。 l^|UCgRn
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 "}pNe"ok
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 f0X_fm_q
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 |+iws8xK?
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 @2Z#x
截面上的弯曲应力 xnmmXtk
MYla OT
截面上的扭转应力 Y( 3Bp\6
== R]OpQ[k
轴的材料为45钢。调质处理。 AWP"b?^G|
由课本得: oASY7k_3
/LO-HnJ
因 1#.>a$>
经插入后得 Zb1<:[
2.0 =1.31 o$w_Es]Ma
轴性系数为 H*[M\gN$
=0.85 k Mu8"Az
K=1+=1.82 8-BflejX
K=1+(-1)=1.26 W_kHj}dj,p
所以 p1&b!*o- &
BReJ!|{m}
综合系数为: K=2.8 -amBB7g
K=1.62 GH+r?2<
碳钢的特性系数 取0.1 |2abmuR0
取0.05 # a<Gxj
安全系数 nq6@6GRG
S=25.13 `}mcEl
S13.71 8ELCs<xI
≥S=1.5 所以它是安全的 /Y'Vh^9/T
截面Ⅳ右侧 i(iXD
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 u/M+u;
So0f)`A
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 qMLD)rL
*QLI3B9V
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 ig/%zA*Bo
KU8Jbl*
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 w)Q0_2p.
截面上的弯曲应力 #)C[5?{SNq
截面上的扭转应力 1XD,uoxB
==K= -F<Wd/Xse
K= 3wC' r
所以 vJ'2@f$
综合系数为: ;~D)~=|ZZ
K=2.8 K=1.62 8=gjY\Dp
碳钢的特性系数 K?BOvDW"`
取0.1 取0.05 h&--,A >
安全系数 i70wrW#k
S=25.13 EL(nDv
S13.71 1(|'WyD
≥S=1.5 所以它是安全的 i[?Vin
d4?Mi2/jF
9.键的设计和计算 /7}It$|nhy
D^=J|7e
①选择键联接的类型和尺寸 P;Ga4Q.
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. `QyO`y=?[Y
根据 d=55 d=65 ;4.!H,d
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 kzt(i Y_6
b=20 h=12 =50 Of4^?`
^
b/C`Jp
②校和键联接的强度 ~])t 6i
查表6-2得 []=110MP p$PKa.Y3
工作长度 36-16=20 5u*-L_
50-20=30 gK[YQXfTy
③键与轮毂键槽的接触高度 i*#-I3
K=0.5 h=5 Z@]e{zO
K=0.5 h=6 $shoasSuI
由式(6-1)得: xHz[t6;4;
<[] a{
?`t|
<[] L{h%f4Du#
两者都合适 %F-ZN^R
取键标记为: kPF9Z "l
键2:16×36 A GB/T1096-1979 J"=vE=
键3:20×50 A GB/T1096-1979 P!+'1KR
10、箱体结构的设计 .y@oz7T5
减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, `bZ/haU}A
大端盖分机体采用配合. i`dCG[
<8d^^0
1. 机体有足够的刚度 SVO 3821
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 @U3Vc|
vK_?<>
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 (^u1~1E 5
XqW@rU
因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H为40mm V3c l~
为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 DGAX3N;r6{
]>~)<
3. 机体结构有良好的工艺性. %jJ>x3$F
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. *:L?#Bw
BV>\ McI+
4. 对附件设计 y5do1Z
A 视孔盖和窥视孔 @+ BrgZv`
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 K)Q]a30
B 油螺塞: Db;G@#x
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。 A7%:05
C 油标: v(EEG/~
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 +(C6#R<LI
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. .)<(Oj|4
8;Yx<woR
D 通气孔: HA2k[F@3^
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. kX>f^U{j
E 盖螺钉: 1#0{@35
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 t5#rps\;
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. ]K/DY Do-
F 位销: { Fawt:
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. uoXAQ6k
G 吊钩: rfNm&!K
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. IuNiEtKx
UmQ?rS8d
减速器机体结构尺寸如下: )e a :Q?
{3.r6ZwCn
名称 符号 计算公式 结果 +eX@U;J,g
箱座壁厚 10 op6CA "w
箱盖壁厚 9 o9F/y=.r=
箱盖凸缘厚度 12 [BT/~6ovrZ
箱座凸缘厚度 15 ,=|ZB4HA
箱座底凸缘厚度 25 -eN\ !
地脚螺钉直径 M24 z&{5;A}Q@
地脚螺钉数目 查手册 6 72oF ,42y
轴承旁联接螺栓直径 M12 =9"W@n[>W
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 \'CDRr"uw
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 C\di 7 z:
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 wAxrc+
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 aEWWFN
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 hrhb!0
22 ^9ePfF)5
18 &&VqD
w
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 hb^7oq"a
16 9\]^|?zQ`
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 U)o$WH.b
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 Qbyv{/
齿轮端面与内机壁距离 > 10 yRiP{$E
机盖,机座肋厚 9 8.5 .F(i/)vaq|
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) mGGsB5#w>
150(3轴) ##EYH1P]
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) E[bd@[N
8
150(3轴) ;Hj~n+
ODC8D>ZYl
11. 润滑密封设计 tc!wLnhG
Ldl5zc
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. Ns[ym>x#2
油的深度为H+ ")!,ZD
H=30 =34 R#DwF,
所以H+=30+34=64 h<SQL97N
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 ZG du|
^4`Px/&
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 v0ES;
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 |)K]U
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 (>I`{9x>6
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 ea00\
%0mMz.f
12.联轴器设计 A^2Uzmzl?
ZJ 77[
1.类型选择. lME)?LOI
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 hwIMn33
2.载荷计算. ]Wq?H-B{
公称转矩:T=95509550333.5 E)9yH\$6
查课本,选取 DANw1_X\
所以转矩 1[t=XDz/e
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 pmFk50`
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm (Gw,2-A
L
四、设计小结 H_ez'yy
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。 \a=D
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。 NSFs\a@1
五、参考资料目录 nYt/U\n!
[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; QEu=-7@>
[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; h'$9C
[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; YNBHBK4;
[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; 6"D/xV3Z
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 =Odv8yhn
[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; )5.C]4jol
[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。