机械设计基础课程设计任务书 {dYz|O<
XXA.wPD-
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 )jjL'
aVZ/e^kk-
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) w:ASB>,!
&88c@Ksn
目 录 3+&k{UZjt
&g~NkJc0c
一 课程设计书 2 QjKh#sU&
Sx1|Oq]
二 设计要求 2 =7[}:haB{
M)~sL1)
三 设计步骤 2 c-"vQ>ux+
I|wC`VgB
1. 传动装置总体设计方案 3 @1D3E =
2. 电动机的选择 4 ^<_rE- k
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 3WpQzuHPT
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 -EP(/CS!
5. 设计V带和带轮 6 -s0\ 4
6. 齿轮的设计 8 RXw1HRR$V
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 +BDW1%
8. 键联接设计 26 Ezev
^O]
9. 箱体结构的设计 27 @?RaU4e
10.润滑密封设计 30 [930=rF*
11.联轴器设计 30 `KZu/r-M9
m6'9Id-:L
四 设计小结 31 0+&K;
五 参考资料 32 i(;.Y
^j2ve's:
一. 课程设计书 GQjwr(
设计课题: _.E{>IFw
设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V |bhv7(_
表一: xel|,|*Yq
题号 JTObyAoW
olr-oi`4C
参数 1 @n=&muC}
运输带工作拉力(kN) 1.5 / !y~Q|<|=
运输带工作速度(m/s) 1.1 j5og}Pq:
卷筒直径(mm) 200 \RtFF
w`D$W&3>
二. 设计要求 vz|(KN[
1.减速器装配图一张(A1)。 7yXJ\(6R_
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 `%^w-'
3.设计说明书一份。 ,F*HZBNFZ
s: iBl/N}
三. 设计步骤 /n6ZN4
1. 传动装置总体设计方案 s5 {B1e
2. 电动机的选择 !@wUARQ
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 :_]0 8
4. 计算传动装置的运动和动力参数 gz~ug35
5. “V”带轮的材料和结构 ~H:=p
6. 齿轮的设计 N8k=c3|
7. 滚动轴承和传动轴的设计 )v*k\:Hw
8、校核轴的疲劳强度 mq:WBSsV
9. 键联接设计 3aBE[
10. 箱体结构设计 {:b~^yW
11. 润滑密封设计 Z{:;LC
12. 联轴器设计 o3eaNYa
^*+M9e9Z
1.传动装置总体设计方案: -T i<H9OV
r> Xk1~<!
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 M X?UmQ'
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, lkly2|wA
要求轴有较大的刚度。 @GGQ13Cj(
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。 'h7x@[|
其传动方案如下: DU)q]'[u
m#G,m
图一:(传动装置总体设计图) EVBOubV
B0Ay
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 avM8-&h
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 WNb2"W
传动装置的总效率 Iw`|,-|
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; zDEgC
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, oM^vJ3
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, 3-6MGL9
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 a&2x;diF
3Nwix_&S
2.电动机的选择 8z7eL>)
b<#zgf
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, -5]lHw}
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, V2AsZc0U(
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。 'vu]b#l3
EAm31v C
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, _Gt;=
@Q{:m)\
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 ]q4LNo
_
W#Km
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 M
#0v# {o
8.^`~ta
92R,o'#
方案 电动机型号 额定功率 Z+EZ</'(a
P F
Pjc;zNA
kw 电动机转速 bivo7_
电动机重量 Wd(|w8J{a
N 参考价格 $!!y v'K
元 传动装置的传动比 1:M'|uc
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 #lSGH 5Fp?
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 |0>rojMq
5T9[a
中心高 'qo(GGC M
外型尺寸 $AvaOI.l
L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD BT;1"l<
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 Xs"d+dc
X|g5tnsj`
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 ygm6(+
;0$qT$,
(1) 总传动比 p14$XV
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 -;HZ!Lf
(2) 分配传动装置传动比 [xGL0Z%)t
=× ?;(!(<{
式中分别为带传动和减速器的传动比。 |pU>^
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 -)bu&
4.计算传动装置的运动和动力参数 c$u#U~~
(1) 各轴转速 nHfAx/9!
==1440/2.3=626.09r/min Zw/??Tq b
==626.09/5.96=105.05r/min -%[6q
(2) 各轴输入功率 ]^a{?2ei
=×=3.05×0.96=2.93kW bZQ_j#{$
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW 1OqVNp%K
则各轴的输出功率: 7-9HCP
=×0.98=2.989kW %F;uW[4r
=×0.98=2.929kW NB( GE
各轴输入转矩 Z%r8oj\n
=×× N·m &mA{_|>
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· 1ahb:Mjv
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m Fy_~~nI0
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m g$#JdN
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m +J}h
=×0.98=242.86N·m >Y:veEa6v6
运动和动力参数结果如下表 .
vea[
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min *vzj(HGO
输入 输出 输入 输出 b3-+*5L
电动机轴 3.03 20.23 1440 HuD~(CI.
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 OnE~0+
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 w/CD-
S?~/
V ]
5、“V”带轮的材料和结构 v(jZ[{x@
确定V带的截型 $I\lJ8
工况系数 由表6-4 KA=1.2 )VxC v
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 \Q,5Ne'o
V带截型 由图6-13 B型 x^UAtKSy
NbhQ-
确定V带轮的直径 v,c:cKj
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm xEe3,tb'e
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s (R{z3[/u&
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm [\ppK C
"eKM<S
确定中心距及V带基准长度 OV $|!n
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 6
Zv~c(
360<a<1030 'C1yqkIa`
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm ",Fqpu&M
p/&s-GF
初定V带基准长度 Cv1CRmqq%
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm 1VO>Bh.Wm
*
n>YS
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm ::G0v
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm I-|1eR+3
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 $PKUcT0N9
AU
H_~SY
确定V带的根数 ~-2q3U Py
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw L@LT *M
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 -VRKQNT
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 Ng<oz*>U
带长修正系数 由表6-2 KL=1 RB/;qdqR
u1i
?L'
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 )u(Dq u\t
AoN|&o
取Z=2 +h?z7ZY^
V带齿轮各设计参数附表 \jThbCb
t_ZWd#x+;
各传动比 I=Xj;\b
^B7C8YP
V带 齿轮 $79-)4;z4
2.3 5.96 qx\P(dOUf
w?zY9Fs=s
2. 各轴转速n (J/!9NS:
(r/min) (r/min) [I7([l1Wvd
626.09 105.05 xSoXf0zq:
"jG-)k`a
3. 各轴输入功率 P LS4|$X4H`!
(kw) (kw) #^oF^!
2.93 2.71 8|iMD1
T hLR<\
4. 各轴输入转矩 T ;Q} H'Wg,
(kN·m) (kN·m) /Jc i1o
43.77 242.86 *<nfA}
;0`p"T0
5. 带轮主要参数 0al8%z9e@
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) vs~lyM/
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 <<[hZ$.
带的根数z .JkF{&=B
160 368 708 2232 B 2 uuMHD{}?}
>ey-j\_v
6.齿轮的设计 ^ M4-O~
I!1nB\l
(一)齿轮传动的设计计算 T{%'"mm;
{Qla4U
齿轮材料,热处理及精度 .wfN.Z
考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 ;c_pa0L
(1) 齿轮材料及热处理 `i)&nW)R
① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24 M%NapK
高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 cOr@dUSL
② 齿轮精度 SLze) ?.
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 GCgpe(cQ
I2wT]L UV
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 /:}z*a
按齿面接触强度设计 5E+k}S]M$
Pyx$$cj
确定各参数的值: Nh[{B{k
①试选=1.6 !r8Jo{(pb
选取区域系数 Z=2.433 XTZI!
=/Dp*
则 ,j ('QvavJ
②计算应力值环数 G"BoD 5m
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) "p\XaClpz
=1.4425×10h }fo?K|Xx
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) d\ &jl`8*
③查得:K=0.93 K=0.96 )pVxp]EI
④齿轮的疲劳强度极限 h ,@x5q>g
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: w^*jhvV%kW
[]==0.93×550=511.5 fuH Dif,
1?(mE7H#
[]==0.96×450=432 ,
"zS
pN
许用接触应力 z^4\?R50yO
]sjOn?YA+
⑤查课本表3-5得: =189.8MP r)mm8MI!Z
=1 !UUh7'W4u
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 na
FZ<'t>&
=4.47×10N.m
e?G*q)l
3.设计计算 5b B[o6+
①小齿轮的分度圆直径d e7L;{+XI
UhCd,
=46.42 )m[!HE`cZ
②计算圆周速度 Yb =8\<;
1.52 &TbnZnv
③计算齿宽b和模数 VH*j3
计算齿宽b j7-#">YL
b==46.42mm 1'_OM h*;
计算摸数m =GR
Em5
初选螺旋角=14 Iz{AA-
= &P ;6P4x
④计算齿宽与高之比 `%ymg8^
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 6-X7C9`C
=46.42/4.5 =10.32 YgWnPp
⑤计算纵向重合度 k LD)<D
=0.318=1.903 0XozYyq
⑥计算载荷系数K h V8A<VT
使用系数=1 gieX`}
根据,7级精度, 查课本得 kD;BwU[
动载系数K=1.07, <bTa88,)
查课本K的计算公式: v5$zz w
K= +0.23×10×b E>V8|Hz;
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 &FanD
查课本得: K=1.35 vRY4N{v(<
查课本得: K==1.2 *@Qt*f
故载荷系数: |]]fcJOBP
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 5g&'n
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 Y.C*|p#
d=d=50.64 [}AcCXg`L
⑧计算模数 i/Hi
= '/p5tw8
4. 齿根弯曲疲劳强度设计
^Ta"Uk'
由弯曲强度的设计公式 0+H"$2/
≥ 0!zWXKX
L`p[Dq.
⑴ 确定公式内各计算数值 P~*fZ)\}F@
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m m 8f_w
确定齿数z FPMW"~v
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 " h#=ctCx"
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 ](ninSX1w
Δi=0.032%5%,允许 U9q*zP_jV
② 计算当量齿数 {!4%Z9G
z=z/cos=24/ cos14=26.27 ls5S9R 5
z=z/cos=144/ cos14=158 04"hQt{[
③ 初选齿宽系数 G@;aqe[dB
按对称布置,由表查得=1 I
F@M
④ 初选螺旋角 ?\yo~=N^
初定螺旋角 =14 kDKpuA!
⑤ 载荷系数K I@B7uFj
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 A4^+p0@
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y
96BMJE'
查得: Zry>s0
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 ev3x*}d0
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 y\[=#g1(@
)0Lq>6j9
⑦ 重合度系数Y a !IH-XJ2
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 x\%egw
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 =
` ^jz}
=14.07609 (pmo[2kg
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 "Wm~\)t(
⑧ 螺旋角系数Y |^F-.Z
轴向重合度 =1.675, ?Z=v&d[o)
Y=1-=0.82 lm|`Lh-
W6~=?C
⑨ 计算大小齿轮的 pR"qPSv'
安全系数由表查得S=1.25 ]Q3Gj@6
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 .bE,Q9:
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 E(@;p%:
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 ,:`6x[ +
查课本得到弯曲疲劳强度极限 {UcItLjY
小齿轮 大齿轮 $<v_Vm?6d
(5> ibe
查课本得弯曲疲劳寿命系数: W%1S:2+Kl
K=0.86 K=0.93 c
#kV+n<
]lUu%<-;
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 9^u?v`!
[]= %U
GlAyj
[]= f[b YjIX
2?QJh2
O@iW?9C+
大齿轮的数值大.选用. ~8*oGG~s
@@wx~|%
⑵ 设计计算 %7msAvbk
计算模数 %z~U@Mka
M N#C2 qz
(L$~zw5gr
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: `fZD%o3l
\'Ta8
z==24.57 取z=25 K//T}-Uub
gE&W6z0fJ
那么z=5.96×25=149 y.p6%E_`
N@6OQ:,[F
② 几何尺寸计算 oDP((I2-
计算中心距 a===147.2 jJ!-hg4?]
将中心距圆整为110 R9h>I3F=c
E[.tQ|C
按圆整后的中心距修正螺旋角 hG7S]\N_
b$O_L4CP
=arccos ]"Y%M'
(YHvGGr
因值改变不多,故参数,,等不必修正. <{420
zN+*R;Ds
计算大.小齿轮的分度圆直径 Pzp+I}
neh;`7~5@K
d==42.4 (\t_Hs::a
u=;nU(]M '
d==252.5 kt{C7qpD
vM7v f6
计算齿轮宽度 s)YP%vn#
rN1U.FRe/
B= F|?'9s*;6G
wB>S\~i
圆整的 K-
I\P6R`
/.)[9bQ<
大齿轮如上图: )p<fL
3XwU6M$5g
a,~D+s;^
px_s@>l`
7.传动轴承和传动轴的设计 cRh\USS
G7Z vfLR{:
1. 传动轴承的设计 LiZdRr
U.RW4df%E
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 &^&$!Xmu9
P1=2.93KW n1=626.9r/min >X[|c"l.
T1=43.77kn.m f4'El2>-86
⑵. 求作用在齿轮上的力 T2DF'f3A
已知小齿轮的分度圆直径为 u3Usq=Ij{
d1=42.4 x*me'?q
而 F= E+}GxFG-:
F= F Cs:+93w
s>jr1~~3O_
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N
ofMu3$Q
#%?FM>
]8$#qDS@
|*^8~u3J"
⑶. 初步确定轴的最小直径 4>4V-m\
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 ;OOj[%.
t_jyyHxoZ:
Hp btj
SU%mmwES3
从动轴的设计 YBX)eWslK
#^|| ]g/N
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, K;oV"KRK
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M EXA^!/)
⑵. 求作用在齿轮上的力 }m6f^fs}
已知大齿轮的分度圆直径为 }@Xh xZu
d2=252.5 X<(6T
而 F= b,#`n
F= F %'N$lF"]
w6vLNX
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N oJ ^C]E
k+FMZ,D|
gs?8Wzh90*
~gP7s_qr{
⑶. 初步确定轴的最小直径 yahAD.Xuo@
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 6N"m?g*Z
d
Qh*)pt]n
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 8qn 9|
查表,选取 elu=9d];@
^w.]Hd2
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 rn;<HT
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 4sTMgBzw
u$C\E<G^
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 /0(%(2jIWl
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 。 vm8$:W2 }
"?35C
!
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. 1B 5:s,Oyj
?\ZL#)hr"p
D B 轴承代号 P1MvtI4gm
45 85 19 58.8 73.2 7209AC D93gH1z
45 85 19 60.5 70.2 7209B &:<, c12
50 80 16 59.2 70.9 7010C V43TO
50 80 16 59.2 70.9 7010AC b]T@gJ4H=
P;73Hr[E#
zEj#arSE4
M%I@<~wl
1fH<VgF`
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 ,beS0U]
右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, @ &pqt6/t
③ 取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm. -}P7$|O&
_|A+) K
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. O(c@PJem
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, gv|"OlB
高速齿轮轮毂长L=50,则 &l m#
Be2lMC
L=16+16+16+8+8=64 MLr-,
"gs
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. _[t8rl
9%tobo@J~n
5. 求轴上的载荷 'RbQj}@x
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, /&^W#U$4
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. =n+ \\D
i{Ds&{
sI LSey5`
69OF_/23
3I $>uR
BUsV|e\
4<gb36)|4
b~w=v_[(I
ba@ctkCW
*F`A S>
oD.r`]k
传动轴总体设计结构图: T.mmmT
yZkyC'/
wW>fVPr
CAD@XZSh
(主动轴) )]htm&q5
&ldBv_
>e,mg8u6$
从动轴的载荷分析图: >znRyQ~bM
r^,<(pbd
6. 校核轴的强度 [7FItlF%I
根据 RQB
4s^t
== 6CbxuzYer
前已选轴材料为45钢,调质处理。 *%/~mSx
查表15-1得[]=60MP $%R$G`.KM
〈 [] 此轴合理安全 cWyW~Ek
rl2&^N
8、校核轴的疲劳强度. 6/V3.UP-
⑴. 判断危险截面 ma'FRt
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. :>Rv!x`
⑵. 截面Ⅶ左侧。 uvP2Wgt
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 #n0Y6Pr
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 7\FXz'hA
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 _BdE<
!r
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 Jc&y9]
截面上的弯曲应力 YQJ==C1
,to+oSZE
截面上的扭转应力 X3'H
`/
== ,C%eBna4Iq
轴的材料为45钢。调质处理。 AdRX`[ik
由课本得: EBz}|GY;
>h0-;
因 sVG(N.y
经插入后得 7i&:DePM'q
2.0 =1.31 -'~LjA(
轴性系数为 A\8}|r(>9E
=0.85 y ]?V~%
K=1+=1.82 q.,JVGMS
K=1+(-1)=1.26 @E:,lA
所以 vWGwVH/K
W`c'=c
综合系数为: K=2.8 c("_bOAT
K=1.62 M(/r%-D
碳钢的特性系数 取0.1 h@a+NE8
取0.05 6{txm+U
安全系数 rtc9wu
S=25.13 6F e34n]m
S13.71 8<Hf"M
≥S=1.5 所以它是安全的 G37U6PuZi
截面Ⅳ右侧 t. ;LnrY
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 <>Hj
;q5p
P-9<YN
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 t<#h$}=:Vt
6fw(T.Pe
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 wp&=$Aa)'
x9JD\vZ
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 ,N)/w1?I
截面上的弯曲应力 Ftr5k^!
截面上的扭转应力 ,k;^G><
=
==K= #?S^kM-0
K= !4X
f~P
所以 -X"p:=;j
综合系数为: r [*Vqcz
K=2.8 K=1.62 "/wyZ
碳钢的特性系数 N(Tz%o4
取0.1 取0.05 4GX-ma,
安全系数 T:=lz:}I
S=25.13 i uF*.hc,%
S13.71 ?k(7 LX0j
≥S=1.5 所以它是安全的 %yv<y+yP~
;5659!;
9.键的设计和计算 f}9zgWU
vzim<;i
①选择键联接的类型和尺寸 xe^Gs]fm
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. =4FXBPoQK
根据 d=55 d=65 %H]ptH5
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 *%%g{
3$
b=20 h=12 =50 {y=j?lD
HTX?,C_
②校和键联接的强度 (>nGQS]H
查表6-2得 []=110MP Uq^#r iq
工作长度 36-16=20 Y 0d<~*
50-20=30 l`#4KCL(
③键与轮毂键槽的接触高度 1_PoqD!q
K=0.5 h=5 ;$.J3!
K=0.5 h=6 -?V-*jI
由式(6-1)得: A kC1z73<
<[] ~A'!2
<[] vq(0OPj8r[
两者都合适 >=:&D)m"
取键标记为: (l^3Z3zf&
键2:16×36 A GB/T1096-1979 {.C!i{|
键3:20×50 A GB/T1096-1979 kMi/>gpQ
10、箱体结构的设计 I>]oS(GNT
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, BJ$9vbhZN
大端盖分机体采用配合. $'BSH4~|.
CZud&
<
1. 机体有足够的刚度 e!N:,`R
5
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 de.&`lPRf
l? Udn0F
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 _=_Px@<Q
-JMdE_h
因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H为40mm +)!Y rKuu
为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 `Q|*1
i2E)P x
3. 机体结构有良好的工艺性. [I'0,y
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. K2M~-S3
[ey:e6,T9
4. 对附件设计 )97SnCkal
A 视孔盖和窥视孔 @mOH"acGn?
在机盖顶部开有窥视孔,能看到 传动零件齿合区的位置,并有足够的空间,以便于能伸入进行操作,窥视孔有盖板,机体上开窥视孔与凸缘一块,有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封,盖板用铸铁制成,用M6紧固 UK595n;P
B 油螺塞: D>/0v8
放油孔位于油池最底处,并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔处的机体外壁应凸起一块,由机械加工成螺塞头部的支承面,并加封油圈加以密封。 QLXN*c
C 油标: .L9j>iP9 *
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 UtPLI al
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. )WRLBFi3
]NUl9t*N4
D 通气孔: 'Y*E<6:
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. Dd'm U
E 盖螺钉: {@eJtF+2
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 jr)1(**
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. ?oVx2LdD|
F 位销: o)Iff)m$
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. pf1BN@
t
G 吊钩: N >FKy'.gk
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. zz+$=(T:M
#*QO3y~ZM
减速器机体结构尺寸如下: C<NLE-
d ^^bke$~
名称 符号 计算公式 结果 ^A!Qc=#z}
箱座壁厚 10 ?{/4b:ua
箱盖壁厚 9 ^Y=\#-Dd
箱盖凸缘厚度 12 Z'4./
箱座凸缘厚度 15 _y),J'W^3u
箱座底凸缘厚度 25 fmQ_P.c
地脚螺钉直径 M24 k_sg
?(-!o
地脚螺钉数目 查手册 6 /I1h2E
轴承旁联接螺栓直径 M12 igIRSN}h
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 Sm)Ha:[4
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 [0(B>a3J
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 :Pvzl1
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 Q3
u8bx|E
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 ukIQr/k
22 |%J {RA
18 {t0)
q
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 tasIDoo+!J
16 '9S8}q
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 Ka[t75~;
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 : ]sUpO
齿轮端面与内机壁距离 > 10 G`n_YH084
机盖,机座肋厚 9 8.5 o<[#0T^K
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) ~tBYIkvWT
150(3轴) d/ARm-D
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) q?4p)@#
150(3轴) I,0q4
X' d9[).
11. 润滑密封设计 |2RC# ]/-Y
p^Ak1qm~e
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. Bk*F_>X"
油的深度为H+ \9cG36
H=30 =34 cl]Mi
"3_
所以H+=30+34=64 `-(|>5wWS
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 kMb}1J0i"
!ePr5On
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 vgsJeV`}I
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 mS^tX i5hg
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 {@+Ty]e
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 |C!ox hu<
|G?htZF
12.联轴器设计 j6Yy6X]
~\Hc,5G
1.类型选择. |N%fMPKa
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 ~yH?=:>U
2.载荷计算. w8MG(Lq1"
公称转矩:T=95509550333.5 -(
查课本,选取 0`X]o'RxS
所以转矩 3BtaH#ZY
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 v2B0q4*BS?
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm 9~p[
wE? 'Cl
四、设计小结 /atW8 `&
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。 .P[ _<8
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。 ,n3a
gkPO>
五、参考资料目录 >'&p>Ad)
[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; m 8aITd8
[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; ,N!o
[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; _V7r1fY:
[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; 1Cv-
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 6YGubH7%_
[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; i*/Yz*<
[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。