机械设计基础课程设计任务书 ;ZHKTOoK
fu?5gzT+b
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 DQ :w9
`au('
xi<
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) %^n9Z/I
mr6/d1af_
目 录 0,)B~|+
ML'4 2z
Y
一 课程设计书 2 y3F13 Z@%
wUWSW<
二 设计要求 2 34-QgE
#P.jlpZk
三 设计步骤 2 5JW+&XA
GE]fBg
1. 传动装置总体设计方案 3 W.iL!x.B@
2. 电动机的选择 4 xoF]r$sC8
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 k@JDG]R<{
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 DnvJx!#R
5. 设计V带和带轮 6 ZZOBMF7
6. 齿轮的设计 8 ;F9<Yv
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 |7n&I`#
8. 键联接设计 26 AN7WMX
9. 箱体结构的设计 27 }^Be^a<ub
10.润滑密封设计 30 >8Wvz.Nq/
11.联轴器设计 30 ]y3V^W#
Yr@_X
四 设计小结 31 =A={Dpv[>
五 参考资料 32 N]R<EBq
Eb SH)aR
一. 课程设计书 j89|hG)2
设计课题: 9 P_`IsVK
设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V qp 4.XL
表一: cE>K:3n
题号 ]2(vO0~
S>OfUrt
参数 1 K]' 84!l
运输带工作拉力(kN) 1.5 qb(#{Sw0
运输带工作速度(m/s) 1.1 }3:DJ(Y
卷筒直径(mm) 200 wLC!vX.S
Os^ sOOSY
二. 设计要求 ]UKKy2r.
1.减速器装配图一张(A1)。 qH!}oPeU'
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 Qw4P{>|Y
3.设计说明书一份。 fiOc;d8
"<ow;ciJF
三. 设计步骤 r/1:!Vu(
1. 传动装置总体设计方案 x3=W{Fv@4
2. 电动机的选择 v'Ce|.;
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 _a@&$NEox
4. 计算传动装置的运动和动力参数 B3K!>lz
5. “V”带轮的材料和结构 H=])o21
6. 齿轮的设计 ?g%5 d
7. 滚动轴承和传动轴的设计 /]"&E"X"
8、校核轴的疲劳强度 :,"dno7OQ
9. 键联接设计 t+Kxww58
10. 箱体结构设计 `bu3S}m7
11. 润滑密封设计 _6" vPN
12. 联轴器设计 ~R/w~Kc!/A
k%E9r'Ac
1.传动装置总体设计方案: #\N?ka}!
gP8Fe =]
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 ta"/R@ k*
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, ;'l Hw]}O*
要求轴有较大的刚度。 %<$CH],%
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 %41dVnWB^4
其传动方案如下: kB1]_v/
W[PZQCL}K)
图一:(传动装置总体设计图) (1H_V(
},'hhj]O
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 O$u;]cg
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 *6 -;iT8
传动装置的总效率 5r"BavA
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; 5MV4N[;
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, p 7IJ3YY
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, B%gk[!d}8
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 $l-|abLELz
)bRe"jxn7
2.电动机的选择 u{0+w\xH\
QwXM<qG*
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, xb\(>7M6Y
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, ANtp7ad
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。 H6E@C}cyM
6G6Hg&B
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, 5EDHJU>
vLn<=.
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 u^a\02aV[
>"?HbR9
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 h`+Gs{1qw
x&sT )=#
z"o;|T:
方案 电动机型号 额定功率 `%AFKmc^;
P 84L!r
kw 电动机转速 f^](D'L?D
电动机重量 ^y'xcq
N 参考价格 g!~&PT)*
元 传动装置的传动比 ;OQ-T+(T
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 )|,-l^lC
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 Ht?
u{\p@
3~6F`G
中心高 ^k &zX!W
外型尺寸 s([9/ED
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 x={t}qDS8
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 AbUU#C7
I=D{(%+^d
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 1~8F&
^.Q{Aqu#.H
(1) 总传动比 $>v^%E;Y4
由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 //@_`.
(2) 分配传动装置传动比 &<@{ d
=× jjBcoQU$o
式中分别为带传动和减速器的传动比。 hor ok:{
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 &=fBqod
4.计算传动装置的运动和动力参数 Lv,~M f1|
(1) 各轴转速 a<tUpI$
==1440/2.3=626.09r/min j{VxB
==626.09/5.96=105.05r/min U@yrqT@;AU
(2) 各轴输入功率 mkYM/*qyM&
=×=3.05×0.96=2.93kW 9 U1)sPH;
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW n4YEu\*
则各轴的输出功率: C yC<{D+
=×0.98=2.989kW
j^KM
=×0.98=2.929kW W6'+#Fp
各轴输入转矩 )ZzwD]
=×× N·m J&^r}6D
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· 1jo.d
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m :d/Z&LXD
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m OTtSMO
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m 6v GcM3M
=×0.98=242.86N·m NF0IF#;a
运动和动力参数结果如下表 xp/u, q
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min H:U1#bQQ:
输入 输出 输入 输出 R8EDJ2u#
电动机轴 3.03 20.23 1440 @SPmb o
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 W#e:r z8=
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 L3Ry#uw
BdUhFN*
5、“V”带轮的材料和结构 ig; ~
T
确定V带的截型 R.A}tV=j#
工况系数 由表6-4 KA=1.2 0'^? m$
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 9^0 'VRG
V带截型 由图6-13 B型 .)|jBC8|}
*bn9j>|iv
确定V带轮的直径 h1fJ`WT6,
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm %'\D_W&
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s |:!#kA
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm \#tr4g~u
#Vul#JHW
确定中心距及V带基准长度 :L:;~t K
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 )%X\5]w`
360<a<1030 )~d2`1zGS
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm ,~K_rNNZ
W$gSpZ_7
初定V带基准长度 j])iyn~-Ke
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm "4g1I<
t8GJ;
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm P%Q}R[Q
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm q,u>`]}
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 -rH4/Iby
fhH* R*4
确定V带的根数 2:p2u1Q
O
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw b${Kj3(
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 pe,c
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 DX$`\PA
带长修正系数 由表6-2 KL=1 I_pA)P*Q(6
uO[4 WZ
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 BD4.sd+H,
Q2rZMK
取Z=2 bs+KcY:N]
V带齿轮各设计参数附表
\SLYqJ~m
u8o7J(aQsR
各传动比 i;|%hDNWA
! \awT
V带 齿轮 k[v n:
2.3 5.96 #Q'i/|g
6h+/C]4
2. 各轴转速n VKik8)/.
(r/min) (r/min) =PZs'K
626.09 105.05 N`iK1n4X
\re.KB#R
3. 各轴输入功率 P t9K.Jc0
(kw) (kw) <5$= Ta
2.93 2.71 <mm}IdH
Ab_aB+g ]
4. 各轴输入转矩 T FswFY7
8
(kN·m) (kN·m) "9WP^[
43.77 242.86 { @-Q1
/$9/,5|EA
5. 带轮主要参数 YRYrR|I
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) [dzb{M6_
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 |(P>'fat-p
带的根数z ]iz5VI@
160 368 708 2232 B 2 (|6qN
(nE$};c<b2
6.齿轮的设计 ZVGw@3
H/, tE0ZV
(一)齿轮传动的设计计算 ?` `+OH
a,j!B
hu
齿轮材料,热处理及精度 E'r*
g{,
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 G*"N}M1)
(1) 齿轮材料及热处理 -%t0'cKn,
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 iww 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 +Nza@B d
② 齿轮精度 rg'? ?rq
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 T8Khm O
hh8UKEM-
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 p}Gk|Kjlq,
按齿面接触强度设计 71)#'ey
9J%>2AA
确定各参数的值: be764do
①试选=1.6 !^m5by
选取区域系数 Z=2.433 DI&xTe9k
`r]Cd
{G
则 J]~fv9~P
②计算应力值环数 #qn)Nq(
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) *e8V4P
=1.4425×10h =Q|}7g8o
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) _ssHRbE
③查得:K=0.93 K=0.96 92VAQU6
④齿轮的疲劳强度极限 ? {l2
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: cX=` Tl
[]==0.93×550=511.5 ebao7r5@
+}Q4 g]M8
[]==0.96×450=432 r2<+ =INn
许用接触应力 &U,f~KJ
Y^!40XjrD
⑤查课本表3-5得: =189.8MP nQP0<_S
=1 Q3/q%#q>
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 IB?A]oN1{
=4.47×10N.m (la
3.设计计算 F9c2JBOM
①小齿轮的分度圆直径d NV91{o(-7
E8j9@BHU[r
=46.42 wM yPR_
②计算圆周速度
pIrAGA;
1.52 T4#knSIlh
③计算齿宽b和模数 .o-j
计算齿宽b M\<!m^~
b==46.42mm Sx ~_p3_5U
计算摸数m \LYQZ*F
初选螺旋角=14 pvM8PlYo]`
= HdLkof2i
④计算齿宽与高之比 $e;!nI;z
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 U'lD|R,g
=46.42/4.5 =10.32 ?ykZY0{B
⑤计算纵向重合度 feopO
j6~+
=0.318=1.903 QbNv+Eu5
⑥计算载荷系数K e7?W VV,
使用系数=1 jK=*~I
根据,7级精度, 查课本得 =ddx/zN
动载系数K=1.07, "''<:K|
查课本K的计算公式: %1<p1u'r?#
K= +0.23×10×b f|G7L5-
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 87Uv+((H
查课本得: K=1.35 \}Wkj~IX
查课本得: K==1.2 \I'Zc]
故载荷系数: CeiU2.:U
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 w2,T.3DT
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 b(yO
d=d=50.64 v-gT
3kJ
⑧计算模数 ]T l\9we
= LAKZAi%O0
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 6m"
75
由弯曲强度的设计公式 '-S&i{H
≥ [s34N+vU
w@ 5/mf?
⑴ 确定公式内各计算数值 z\h+6FCD
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m ?|8Tgs@+
确定齿数z C~;0A!@]Y
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 i]-gO
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 48ma&f;
Δi=0.032%5%,允许 ^sOm7S {
② 计算当量齿数 Gh|!FRK[$
z=z/cos=24/ cos14=26.27 r:5Ve&~
z=z/cos=144/ cos14=158 g
Oj5c
③ 初选齿宽系数 w.Vynb
按对称布置,由表查得=1 &v-V_.0(H
④ 初选螺旋角 }J?fJ(
初定螺旋角 =14 PM.SEzhm
⑤ 载荷系数K
b:QFD|
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 0xxzhlKNL
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y Q kZM(pG
查得: yKB[HpU-
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 N
Sh.g#
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 m3(T0.j0P
$i@EfujY
⑦ 重合度系数Y mo,l`UL
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 P\mm8s`f
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 W^ :/0WR
=14.07609 h*KHEg"+
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 N
&[,nUd
⑧ 螺旋角系数Y VqL
5f
轴向重合度 =1.675, v|I5Gz$qpa
Y=1-=0.82 3NN'E$"3
2E2}|:
||&
⑨ 计算大小齿轮的 NN 6KLbC(
安全系数由表查得S=1.25 E.`dk.
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 $uw+^(ut
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 LZ)m](+M
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 l>UUaf|O
查课本得到弯曲疲劳强度极限 e^NEj1
小齿轮 大齿轮 eM+;x\jo?
D w=Z_+J
查课本得弯曲疲劳寿命系数: H 1D;:n
K=0.86 K=0.93 ?GNF=#=M
,GJ>vT)
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 _qeuVi=A
[]= 6eT'[Umx
[]= 0['"m^l0S
FMdLkyK;
#a | ch6B
大齿轮的数值大.选用. bfJ`}xl(8
q83~j`ZJ$
⑵ 设计计算 NceB'YG|
计算模数 X^D9)kel
Dsj|~J3
[u9JL3
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: 2ly,l[p8
'95E;RV&
z==24.57 取z=25 Ydh<T F4!
WYC1rfd=
那么z=5.96×25=149 R==cz^#
%Lp7@
② 几何尺寸计算 l}0V+
计算中心距 a===147.2 Ww96|m
将中心距圆整为110 +&7Kk9^
V`\f+Uu
按圆整后的中心距修正螺旋角 VL7S7pb_
k&A7alw
=arccos AM[jL'r|
%i&/$0.8
因值改变不多,故参数,,等不必修正. i.t9jN
D*cyFAF
计算大.小齿轮的分度圆直径 XalJo@%-
Dk`4bYK
d==42.4 !(*a+ur&i
+lW}ixt
d==252.5 ZS XRzH~0
Aw4?y[{H
计算齿轮宽度 ``$%L=_m
l#b|@4:I
B= WBr:|F+~s
'cZMRRc<
圆整的 )[^y
t0%
rg5]`-!=
大齿轮如上图: S\9t4Ki_'
{OO*iZ.O
.%?-As
WQ[}&kY~
7.传动轴承和传动轴的设计 5@czK*5
Jq$_=X&
1. 传动轴承的设计 rX33s
FgWkcV6B
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 vm\wO._
P1=2.93KW n1=626.9r/min DD!MGf/
T1=43.77kn.m *BLe3dok(
⑵. 求作用在齿轮上的力 x}?DkFuxb
已知小齿轮的分度圆直径为 ;%u_ ;,((
d1=42.4 "{A*(.
而 F= 1E5a(
F= F
u>}w-
7uPZuXHxcu
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N ]C16y.
~e
rQ~ \~g[tP
JF~1'"_f:
sI&i{D
⑶. 初步确定轴的最小直径 ~u /aOd
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 s\'y-UITi1
=db'#m{$
C8IkpAD
M{?zvq?d
从动轴的设计 ,3Wb4so
b7B+eN ?z
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, E X%6''ys
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M TB7>s~)47E
⑵. 求作用在齿轮上的力 vBh;
已知大齿轮的分度圆直径为 "]VDY)
d2=252.5 &5\^f?'b7
而 F= ]} 61vV
F= F pheE^jUr
|KL')&"
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N C:`;d&d
Y^52~[w~
oZTgN .q
10wvfRhng
⑶. 初步确定轴的最小直径 vQ:wW',i
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 .L9']zXc`
=p<?Hu
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 7~_I=-
查表,选取 9-0<*)"b>
pzp,t(%j
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 ;{vwBDV!'
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 00ofHZ
&
_; y.!
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 9O;cJ)tXY
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 。 )Im3'0l>
E2@`d6
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. Ju!(gh
'77~{jy
D B 轴承代号 -? s&pKi
45 85 19 58.8 73.2 7209AC *LANGQ"2(i
45 85 19 60.5 70.2 7209B U{6oLqwq3Y
50 80 16 59.2 70.9 7010C ~h-C&G,v
50 80 16 59.2 70.9 7010AC qO-9
x0v#
&FSmqE;@^
.XXW |{
(n,u|}8Y
{;s;.
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 _;56^1'T
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, r-}-C!
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. j^flwk
E<>*(x/\e
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,)d(g3>
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, 62) d22
高速齿轮轮毂长L=50,则 E@-ta):
JK]R*!{n
L=16+16+16+8+8=64 MtS3p>4
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. ~ 3^='o
T*?s@$)m4
5. 求轴上的载荷 kH'p\9=
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, .N,&Uv-
查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. tF*szf|$-
7p.>\YtoR}
%Y]=1BRk}
xl(@C*.sC1
L*h{'<Bz
:_ROJ
)KE[!ofD
~e `Bq>
[U>@,BH
K=dR%c(
sV/l5]b]
传动轴总体设计结构图: 8S]".
:IMdN}(L
\8S~c8Z~
f$.?$
(主动轴) 7Vu ?
D f4+^B,1
ljC(L/I
从动轴的载荷分析图: :Zt2'vcGpf
!z 53OT!
6. 校核轴的强度 Tlq-m2]
根据 1TS0X:TCn
== MP^ d}FL
前已选轴材料为45钢,调质处理。 :XG;ru%i
查表15-1得[]=60MP =PkO!Mm8
〈 [] 此轴合理安全 zce`\ /:
Os&n
8、校核轴的疲劳强度. )@gZ;`n
⑴. 判断危险截面 0v)bA}k
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. 7a4o1;l
⑵. 截面Ⅶ左侧。 Y ^KTkS0D
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 N~^yL <O
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 K4Sk+
v
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 :~F :/5
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 (#D*Pl
截面上的弯曲应力 vxFTen{-F
oVvc?P
截面上的扭转应力 r%@Lej5+
== dq\FBwfe
轴的材料为45钢。调质处理。 vI1i,x#i
由课本得: rH8@69,B
6e,xDr
因 $e1=xSQp4
经插入后得 gF?[rqz{
2.0 =1.31 /./"x~@
轴性系数为 g{IF_ 1
=0.85 O.G'?m<:#
K=1+=1.82 >Dw~POMy
K=1+(-1)=1.26 nDS}^Ba
所以 );V2?G`/
_"@CGXu
综合系数为: K=2.8 ;-P)m
K=1.62 rxnFrx
碳钢的特性系数 取0.1 Ub1hHA*)
取0.05 :bu>],d-8'
安全系数 {\H/y c|@
S=25.13 IW=cym7
S13.71 ]\-^>!F #K
≥S=1.5 所以它是安全的 S$TmZk=
截面Ⅳ右侧 G!w"{Bk?9
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 Jn:ZYqc
$YxBE`)d-
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 Q;11N7+
7ELMd{CD
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 ">f erhN9
l^GP3S
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 hu_ ^OlF
截面上的弯曲应力 :x.7vZzxs
截面上的扭转应力 :y*NM,s
==K= w(ln5q
K= *IgE)N>
所以 |-sPLU&s%
综合系数为: :NJ_n6E
K=2.8 K=1.62 ]]7mlQ
碳钢的特性系数 j',W 64
取0.1 取0.05 vgY3L
安全系数 3 LDS
Z1f
S=25.13 XO#/Fv!
S13.71 :w}{$v}#D;
≥S=1.5 所以它是安全的 \(226^|j
L,y6^J!
9.键的设计和计算 sn7AR88M;
QaUm1i#
①选择键联接的类型和尺寸 rpeJkG@+
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. CYOI.#m2
根据 d=55 d=65 >U F
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 U*90m~)
b=20 h=12 =50 8.F~k~srA
DZzN>9<)^
②校和键联接的强度 oFOnjK"|F
查表6-2得 []=110MP g^*<f8 ~d
工作长度 36-16=20 W3`>8v1?o
50-20=30 21k5I #U
③键与轮毂键槽的接触高度 fXrXV~'8
K=0.5 h=5 (&/2\0QV
K=0.5 h=6 8DP+W$
由式(6-1)得: s4&^D<
<[] U
qG
.:@T
<[] !9 fz(9
两者都合适 j+>J,axU!
取键标记为: fw ,\DFHO
键2:16×36 A GB/T1096-1979 Uj&W<'I
键3:20×50 A GB/T1096-1979 d,Y_GCZ7|W
10、箱体结构的设计 X,9 M"E
2
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, (sVi\R
大端盖分机体采用配合. SG6sw]x
^vG8#A}]
1. 机体有足够的刚度 [M+f-kl
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 ~-wPP{!
1lv2@QH9
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 v[Kxja;
H'Yh2a`!o
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 n3J53| %v
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 CI3XzH\IX*
J\e+}{
3. 机体结构有良好的工艺性. @?h/B=56
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. DTWD|M
@A)R_p
4. 对附件设计 {Zp\^/
A 视孔盖和窥视孔 mKYeD%Pm*
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 6e7{Iy
B 油螺塞: IIy~[4dW
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。 ?-1r$31p
C 油标: zt^48~ry
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 :;t
#\%L/
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. sXNb }gJ
610D%F
D 通气孔: =]k {"?j
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. bXS:x
E 盖螺钉: !UFfsNiXZ
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 CKA;.sh
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. :d ~|jS
F 位销: %vBhLaE
为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度,在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销,以提高定位精度. `5H$IP1XhA
G 吊钩: ;E'"Ks[GH
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. ETB6f
j(~ *'&|(
减速器机体结构尺寸如下: 4b:s<$TZ
m*mm\wN5
名称 符号 计算公式 结果 NV#FvM/#"
箱座壁厚 10 D-,L&R!`
箱盖壁厚 9 IgC}&
箱盖凸缘厚度 12 cV`E>w=D0
箱座凸缘厚度 15 6 PxW8pn
箱座底凸缘厚度 25 j;+?HbL
地脚螺钉直径 M24 SXt{k<|
地脚螺钉数目 查手册 6 .; )l
轴承旁联接螺栓直径 M12 v!%5&: c3
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 f3UXCp
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 ] Eh}L
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 hTwA%
定位销直径 =(0.7~0.8) 8
^ :F.
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 `)QCn<
22 frBX{L
18 I2H6y"pN
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 w^]6w\p
16 pJ
?~fp
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 bMU(?hb
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 _sbp6ZO_
齿轮端面与内机壁距离 > 10 /y>>JxAEb
机盖,机座肋厚 9 8.5 Zk[&IBE_
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) i<(Xr
150(3轴) N:9>dpP}O
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) #0Tq=:AE>
150(3轴) /x1MPP>fu
z,|{fKtY}
11. 润滑密封设计 &hk-1y9QS
?Mee
6
对于二级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度. is/scv<
油的深度为H+ Vrvic4
H=30 =34 vp.ZK[/`
所以H+=30+34=64 wM|"I^[
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 /6_|]ijc
2W$cFC
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 Ka`=WeJ|
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 *@TZ+{t
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 Dwl3Cj
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 c,*9K/:
)IJQeC
12.联轴器设计 ]TaN{"
BT@r!>Nl
1.类型选择. R-P-i0~
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 @UdfAyL
2.载荷计算. `g,8-
公称转矩:T=95509550333.5 m:hY`[ f6
查课本,选取 uWrQ&}@
所以转矩 )7:J[0ZiQ
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 pn*3\
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm Y{*u&^0{
i9=&;_z
四、设计小结 72veLB
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。 #A8@CA^d
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。 F9*g=
五、参考资料目录 3T&6opaF
[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; Xo*DvD
[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; PpsIhMq@
[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; ci+tdMA
[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; C4NTh}6tT
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 6b!F 1
[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; ~g7l8H67
[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。