机械设计基础课程设计任务书 p])km%zB(
r[gV`khka
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 S2*:]pYf}
! yxb<
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) [J^,_iN[.
{>z.y1
目 录 u4S3NLG)
&8;mcM//4
一 课程设计书 2 sK\?i3<?
M6e"4Gh
二 设计要求 2 t Sg#2
&pCKz[Yf+
三 设计步骤 2 ';1
c
I@hC$o
1. 传动装置总体设计方案 3 snyx$Qx(
2. 电动机的选择 4 =v_ju;C=
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 RH`m=?~J,
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 WaHTzIa[
5. 设计V带和带轮 6 5'o.v^l
6. 齿轮的设计 8 G q8/xxt
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 7
724,+2N
8. 键联接设计 26 mV;7SBoT
9. 箱体结构的设计 27 vOqYt42
10.润滑密封设计 30 ;w1h)
11.联轴器设计 30 eZUK<&0x5
H
fRxgA@
四 设计小结 31 &o?pZ(\C
五 参考资料 32 _-D(N/
b~\![HoCMM
一. 课程设计书 J)R2O4OEd
设计课题: im&|H-
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{:d$- y
表一: !0w'S>e
题号 6Fm.^9@
Edjh*
参数 1 <cl$?].RE!
运输带工作拉力(kN) 1.5 t$}+oCnkv
运输带工作速度(m/s) 1.1 72PDqK#
卷筒直径(mm) 200 \O^=
Z{3y
~zuMX;[
二. 设计要求 -5Ccuk>6
1.减速器装配图一张(A1)。 A\=:h AQ
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 ;B7>/q;g
3.设计说明书一份。 c*3ilMP\4
ln3.TR*
三. 设计步骤 02S Uyv(Mt
1. 传动装置总体设计方案 87*R#((
2. 电动机的选择 r*WdD/r|
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 (OJ}|*\ e
4. 计算传动装置的运动和动力参数 Uqkh@-6-
5. “V”带轮的材料和结构 #Q;#A |EZ
6. 齿轮的设计 #Uudx~b
7. 滚动轴承和传动轴的设计 QJ$]~)w?H
8、校核轴的疲劳强度 `_f3o,5
9. 键联接设计 p*>[6{$3)O
10. 箱体结构设计 (US8Sc
11. 润滑密封设计 EmLPq!C
12. 联轴器设计 )of_"gZ$3A
Vv zd>yII
1.传动装置总体设计方案: 0m?ul%=
*yt/
Dj
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 Ron^PvvY&
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, 3lKIEPf6r
要求轴有较大的刚度。 [V1gj9t=,
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 wl!'Bck=
其传动方案如下: M>0~Ek%3
+|o-lb
图一:(传动装置总体设计图) X.JB&~/rO
bf}r8$,
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 /0(4wZe~?
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 BL]^+KnP
传动装置的总效率 _Jx?m
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; 0V1kZ.
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, ?lbX.+
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, #ReW#?P%b/
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 #?aR,@n
Q>X ;7nt0
2.电动机的选择 _msDf2e9
+[z(N
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, E{j6OX\
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, |>[w$
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。 ^up*KQ3u\
==IL63
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, 2wu
5`Z[E
mTcLocx
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 z.{yVQE
r"rEVx#1=
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 ph69u #Og
5ptbz<Xv
QO|ODW+D
方案 电动机型号 额定功率 gzw[^d
P o6{XT.z5qx
kw 电动机转速 CIV6Qe"<
电动机重量 +K+
== mO&
N 参考价格 ib&
|271gG
元 传动装置的传动比 SqEO
]~
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 :?lSa6de
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 `7'(U)x,F
O 89BN6p
中心高 !hJ%{.
外型尺寸 m.lNKIknQ
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 K)^.96{/@
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 3aW4Gs<g
`M\L6o
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 iPE-j#|
S$V'_
(1) 总传动比 KX*e2 /0
由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 <Qwi 0$
(2) 分配传动装置传动比 p%j@2U
=× $BNn 1C8[
式中分别为带传动和减速器的传动比。 )Q9J,
为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 E4 JS
4.计算传动装置的运动和动力参数 .t\Yv/|`
(1) 各轴转速 a)}?rzT]
==1440/2.3=626.09r/min *6k
(xL
==626.09/5.96=105.05r/min h~<#1'/<
(2) 各轴输入功率 }<S|_F
=×=3.05×0.96=2.93kW s;$
eq);
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW BhNwC[G?m
则各轴的输出功率: W;j*lII
=×0.98=2.989kW %f?#) 01>
=×0.98=2.929kW spAYb<
各轴输入转矩 |" l
g4S%
=×× N·m $k}+,tHtJO
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· R(x%<I
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m r\L:JTZ$
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m mb?yG:L=0b
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m EMJ}tvL0Tp
=×0.98=242.86N·m #bf^Pq'8
运动和动力参数结果如下表 1eKJ46W
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min y:pypuwt;
输入 输出 输入 输出 Ik~5j(^E-
电动机轴 3.03 20.23 1440 qOkw6jfluh
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 6`%}s3Xq
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 ~>)cY{wE_
? p\'S
w:
5、“V”带轮的材料和结构 >>&~;PG[
确定V带的截型 <o
p !dS
工况系数 由表6-4 KA=1.2 !L> 'g
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 |RHX2sso
V带截型 由图6-13 B型 7dxY07yu
3",6 E(
确定V带轮的直径
{T.$xiR
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm VSM%<-iQ
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s \5X34'7
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm I]TL#ywF
'gQm%:qU3r
确定中心距及V带基准长度 ,ad~6.Z_)
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 @bS>XWI>
360<a<1030 2{ }5WH
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm ZH/|L?Q1U
R%SsHu">
初定V带基准长度 +X.iJ$)
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm |A &Nv~.)
i Ri1E;
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm FVL0K(V(
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm h&[!CtPm
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 DR^mT$
#& Rx(
确定V带的根数 L"#Tas\5
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw babDLaC@
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 )HR'FlxOd
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 <K|_M)/9
带长修正系数 由表6-2 KL=1 )p ,-TtV
B*K%&w10~
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 pHKj*Y
_d)w, ;m#
取Z=2 IjD:
hR@
V带齿轮各设计参数附表 #_4L/LV
7|IW\
各传动比 #S_LKc
;I]TM#qGF
V带 齿轮 }?8KFe7U
2.3 5.96 V?5QpBKI
&<k)W
2. 各轴转速n ;%Jp@'46
(r/min) (r/min) h.=YAcR0D
626.09 105.05 o y}(
Mx0c
#d.
3. 各轴输入功率 P r'w5i1C+
(kw) (kw) <)y'Ot0 y
2.93 2.71 ,_P(!7Z8
Y~gpi L3u
4. 各轴输入转矩 T rDm>Rm=
(kN·m) (kN·m) $kkdB,y
43.77 242.86 eGtIVY/D
w{#%&e(q"
5. 带轮主要参数 j@2-^q:`
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) S &cH1QZ
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 $F;$-2
带的根数z 4hZ-^AL"(
160 368 708 2232 B 2 SAly~(r?/
yu3EPT!~
6.齿轮的设计 A]Q4fD1q
+1F@vag7
(一)齿轮传动的设计计算 <N+l"Re#]
I\`:(V
齿轮材料,热处理及精度 29x
"E$e
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 oKzV!~{0M;
(1) 齿轮材料及热处理 m <aMb
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 DEqk9Exk`
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 W >;AMun
② 齿轮精度 W $H8[G
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 OlMCF.W#3
.oAg
(@^6
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 &!KJrQ
按齿面接触强度设计 2ggW4`"c
"x3_cA~
确定各参数的值: ",Ek| z
①试选=1.6 R*VZ=i
选取区域系数 Z=2.433 E(8O3*=
I`DdhMi7
则 u\smQhQGE
②计算应力值环数 q2&&n6PYW
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) z8vFQO\I"
=1.4425×10h \`|,wLgH
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) 7o0ej#
③查得:K=0.93 K=0.96 *l_1T4]S
④齿轮的疲劳强度极限 F2>o"j2
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: e[>(L% QV+
[]==0.93×550=511.5 |I85]'K9a
q'",70"\
[]==0.96×450=432 Lu1>A {et
许用接触应力 aH,0+ |
};29'_.."x
⑤查课本表3-5得: =189.8MP tul5:}x3
=1 zSDiJ$Xk
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 TS-m^Y'R
=4.47×10N.m pr@8PD2%
3.设计计算 g7_a8_
①小齿轮的分度圆直径d BU]9eF!>h
\A keC 6[D
=46.42 )x?F1/
②计算圆周速度 >:KPvq!0
1.52 Ca?pK_Y
③计算齿宽b和模数 B6OggJ9Iq
计算齿宽b dKZffDTZ
b==46.42mm _pjpPSV6J
计算摸数m YC*S;q
初选螺旋角=14 'X@j
= TX*s T
④计算齿宽与高之比 RrKs!2sCT
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 7QQ1oPV
=46.42/4.5 =10.32 >*vI:MG8
⑤计算纵向重合度 9QWS[E4
=0.318=1.903 1UxRN7
⑥计算载荷系数K -`f JhQ|
使用系数=1 dwB-WF%k
根据,7级精度, 查课本得 PNg, bcl
动载系数K=1.07, fvN2]@:
查课本K的计算公式: |]\qI
K= +0.23×10×b -L1{0{Z
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 d=H C;T)
查课本得: K=1.35 :+!hR4Z~\;
查课本得: K==1.2 F-UY~i8
故载荷系数: zx0{cNPK5
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 w9i1ag
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 ]>*Z 1g;
d=d=50.64 :mY(d6#A>
⑧计算模数 \u",bMQF
= +4B>gS[ F
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 !mq+Oz~
由弯曲强度的设计公式 w9c
≥ DFqXZfjm
olQ;XTa01F
⑴ 确定公式内各计算数值 9b()ck-\F#
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m R &T(S
确定齿数z LxsB.jb-
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 eUx|_*`
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 "mHSbG
Δi=0.032%5%,允许 jJ|O]v$N
② 计算当量齿数 9J0m
z=z/cos=24/ cos14=26.27 '1/uf;OXIH
z=z/cos=144/ cos14=158 Be0P[v
③ 初选齿宽系数 Jr\4x7a;`~
按对称布置,由表查得=1 H.!M_aJH
④ 初选螺旋角 b[$l{RQ[?
初定螺旋角 =14 q31swP
⑤ 载荷系数K M2vYOg`t:c
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 Z`q?p E>R
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y F4Z+)'oDr,
查得: CbI[K|
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 dM#\h*:=
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 !XzRV?Ih;
X;ijCZb3b
⑦ 重合度系数Y F7cv`i?2."
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 g2w0#-
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 AdR}{:ia
=14.07609 lN{-}f;TN
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 |;Jcf3e(
⑧ 螺旋角系数Y V\X.AGc
轴向重合度 =1.675, J?u@' "u
Y=1-=0.82 *,@dt+H!y
h ej
⑨ 计算大小齿轮的 !W .ooy5(
安全系数由表查得S=1.25 l*b3Mg
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 Z5_U D
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 b!ot%uZZ
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 ([tbFI}A
查课本得到弯曲疲劳强度极限 /<
h~d
小齿轮 大齿轮 WPCaxA+l
hSo\
查课本得弯曲疲劳寿命系数: "P"~/<:)
K=0.86 K=0.93 <gQw4
X0Xs"--}
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 "*XR'9~7
[]= e ST8>r
[]= ![{> f6{J
%R-"5?eTtu
|*i0h`a
大齿轮的数值大.选用. .K XpB7:
'-S^z"ZrI
⑵ 设计计算 yA
\C3r'
计算模数 YPFjAQ
@/E5$mX`
u])N^AY"sj
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: aQ46euth
Ef:.)!;jy
z==24.57 取z=25 8;-a_VjA)
!T#~.QP4
那么z=5.96×25=149 ~X*)gS-=
V)f/umT%g
② 几何尺寸计算 4{[Df$'e>
计算中心距 a===147.2 3?.3Z!H/
将中心距圆整为110 ((B7k{`
-*M/,O
按圆整后的中心距修正螺旋角 ^CDQ75tR
|Q?IV5%$
=arccos yL7a*C&
CAX|[
因值改变不多,故参数,,等不必修正. NoV)}fX$X8
v<HhB.t.
计算大.小齿轮的分度圆直径 Vf`1'GY
`Q' 0l},
d==42.4 /{."*jK
#t>w)`bA-
d==252.5 LIT{rR#8
B|/=E470G
计算齿轮宽度 r**u=q%p
Fi14_{
B= >Ke4lO"
am]$`7R5d
圆整的 *[) b}?
5<0&y3
大齿轮如上图: _%?}e|epy
Rs$k3
`$ql>k-6C
<w}YD @(f
7.传动轴承和传动轴的设计 PxhB=i!'$
"M3R}<Vt
1. 传动轴承的设计 }q^M
%oJ_,m_(
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 &}_E~jKK
P1=2.93KW n1=626.9r/min y)0r%=
T1=43.77kn.m 3P2H!r
⑵. 求作用在齿轮上的力 m-xSF]q=<
已知小齿轮的分度圆直径为 iSCv/Gb:,
d1=42.4 ^i&sQQ({
而 F= "t$c'`
F= F )$p<BL U
N,0l5fD~T
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N 'vq-~y5^#
6",S$3q
sOhQu>gN
s"7wG!yf
⑶. 初步确定轴的最小直径 fI9 TzpV
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 :P1 J> dcG
JL5
)
%SaC[9=?
OSY$qL2
从动轴的设计 u,mC`gz
)kfj+/
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, vq-Tq>
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M [xe(FFl+
⑵. 求作用在齿轮上的力 ]a F,r"
已知大齿轮的分度圆直径为 2I(b ad
d2=252.5 .Zv@iL5
而 F= e <2?O
F= F A\nL(Nd
fs_6`Xt
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N 1$2'N~`#U
xfZ.
ByqB4Hv2
-LI^(_
⑶. 初步确定轴的最小直径 q$6fb)2I]e
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 ^Tgu]t
wQ]!Y?I
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 Y7g^ ?6
查表,选取 kcGs2Y_*&
^NwXvp>7-
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 cBs:7Pnp%
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 lMoi5q
lJ1_Zs `
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 {=};<;_F
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 。 \ t4:(Jp 3
Z7>pz:,
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. ?"-%>y@w
GG@GjP<_
D B 轴承代号 U\dq
Mp#Wy
45 85 19 58.8 73.2 7209AC YL*yiZ9
45 85 19 60.5 70.2 7209B /o%J /|
50 80 16 59.2 70.9 7010C Zt;3HY=y
50 80 16 59.2 70.9 7010AC r$7fw}'I
/<ODP6Yy;
G>"=Af(t?Y
QlT{8uw)
>.'rN>B+
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 |e49F
右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, 5~)m6]-6
③ 取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm. {BB#Bh[
lAYyxG#
④ 轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取l=50. |Rk9W
⑤ 取齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮间的距离c=20.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16, g+'=#NS}
高速齿轮轮毂长L=50,则 za$v I?ux
!Q(x A,p
L=16+16+16+8+8=64 CRXIVver
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. YB?yi( "yL
n~`1KC4
5. 求轴上的载荷 ,n)f=q*%
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, BCUn[4Gp
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/^i
M18<d1*
a@+n
9Q)9*nHe
^&^~LKl~
).IB{+
F<R+]M:fa
)g;*u,C
P[Q3z$I}
BF >678h
{k:W?`
传动轴总体设计结构图: m[l[yUw#
VAGQR&T?
=]Gw9sge@
-l)u`f^n|
(主动轴) uB&um*DP
Tw`n 3y?
.lbo\v}2W
从动轴的载荷分析图: c-s A?q#|
V@%:y tDf
6. 校核轴的强度 Obj?, O
根据 ePD~SO9*
== ]|6)'L&]*s
前已选轴材料为45钢,调质处理。 hzR1O(
查表15-1得[]=60MP TDqH"q0
〈 [] 此轴合理安全 hW~XE{<
mT:Z!sS
8、校核轴的疲劳强度. YoU|)6Of
⑴. 判断危险截面 j*XhBWE?
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. 108cf~2&
⑵. 截面Ⅶ左侧。 ?^f=7e8]
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 0-VC$)S
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 LN!e_b
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 6$.I>8n
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 cUB+fH<B2
截面上的弯曲应力 >5%;NI5
G
/);S?7u.
截面上的扭转应力 p]lZ4#3
== 2*[Gm e
轴的材料为45钢。调质处理。 TAE@KSPvo
由课本得: [>MPM$9F-m
p$S\l] ,
因 q2SlK8`QJ
经插入后得 IH2V.>h
2.0 =1.31 qcWY8sYf
轴性系数为 igGg[I1?
=0.85 4lCEzWo[/
K=1+=1.82 *i`t4N
A
K=1+(-1)=1.26 9^4BqAWYrV
所以 :U{$G(
<
zxD~W"R:s
综合系数为: K=2.8 /
%9DO
K=1.62 7]J7'!Iz
碳钢的特性系数 取0.1 dX^d\
wX
取0.05 VnU/_#n
安全系数 O_S%PX
S=25.13 9|{t%F=-
S13.71 l>t0 H($
≥S=1.5 所以它是安全的 s^vw]D
截面Ⅳ右侧 R?Ou=p
.
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 zn3]vU!
azCod1aL{
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 J? 4E Hl
>;NiG)Z
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 f_m~_`m
Z!81\5
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 '<R::M,
截面上的弯曲应力 W{l{O1,
截面上的扭转应力 x)0''}E~
==K= -(FhjIr
K= nQm
(UN
所以 Hgk@I;
综合系数为: {yCE >F\
K=2.8 K=1.62 @?/> $
碳钢的特性系数 tmgZNg
取0.1 取0.05 tupAU$h?!
安全系数 7W]0bJK+E
S=25.13 oa"_5kn,
S13.71
e&\+o}S
≥S=1.5 所以它是安全的 v"v-c!k
b+tm[@|,v
9.键的设计和计算 G|eJac>
C(J+tbk
①选择键联接的类型和尺寸 )/FEjo
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. ][V@t^
根据 d=55 d=65 14S_HwX
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 'mm~+hp
b=20 h=12 =50 <KEVA?0>
d cG)ql4d
②校和键联接的强度 1x3>XN]a
查表6-2得 []=110MP Bgf'Hm%r
工作长度 36-16=20 PZYVLUw
`
50-20=30 vo!QJ
③键与轮毂键槽的接触高度 >ca w
:
K=0.5 h=5 QTmMj@R&(
K=0.5 h=6 ?Hrj}K27
由式(6-1)得: DWXHx
<[] F['%?+<3
<[] mFx\[S
两者都合适 H9Dw#.em
取键标记为: [;LP6n7v
键2:16×36 A GB/T1096-1979 QnH;+k
ln
键3:20×50 A GB/T1096-1979 "59"HVV
10、箱体结构的设计 557%^)v
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, =jD9oMs
大端盖分机体采用配合. {osadXdC
=EQaZ8k
1. 机体有足够的刚度 ,: Z7P@
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 (4Ha'uqz
l",X
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 'XP
+&*Ybbhb
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 Rl[SqmnI)@
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 T;1aL4w"
myqQqVW
3. 机体结构有良好的工艺性. W@p 27Tiq
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. D`hg+64}
~@%#eg
4. 对附件设计 =j^wa')
A 视孔盖和窥视孔 :P?zy| aBi
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 ()ZP=\L
B 油螺塞: )F3>
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。 W;^6=(&xn
C 油标: [t+qYe8
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 * amZ
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. j%ux,0Y
Nc\jA=
D 通气孔: ['DYP-1J
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. Jie=/:&
E 盖螺钉: J5L[)Gd)D
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 &2//\Qz
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. Xp?WoC N
F 位销: &.chqP(|
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`kO<ztk
G 吊钩: U*cWNn:."
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. +O?`uV
ofy)}/i
减速器机体结构尺寸如下: ~M9&SDT/lB
evro]&N{
名称 符号 计算公式 结果 8ps1Q2|
箱座壁厚 10 .&;:X )
箱盖壁厚 9 dhmrh5Uf
箱盖凸缘厚度 12 .s`7n
*xz
箱座凸缘厚度 15 t`G<}t
箱座底凸缘厚度 25 k56*eEc
地脚螺钉直径 M24 6T-iBJT
地脚螺钉数目 查手册 6 F,h}HlU
轴承旁联接螺栓直径 M12 J 7]LMw7
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 3&5AbIZ
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 x>[f+Tc
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 {PS|q?
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 YE[{Y(5;q
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 n{E9p3i
22 CooOBk
18 7f\/cS^
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 )O$T; U
16 ^y2}C$1V
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 drd5oZ
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15
dEK bB
齿轮端面与内机壁距离 > 10 G^A }T3
机盖,机座肋厚 9 8.5 H':0
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) 1)!?,O\ey
150(3轴) !DZ4C.
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) :8l#jU`y
150(3轴) nAk;a|Q
mJa8;X!r6
11. 润滑密封设计 U~_G *0
ggHz-oNY
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. 3im2
`n
油的深度为H+ "fWm{;
H=30 =34 0uhIJc'2
所以H+=30+34=64 ;`rz ]7,*
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 iuHs.k<z
g{^(EZ,
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 z.0!FUd
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 2/RW( 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 AN4(]_]
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 Rq,Fp/
e\WG-zi/
12.联轴器设计 DPylc9[-
R*>EbOuI
1.类型选择. _v +At;Y
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 QR*{}`+l
2.载荷计算. Ujfs!ikh&F
公称转矩:T=95509550333.5 C:{&cIFrPe
查课本,选取 z[*Y%o8-r
所以转矩 mcLxX'c6<h
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 MVZ9x%
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm HRW}Yl
>|_B=<!99W
四、设计小结 6M X4h
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。 GdtR /1
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。 *}Nh7>d(
五、参考资料目录 W;ADc2#)
[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; A\T9>z^k
[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; :my@Oxx4@
[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; ;BjJ<?^{
[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; 'Z`fZ5q
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 Su/}OS\R
[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; $Y<(~E$FX
[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。