机械设计基础课程设计任务书 .=zBUvy
q[(1zG%NbA
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 u\(>a
{f\{{JJ]
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) T037|k a{
S3s6
目 录 ^% L;FGaA
gwbV$[.X
一 课程设计书 2 B,] AfH
tgj5l#P
二 设计要求 2 3Ww 37V>h
>T)tAZ?WK
三 设计步骤 2 Q <ulh s
QjKh#sU&
1. 传动装置总体设计方案 3 2(5/#$t
2. 电动机的选择 4 ux~=}{tz
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 49ehj1Se
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 X\kWJQ:
5. 设计V带和带轮 6 zt!7aVm
n
6. 齿轮的设计 8 mqbCa6>_S
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 dL~^C I
8. 键联接设计 26
[?bq4u`
9. 箱体结构的设计 27 @hwNM#>`
10.润滑密封设计 30 0mNL!"
11.联轴器设计 30 Vjd(Z
sR^b_/ElxT
四 设计小结 31 Z3U%Afl2{
五 参考资料 32 Vha,rIi
4X!4S6JfB
一. 课程设计书 ^r,0aNzAs
设计课题: xo4lM
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 <"8F=3:uk
表一: MnlD87x@X
题号 fmD~f
i-?mghe8
参数 1 hcM9Sx"!
运输带工作拉力(kN) 1.5 "ruYMSpU
运输带工作速度(m/s) 1.1 _St":9'uU
卷筒直径(mm) 200 {9*
l
nd$92H
二. 设计要求 "gFw:t"VV
1.减速器装配图一张(A1)。 .[+}nA,g%~
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 UXh%DOq
3.设计说明书一份。 ?vFtv}@\
>
H&v
三. 设计步骤 %{rPA3Xoy
1. 传动装置总体设计方案 U "r)C;5
2. 电动机的选择 Bw~jqDZ}|
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 d|8-#.gV
4. 计算传动装置的运动和动力参数 #=)!\
5. “V”带轮的材料和结构 G9Noch9
g
6. 齿轮的设计 zG{jRth
7. 滚动轴承和传动轴的设计 $@l=FV_;
8、校核轴的疲劳强度 .IM]B4m
9. 键联接设计 NwdrJw9
10. 箱体结构设计 1CR\!?
11. 润滑密封设计 g W_E
12. 联轴器设计 *sau['Ha
B`||4*
1.传动装置总体设计方案: L)4~:f)B
~0[(-4MA
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 |~#A?mK-
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 *{Bz5hc
要求轴有较大的刚度。 X,Rl&K\b"
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。 MPK rr
其传动方案如下: JH u>\{ 8V
\RtFF
图一:(传动装置总体设计图) ^IyYck'y+
4GH &u,
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 mnBTZ/ZjS
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 o5sw]R5
传动装置的总效率 ^Epup$
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; sSc~q+xz
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, Vf.*!`UH
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, Bp@\p)P(
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 f*ABIm
,CN(;z)
2.电动机的选择 @!j6y(@
H:OpS-b
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, C<(qk _
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, {p$@)b
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。 *&\6x}.I4
Ux{0)"fj
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, MppT"t
gz~ug35
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 u c}tTmB|
}K`KoM
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 P;K LN9/4
_n!>*A!
G Y.iCub
方案 电动机型号 额定功率 I3b*sx$
P A:D9qp
kw 电动机转速 , s otZT
电动机重量 7&/1K%x9;
N 参考价格 edCVIY'1
元 传动装置的传动比 ,qo^G0XO
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 ,G-
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 H "5,To
'n1$Y%t
中心高 cui%r!D
外型尺寸 p|NY.N
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 (C1~>7L
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 xWqV~NnE
isdNW l
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 ^^*L;b>I
U;*t5l
(1) 总传动比 )siWc_Z4
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$Vx8:Rhdn
(2) 分配传动装置传动比 xpCZlOld
=× h oM%|,0
式中分别为带传动和减速器的传动比。 G@Sqg
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 if*~cPnN
4.计算传动装置的运动和动力参数 DU)q]'[u
(1) 各轴转速 ),y`Iw
==1440/2.3=626.09r/min 6Vncr}
==626.09/5.96=105.05r/min zUDXkG*Lv
(2) 各轴输入功率 LFqY2,#i
=×=3.05×0.96=2.93kW 'Z=_zG/RX
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW HmkxE
则各轴的输出功率: %Y0BPTt$
=×0.98=2.989kW =cb!2%?}
=×0.98=2.929kW wq,&0P-v
各轴输入转矩 Y<kz+d,C
=×× N·m !Q<3TfC
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· 6rWq
hIaI
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m l:bbc!3
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m ZMr[:,Jp
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m oM^vJ3
=×0.98=242.86N·m Cg%Owe/E?0
运动和动力参数结果如下表 2hso6Oy/v{
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min
zY@0R`{@p
输入 输出 输入 输出 f Ayh9
电动机轴 3.03 20.23 1440 OwPHp&{ Y
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 yB/F6/B~
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 GUD]sXSj
w|6?A-
5、“V”带轮的材料和结构 L[<Y6u>m!1
确定V带的截型 5Ma."?rW
工况系数 由表6-4 KA=1.2 }EHL
}Q
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 lq]8zm<\)]
V带截型 由图6-13 B型 __s'/6u
'vu]b#l3
确定V带轮的直径 =./PY10'
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm 2~7*jA+Ab
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s m\CU,9;;(
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm ,quUGS
^c9_ F9N
确定中心距及V带基准长度 m8x?`Gw~jw
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 Nu3IYS5&
360<a<1030 [{#TN
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm f%1\1_^g
Anpp`>}N
初定V带基准长度 trjeGSt&
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm :w
Y%=
Z%LS{o~LK.
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm 5D?{dA:Rq
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm ]Ol
w6W?%
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 +t1+1Zv
,'t&L]
确定V带的根数 ;;rx)|\<R
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw uPN^o.,/.
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 C`3XOth
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 &'i>d&
带长修正系数 由表6-2 KL=1 ZAeJTCCk
fk6=;{
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 /X0<2&v
Y*Ay=@z=y
取Z=2 =h=-&DSA
V带齿轮各设计参数附表 ;"e55|d9I
2XV|(
各传动比 &U=_:]/
{M=B5-
V带 齿轮 QhAYCw2
2.3 5.96
._;It198f
n ~ &ssFC
2. 各轴转速n d!Ws-kzE
(r/min) (r/min) xiQc\k$
626.09 105.05 OVgak>$
53pfo:1'
3. 各轴输入功率 P N>sT@ >
)
(kw) (kw) ;}KJ[5i-V
2.93 2.71 n!~QC
hBcklI
4. 各轴输入转矩 T n}1hmAhZ
(kN·m) (kN·m) M&",7CPD(1
43.77 242.86 1rue+GL
@m:'
L7+
5. 带轮主要参数 jJ@@W~/)B
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) CI \O)iB
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 2v4&'C
带的根数z v$q\3#5|'
160 368 708 2232 B 2 <; Td8O89_
x
0vW9*&
6.齿轮的设计 {- MhhRa5
)[&j&AI
(一)齿轮传动的设计计算 prIJjy-F
BtJF1#f
齿轮材料,热处理及精度 8(A
k
考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 yTe25l{QaF
(1) 齿轮材料及热处理 ntL%&wY
① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24 c^&:':Z%'
高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 QZO<'q`L
② 齿轮精度 &@2`_%QtA
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 u`-:'@4
m{lS-DlRg
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 -W})<{End
按齿面接触强度设计 AI9=?X<kh
]i
`~J
确定各参数的值: ~+RrL,t#
①试选=1.6 (\%+id|/q@
选取区域系数 Z=2.433 %F;uW[4r
\tS|
N40
则 ,d=Dicaz
②计算应力值环数 gKPqU @$*
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) 0d`lugf
=1.4425×10h %6@m~;c0
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) 3zM>2)T-
③查得:K=0.93 K=0.96 !+Sd%2o
④齿轮的疲劳强度极限 $uK[[k~=S
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: ??P3gA
[]==0.93×550=511.5 g$#JdN
9w\C
vO&R
[]==0.96×450=432 3+M+5
许用接触应力
)$2h:dw_
]ddL'>$c$
⑤查课本表3-5得: =189.8MP KDDx[]1Q
=1 jwwst\f
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 *vzj(HGO
=4.47×10N.m b&pL}o?/k
3.设计计算 #N\<(SD/
①小齿轮的分度圆直径d %8|? YxiZ:
VOp+6ho<
=46.42 5*$z4O:Aa
②计算圆周速度 W}\<}dK
1.52 .8CfCRq
③计算齿宽b和模数 jSvo-
计算齿宽b H.2aoZ-w
b==46.42mm <bBgevL+_K
计算摸数m ;,u7)
初选螺旋角=14 $I\lJ8
= DJR r
④计算齿宽与高之比 `{J(S'a`
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50
t;[?Q\
=46.42/4.5 =10.32 (i^<er q
⑤计算纵向重合度 k@2@%02o9C
=0.318=1.903 jouT9~[L'
⑥计算载荷系数K T@N)BfkB
使用系数=1 FzFP 0
根据,7级精度, 查课本得 hB]<li)"C
动载系数K=1.07, ery{>|k
查课本K的计算公式: Mj |"+(
K= +0.23×10×b 3W?H^1t
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 5|oi*b
查课本得: K=1.35 Xm.["&
查课本得: K==1.2 [\ppK C
故载荷系数: (_~Dyvo
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 =Xb:.
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 v;R+{K87
d=d=50.64 &-`a`
⑧计算模数 th|TwD&mO
= Oj.xJ(uX+v
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 uy=E92n3
由弯曲强度的设计公式 6C*4' P9>
≥ xO'xZ%cUI
",Fqpu&M
⑴ 确定公式内各计算数值 6b=7{nLF
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m lO^YAOY
确定齿数z yvKKE
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 .^?Z3iA",
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 T9Pu V
Δi=0.032%5%,允许 3VmF1w
2
② 计算当量齿数 0[SrRpD
z=z/cos=24/ cos14=26.27 >U[YSsFt6
z=z/cos=144/ cos14=158 @?<1~/sfL
③ 初选齿宽系数 %;tBWyq}_
按对称布置,由表查得=1 EoHrXv
④ 初选螺旋角 IgtTYxI
初定螺旋角 =14 fhQ}Z%$
⑤ 载荷系数K G!m;J8#m(
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 *Y9' tHI
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y KH76Vts
查得: BYsQu.N
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 WzO[-csy
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 -VRKQNT
*6P)HU@
⑦ 重合度系数Y *Mr'/qp,
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 RB/;qdqR
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 a6.0$'
=14.07609 '9q:gFO
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 {,CvWL
⑧ 螺旋角系数Y 6I$:mHEhd
轴向重合度 =1.675, GxcW^{;
Y=1-=0.82 ?$rHyI
+h?z7ZY^
⑨ 计算大小齿轮的 5NAB^&{Z<X
安全系数由表查得S=1.25 Hqm1[G)
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 Fo[=Dh*AqU
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 YXjWk),
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 Z?tw#n[T
查课本得到弯曲疲劳强度极限 d7Devs
k
小齿轮 大齿轮 ^B7C8YP
>qjV(_?F-
查课本得弯曲疲劳寿命系数: ` z!?!"=
K=0.86 K=0.93 9q
f=P3
LuW^Ga"E
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 1q;r4$n
[]= B#;0{
[]= d<B=p&~
M-+=t8
#sp8 !8|y
大齿轮的数值大.选用. 9\D 0mjn=l
{oc7Chv=/H
⑵ 设计计算 8ORr
计算模数 H@hHEzO
$>y
_q dLA
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: #^oF^!
ac??lHtH9
z==24.57 取z=25 TZ+2S93c
tM;S
)S(=
那么z=5.96×25=149 i7(\i2_P
!`F^LXGA
② 几何尺寸计算 ;Q} H'Wg,
计算中心距 a===147.2
j8"2K^h=
将中心距圆整为110 j>t*k!db
t.E3Fh!o
按圆整后的中心距修正螺旋角 "sU ~|
'=eE6=m^K
=arccos =3?"s(9
Um'r6ty
因值改变不多,故参数,,等不必修正. @n:.D9
;NzS;C'
计算大.小齿轮的分度圆直径 C2 ] x
,HM~Zs
d==42.4 PC}m.tE
#yVMC;J?W
d==252.5 |]9Z#lv+I
!%{s[eO\
计算齿轮宽度 3V`.<
Z w&_Wt
B= v/B:n
P?P))UB5
圆整的 ;Jrk#7
AE"E($S`
大齿轮如上图: aY7.<p*a
HGjGV]N5
=wy 3h0k^
2i3& 3oz]O
7.传动轴承和传动轴的设计 Ut
xe
w+0Ch1$
1. 传动轴承的设计 _ooSMp|
(\6R"2
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 JrdH6Zg
P1=2.93KW n1=626.9r/min ?~5J!|r#
T1=43.77kn.m g$f;
⑵. 求作用在齿轮上的力 KVrK:W--p
已知小齿轮的分度圆直径为 !bHM:!6^
d1=42.4 U@$=0*
而 F= PNbs7f
F= F !7K-Kqn
>WW5Apy[
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N t!Uc,mEV]
)*Qa9+:
Pyx$$cj
^:RDu q
⑶. 初步确定轴的最小直径 '0xJp|[xVP
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 h8yv:}XU*
;#$zHR
a;A&>Ei}
0+\~^
从动轴的设计 =/Dp*
`f2m5qTP%
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, /e5Fx
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M (qP !x 2j
⑵. 求作用在齿轮上的力 -e{H 8ro
已知大齿轮的分度圆直径为 -^(NIl'
d2=252.5 IrRn@15,
而 F= }fo?K|Xx
F= F cg,_nG]i
sKX%<n$
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N %V$ujun`
"iof -b=ys
`f^`i~c\
Wb4%=2Qn
⑶. 初步确定轴的最小直径 w^*jhvV%kW
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 vR?L/G^.
8<g_JW[%
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 )W@H
查表,选取 ]'aGoR
b'N"?W^YQ
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 ,
"zS
pN
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 FVsNOU
B(MO!GNg=
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 Dz&4za+{
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 。 ubhem(p#
OD"eB?
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. qR_"aQ7s2
!UUh7'W4u
D B 轴承代号 O'."ca]:5
45 85 19 58.8 73.2 7209AC |k'I?:'
45 85 19 60.5 70.2 7209B uF T\a=
50 80 16 59.2 70.9 7010C <,0&Ox
50 80 16 59.2 70.9 7010AC kmW!0hm;e
T^GdN_qF
>t8eVMMa
B`hxF(_p/
y|KDh'Y
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 f|VP_o<
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, sZ'3PNpCP
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. [jumq1
1&YP}sg)
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. _@jKFDPL
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, $zCUQthL@
高速齿轮轮毂长L=50,则 q0y?$XS
p,D/ Pb8
L=16+16+16+8+8=64 2
;B[n;Q{
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. m$J'n A
4r(rWlM
5. 求轴上的载荷 7<.f&1MgI
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, n.lp
ena
查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. oS_p/$F,
dl{3fldb
g6W.Gl"5\w
sCb?TyN'n
`%ymg8^
1shvHmrV
N&>D/Z;"
Vxgc|E^J
TU. h
Eun%uah6c
SwP h-6
传动轴总体设计结构图: 9DtSYd/
h V8A<VT
R1q04Zj{2
nj9hRiLn
(主动轴) WJ9u3+
'ZDa *9nkF
r?V|9B`$p
从动轴的载荷分析图: Vr0RdO
v5$zz w
6. 校核轴的强度 n6uobo-
根据 !E7/:t4
== |R[m&uOib
前已选轴材料为45钢,调质处理。 L,kF]
查表15-1得[]=60MP ng 6G<hi
〈 [] 此轴合理安全 uPp(l4(+
Ns9g>~
8、校核轴的疲劳强度. (8ymQ!aY
⑴. 判断危险截面 lp]O8^][&
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. ja>T nfu
⑵. 截面Ⅶ左侧。 yWK[@;S]%
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 ?4~lA
L1
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 vMI \$E&
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 z`_N|iEd
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 dvj`%?=
截面上的弯曲应力 0CN.gu
!{3pp
截面上的扭转应力 I%s/h4x^B[
== ?D~uR2+Z
轴的材料为45钢。调质处理。 FVpe*]
由课本得: BW*zj=N%
>%[W2L\'
因 0!zWXKX
经插入后得 x-W0 h
2.0 =1.31 ~p 1y+
轴性系数为 M>^IQ
=0.85 lubS{3<
K=1+=1.82 ~\_E%NR
yA
K=1+(-1)=1.26
6$Dbeb
所以 l-npz)EM
)Ob{]
综合系数为: K=2.8 P6?Q;-\q0
K=1.62 OL=b hZ
碳钢的特性系数 取0.1 ]Lh\[@#1f
取0.05 &,)tD62s
安全系数 D *tBbV
S=25.13 c*W$wr
S13.71 1hN!
2Y:
≥S=1.5 所以它是安全的 z(=:J_N
截面Ⅳ右侧 G@(7d1){
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 0'<S7?~|
{F4:
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 S&0x:VW
&0"`\~lA
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 7D^A:f
~E\CAZ
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 xWMMHIu
截面上的弯曲应力 c2U>89LlZ
截面上的扭转应力 r3-3*_
==K= F,bl>;{[{
K= p)ONw"sb
所以 t Z%?vY~!
综合系数为: AjS5
K=2.8 K=1.62 tEUmED0FY
碳钢的特性系数 hG67%T'}A
取0.1 取0.05 QJ/SP
安全系数 6IX!9I\sT
S=25.13 We ->d |=
S13.71 Dn[1BWM/7
≥S=1.5 所以它是安全的 Dz{e@+>M
anvj{1
9.键的设计和计算 YJy*OS_&
yV8).4
①选择键联接的类型和尺寸 xEBjfn
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. gr;M
根据 d=55 d=65 }:%pOL n
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 /F_
:@#H
b=20 h=12 =50 *t_&im%E
Rc4EFHL
②校和键联接的强度 %Z7!9+<
查表6-2得 []=110MP ~g{,W
工作长度 36-16=20 u!i5Q
50-20=30 'GFzI:Xr
③键与轮毂键槽的接触高度 AUC<
m.
K=0.5 h=5 vf2K2\fn
K=0.5 h=6 ^Toi_
由式(6-1)得: dc05,Bz
<[] c&++[
<[] 6"GpE5'*
两者都合适 fo.m&mKgo
取键标记为: kslN_\
键2:16×36 A GB/T1096-1979 AV p[gr
键3:20×50 A GB/T1096-1979 oo!g?X[[
10、箱体结构的设计 }$-VI\96
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, BGX@n#:
大端盖分机体采用配合. US4Um>j
AJT0)FCpR
1. 机体有足够的刚度 z7q2+;L
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 9zJ`;1
Ro<kp8
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 GHy#D]Z
R*X2Z{n
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 />C~a]}
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 ]lUu%<-;
))`Zv=y"
3. 机体结构有良好的工艺性. Nj0)/)<r+
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. MxR U6+a
#E9['Jn Z
4. 对附件设计 9HX+sB
M
A 视孔盖和窥视孔 rHlF& ET
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 ?_aR-[XRg
B 油螺塞: S F>D:$a
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。 c*dww
C 油标: sh ;uKzQ
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 6mdnEmFM]
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. ^%&x{F.
8(>.^667
D 通气孔: <^U(ya
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. g5Rm!T+@I<
E 盖螺钉: 91H0mP>ki
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 FE}!bKh
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. :eW~nI.Vc
F 位销: Db(_T8sU
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. Jj:6
c
G 吊钩: u4@e=vWI
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. 2HXKz7da
(:QQ7xc{}
减速器机体结构尺寸如下: Net)l@IB]
[+g@@\X4
名称 符号 计算公式 结果 5vft}f
箱座壁厚 10 hXm}d\
箱盖壁厚 9 y.p6%E_`
箱盖凸缘厚度 12 D a[C'm=
箱座凸缘厚度 15 S |>$0P4W(
箱座底凸缘厚度 25 5L}>+js2
地脚螺钉直径 M24 -l H>8+
地脚螺钉数目 查手册 6 WuFwt\U
轴承旁联接螺栓直径 M12 9T2A)a]0
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 p{q!jm~Nq
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 E[.tQ|C
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 8e!DDh
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 KC:4
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 l&*)r;9
22 TE%#$q
18 RX5.bVp
eE
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 i 1I>RK
16 `uh@iD'KI
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 Wi[m`#
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 qQOD
齿轮端面与内机壁距离 > 10 W[E3P,XS
机盖,机座肋厚 9 8.5 xs!g{~V{
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) mO)PJd2ZD
150(3轴) RR!!hY3 K
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) 99"[b
150(3轴) HI\f>U
xDJ+BQ<1A
11. 润滑密封设计 @GQ8q]N:<
W Gw!Y1wq
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. vX0"S
油的深度为H+ qzA]2'~Q
H=30 =34 rEyz|k:
所以H+=30+34=64 6_<s=nTX
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 G4Kmt98I
RO{@RhnV
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 030U7 VT1
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 HNy/ -
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 q|o|/ O-{
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 O R<"LTCL
OR\DTLIl
12.联轴器设计 #M?F^u[
:X1cA3c!
1.类型选择. ]hE+$sKd
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 /3Nb
2.载荷计算. dHG Io
公称转矩:T=95509550333.5 Q_aqX(ig
查课本,选取 N3gNOq&
所以转矩 %,,`N I{
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 ZSPgci
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm (+UmUx=
+K;Y+
K&;2
四、设计小结 5U{4TeUH
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。 sr+gD*@h
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。 lMwk.#
五、参考资料目录 3gG+`{<
[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; |'c4er/;#
[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; x(9;!4O>
[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; OyJsz]b} M
[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; 0aC2 Pym^
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 M_h8#7 {G
[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; wKk
3)@il
[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。