机械设计基础课程设计任务书 &(0N.=R
x@ 6\Ob
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 R.UumBM
eE,;K1
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) Zsk?QS FE
CK Mv7
目 录 pVz pN8!
54wM8'+
一 课程设计书 2 )"-fHW+fy
z'e1"Y.
二 设计要求 2 f MzYFM'i
c85O_J
三 设计步骤 2 9C>ynH
)(.%QSA\C
1. 传动装置总体设计方案 3 E -
KK
2. 电动机的选择 4 fOJj(0=y
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 dh?S[|='
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 1)gv%_
5. 设计V带和带轮 6 tgfM:kzw
6. 齿轮的设计 8 'XEK&Yi1
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 /evaTQPz
8. 键联接设计 26 Es~DHX
9. 箱体结构的设计 27 2|
$k`I,
10.润滑密封设计 30 <]c#)xg
11.联轴器设计 30 bCt_yR
G ;jF9i
四 设计小结 31 5{HtJ?sKc5
五 参考资料 32 j^rYFS
w:Q
p/4S$
j#Tn
一. 课程设计书 &EGY+p|2Y
设计课题: |9x%gUm
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 pNBa.4z:
表一: ^xmZ|f-
题号 -t%L#1k
)I?RMR
参数 1 bt0djJRw
运输带工作拉力(kN) 1.5 $xQ"PJ2
运输带工作速度(m/s) 1.1 g"w)@*?K
卷筒直径(mm) 200 O<bDU0s{M
Ys)+9yPPn
二. 设计要求 5UPPk$8`
1.减速器装配图一张(A1)。 h1E
PaL
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 bD d_}
3.设计说明书一份。 v^;-@ddr
l~ CZW*/
三. 设计步骤 exsQmbj* %
1. 传动装置总体设计方案 _qEWu Do
2. 电动机的选择 v?FhG
b~1
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 'G52<sF
4. 计算传动装置的运动和动力参数 VVgsLQd
5. “V”带轮的材料和结构 zLo;.X[Y
6. 齿轮的设计 FBYll[8
7. 滚动轴承和传动轴的设计 B,w:DX
8、校核轴的疲劳强度 <r0.ppgY
9. 键联接设计 F
ZM2
10. 箱体结构设计 `B:B7Cpvn
11. 润滑密封设计 ^zKt{a
12. 联轴器设计 `D4oAx d9
umqLKf=x!
1.传动装置总体设计方案: vuAQm}A4'g
"^Y6ctw
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 =rtS#u
Y
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, Ii,~HH
要求轴有较大的刚度。 o?;F.W_
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 |X,$?ZDap
其传动方案如下: OTnu{<.a
P=&'wblm?
图一:(传动装置总体设计图) GJ.kkTMT
{qJHL;mP:8
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 z|Hy>|+
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 2O$95M
传动装置的总效率 Cc@=?
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; UwZu:[T6H
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, [0h* &
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, w:ORmR.p
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 ROP C |
MV%
:ES?
2.电动机的选择 lb-S0plw
20$F$YYuk
电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, Y;'VosTD
经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, w906aV*s
则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 Rrh<mo(yj#
AD~~e%
s=
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, cxAViWsf
JmnBq<&,0
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 C}n[?R
Vf"O/o}hq,
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 aQ32p4C
z0\;m{TH
e} sc]MTM
方案 电动机型号 额定功率 EC^Ev|PB\u
P +9F^F>mu
kw 电动机转速 A/ 7r:yO
电动机重量 >{phyByI
N 参考价格 `G_(xN7O
元 传动装置的传动比 73&]En
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 qf_hb
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 X{5v?4wI
,[Dh2fPM,
中心高 L4\SBO
外型尺寸 B
rez&3[
L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD [$hptQv
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 ,:0Q1~8
u@GRN`yn
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 p2pTs&}S
Ymwx(Pm
(1) 总传动比 TSc~$Q]
由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 3%It~o?
(2) 分配传动装置传动比 =XZF.ur
=× UgF) J
式中分别为带传动和减速器的传动比。 ]&3s6{R
为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 Zp/qs
z(]
4.计算传动装置的运动和动力参数 K[iY{
(1) 各轴转速 e8~62O^
==1440/2.3=626.09r/min <7vI h0
==626.09/5.96=105.05r/min ki[;ZmQqY
(2) 各轴输入功率 y8<lp+
=×=3.05×0.96=2.93kW "o\6k"_c>
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW F'V+2,.
则各轴的输出功率: 2 ||KP|5@
=×0.98=2.989kW ]7#^])>
=×0.98=2.929kW _ 4~ng#M*
各轴输入转矩 5@w'_#!)
=×× N·m ^yn[QWFO
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· . 1{vpX
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m vR6^n~
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m adRNrt*!
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m b9W<1eqF
=×0.98=242.86N·m oyKt({
运动和动力参数结果如下表 ,xAM[h&
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min IQ(]66c,
输入 输出 输入 输出 n.Ur-ot
电动机轴 3.03 20.23 1440 WU+Jo@]y
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 >K_$[qP3
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 J9b?}-O)
*pcbwd!/
5、“V”带轮的材料和结构 O4b-A3:
确定V带的截型 ~>Hnf_pZO
工况系数 由表6-4 KA=1.2 C:tSCNH[
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 ^Ff~j&L@{
V带截型 由图6-13 B型 buq *abON
^'C,WZt
确定V带轮的直径 Y\z^\k
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm hr~qt~Oi
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s C*W.9
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm #VQGN2bK.
+(I`@5
确定中心距及V带基准长度 zJy 89ib'
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 By51dk7
360<a<1030 Pv{,aV\I}
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm 1OiZNuI:E
e-Ybac%
初定V带基准长度 Qq;m"M /
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm H3/Y
K-"HcHuF
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm <6}f2^
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm s0`|G|.}
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 4t%:O4
3e
W[1f]w3
确定V带的根数 m>Z\
rqOK
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw Ads<-.R
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 C%95~\Ds
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 @??c<]9F
带长修正系数 由表6-2 KL=1 /C,>
6'No4[F
4n
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 U!;aM*67
7=QC+XSO
取Z=2 RIVL 0Ig
V带齿轮各设计参数附表 [FAOp@7W
`:bvuc(
各传动比 5uD#=/oV
[MQJ71(3
V带 齿轮 >arO$|W
2.3 5.96 .J1Hg
X#Dhk6
2. 各轴转速n {>UMw>T[
(r/min) (r/min) a'>$88tl
626.09 105.05 9
.&Or4>
G0 nH Z6
3. 各轴输入功率 P FkxhEat8
(kw) (kw) R.2KYhp,
2.93 2.71 +,F=
-
\MFWK#W
4. 各轴输入转矩 T 0oi5]f6g?8
(kN·m) (kN·m) :#W>SO
43.77 242.86
f_5R!;
N?mY|x\}wK
5. 带轮主要参数 'Qs3
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) D
$CY:@
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 ]/VIff
带的根数z UTK.tg
160 368 708 2232 B 2 bKt3x+x(
[Tb3z:UUvf
6.齿轮的设计 Pdo5sve
QkCoW[sn
(一)齿轮传动的设计计算 (g)lv)4P
&h4Z|h[01
齿轮材料,热处理及精度 )ejXeg
考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 P B6/<n9#
(1) 齿轮材料及热处理 v4k=NH+w
① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24 Y%?!AmER
高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 QhE("}1
② 齿轮精度 [@. jL0>
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 RSWB!-
;cm{4%=Iqe
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 MlC-Aad(
按齿面接触强度设计 ++{+
#s6
_9O }d
确定各参数的值: b1>$sPJ+
①试选=1.6 x4m_(CtK
选取区域系数 Z=2.433 B=Jd%Av
RH'F<!p
则 /w xxcq
②计算应力值环数 x]d"|jmVZ
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) Ff#N|L'9_
=1.4425×10h milK3+N
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) e~
78'UH
③查得:K=0.93 K=0.96 u,SX`6%
④齿轮的疲劳强度极限 +zdq+<9X
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: @n;YF5
[]==0.93×550=511.5 1\608~ZH
8s5ru)
[]==0.96×450=432 yYg&'3
许用接触应力 `SS~=~WY
E~g}DKs_5
⑤查课本表3-5得: =189.8MP rgZrE;*;
=1 K{w=qJBM
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 Zn 5m.=z
=4.47×10N.m (b2^d
3.设计计算 &qI5*aQ8T
①小齿轮的分度圆直径d T#^6u)
-JO46
#m
=46.42 xo_k"'f+
②计算圆周速度 53&xTcv}x
1.52 Pymh^i
③计算齿宽b和模数 -K'84 bZ
计算齿宽b .idl@%
b==46.42mm 4a \+o]
计算摸数m O>F.Wf5g
初选螺旋角=14 y`@4n.Q
= 6C51:XQO
④计算齿宽与高之比 .-26 N6S
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 nT.2jk+
=46.42/4.5 =10.32 A`/7>'k/q[
⑤计算纵向重合度 |2&mvjk@H
=0.318=1.903 z`:^e1vG
⑥计算载荷系数K _ktSTzH0
使用系数=1 _C8LK.M#j
根据,7级精度, 查课本得 yhn
$4;m
动载系数K=1.07, Jsnmn$C
查课本K的计算公式: EkAqFcKLq
K= +0.23×10×b Z6AU%3]
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 9a Ps_|C
查课本得: K=1.35 n2hsG.4
查课本得: K==1.2 ^t%M
故载荷系数: i R5soIR
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 ^yZSCrPGI
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 lz0]p
d=d=50.64 F"#*8P
⑧计算模数 <0qY8
= VQ;-
dCV
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 &J@ZF<Ib
由弯曲强度的设计公式 zw9ULQ$#
≥ knZd}?I*
VzM@DM]= ~
⑴ 确定公式内各计算数值 61wG:
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m iw;Alav"x
确定齿数z !3M!p&
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 +hhbp'%
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 \mit&EUh}
Δi=0.032%5%,允许 pR7G/]U$A
② 计算当量齿数 5P2FNUKL
z=z/cos=24/ cos14=26.27 ]
r+I D
z=z/cos=144/ cos14=158 K{h]./%
③ 初选齿宽系数 =|zLr"
按对称布置,由表查得=1 ^n5QKHD
④ 初选螺旋角 /!8:/7r+W
初定螺旋角 =14 evk
<<zi
⑤ 载荷系数K .shI%'V
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 2p.+C35c=j
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y
",GC\#^v
查得: ]@]"bF!Dn
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 @,$HqJ
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 m,_oX1h
.kDCcnm
⑦ 重合度系数Y X
KeK;+
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 n{* [Y
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 yG_.|%e
=14.07609 ;G&O"S><]c
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 UM^hF%
⑧ 螺旋角系数Y l%w|f`B:
轴向重合度 =1.675, r|$g((g
Y=1-=0.82 7cQw?C
ECfY~qK
⑨ 计算大小齿轮的 _\]UA?0
安全系数由表查得S=1.25 R
dzIb-
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 ]qQB+]WN
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 sAj$U^Gp
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 49>yIuG
查课本得到弯曲疲劳强度极限 z`6KX93
小齿轮 大齿轮 du TSU9
|0Kt@AJY
查课本得弯曲疲劳寿命系数: R|yTUGY
K=0.86 K=0.93 nI` 1@vB&
32J
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 ?q7Gs)B=^'
[]= u(qpdG||7
[]= n6dg
5PySCGv
!"">'}E1
大齿轮的数值大.选用. R'_[RHFC
)v.FAV:
⑵ 设计计算 o{eG6
计算模数 TR;-xst@
V!4E(sX
ijT^gsLL
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: }\*|b@)]
*9 xD]ZZF
z==24.57 取z=25 @bE?WXY
JaTW/~ TU
那么z=5.96×25=149 /$Jh5Bv
~Y$1OA8
② 几何尺寸计算 Q0A1N[
计算中心距 a===147.2 e&kg[jU
将中心距圆整为110 &'j77tqOk
<aS1bQgaU
按圆整后的中心距修正螺旋角 A#{*A
-A~<IyPt
=arccos F.6SX (x
gqamGLK
因值改变不多,故参数,,等不必修正. ?z.`rD$}(n
}s9J+m
计算大.小齿轮的分度圆直径 O\z%6:'M
SJmri]4K
d==42.4 @A%`\Ea%
MiI7s;
d==252.5 TW$^]u~v
q
Sah _N
计算齿轮宽度 ^YV[1~O
_,QUH"
B= ^ +G> N
)eV]M~K:
圆整的 #k6T_ki
1U!CD-%(
大齿轮如上图: i+6/ g
U/;Vge8{
mv_-|N~
7(-<x@ e
7.传动轴承和传动轴的设计 "@_f>3z
]](hwj
1. 传动轴承的设计 %1<|.Dmd
hi%>&i*
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 p;HZA}p \
P1=2.93KW n1=626.9r/min K} @q+
T1=43.77kn.m %$U+?lk}
⑵. 求作用在齿轮上的力 CEiGjo^
已知小齿轮的分度圆直径为 ">7 bnOJ
d1=42.4 %$Uw]a
而 F= 0n%`Xb0q
F= F o<;"+ @v
(uE_mEIsv
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N $0
)K [K
bk2vce&
!{+(oDN
Y\\&~g42R2
⑶. 初步确定轴的最小直径 G!uxpZ
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 )DW;Gc
Mh\c +1MFs
G9]GK+@&F
E;SFf
从动轴的设计
eL*Edl|#
;iWCV&>w
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, vKxwv
YDe
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M RN;Tqq):
⑵. 求作用在齿轮上的力 o_S8fHqjt
已知大齿轮的分度圆直径为 v "07H
d2=252.5 #gP\q?5Ov
而 F= y_w4ei
F= F 'k hJZ:
8V@3T/}
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N UCFef,VW
Cs< d\"+
LY7'wONx
j`bOJTBE
⑶. 初步确定轴的最小直径 FRr<K^M
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 <D?`*#K
Y,{X v
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 4IVCTz[
查表,选取 Q[ IaA"
/Bc
;)~
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 MQAb8 K:e
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 +g*Ko@]m>
D`+'#%%x
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 :jA~zHO
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与 。 Q%6*S!~
8ARpjYZP
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. N:0mjHG
m]85F^R0
D B 轴承代号 ,JR7N_"I
45 85 19 58.8 73.2 7209AC {?82>q5F
45 85 19 60.5 70.2 7209B J::dY~@
50 80 16 59.2 70.9 7010C ^z_~e@U
50 80 16 59.2 70.9 7010AC z7 }@8F
{min9
0h* AtZv_
0@z78h=h
E[
,Ur`>:
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 Rh%x5RFFc
右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, -*3wNGh{
③ 取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm. |[0|j/V%O
;s{rJG{inG
④ 轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取l=50. =OCHV+m
⑤ 取齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮间的距离c=20.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16, jZ)1]Q2
高速齿轮轮毂长L=50,则 I~Ziq10
#=h~Lr'UH
L=16+16+16+8+8=64 z.FO6y6L
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. )g)X~]*
A+AqlM+$i
5. 求轴上的载荷 vU::dr
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,
Rb?6N
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. B#8!8
iCx}v[;Ol
=MA$xz3
/K1YDq<=
:9.ik
R'He(x
JpN+'/
\7jK6;R<
074)(X&:x
^2=11
[+UF]m%W
传动轴总体设计结构图: Ft'?43J
~'n3],o?
ngE5$}UM
}Til $TT%H
(主动轴) h?jKq2`
XI@;;>D1=U
p xjb^GZ0
从动轴的载荷分析图: ~m'PAC"Q$
|4UW.dGHPo
6. 校核轴的强度 sSU p7V
根据 e2~&I`ct
== "{Lp'+wNw
前已选轴材料为45钢,调质处理。 #fd;]
查表15-1得[]=60MP [5yLg
〈 [] 此轴合理安全 f!AcBfaLr
Xf(H_&K
8、校核轴的疲劳强度. [jU.58*
⑴. 判断危险截面 qX>mOW^gT8
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. f5'Cq)Vw_
⑵. 截面Ⅶ左侧。 -pvF~P?8U
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 0CX2dk"UB^
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 HJ~0_n&
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 j&~`H:=E
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 hV_bm@f/y
截面上的弯曲应力 7,X5]U&A<x
'W(!N%u
截面上的扭转应力 8cI<~|4_
== >UlAae44
轴的材料为45钢。调质处理。 5FKb7
由课本得: SHWD@WLE4
YBF|0A{[Y
因 F|nJ3:v
经插入后得 j
S~Wcu
2.0 =1.31 d.>Zn?u4L
轴性系数为 &V"9[0
=0.85
$I}7EI
K=1+=1.82 4;_aFn
K=1+(-1)=1.26 4Cm+xAXG
所以 Q0l[1;$#
$^~dqmE2,
综合系数为: K=2.8 ,%Sf,h?"^
K=1.62 J?DJA2o
碳钢的特性系数 取0.1 v@n0ma=
取0.05 !Z(3dtUy
安全系数 HFlMx
S=25.13 o>~xrV`E
S13.71 HX}9;O
≥S=1.5 所以它是安全的 n3x<L:)
截面Ⅳ右侧 N#C,q&;
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 .A%*AlX
iTUOJ3V7i
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 ~IQ3B$4H&
`YL)[t? V
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 #u]'3en
<+3-(&
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 d x52[W
截面上的弯曲应力 u?xXZ]_u-
截面上的扭转应力 ZF@T,i9
==K= Ynxzkm S
K= JA!?vs
所以 Ah#bj8}
综合系数为: ;cpQ[+$nKp
K=2.8 K=1.62 Wy:xiP
碳钢的特性系数
6Z,GD
取0.1 取0.05 HnlCEW,^o
安全系数 (?y (0%q
S=25.13 Fx!NRY_
S13.71 'jnR<>N
≥S=1.5 所以它是安全的 n.L/Xp@gc
A*x3O%zH
9.键的设计和计算 yUY* l@v]
b_v {Q E<
①选择键联接的类型和尺寸 x b6X8:
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. 6v1F.u
根据 d=55 d=65 4s_|6{ANS
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 RvXK?mL4F
b=20 h=12 =50 3OZu v};k
o W<Z8s;p
②校和键联接的强度 H5,rp4H9
查表6-2得 []=110MP "~+?xke5z
工作长度 36-16=20 jXH?os%
50-20=30 ))NiX^)8^
③键与轮毂键槽的接触高度 QJ%[6S
K=0.5 h=5 Yt3+o<
K=0.5 h=6 |i~Ab!*8n
由式(6-1)得: LFwRTY,G
<[] _DD.#YB</
<[] #t8{z~t3
两者都合适 a@?2T,$
取键标记为: $v \@mW*R
键2:16×36 A GB/T1096-1979 pVN) k
键3:20×50 A GB/T1096-1979 SI"y&[iw
10、箱体结构的设计 .e Jt]K
减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, j84g6; 4Dv
大端盖分机体采用配合. n-)Xs;`2
'h*^;3@*
1. 机体有足够的刚度 IN!,|)8s
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 ;l$F<CzJay
Ec4+wRWk85
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 ,Nk{AiiN
Pbo759q1
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 m ,|)$R
为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 'n$TJp|s
?7k%4~H t
3. 机体结构有良好的工艺性. rEfo)jod
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. 77?D
~N[
S9 VD/
4. 对附件设计 "I}]]?y
A 视孔盖和窥视孔 |G(9mnZ1
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 I[g;p8jr
B 油螺塞: vw5f|Q92
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。 0 v>*P*
C 油标: _&U.DMt2 C
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 4Rv.m*^ B
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. 9]]isE8r
kKlcK_b;
D 通气孔: u|eV'-R)s
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. ^|kqy<<X
E 盖螺钉: r0'6\MS13
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 %V;B{?>9zB
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. H4Lvw8G
F 位销: }bA@QEJ
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. @b@# o
G 吊钩: {wq~+O
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. GUH-$rA
WJA0 `<~
减速器机体结构尺寸如下: =bgu2#%Z
]Te,m}E
名称 符号 计算公式 结果 %xuJQuCqf
箱座壁厚 10 VX{9g#y$j
箱盖壁厚 9 ?BA~$|lfxu
箱盖凸缘厚度 12 ):5M +
箱座凸缘厚度 15 \#%1t
箱座底凸缘厚度 25 At$[&%}
地脚螺钉直径 M24 kWW$*d$
地脚螺钉数目 查手册 6 #fQ}8UxU,
轴承旁联接螺栓直径 M12 Op>l~{{{
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 }\Ri:&?
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 /t=Fx94
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 D\CjR6DE
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 8Ts_;uId
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 s-lNpOi
22 XtP5IN\S
18 2zN"*Wkn
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 D.:6X'hp
16 ^Yg}>?0
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 p?idl`?^3
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 CA[3R
齿轮端面与内机壁距离 > 10 q!!gn1PT(T
机盖,机座肋厚 9 8.5 WMk;-,S!)
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) @q/E)M?
150(3轴) 1/J3 9Y~+
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) f:u3fL
150(3轴) \&#IK9x{
E9 6`
aF{]
11. 润滑密封设计 chs] ,7R
t,,W{M|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. `~;`q
油的深度为H+ "xxt_
H=30 =34 ^=.QQo||B
所以H+=30+34=64 HpGI\s
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 nA4PY]
1wTPT,k
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 EgB$y"fs
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 e,8[fp-7
密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 n~Qo@%Jr
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 {$P')>/
fMluVND
12.联轴器设计 2Sb68hJIE
/kH
7I
1.类型选择. 1ww#]p`1
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 F`8B PWUY
2.载荷计算. -F~"W@9r
公称转矩:T=95509550333.5 5h7M3s
查课本,选取 >HL$=J_K?
所以转矩 =tQ^t4_
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 \.K4tY+V
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm ;&OVV+y
Dhze2q)o
四、设计小结 PHU$<>
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。 ,9YgznQ
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。 z;Yo76P
五、参考资料目录 O]VHX![Y$
[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; {({Rb$
[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; HD!2|b~@
[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; }O+`X) 9
[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; G:4'')T
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 9YEE.=]T
[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; yBkcYHT
[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。