机械设计基础课程设计任务书 V* H7m'za
Dgm"1+
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 ~vB dq Yj
iG+=whvL
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) 'Oa(]Br[
8om)A0S
目 录 y@9ifFr
e7M6|6nb
一 课程设计书 2 }E#1Z\)
$\q}A:
二 设计要求 2 |C}= 1
_l=X?/
三 设计步骤 2 F~wqt7*
*nlDN4Y[
1. 传动装置总体设计方案 3 QS%t:,0lp
2. 电动机的选择 4 tG*HUN?*
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 DT3koci(
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 #D
.hZ=!
5. 设计V带和带轮 6 Ug8>|wCE
6. 齿轮的设计 8 , d7o/8u
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 T~)R,OA7m
8. 键联接设计 26 {9XQ~t"m^
9. 箱体结构的设计 27 ]; *?`}#
10.润滑密封设计 30 Y3bZ&G)
11.联轴器设计 30 %OJq( }
HiSNEp$-4$
四 设计小结 31 hFMT@Gy
五 参考资料 32 DsH#?h<-o
gb}>x O
一. 课程设计书 lN'b"N
设计课题: pReSvF}}C
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 jO}<W 1qy
表一: 1;JH0~403
题号 RSBk^
/-&2>4I
参数 1 vQmqYyOc2
运输带工作拉力(kN) 1.5 RuWu#tk
运输带工作速度(m/s) 1.1 q@XxCP]
卷筒直径(mm) 200 Zb$P`~(%
. H9a
二. 设计要求 Y@limkN:
1.减速器装配图一张(A1)。 {QVs[
J1
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 'wVi>{?
3.设计说明书一份。 .4XX
)f5
ZiC~8p_f
三. 设计步骤 ='Yg^:n
1. 传动装置总体设计方案 Vr hd\
2. 电动机的选择 `Hd~H
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 m.ejGm?
4. 计算传动装置的运动和动力参数 YcN &\(
5. “V”带轮的材料和结构 (w-@b70E
6. 齿轮的设计 r=S,/N(1
7. 滚动轴承和传动轴的设计 'Xu3]'m*
8、校核轴的疲劳强度 s^HI%mdf
9. 键联接设计 Y7<(_p7
10. 箱体结构设计 G<Y}QhFU
11. 润滑密封设计 xM**n3SZ`
12. 联轴器设计 y\ax?(z
C=`MzZ bJ
1.传动装置总体设计方案: BVu{To:g
N1Dr'aw*
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 J
}|6m9k!
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, eDY)i9"W
要求轴有较大的刚度。 [Nu py,v
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。 o<Qt<*
其传动方案如下: vfdTGM`3
naVbcY
图一:(传动装置总体设计图) 70.Tm#qh
&{g y{npQ
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 F"0=r
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 \{;3'<
传动装置的总效率 $Z<x r
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; $^`@ lyr
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, a V#phP
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, 0A')zKik
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 96i#
.1jeD.l
2.电动机的选择 iC~ll!FA!
_2w8S\
电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, GrI<w.9X
经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, czT]XF
则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 lPw`KW
xc,Wm/[
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, SLda>I(p7&
\`R8s_S
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 7yUX]95y8
e*M-y C
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 sBLOrbo
t"P:}ps{?
5em*9Ko
方案 电动机型号 额定功率 MzE1he1
P BH0s` K"
kw 电动机转速 %Ot*k%F
电动机重量 A=r8_.@2@
N 参考价格 #]r'?GN
元 传动装置的传动比 \k5
sdHmI[
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 E_\V^
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 +mC?.B2D
1v 4M*
中心高 }WHq?
外型尺寸 wK0],,RN,h
L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD c^stfFE&
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 bWJ&SR>
.0p'G}1
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 7G%:ckg
>fzFNcO*
(1) 总传动比 yz=aJ
v;
H
由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 7m8(8$-6
(2) 分配传动装置传动比 p$mt&,p
=× 10^FfwRfM
式中分别为带传动和减速器的传动比。 & l0LW,Bx
为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 !\!j?z=O8
4.计算传动装置的运动和动力参数 US\h,J\Ju
(1) 各轴转速 slaH 2}$xR
==1440/2.3=626.09r/min ~~q>]4>
==626.09/5.96=105.05r/min 3sp-0tUE
(2) 各轴输入功率 j<)`|?@e(
=×=3.05×0.96=2.93kW ~-#Jcw$+n=
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW OR}+)n{
则各轴的输出功率: 8`_tnARIX
=×0.98=2.989kW 51;[R8'w
=×0.98=2.929kW D#gC-,
各轴输入转矩 #I\" 'n5M
=×× N·m -_= m j
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· Q 3/J@MC
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m ]KQQdr
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m KW/LyiP#
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m |,tKw4
=×0.98=242.86N·m 3Hi8=*
运动和动力参数结果如下表 e m
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min }i J$&CJ
输入 输出 输入 输出 `pF7B6[B
电动机轴 3.03 20.23 1440 8RQv
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 f{2I2kJr
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 =MT'e,T
,c&gw tdl
5、“V”带轮的材料和结构
-d^'-s
确定V带的截型 )y{:Uc\4!
工况系数 由表6-4 KA=1.2 O=6[/oc
'
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 D@kf^1G
V带截型 由图6-13 B型 {C0Y8:"`
u:^sEk"Lk'
确定V带轮的直径 *K BaKS
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm OY2u,LF9H
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s *%*Bo9a/
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm |
^G38
k5Su&e4]]
确定中心距及V带基准长度 ;]@Pm<f
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 r AE5.Q!u
360<a<1030 vM50H
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm o#=C[d5BV
("{"8
初定V带基准长度 zrf
tF2U
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm RhC|x,E
| AiMx2
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm RC?vU
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm ? a)Fm8Y
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 )j\_*SoH
J4@-?xj=\q
确定V带的根数 ;e< TEs
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw ".2d{B
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 Y[H769
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 x=+>J$~Pb
带长修正系数 由表6-2 KL=1 jAU&h@
Cc;8+Z=a?G
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 mxpj<^n}
t#3_M=L
取Z=2 Ay PtbrO
V带齿轮各设计参数附表 qDU4W7|T`
g>k?03;
各传动比 @BG].UJo
i,S1|R
V带 齿轮 ~Z!YB,)bp
2.3 5.96 klH?!r&
@b,6W
wc
2. 各轴转速n [YZgQ
(r/min) (r/min) ]^T-X/v9
626.09 105.05 /V63yzoY
w`=O
'0d
3. 各轴输入功率 P Sc/$2gSG
(kw) (kw) fx>U2
2.93 2.71 53gLz_ee
>o O]S]W
4. 各轴输入转矩 T 3zu6#3^
(kN·m) (kN·m) P+=m.
43.77 242.86 GdY@$&z{i
LrT EF
j
5. 带轮主要参数 szb@2fK
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) f*xr0l
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 C ocw%Yl
带的根数z &9|L Z9K
160 368 708 2232 B 2 0{vH .b
@
)RT?/N W
6.齿轮的设计 %ek0NBE7
'&dT
(一)齿轮传动的设计计算 &0tW{-Hv"
W`NF4 0)
齿轮材料,热处理及精度 @d^Z^H*Yv
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 8A.7q
(1) 齿轮材料及热处理 ^m&I^ \
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 wDGb h=
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 gPT_}#_GxM
② 齿轮精度 =&,T@5&-=
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 NkO+)=
6@t&
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 I:G8B5{J
按齿面接触强度设计 s\pukpf@
{\CWoFht>
确定各参数的值: /I!62?)-*
①试选=1.6 $#p5BQQ|
选取区域系数 Z=2.433 `lWGwFg g(
JJ%@m;~
则 0<a|=kZ
②计算应力值环数 ~!qnKM>[
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) s)`(@"{
=1.4425×10h _+NjfF|
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) r)>3YM5
③查得:K=0.93 K=0.96 At?|[%<`
④齿轮的疲劳强度极限 Yj/o17
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: yF?O+9R
A
[]==0.93×550=511.5 PfRA\
@uCi0P t
[]==0.96×450=432 1n[)({OQ
许用接触应力 Nr~!5XO
z<%bNnSO
⑤查课本表3-5得: =189.8MP z!O;s
ep?/
=1 <%Nf"p{K
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 B=L!WGl<!
=4.47×10N.m z k/`Uz
3.设计计算 !p!Qg1O6o
①小齿轮的分度圆直径d A,~KrRd
n]`]gLF\i
=46.42 _.Hj:nFHz
②计算圆周速度 *X/Vt$P
1.52 sTl^j gV7j
③计算齿宽b和模数 -^2p@^
计算齿宽b vj%"x/TP
b==46.42mm _ia&|#n
计算摸数m IDT\hTPIs
初选螺旋角=14 -dA9x~o
= Pz{MYw
④计算齿宽与高之比 ch]Qz[d
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 yuBRYy#E|%
=46.42/4.5 =10.32 ))f@9m
⑤计算纵向重合度 =VzJ>!0
=0.318=1.903 G=|?aK{p
⑥计算载荷系数K 4@3 \Ihv
使用系数=1 '`2'<^yO
根据,7级精度, 查课本得 i/+^C($'f
动载系数K=1.07, :?\29j#*V
查课本K的计算公式: py:L-5
K= +0.23×10×b .1RQ}Ro,<
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 q"<=^vi
查课本得: K=1.35 CLzF84@W=
查课本得: K==1.2 jmwN 1Se>
故载荷系数: SoM,o]s#y
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 O}zHkcL
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 j0}wv~\
d=d=50.64 i@nRZ$ K
⑧计算模数 UTh2?Rh/
= /~u^@@.
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 v1~l=^4&
由弯曲强度的设计公式 nUpj+F#
≥
94PI
>IrQhSF
⑴ 确定公式内各计算数值 Es7
c2YdU
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m GqL&hbpi
确定齿数z >W] Wc4\
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 ~6kF`}5
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 e8("G[P>
Δi=0.032%5%,允许 PL&>pM
② 计算当量齿数 \Hrcf +`
z=z/cos=24/ cos14=26.27 8(Te^] v#
z=z/cos=144/ cos14=158 oQ
r.cKD ?
③ 初选齿宽系数 OU7OX]h
按对称布置,由表查得=1 aC2Vz9e
④ 初选螺旋角 Z40k>t
D
初定螺旋角 =14 1a(\F7
⑤ 载荷系数K #;a+)~3*O
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 )jgz(\KZ
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y ME]4tu
查得: ;X+tCkzF
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 DCiU?u~
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 tqh)yr;
C]mp<
⑦ 重合度系数Y ?%~p@
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 |OF3O,5z
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 "rLm)$I
=14.07609 6AJ`)8HX
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 S;#:~?dU
⑧ 螺旋角系数Y I2CI9,0
轴向重合度 =1.675, %/w-.?bX
Y=1-=0.82 plB8iN`x<
d^RcJ3w
⑨ 计算大小齿轮的 9_5>MmiB
安全系数由表查得S=1.25 J[6/dM
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 4'#=_J
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 p1niS:}j
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 ?GNRab
查课本得到弯曲疲劳强度极限 @JhkUGG]p
小齿轮 大齿轮 Tdh.U{Nz
u;nn:K1QFr
查课本得弯曲疲劳寿命系数: =@4,szLO
K=0.86 K=0.93 )?SF IQ=
==?wG!v2 h
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 Q3l>xh
[]= N7"cMAs\G
[]= 5,MM`:{{
A2\hmp@A@7
b*h:e.q
大齿轮的数值大.选用. -FZNk}
|khFQ(
⑵ 设计计算 81|[Y'f
计算模数 ]Whv%
G2wSd'n*y
5g-1pzP9
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: (G+)v[f
RjUrpS[I
z==24.57 取z=25 cLL2
'
J)Yz@0#T(;
那么z=5.96×25=149 2<J2#}+\
"})OLa
② 几何尺寸计算 WNjG/U
计算中心距 a===147.2 %u9Q`
将中心距圆整为110 Xmmj.ZUr
ECL{`m(#n
按圆整后的中心距修正螺旋角 GL0P&$h
)
4t%?wT
=arccos X=?9-z]
QO
uYlyU~M:D
因值改变不多,故参数,,等不必修正. <^>
nR3E
s7}-j2riq
计算大.小齿轮的分度圆直径 (bI/s'?K
)Az0.}
d==42.4 eVMnI yr
mnZfk
d==252.5 b (HJ|
y]R+/
计算齿轮宽度 e@O]c"
eW<NDI&b
B= NoF|j57?u'
3dZj<(.
圆整的 3jfAv@I ~
e:MbMj6`
大齿轮如上图: c]k+ Sx&}
mDA+
.l&)b
@||nd,i`n~
be-HF;lZe'
7.传动轴承和传动轴的设计 "usPzp5
ib> ~3s;
1. 传动轴承的设计 dlZ2iDQ%
Zr6.Nw
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 PL31(!`@d
P1=2.93KW n1=626.9r/min kene'
aDm
T1=43.77kn.m "tJ[M
⑵. 求作用在齿轮上的力 PVxu8n
已知小齿轮的分度圆直径为 W"\`UzOLQ
d1=42.4 3e-E/6zH6
而 F= |DsT $~D
F= F Xep2)3k>
[q0^Bn}h
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N 7nxH>.,Q>
q3v5gz^t
7zN7PHT=$t
7$0bgWi
⑶. 初步确定轴的最小直径 "ig)7X+Wz|
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 b$
8R
XLYGhM
/Trbr]lWy
@!ja/Y^
从动轴的设计 G[`2Nd<
sc-h O9~k
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, /VEK<.,aMv
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M %)d7iT~M
⑵. 求作用在齿轮上的力 =?]S8cth
已知大齿轮的分度圆直径为 ZhRdml4U2
d2=252.5 Hd-g|'^K
而 F= D^s#pOZS
F= F (*vBpJyz%
:T@} CJ
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N fpO2bD%$8
Xyz/CZPi
LV$Ko_9eA
HHgv,bC!
⑶. 初步确定轴的最小直径 \v{HjqVkC
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 I;?PDhDb
g&.OJ
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=
8SD7P'
查表,选取 &Wdi
5T8
&oZU=CN
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 h^,L) E
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 o7PS1qcya<
\j.l1O
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 >lJTS t5{
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 。 K0I.3|6C
f\RTO63|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. d mTZEO
?-0, x|ul
D B 轴承代号 96; gzG@1!
45 85 19 58.8 73.2 7209AC Cd6th
F)
45 85 19 60.5 70.2 7209B @S5HMJ2=
50 80 16 59.2 70.9 7010C #l9sQ-1Q
50 80 16 59.2 70.9 7010AC ]j*uD317
-V"W
jWvi%Iqi
XW2ZQMos1
23'<R i
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 nLANWQk9
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, 1BP/,d |+
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. U ){4W0
[P }mDX
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. DV>;sCMJ %
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, H _| re
高速齿轮轮毂长L=50,则 dd
+lQJ c
VH+3o?nrT
L=16+16+16+8+8=64 p)m5|GH24
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. E1w8d4P,G
Z@*!0~NH=4
5. 求轴上的载荷 AG;KXL[V
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, g2M1zRm;
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. RHbbj}B
FKhgUnw
CeUXGa|C
0$=U\[og
6V6Mo}QF
s
X1[zkb
TnKOr~ @*
cBOt=vg,5
Be^"sC
E]a;Ydf~
xwHE,ykE
传动轴总体设计结构图: @~5Fcfmm
$S2
/*
A9J{>f
0G Q8}r
(主动轴) -QBM^L
LN5q_ZvR
nYvkeT
从动轴的载荷分析图: d@b2XCh<K
Are0Nj&?
6. 校核轴的强度 &%(SkL_]
根据 XgeUS;qtta
== *M>~$h7
前已选轴材料为45钢,调质处理。 +br'
2Pn
查表15-1得[]=60MP F8/n;
〈 [] 此轴合理安全 DFRgn
O CCC' k
8、校核轴的疲劳强度. Es\J%*\u
⑴. 判断危险截面 jzWgyI1b
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.
j>.1RG
⑵. 截面Ⅶ左侧。 uFlf#t
=
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 &wu1Zz[qcz
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 )U]q{0`
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 gnb+i`
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 Yg 2P(
截面上的弯曲应力 55Mtjqfp
R'atg
9
截面上的扭转应力 GyFA1%(o
== G_ ~qk/7mF
轴的材料为45钢。调质处理。 lKqFuLHwF
由课本得: MFWkJbZV
n 1^h;2gz
因 i!(5y>I_
经插入后得 xsS;<uCD
2.0 =1.31 <'hoN/g
轴性系数为 I,]q;lEMt
=0.85 (b"q(:5oX
K=1+=1.82 ;Cty"H,
K=1+(-1)=1.26 t9lf=+%s
所以 l!\~T"-7;:
q,;wD1_wG
综合系数为: K=2.8 wCj)@3F
K=1.62 @ @(O##(7
碳钢的特性系数 取0.1 EyBTja(4
取0.05 /h]ru SI
安全系数 ,WW=,P
S=25.13 K,*z8@
S13.71 e9QjRx
≥S=1.5 所以它是安全的 ]Qp-$)N
截面Ⅳ右侧 \E05qk_;K
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 yi(IIW
<w?k<%( 4
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 M}=>~TA@
3+iryW(\
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 *Aug7
HlS
dAM]ZR<
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 .O&YdUo
截面上的弯曲应力 |S:erYE,G
截面上的扭转应力 iYlkc
==K= t/3qD7L
K= G)o:R iq
所以 W!+=`[Ff
综合系数为: =OTu8_ d0t
K=2.8 K=1.62 FNo.#Z5+b
碳钢的特性系数 ={o)82LV
取0.1 取0.05 :$P1ps3B
安全系数 gp'k(rGH
S=25.13 "\5 T
6
S13.71 :C={Z}t/F
≥S=1.5 所以它是安全的 t2m7Yh5B
T;S6<J
9.键的设计和计算 HTm`_}G9
|U$ "GI
①选择键联接的类型和尺寸 |PGTP#O<
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. 2gEF$?+q?
根据 d=55 d=65 ho^jmp
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 <l eE.hhf.
b=20 h=12 =50 KYz@H#M
j;-2)ZLm
②校和键联接的强度 yOk{l$+
查表6-2得 []=110MP LIyb+rH#yg
工作长度 36-16=20 @_ UI;*V
50-20=30 "/3YV%to-#
③键与轮毂键槽的接触高度 _|;{{8*?
K=0.5 h=5 ^U,Dx
K=0.5 h=6 nmyDGuzk
由式(6-1)得: ,,7hVw
<[] 4jjo%N
<[] Eb5BJ-XeS^
两者都合适 l?L s=J*
取键标记为: PM&NY8|Zy
键2:16×36 A GB/T1096-1979 -q&,7'V
键3:20×50 A GB/T1096-1979 ?H_>?,^
10、箱体结构的设计 82 o|(pw
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, <vxTfE@>bp
大端盖分机体采用配合. \+x#aN\
3|EAOoWnK
1. 机体有足够的刚度 9j5-/
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 O&VA79\UO
!lM.1gTTC
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 ~4mRm!DP
]M~7L[
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 JLg/fB3%
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 N0 mhgEA
x<.(fRv
3. 机体结构有良好的工艺性. *V[I&dKq
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. :X}Ie P
,)VAKrSg
4. 对附件设计 8~BLTZ
A 视孔盖和窥视孔 n_wF_K\h
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 Deq@T {
B 油螺塞: 7=&+0@R#/d
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。 'Axe:8LA'
C 油标: G6xNR
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 +Z]}ce
u"
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. 6:?mz;oP
xP27j_*m>
D 通气孔: 2av=W
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. 2~vvE
E 盖螺钉: Mh{;1$j#
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 #Kx @:I
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. u('`.dwkc
F 位销: 31QDN0o!~
为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度,在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销,以提高定位精度. :u)Qs#'29
G 吊钩: l j+p}dt
在机盖上直接铸出吊钩和吊环,用以起吊或搬运较重的物体. UXwI?2L
B$S@xD $
减速器机体结构尺寸如下: TKVS%//
X0]$Ovq( l
名称 符号 计算公式 结果 F'JT7#eX
箱座壁厚 10 ['3E'q,4&
箱盖壁厚 9 $Yw~v36`t/
箱盖凸缘厚度 12 $FZcvo3@*S
箱座凸缘厚度 15 CdtCxy5
箱座底凸缘厚度 25 %MCS_'N
J
地脚螺钉直径 M24 t[AA=
地脚螺钉数目 查手册 6 JgV4-B0
轴承旁联接螺栓直径 M12 BA8!NR|
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 Ag&K@ %|*
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 U r8JG&,
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 '?LqVzZI
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 6]4=8! J
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 0n={Mb
22 {s6hi#R>
18 {!! 8 *ix
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 `(6cRT`Wp
16 P0k.\ 8qz
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 .B'ws/%5\
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 }1Q>A 5e
齿轮端面与内机壁距离 > 10 &2n5m&
机盖,机座肋厚 9 8.5 ;wZplVB7y
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) $bN_0s0:'
150(3轴) s{42_O?,c
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) by$mD_sr
150(3轴) E?VOst&
9! yDZ<s
11. 润滑密封设计 Cm0K-~
U
^S)t;t@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. [+!+Yn6:
油的深度为H+ 7y$U$6
H=30 =34 Ri*mu*r\}
所以H+=30+34=64 vYq"W%
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 3{TE6&HIa
QT|\TplJt
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 ll?Qg%V[t
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 #eF
k
密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 l7Wdbx5x0
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 \3hFb,/4k
1bjWWNzQA
12.联轴器设计 zQ(`pld
jHV)
TBr
1.类型选择. X +/^s)
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 7&(h_}Z
2.载荷计算. 4E$d"D5]>p
公称转矩:T=95509550333.5 A-h[vP!v|
查课本,选取 +,)Iv_Xl$
所以转矩 D4?cnwU
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 K
28s<i`
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm 6zGeGW
Ql,WKoj*
四、设计小结 *q@3yB}
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。 OU*skc>
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。 }|nEbM]#
五、参考资料目录 oq,*@5xV2
[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; is^5TL%@
[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; &egP3
[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; /!60oV4p0
[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; P~PM $e
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 MVEh<_
[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; z9v70
q
[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。