机械设计基础课程设计任务书 S4'<kF0z
kX8NRPW
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 F\|4zM
OA(.&5]
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) ._Ww
_x|.\j
目 录 >k/cm3
]vP}K
一 课程设计书 2 e =r
b
v+8Ybq
二 设计要求 2 Vzo<ma^
Vxu V`Plf
三 设计步骤 2 P.QF9%
-6~.;M 5
1. 传动装置总体设计方案 3 NzTF2ve(
2. 电动机的选择 4 -; J6S
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 Poa&htxe1
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 c+ByEP4EG
5. 设计V带和带轮 6 YRFz]
6. 齿轮的设计 8 a^pbBDi
W
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 w6WPfy(/2
8. 键联接设计 26 =:]v~Ehq
9. 箱体结构的设计 27 akU2ToP
10.润滑密封设计 30 XM,slQ
11.联轴器设计 30 \"Y,1in#
Bc[~'gn
四 设计小结 31 o:fe`#t
五 参考资料 32 u3GBAjPsIk
;i'[c`
一. 课程设计书 I.GoY[u_%
设计课题: 75lh07
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 %dv?n#Uf
表一: (xRcG+3];
题号 ^|]Dg &N.
?s3S$Ih
参数 1 W)/^*,
Q7
运输带工作拉力(kN) 1.5 tiHR&v
运输带工作速度(m/s) 1.1 d]"4aS
卷筒直径(mm) 200 qc5[e
G3%Ju=
二. 设计要求 lM{f ld
1.减速器装配图一张(A1)。 l-l7jq]R
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 8.Y|I5l7G
3.设计说明书一份。 |E.BGdS
)<:TpMdUk
三. 设计步骤 Y`Io}h G$
1. 传动装置总体设计方案 kuV7nsXiQ
2. 电动机的选择 ZcQu9XDIt
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 |=m.eU
4. 计算传动装置的运动和动力参数 -4&
i t:
5. “V”带轮的材料和结构 =4a:)g'
6. 齿轮的设计 S!.sc
7. 滚动轴承和传动轴的设计 !W9:)5^X
8、校核轴的疲劳强度 ]MosiMJF
9. 键联接设计 ;ryNfP%
10. 箱体结构设计 tmooS7\a
11. 润滑密封设计 mV$ebFco0
12. 联轴器设计 o1x1SH
v/.'st2%
1.传动装置总体设计方案: .'gm2
;54NQB3L
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 vjlN@
"
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, '#Au~5
要求轴有较大的刚度。 IrqM_OjC
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 bIAE?D
其传动方案如下: K+F"V W*?
C;N6",s!
图一:(传动装置总体设计图) aQtd6L+ J
+*:mKx@Nw
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 YcN|L&R.
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 ]HuB%G|t1V
传动装置的总效率 At4\D+J{Vs
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; og5VB
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, \7r0]& _
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, O
{1" I
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 o8 JOpD
5M0Q'"`F:
2.电动机的选择 gHrs|6q9
>+P}S@
电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, <gkE,e9
经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, m-vn5OX
则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 H@=oVyn/
ctZ,qg*N
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, /I=|;FGq
Zj2 si
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 >8e)V
;
P 0,]`w
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 o@e/P;E
]P0%S@]
AafS6]y
方案 电动机型号 额定功率 )8@-
P Z8#nu
kw 电动机转速 d Fy$ w=
电动机重量 4,I,f>V
N 参考价格 Jr2yn{s=S
元 传动装置的传动比 lFnls6dp
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 J:yv82
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 wtTy(j,9
d_yvG.#C
中心高 H5}61 JC/z
外型尺寸 im2mA8OH
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 pAE
(i7
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 h;gc5"mG
9Da{|FyrD
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 qzUiBwUi@
*[Z`0AgP
(1) 总传动比 z1mB Hz6
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 R^l0Bu]X
(2) 分配传动装置传动比 djdTh
+>28
=× nqj(V
式中分别为带传动和减速器的传动比。 e*7O!Z=O
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 ~)U50.CH
4.计算传动装置的运动和动力参数 K%v:giN$l`
(1) 各轴转速 \,Y
.5 ?
==1440/2.3=626.09r/min NN*L3yx
==626.09/5.96=105.05r/min }?s-$@$R
(2) 各轴输入功率 I%YwG3uR
=×=3.05×0.96=2.93kW .q9Sg8G
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW V~*Gk! +f
则各轴的输出功率: >dl5^
=×0.98=2.989kW v`A)GnNiN
=×0.98=2.929kW z
&EDW5I
各轴输入转矩 (U:-z=E#1
=×× N·m }dkXRce*
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· ~
WWhCRq
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m 6!\V|
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m YEu+kBlcQ
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m e
)0 ]WJ
=×0.98=242.86N·m #
e?B
运动和动力参数结果如下表 COh#/-`\1
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min tbS hSbj
输入 输出 输入 输出 ?b]zsku8
电动机轴 3.03 20.23 1440 J&A1]T4d
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 TKB8%/_p
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 D$}hoM1
vB7Gx>BQd
5、“V”带轮的材料和结构 /vSGmW-*
确定V带的截型 #X-C~*|>j
工况系数 由表6-4 KA=1.2 I3Vu/&8f|
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 _
$F=A
V带截型 由图6-13 B型 5#.m'a)
vi##E0,N'^
确定V带轮的直径 +e{ui +
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm 9JA@m
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s 5iA>Z!sP[
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm w;O-ATUzN
6Z_V,LD9L
确定中心距及V带基准长度 cGV%=N^BE<
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 Nf]?hfJ
360<a<1030 RTmp$lV
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm $g>bp<9v4
t%qep|
初定V带基准长度 4S26TgY
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm H$I~Vz[\yb
`%Ih'(ne
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm @[r[l#4yUi
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm IBa0O|*6
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 2.^{4 1:
|Hf|N$
确定V带的根数 :!aLa}`@
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw 8jz>^.-o
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 YiZk|K_
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 kY]"3a
带长修正系数 由表6-2 KL=1 H:DR?'yW
._rPM>B?
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 ^%f8JoB
EE"8s7ZF
取Z=2 rj=as>6B
V带齿轮各设计参数附表 fu!T4{2
};'@'
各传动比 }b1G21Dc!
HYdM1s6vo
V带 齿轮 V(`]hH0;T
2.3 5.96 l#[Z$+!09
ys`-QlkB
2. 各轴转速n p-s\D_
(r/min) (r/min) }c8nn
626.09 105.05 do8[wej<:
_mm(W=KiL
3. 各轴输入功率 P V|YQhd0kv
(kw) (kw) [5&k{*}}
2.93 2.71 nD5wN~[J
Au2?f~#Fv
4. 各轴输入转矩 T m7k }k)
(kN·m) (kN·m) )c11_1;
43.77 242.86 $OZ= L
U`6|K$@
5. 带轮主要参数 ]gBnzh.
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) ZUS-4'"$
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 xL15uWk-
带的根数z vEI{AmogRx
160 368 708 2232 B 2 }#7l-@{<
qm_l#
u6
6.齿轮的设计 zQ+Mu^|u+
O>DS%6/G
(一)齿轮传动的设计计算 Tx}Nr^
sywuS
齿轮材料,热处理及精度 HGYTh"R
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 `}ak]Z_
(1) 齿轮材料及热处理 9n(68|^$
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 =AO
(
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 e 6mZ;y5_
② 齿轮精度 %Yu~56c-
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 D?dBm
i
bzY&f
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 qWH^/o
按齿面接触强度设计 M-t9M~
Rrh6-]A
确定各参数的值: bll[E}E|3
①试选=1.6
uF<34
选取区域系数 Z=2.433 6,5h4[eF*
MFROAVPZ5
则 ?pZ"7kkD
②计算应力值环数 S
TWH2_`
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) pFH.beY
=1.4425×10h \a+Q5g
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) 9]v,3'QI
③查得:K=0.93 K=0.96 tU?BR<q
④齿轮的疲劳强度极限 +q
pW"0[
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: '9!_:3[d\]
[]==0.93×550=511.5 =@d#@
yP7b))AW9
[]==0.96×450=432 xT 06*wQ
许用接触应力 z%E(o%l8
t]SB.ja
⑤查课本表3-5得: =189.8MP ))AxU!*.
=1 sUlf4<_zW
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 _>vH%FY
=4.47×10N.m _".h(
3.设计计算 X{ x(p
①小齿轮的分度圆直径d {#kCqjWG
Z7bJ<TpZ
=46.42 :,l16{^
②计算圆周速度 2Vti|@JYp
1.52 3:GwX4yW
③计算齿宽b和模数 XQ=% a5w
计算齿宽b ^# #j
{h7
b==46.42mm {_b2!!p
计算摸数m sl-wNIQ
初选螺旋角=14 UJ,vE}=_{
= .I>rX#aNt
④计算齿宽与高之比 q;#AlquY @
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 -Kg.w*\H7/
=46.42/4.5 =10.32 !:xycLdfUp
⑤计算纵向重合度 @2T8H
=0.318=1.903 6hj[/O)E
⑥计算载荷系数K CJk"yW[,|
使用系数=1 (-$5YKm
根据,7级精度, 查课本得 B>1,I'/$.
动载系数K=1.07, dDA8IW![S
查课本K的计算公式: G2N0'R"
K= +0.23×10×b w)|9iL8
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 qRaPh:Q'
查课本得: K=1.35 D SX%SE)
查课本得: K==1.2 cO]w*Hti
故载荷系数: Je|:\Qk
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 kcUn GiP
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 3ibQbk
d=d=50.64 E
G+/2o+W
⑧计算模数 +@]k[9
= [;Ih I
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 M@KQOAzt
由弯曲强度的设计公式 AS]8rH
≥ iDcTO}
@k{q[6c2n
⑴ 确定公式内各计算数值 s<LnUF1b
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m 7 q!==P=
确定齿数z C-A?
mIC
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 [_jw8`
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 /:]<z6R
Δi=0.032%5%,允许 y0Gblza
② 计算当量齿数 XY{N"S8
z=z/cos=24/ cos14=26.27 842v^ 2
z=z/cos=144/ cos14=158 4
. c1
③ 初选齿宽系数 Pk;/4jt4
按对称布置,由表查得=1 k={1zl ;
④ 初选螺旋角 %0 {_b68x
初定螺旋角 =14 Z$INmo6
⑤ 载荷系数K w0;4O)H$O
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 KDb j
C'3
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y hBRi5&%
查得: E`.hM}h
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 r+m.!+
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 OvQzMXU^I
lx4pTw1
⑦ 重合度系数Y 0?oL zw&
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 y;CX)!8
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 _cJ)v/]
=14.07609 !&Q?AS JH
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 =PY{Elf
⑧ 螺旋角系数Y E9mu:T
轴向重合度 =1.675, ROn@tW
Y=1-=0.82 "p3<-06
5?HwM[`
⑨ 计算大小齿轮的 tz2=l.1
安全系数由表查得S=1.25 ;v\s 7y
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 IV!`~\@
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 EPn!6W5^
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 l!XCYg@67
查课本得到弯曲疲劳强度极限 c*7|>7C$i
小齿轮 大齿轮 vu@.;-2E%
NA2={RB;
查课本得弯曲疲劳寿命系数: .-iW
T4Dn
K=0.86 K=0.93 7'esJ)2
T0dD:s N
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 /d}"s.3p
[]= , d $"`W2
[]= $365VTh"
8#JX#<HEo
6\I^]\YO
大齿轮的数值大.选用. x5MS#c!7
UL}wGWaoG
⑵ 设计计算 O!nS3%De
计算模数 xE;O =mI
;PC!
ssLswb
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: dq.U#Rhrx
17?YN<
z==24.57 取z=25 7^#f)Vp
Z5(9=8hB/
那么z=5.96×25=149 _b%)
Jn=;gtD-*
② 几何尺寸计算 11"r FZ
计算中心距 a===147.2 1D#-,#?
将中心距圆整为110 JqMF9|{H
.e0)@}Jv8>
按圆整后的中心距修正螺旋角 TMMJ5\t2
5\z<xpJ
=arccos uU3A,-{-
9o5D3
d
K
因值改变不多,故参数,,等不必修正. MuOKauYa
+Mijio
计算大.小齿轮的分度圆直径 `K5*Fjx
z
mip
d==42.4 wjl )yo$z
9x@|%4Zm"
d==252.5 2%fIe
O%kUj&h^
计算齿轮宽度 Gqd|F>
RVV`
B= 1b1Ab
zN
:sg}e
圆整的 lh'S_p8g
<$e|'}>A
大齿轮如上图: 24#qg'
=w+8q1!o
? nW>'z
JXJ+lZmsz
7.传动轴承和传动轴的设计 h*l$!nEN
6qZ\^ U
1. 传动轴承的设计 =${.*,o
m4@NW*G{
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 7C7.}U
P1=2.93KW n1=626.9r/min ]S&ki}i&
T1=43.77kn.m P!|Z%H
⑵. 求作用在齿轮上的力 ??p%_{QY~b
已知小齿轮的分度圆直径为 4l
ZK@3
d1=42.4 oV:oc,
而 F= b`-|7<s
F= F ia'z9
=|agW.l
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N >E+g.5
,:W
JnsJ]_<
HGGq;Nbm
pc*)^S
⑶. 初步确定轴的最小直径 :Mu*E5
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 S/5QK(XLC)
l@B9}Icq
NV4g5)D&L
nf
/*n
从动轴的设计 y,nmPX?]n
4uIYX
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, 2;
^ME\
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M h )
Wp
⑵. 求作用在齿轮上的力 *(Dmd$|0|
已知大齿轮的分度圆直径为 4MS<t FH)
d2=252.5 J |q(HpB
而 F= ]j*2PSJG
F= F ;yJ:W8U]+;
*vaYI3{qN
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N {Uw
0zC
Ax=HDW}
%rptI$^*X
0ae8Xm3J@R
⑶. 初步确定轴的最小直径 R7bG!1SHl
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 lDYgtUKG
~(d
{j}M>
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 _!',%+
查表,选取 _HUbE /
P'Rw/co
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 sApix=Lr
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 EG>?>K_D
92DM1~
*
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 p:4jY|q
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与 。 QadguV6|
OjUPvR2 0
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. @oA z
Y b+A{`
D B 轴承代号 ~29p|X<
45 85 19 58.8 73.2 7209AC >c,s}HJ
45 85 19 60.5 70.2 7209B v=N?(6T
50 80 16 59.2 70.9 7010C *HKw;I
50 80 16 59.2 70.9 7010AC =5+*TL`
yn62NyK
@gI1:-chB
|H5.2P&9-5
7N9NeSH
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 I/dy^5@F
右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, H-kX-7C
③ 取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm. CZ5\Et6r
W'[V$*
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. ,'X"(tpu@
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, fW-C`x
高速齿轮轮毂长L=50,则 11=$]K>
&~,4$&_
L=16+16+16+8+8=64 UD.bb
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. x)::^'74
c$g@3gL
5. 求轴上的载荷 x}] 56f
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, W7>2&$
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. 9@
tp#
^ po@U"
OR<+y~Rv
ot^p xun
ffrIi',@
_[2@2q0
]\78(_o.zz
|mb2<! ag{
B
71/nt9
tEhg',2t(
`%C -7D'?
传动轴总体设计结构图: ||$&o!;/L
K;?D^n.
H9cPtP~a)
P$)g=/td1
(主动轴) (
ayAP
jJ,_-ui
fO*jCl
从动轴的载荷分析图: S#/%#k103
`AJ[g>py^|
6. 校核轴的强度 gYKz,$
根据 d ]P~
== TQa}Ps
前已选轴材料为45钢,调质处理。 PVCoXOqh
查表15-1得[]=60MP ;P@]7vkff
〈 [] 此轴合理安全 f9D e!"*&
R?{+&r.X
8、校核轴的疲劳强度. $]v}X},,
⑴. 判断危险截面 t[^$F,
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. Zj`WRH4
⑵. 截面Ⅶ左侧。 (`P\nnb
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 yYG<tUG;
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 Ni,nQ;9
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 +EETo):
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 *r7vDc
截面上的弯曲应力 UiFH*HT
.|UQ)J?s
截面上的扭转应力 )BP*|URc
== FfoOJzf~o
轴的材料为45钢。调质处理。 jwZ,_CK
由课本得: ^t;z;.g
aB9!}3@
因 NTg@UT<
经插入后得 n<I{x^!
2.0 =1.31 UtZ,q!sg
轴性系数为 T<AT&4
=0.85 {28|LwmL
K=1+=1.82 4=zs&
K=1+(-1)=1.26 zw0w."V
所以 %bW_,b
JfY*#({y
综合系数为: K=2.8 *XVwTW[a
K=1.62 MmuT~d/
碳钢的特性系数 取0.1 uV/5f#)
取0.05 &p0e)o~Ux
安全系数 vF$i"^;tJ;
S=25.13
N;7/C
S13.71 Ui{%q@
≥S=1.5 所以它是安全的 Vz{+3vfra6
截面Ⅳ右侧 [K!9xM6
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 <n"BPXF~
0YeTS!*Aj
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 QTV*m>D
{ _rfhz
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 #YUaM<O
6b|?@
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 6 SSDc/
截面上的弯曲应力 yU? jmJ
截面上的扭转应力 !3ggQG!e
==K= d:H'[l.F%
K= JzHG5nmB
所以 [}RoZB&I
综合系数为: 1J@Iekat
K=2.8 K=1.62 FMfpjuHk
碳钢的特性系数 gL; Kie6Z
取0.1 取0.05 +n3I\7G>
安全系数 d_RgKdR )k
S=25.13 5of3&
S13.71 {h<D/:^v
≥S=1.5 所以它是安全的 &4#Zi.]
K|& f5w
9.键的设计和计算 gT+/nSrLV
xNP_>Qa~
①选择键联接的类型和尺寸 D7Q+w
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. gr=h!'m
根据 d=55 d=65 K%(y<%Xp
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 lOIk$"Ne
b=20 h=12 =50 I7f ^2
O 4 !$
②校和键联接的强度 ;"3B,Yj
查表6-2得 []=110MP 3Ob.OwA
工作长度 36-16=20 sdu?#O+c1
50-20=30 ,Z.sGv
③键与轮毂键槽的接触高度 2[E wN!IZ
K=0.5 h=5 xU
*:a[g
K=0.5 h=6 ngY%T5-
由式(6-1)得: DE?v'7cmA
<[] So:X!ljN(e
<[] t6+m` Kq
两者都合适 n ]ikc|
取键标记为: V"FQVtTx7
键2:16×36 A GB/T1096-1979 >rnVTK
键3:20×50 A GB/T1096-1979 74s{b]jN'-
10、箱体结构的设计 _|HhT^\P
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, q76POytV|
大端盖分机体采用配合. }d$-:l,w
R>'
%}|v/
1. 机体有足够的刚度 "kg`TJf=
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 Lu.zc='\
gN&i&%*!
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 c]=2>ov)hR
f|RmAP;X,
因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H为40mm OvdT* g=8*
为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 rk=D5E7
%Bq~b$
3. 机体结构有良好的工艺性. bbm\y] !t
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. DA=!AK>
$KHm5*;nd
4. 对附件设计 xn8KOwX%
A 视孔盖和窥视孔 M .#}
在机盖顶部开有窥视孔,能看到 传动零件齿合区的位置,并有足够的空间,以便于能伸入进行操作,窥视孔有盖板,机体上开窥视孔与凸缘一块,有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封,盖板用铸铁制成,用M6紧固 )7q$PcY
B 油螺塞: =Q#I@SVp2$
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。 _vQ52H,
C 油标: ZbnAAbfKH
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 qY_qS=H^
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. J0G@]H
]5!3|UYS
D 通气孔: 8`=?_zF
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. gY}In+S
E 盖螺钉: @SQsEq+A?\
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 gLiJ&H
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. Lp`.fn8Ln
F 位销: lH-VqkR\
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. s.3"2waZ=T
G 吊钩: ?W/.'_
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. Z:4/lx7Bq
5'%I4@Qn+
减速器机体结构尺寸如下: !\4x{Wa]
z2=bbm:
名称 符号 计算公式 结果 HR>Y?B{
箱座壁厚 10 CK* *RZ
箱盖壁厚 9 R|;BO:S1
箱盖凸缘厚度 12 .ZXoRT
箱座凸缘厚度 15 .35(MFvq!
箱座底凸缘厚度 25 ~uQ*u.wi
地脚螺钉直径 M24 7vRtTP
地脚螺钉数目 查手册 6 ]>3Y~KH(
轴承旁联接螺栓直径 M12 V&mkS
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 c-Gp|.C
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 {UNH?2
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 {gMe<y
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 0cG'37[
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 rYUIFPN
22 hA=uoe\
18 x6ghO-s
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 ">V&{a-C4
16 Y&2FH/(M
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 G|i0n
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 yi7.9/;a
齿轮端面与内机壁距离 > 10 h*w9{[L
机盖,机座肋厚 9 8.5 ;QI9 OcE@/
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) 6v%yU3l
150(3轴) I{Du/"r#
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) F)3+IuY
150(3轴) '/Aq2
emSq{A
11. 润滑密封设计
]jT}]9Q$
NAYLlW}A
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. 3(YvqPp&
油的深度为H+ ?kjQ_K
H=30 =34 jIh1)*]054
所以H+=30+34=64 r$jWjb
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 Mj0,Y#=76
B,b8\\^k|
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 >$Y/B=e
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 X [Y0r
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 0!8)Sth
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 N8A)lYT]_u
qxZIH
12.联轴器设计 "*vrrY
@yp0WB
1.类型选择. QM,#:m1o
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 ==Gc%
2.载荷计算. }[0nTd
公称转矩:T=95509550333.5 \o<ucp\J
查课本,选取 DrRK Sc(u9
所以转矩 {f06Ki
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 :{u`qi
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm (/y8KG3
zt.kNb
四、设计小结 HxI6_ >n^I
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。 i)#-VOhX)
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。 (j}7|*.
五、参考资料目录 d/_D|ivZ=
[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; GRZz@bAO?$
[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; b.*LmSX#
[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; v9(5HY
[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; !73y(Y%TE
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 y2W+YV*
[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; t]K20(FSN
[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。