机械设计基础课程设计任务书 F 8sOc&L
udr|6EjD.
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 +cmi?~KS*
>rP[Xox'
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) E2cZk6~m{
$[MAm)c:]{
目 录 eUCBQK
+/mCYI
一 课程设计书 2 ;ud"1wH
09Eg ti.
二 设计要求 2 P()W\+",n
y,n.(?!*
三 设计步骤 2 A(`Mwh+
Y*#TfWv:
1. 传动装置总体设计方案 3 eA
Fp<2g
2. 电动机的选择 4 T<Zi67QC@
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 |)%H_TXTy
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 Oz]$zRu/0
5. 设计V带和带轮 6 9X33{
6. 齿轮的设计 8 NhF"%
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 R! X+-
8. 键联接设计 26 bvhV
9. 箱体结构的设计 27 %Q]thv:
10.润滑密封设计 30 ?LU>2!jN
11.联轴器设计 30 UM21Cfqex
OQ<;w
四 设计小结 31 3syA$0TZt
五 参考资料 32 IIBS:&;+-
j%Uoigi
一. 课程设计书 l>s@&%;Mg
设计课题: Nqd9)WQ
设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V Wk/Q~o
表一: &><b/,]
题号 x=x%F;
+tg${3ti_
参数 1 mO]dP;,
运输带工作拉力(kN) 1.5 NzM ,0q
运输带工作速度(m/s) 1.1 >MRuoJ
卷筒直径(mm) 200 ? }`mQ <~
r6aIW8
二. 设计要求 x6Gl|e[jv
1.减速器装配图一张(A1)。 `0q=Z],
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 wr,+9uK
3.设计说明书一份。 G6x'Myg I
(./Iq#@S
三. 设计步骤 L@Qvj-5e
1. 传动装置总体设计方案 {36N=A
2. 电动机的选择 )_o^d>$da
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 e?O$`lf
4. 计算传动装置的运动和动力参数 -G_3B(]`
5. “V”带轮的材料和结构 @ uQ *$
6. 齿轮的设计 eHd7fhW5
7. 滚动轴承和传动轴的设计 pbWjTI $
8、校核轴的疲劳强度 ZIh)D[n
9. 键联接设计 /?TR_>
10. 箱体结构设计 $ZB`4!JxG
11. 润滑密封设计 aZtM
_
12. 联轴器设计 e$`hRZ%
wPcEvGBN=
1.传动装置总体设计方案: q68m*1?y
*ywr_9
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 TK~KM
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, d(b~s2\i
要求轴有较大的刚度。 STg}
Z
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}%3{<j
其传动方案如下: 08%Bx~88_%
7+X~i@#rU
图一:(传动装置总体设计图) 0&2`)W?9
Xi\c>eALO
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 JZ:yPvJ
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 `}bvbvmA
传动装置的总效率 in K;n
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; *_}0vd
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, #<u;.'R
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, O;}K7rSc
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 HGd.meQ
cJTwgm?
2.电动机的选择 vr2PCG[~
%p&y/^=0I
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, )DlKeiK
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, \ptjnwC^O
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。 DrxQ(yo}
M1*bT@6
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, z%lJWvaA7
$P%cdJ T0
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 E'SDT*EI
{c*5 )x!
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 )Z['=+s%
BIe:7cR%
nf1 `)tXG
方案 电动机型号 额定功率 O.xtY@'"
P I:UDEoQo
kw 电动机转速 iy]?j$B$
电动机重量 $p$p C/:%
N 参考价格 rcY &n^:
元 传动装置的传动比 <l5m\A
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 ~mi4V
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 o[+t}hC[
mF jM6pmo
中心高 0\@oqw]6hv
外型尺寸 b>k2@
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 &Vgpv#&Cfx
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 6qT-
v+SdjFAY
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 ~oT*@
jh`[Y7RJO
(1) 总传动比 Q {BA`Q@V
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 kY{$[+-jR
(2) 分配传动装置传动比 #k`gm)|
=× F qgs
S
式中分别为带传动和减速器的传动比。 BpYxH#4
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 WY!4^<|w"
4.计算传动装置的运动和动力参数 ;YW@ 3F-h
(1) 各轴转速 6DgdS5GhT_
==1440/2.3=626.09r/min (+/d*4
==626.09/5.96=105.05r/min n+YUG
(2) 各轴输入功率 fBv:
TC%
=×=3.05×0.96=2.93kW CA5`uh
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW lmD[Cn
则各轴的输出功率: & 0WQF
=×0.98=2.989kW $60`Hh 4/
=×0.98=2.929kW VfP\)Rl
各轴输入转矩 JEMc _ngR!
=×× N·m DX+zK'34
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· [ ;sTl~gC
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m x-%RRm<V
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m cGdYfi
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m d%-/U!z?
=×0.98=242.86N·m w-LENdw
运动和动力参数结果如下表 `.3@Ki~$#
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min ?2dI8bG
输入 输出 输入 输出 PJe_qP
电动机轴 3.03 20.23 1440 )7o?}"I
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 @h!Z0}dX(
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 Qr4 D
&);P|v`8
5、“V”带轮的材料和结构 NVsaV;u
确定V带的截型 u'>94Gm}
工况系数 由表6-4 KA=1.2 5r~jo7
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 !jSgpIp
V带截型 由图6-13 B型 6pbCQ
q
@DY"~ccH
确定V带轮的直径 1
ptyiy
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm [(5.?
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s 0< vJ*z|_
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm A1,q3<<D%
5Pn.c!
确定中心距及V带基准长度 K%x]:|,>M
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 Ro"'f7(v.
360<a<1030 m|c[C\)By
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm 6l;2kztGp
i$PO#}
初定V带基准长度 ^7YNM<_%@
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm qIsf!1I?
cy;i1#1rO
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm gBcs
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm #5z0~Mg-X
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 L~Peerby
Bdb}4X rL
确定V带的根数 f(~N+2}
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw %<(d%&~
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 t&J A1|q
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 M\{\WyeX
带长修正系数 由表6-2 KL=1 !|H,g wqU
LSJ.pBl\X
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 /o 'lGvw
aK@
Y) Ju'
取Z=2 Z_m<x!
V带齿轮各设计参数附表 !3Pmjip
'o#oRK{#
各传动比 p'2IlQ\
AguE)I&m
V带 齿轮 vJ^~J2#5
2.3 5.96 }P.Z}n;Uj
A`Y^qXFb`
2. 各轴转速n PDuBf&/e
(r/min) (r/min) D_czUM
626.09 105.05 SM4`Hys;p
w3);ZQ|
3. 各轴输入功率 P 4d PTrBQ?
(kw) (kw) nM2<u[{gF
2.93 2.71 A?!RF7v
52tc|j6~#
4. 各轴输入转矩 T 3J
&Ros
(kN·m) (kN·m) 0r1GGEW`s
43.77 242.86 pQ:^ ziwa3
6Uk+a=Ar
5. 带轮主要参数 "N6HX*
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) `7:uc@
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 hoqZb<:
带的根数z %N<5ST>(
160 368 708 2232 B 2 >aO.a[AM
HC6U_d1-6
6.齿轮的设计 kP&I}RY
7UMZs7L$
(一)齿轮传动的设计计算 rBTg"^jsw
',0:/jSz
齿轮材料,热处理及精度 e,e(t7c?d
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 rtJER?A
(1) 齿轮材料及热处理 dnoF)(d&Cm
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 018SFle
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 [StnKQ?"wz
② 齿轮精度 oR2?$KF
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 fOHbgnL>
?IHt T3'Rt
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 c.IUqin
按齿面接触强度设计 VGeTX 4h
KQNQ<OE4
确定各参数的值: -!1=S: S
①试选=1.6 `5?0yXK
选取区域系数 Z=2.433 )-)rL@s.
Za{O9Qc?D|
则 .h=n [`RB
②计算应力值环数 N<rq}^qo
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) -K=.A*}
=1.4425×10h 9Q4{ cB
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) K'Ywv@
③查得:K=0.93 K=0.96 mufGv%U2
④齿轮的疲劳强度极限 y2_rm
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: w{*kbGB8s7
[]==0.93×550=511.5 FE!jN-#
MrHJ)x"hy
[]==0.96×450=432 :6nD "5(
许用接触应力 gvuv>A}vJ
LVB wWlJ
⑤查课本表3-5得: =189.8MP UXBWCo;-
=1 metn&
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 W:RjWn @<
=4.47×10N.m B<SE|~\2
3.设计计算 e^O:I
①小齿轮的分度圆直径d 3O2G+G2
tVAo o-%
=46.42 q!:dZES
②计算圆周速度 kFp^?+WI%H
1.52 >SDQ@63E?
③计算齿宽b和模数 w/*G!o-<
计算齿宽b T$D(Y`zdn
b==46.42mm }9"''Z
计算摸数m $\NqD:fgb
初选螺旋角=14 S=r0tao,!v
= %jjPs.
④计算齿宽与高之比 u4~+Bc_GL
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 e
n~m)r3&
=46.42/4.5 =10.32 m~
ah!QM
⑤计算纵向重合度 n/5T{ NfG
=0.318=1.903 jlj ge=#c2
⑥计算载荷系数K xkDK5&V
使用系数=1 1;( h0j
根据,7级精度, 查课本得 [y9a.*]u/@
动载系数K=1.07, g9" wX?*
查课本K的计算公式: [ *Dj:A)V^
K= +0.23×10×b \lQ3j8U
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 !ddyJJ^a
查课本得: K=1.35 3UUdJh<~
查课本得: K==1.2 VG
5*17nf5
故载荷系数: ?2&= +QaT
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 }e$
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 XZKlE
F?
d=d=50.64 53:~a
⑧计算模数 @G2# Z
= xZ`z+)
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 b~vV++ou_
由弯曲强度的设计公式 pZ>yBY?R8>
≥ I0zx'x)F
AZQQge
⑴ 确定公式内各计算数值 g:fvg!_v
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m $!*>5".A
确定齿数z !Sn|!:N4
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 Z>`\$1CI
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 )9`HO?
Δi=0.032%5%,允许 1@p,
② 计算当量齿数 $~6MR_Yq
z=z/cos=24/ cos14=26.27 I.3~ctzu
z=z/cos=144/ cos14=158 '{2]:
③ 初选齿宽系数 8Ij<t{Lps
按对称布置,由表查得=1 7{}E{/
④ 初选螺旋角 @\&j3A
初定螺旋角 =14 m&gd<rt/
⑤ 载荷系数K vIJ5iLF
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 [<53_2]~
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y 06]3+s{{
查得: K2Abu?
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 lq:q0>vyI
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 *gwaW!=
1 .+O2qB
⑦ 重合度系数Y L-w3A:jk
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 {C5:as
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 mzK0$y#*o
=14.07609 D@La-K*5
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 &"%Ws{Qn]
⑧ 螺旋角系数Y t?>}0\1
轴向重合度 =1.675, #$BFTlm|
Y=1-=0.82 f`Fj-<v
Sn*s@RE\s
⑨ 计算大小齿轮的 #4m5I="
安全系数由表查得S=1.25 M^ '1Q.K
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 qI uo8o}
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 iXm&\.%
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 &'/"=lK
查课本得到弯曲疲劳强度极限 }3: mn
小齿轮 大齿轮 h7+"*fN
ura&9~
查课本得弯曲疲劳寿命系数: e=(Y,e3
K=0.86 K=0.93 90}vFoy
9$$ Ijf
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 4JK6<Pk
[]= ZFtR#r(~41
[]= 5.5kH$;>
xK6`|/e
+
-Rf@
大齿轮的数值大.选用. P{)D_Bi
)(G<(eiD
⑵ 设计计算 r7W.}n*
计算模数 "~ID.G|<
7310'wc
;t +p2i
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: t,%m-dU
p?$N[-W 6-
z==24.57 取z=25 5b"=m9{g
9R$$(zB 1;
那么z=5.96×25=149 MPUyu(-%{
1SjVj9{:
② 几何尺寸计算 #Q=73~
计算中心距 a===147.2 >Y4^<!\v
将中心距圆整为110 $EY[CA
E
Mk#r_:[BS
按圆整后的中心距修正螺旋角 7kV$O(4
qWW\d', .
=arccos aiX&`
VL*5
因值改变不多,故参数,,等不必修正. %6(\Ki6I
=*'yGB[x)
计算大.小齿轮的分度圆直径 4Vi*Qa_,y
\{<ml n
d==42.4
&5K3AL
]7<$1ta
d==252.5 Z]Xa:[
]uFJ~:R
计算齿轮宽度 5)f 'wVe
(+v':KH3_
B= /{buFX2"}
sRT5i9TQ
圆整的 hvTc( 0;mB
x=rMjz-`_
大齿轮如上图: Ijiw`\;
i +@avoW
7Q{&L#;
fV4eGIR&
7.传动轴承和传动轴的设计 j6^.Q/{^
ds(X[7XGW
1. 传动轴承的设计 S".|j$
^) s6`:
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 ww
%c+O/
P1=2.93KW n1=626.9r/min uD{-a$6z
T1=43.77kn.m < k(n%
⑵. 求作用在齿轮上的力 @8J*vY =e
已知小齿轮的分度圆直径为 "n3n-Y#'
d1=42.4 "8a
V~]~Dj
而 F= hFoeVM[h
F= F 9*j"@Rm
Yw=@*CK'
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N Z-t qSw8n
3U?gw!M>
r9}(FL/)b
) %Xp?H_
⑶. 初步确定轴的最小直径 A\ mSS
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 }c8e t'HYf
y46sL~HRv
H '5zl^8I
_Iy)p{y
从动轴的设计 w,6gnO
nUq@`G
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, g[b;1$
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M G@rh/b<$
⑵. 求作用在齿轮上的力 MIr[_
已知大齿轮的分度圆直径为 X..M!3W
d2=252.5 ( q*/=u
而 F= ;YokPiBy
F= F }}Q h_(
@pvQci
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N f
4K)Z
e
BThrv$D}
}rVLWt
sn[<Lq
⑶. 初步确定轴的最小直径 3 P\4K
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 ,UVd+rY}
Rwj
3o
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 y\6C9%.
查表,选取 NSRY(#3
,!AYeVq
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以
e'|P^G>g
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 }+NlYD:qF
_B4N2t$
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 ?)qm=mebY
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 。 B_c-@kl
5=<fJXf5y
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. '&AeOn
[mUC7Kpi
D B 轴承代号 V,7Xeh(+5L
45 85 19 58.8 73.2 7209AC [A uA<
45 85 19 60.5 70.2 7209B slA~k;K:_
50 80 16 59.2 70.9 7010C 7'{%djL
50 80 16 59.2 70.9 7010AC w&^Dbme
e oFM
coXm*X>z
D#ED?Lqf
=6'D/| 3
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 w(%$~]h
右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, (=53WbOh/t
③ 取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm. dm83YCdL
>tkU+$;-
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. S`spUq1o
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, :$^sI"hO
高速齿轮轮毂长L=50,则 rj eKG-Z@
vf<Tq
L=16+16+16+8+8=64 x5yZ+`Gc
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. hG/Z65`&
fJ-8$w\uL
5. 求轴上的载荷 @:u2{>Yl
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, P-N+
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. oH
[-fF
W<H^V"^
V,3$>4x
X 2('@Yh
wdgC{WGl
`yb,z
P4"EvdV7
ps]s
Tw
j98>Jr\
A$'rT|>se
JA?P jo
传动轴总体设计结构图: / ='/R7~
~gbq^
@ GzN0yXhR
'"Dgov$q
(主动轴) ,OO0*%
T CO^9RP<
A|GheH!t
从动轴的载荷分析图: -}<W|r
5zII4ukn*
6. 校核轴的强度 852Bh'u_
根据 gcs8Gl2
== N|WR^MQD
前已选轴材料为45钢,调质处理。 ,W<mz7Z(@
查表15-1得[]=60MP @GR|co
〈 [] 此轴合理安全 ~%:23mIk
#%tN2cFDN
8、校核轴的疲劳强度. itIzs99j
⑴. 判断危险截面 a?9Ka!O4s
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. s@bo df&
⑵. 截面Ⅶ左侧。 xyTjK.N
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 ,U/ZG|=v
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 A
ptzBs/
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 IE9A _u*
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 Ke+#ww
截面上的弯曲应力 CVBy&o"6A
l<RztzUw
截面上的扭转应力 8U>f/dxLOO
== j"8|U
E
轴的材料为45钢。调质处理。
fg1["{\
由课本得: :Keek-E`e=
2s@<k1EdPl
因 U_c.Z{lC4
经插入后得 g"sW_y_O
2.0 =1.31 W.u}Q@
轴性系数为 hK&/A+*
=0.85 8wqHr@}p
K=1+=1.82 }@:vq8%Q
K=1+(-1)=1.26 @dCoh-Q3
所以 pTlNJ!U>
[MKL>\U
综合系数为: K=2.8 W[Ro)
K=1.62 BHw/~H d4
碳钢的特性系数 取0.1 r9uuVxBD
取0.05 xW\iME
安全系数 &8 ~+^P1w
S=25.13 7a}vb@
S13.71 LHb(T`.=
≥S=1.5 所以它是安全的 a$SGFA}V
截面Ⅳ右侧 KfsU RTZ
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 #;6YADk2_
=FXZcP>h
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 ZVj/lOP X
Rj9YAW$
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 Rb~NX
K$dSg1t
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 r-s.i+\
截面上的弯曲应力 0a??8?Q1G
截面上的扭转应力 T8,?\7)S9
==K= Kuz
/
K= 6WQT,@?
所以 kw>W5tNpf:
综合系数为: #?Z>o16,u
K=2.8 K=1.62 O$
7R<V
碳钢的特性系数 YULI
y-W
取0.1 取0.05 ?6F\cl0.
安全系数 tB_GEt2M
S=25.13 EencMi7J
S13.71 P"LbWZ6Nj
≥S=1.5 所以它是安全的 Uv~r]P)
5
#)5Z8`X
9.键的设计和计算 K"O+`2$
]4m;NI d
①选择键联接的类型和尺寸 Ccld;c&+
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. ua%$r[
根据 d=55 d=65 LwV4p6A
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 B\,pbOE?#
b=20 h=12 =50 qcSlY&6+
0yhC_mI
②校和键联接的强度 >TT4;p h
查表6-2得 []=110MP g?.ls{H
工作长度 36-16=20 \YE(E04w57
50-20=30 XrY\ot`,D
③键与轮毂键槽的接触高度 KErQCBeJ
K=0.5 h=5 WleE$ ,
K=0.5 h=6 nCZ&FNi{O~
由式(6-1)得: LE!xj 0
<[] )aov]Ns
<[] iYi3x_A`
两者都合适 #d,+87]\=
取键标记为: N^\<y7x
键2:16×36 A GB/T1096-1979 ~)XyrKw
键3:20×50 A GB/T1096-1979 3":vjDq$
10、箱体结构的设计 y3^<rff3Gc
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, Cku#[?G
大端盖分机体采用配合. \&K{v#g~
?6;9r[ p
1. 机体有足够的刚度 w\o?p.drp=
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 a:*8SovI
>?/Pl"{b
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 uURm6mVt9:
.gL%0
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 tI42]:z
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 *E*=
;BG
$]v=2j
3. 机体结构有良好的工艺性. d<{>&
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. $#VE C0
TI^W=5W@@
4. 对附件设计 v?Z30?_&h
A 视孔盖和窥视孔 cR'l\iv+
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 vS#Y,H:yAj
B 油螺塞: LhN?j5XqM
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。 (_h=|VjK(I
C 油标: -MEp0
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 ,E8:!r)6
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. F|+Qi BO
RLy(Wz3%
D 通气孔: 0, b.;r
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. US5 ]@!
E 盖螺钉: 05o)Q &`
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 Y fRjr
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. sIUhk7Cd8
F 位销: L|B/'
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. bTBV:]w
G 吊钩: %.k~L
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. ?4k/V6n@y
WP*xu-(:
减速器机体结构尺寸如下: b#~K>
_C`&(?}
名称 符号 计算公式 结果 ;Gc,-BDFw
箱座壁厚 10 #`Af
箱盖壁厚 9 ( *~ '#k
箱盖凸缘厚度 12 'e&L53n
箱座凸缘厚度 15 Y-yozt
箱座底凸缘厚度 25 {KQ-QKxxS
地脚螺钉直径 M24 m*bTELb
地脚螺钉数目 查手册 6 |ry![\
轴承旁联接螺栓直径 M12 dC'8orFG+
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 EM2=g9y
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 k^VL{z:EWB
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 h^QLvOuR
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 58[=.rzD
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 v11Uw?CM
22 0tz7^:|D
18 ={'3j
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 + d?p? v
16 u-s*3Lg&
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 /penB[1i
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 0r_3:#Nn
齿轮端面与内机壁距离 > 10 !
3 ;;6
机盖,机座肋厚 9 8.5 #%9t-
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) 84f(B E
150(3轴) 'c7'iDM
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) As{Q9o5j/
150(3轴) %I^schE*
fA$2jbGW
11. 润滑密封设计 %LM2CgH
V
FhP$R}F
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. $.Ia;YBf
油的深度为H+ C.|.0^5
H=30 =34 } yb"/jp
所以H+=30+34=64 FOyANN'
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 I]@QhCm0
+X%pUe
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 MZrLLnl6\
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 "cZ ){w
密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 9kzJ5}
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 G1
K@Ir<
R@df~
12.联轴器设计 =L\&}kzB
.DR*MQI9
1.类型选择. ~0@uR
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 P7 h^!a/
2.载荷计算. mI,a2wqi
公称转矩:T=95509550333.5 FfRvi8
查课本,选取 >qy$W4
所以转矩 Mdw"^x$7
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 eK[9wEdn
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm Qef5eih
^:^
四、设计小结 ]>/oo =E
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。 Fy*t[>
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。 6fm oIK{
五、参考资料目录 :@b=;
[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; h1~/zM/`
[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; eemC;JV %
[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; !ra,HkU'
[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; r0Zj'F_e
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 < ZG!w^
[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; g8R@ol0
[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。