机械设计基础课程设计任务书 +}iuTqu5
,c|Ai(U
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 q9(Z9$a(\
0t%`jY~%
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) oZ>2Tt%
v.F|8 cG
目 录 TGGbO:s3
y.gjs<y
一 课程设计书 2 2 }rYH;Mx
S|]\q-qA&
二 设计要求 2 6|QIzs<Z-X
KM/c^a4V
三 设计步骤 2 V^< Zs//7
03gYl0B
1. 传动装置总体设计方案 3 7`tJ/xtMy;
2. 电动机的选择 4 %*OQH?pyx}
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 G%>M@nYUE
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 EZ[e
a<
5. 设计V带和带轮 6 v G~JK[
6. 齿轮的设计 8 [y"Yi PK
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 d$y?py
8. 键联接设计 26 7GRPPh<4
9. 箱体结构的设计 27 e6Kyu*
10.润滑密封设计 30 PV-B<Y
11.联轴器设计 30 EP{/]T
a~Yq0 d?`D
四 设计小结 31 ] -%B4lT
五 参考资料 32 T3PwM2em_`
6foiN W+
一. 课程设计书 =nv/
r
设计课题: z\>ZgRi~n
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 8Fv4\dr
表一: w{ Pl
题号 ~R~eQ=8
zA|)9Dq
参数 1 s?PB ]Tr
运输带工作拉力(kN) 1.5 IEY\l{s
运输带工作速度(m/s) 1.1 "p[3^<~uQ
卷筒直径(mm) 200 DS ;.)P"
1i;Cw/mr
二. 设计要求 luJNdA:t&
1.减速器装配图一张(A1)。 PsBLAr\ah
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 =b>e4I@
3.设计说明书一份。 p,14'HS%@
e^UUR-K%
三. 设计步骤 }>_
1. 传动装置总体设计方案 I>lblI$7
2. 电动机的选择 9/{ 8Y&
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 z&z5EtFUTh
4. 计算传动装置的运动和动力参数 kb!W|l"PN
5. “V”带轮的材料和结构 jWso'K
6. 齿轮的设计 E5\>mf
,;u
7. 滚动轴承和传动轴的设计 Z8Tb43?
8、校核轴的疲劳强度 |}@teN^J*U
9. 键联接设计 seb/rxb
10. 箱体结构设计 3gv?rJV
11. 润滑密封设计 AvB21~t&]
12. 联轴器设计 c_Iq!MH
k=X)axt1
1.传动装置总体设计方案: 1*:BOoYx
$5@[l5cJU;
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 >RrG&Wv59
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, 10_>EY`
要求轴有较大的刚度。 i]& >+R<6
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 f]2;s#cu
其传动方案如下: Th4}$)yrkN
9TEAM<b;
图一:(传动装置总体设计图) VRg
y
!E^\)=E)P
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 #<es>~0!
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 $5DlCN
传动装置的总效率 -X-sykDm
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; {uxTgX
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, PB~
r7O]
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, xEufbFAN?
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 <:!:7
0XI6gPo%
2.电动机的选择 .u]d5z
BR
Ged} qXn
电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, [J55%N;#1
经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, 1JV-X G6
则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 3 ;AJp_;
s%G%s,d
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, i;\n\p1
mdlMciP
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 24\^{3nOK
R`,|08E
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 [rz5tfMp
Kaji&Ibd
T=CJUla
方案 电动机型号 额定功率 u1>WG?/`
P *d31fBCk%
kw 电动机转速 u(8dsgR
电动机重量 ;O~%y'
N 参考价格 '=J|IN7WT
元 传动装置的传动比 |o@U
L
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 cH707?p/I
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 kV4L4yE
=h.`
ey
中心高 Y Azj>c&
外型尺寸 g'2}Y5m$`
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 !Z0S@]C
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 0a1Mu>P,
X]dN1/_
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 ;@O8y\@
T
"#DhEM
(1) 总传动比 5UX- Qqr
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 'C @yJf
(2) 分配传动装置传动比 SZ:R~4 A
=×
yZb})4.
式中分别为带传动和减速器的传动比。 iH>b"H>
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 olm'_{{
4.计算传动装置的运动和动力参数 }%<cFi &
(1) 各轴转速 E!`/XB/nA
==1440/2.3=626.09r/min \w-3Spk*
==626.09/5.96=105.05r/min '-#gQxIpD
(2) 各轴输入功率 Wxgs66
=×=3.05×0.96=2.93kW aM:tg1g
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW pV1;gqXNS
则各轴的输出功率: q?8#D
=×0.98=2.989kW X>Z83qV5d!
=×0.98=2.929kW `W7;-
各轴输入转矩 BWr!K5w>i
=×× N·m Psm9hP :m
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· )ri'W
<l
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m H~:g=Zw
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m mA#^Pv*
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m S<5.}c R
=×0.98=242.86N·m iphdJZ/f
运动和动力参数结果如下表 *48LQzc
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min $>Gf;k
输入 输出 输入 输出 % QaWg2Y=
电动机轴 3.03 20.23 1440 [p)2!]y
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 V3axwg_
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 UaHN*@
D:(h^R0;
5、“V”带轮的材料和结构 VD{_6
确定V带的截型 wD@ wOC
工况系数 由表6-4 KA=1.2 zeH=py[n
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 7f~7vydZ}
V带截型 由图6-13 B型 z7a@'+'
!V/p.O
确定V带轮的直径 Kn\$\?u
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm 1i Q(q\%
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s |8\et
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm M|>-q
aQ)g7C
确定中心距及V带基准长度 _3gF~qr
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 u_$Spbc]/
360<a<1030 MO79FNH2\
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm nm<S#i*
E8We2T[^M
初定V带基准长度 E+eC #!&w
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm zrur-i$N+
xCm`g{
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm et}s yPH
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm H, O_l%
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 r$Y% 15JV
\Eyy^pb
确定V带的根数 PPNZ(j
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw p5=VGKp
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 _"[O=h:
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 LtBm }0
带长修正系数 由表6-2 KL=1 {I"d"'h
Hd=!
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 e@{8G^o>D
Q,xKi|$r
取Z=2 -o0~xspF
V带齿轮各设计参数附表 _{'HY+M
.;9I:YB$
各传动比 ;-T%sRI:|
:ugj+
V带 齿轮 _&6&sp<n
2.3 5.96
&+Pcu5
*1;}c
z
2. 各轴转速n p)=Fi}#D\
(r/min) (r/min) nXqZkZE\
626.09 105.05 n,NKJt
w">p
8
3. 各轴输入功率 P !B{N:?r
(kw) (kw) #~^Y2-C#
2.93 2.71 (""1[XURQK
KCkA4`IeM
4. 各轴输入转矩 T ,-*oc>
(kN·m) (kN·m) G#;$;
43.77 242.86 3M{/9rR[
YQ}bG{ V
5. 带轮主要参数 ?5!>k^q
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) Ue<Y ~A
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 uiIY,FL$
带的根数z D'Gmua]I
160 368 708 2232 B 2 fK|F`F2V
czf|c
6.齿轮的设计 u;Q'xuo3
cM;&$IjCt
(一)齿轮传动的设计计算 J!o[/`4ib
e8@@Pi<sB
齿轮材料,热处理及精度 $b/oiy!=|3
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 Fss7xP'
(1) 齿轮材料及热处理 Cu0N/hBT
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 .4"9o%
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 >g@;`l.Z#
② 齿轮精度 <[2]p\rj
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 4w:_4qyb
2c.~cNx`q[
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 n;0bVVMV
按齿面接触强度设计 XU Hu=2F
U<**Est
确定各参数的值: $Blo`'
①试选=1.6 ,o}!pQ
选取区域系数 Z=2.433 B1oy,'
*K6 V$_{S
则 N?H;fK4v
②计算应力值环数 SxYX`NQ
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) *s/sF@8<X
=1.4425×10h y(B~)T~e@
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) UB]}j^
③查得:K=0.93 K=0.96 n`T
4aDm
④齿轮的疲劳强度极限 ti)foam
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: MPMJkL$F^
[]==0.93×550=511.5 d{@X-4k:
%b2.JGBqJ
[]==0.96×450=432 y@J]busU
许用接触应力 12aAO|]/~
pJx88LfR
⑤查课本表3-5得: =189.8MP @c{=:kg5
=1 !mrB+<:
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 ZGa>^k[:
=4.47×10N.m eMVfv=&L<3
3.设计计算 AZxx%6
①小齿轮的分度圆直径d b5
YE4h8%
'5KgRK"
=46.42 =Z iyT$p
②计算圆周速度 Z$Ynar
1.52 I@a7AuOw
③计算齿宽b和模数 x`w
4LF
计算齿宽b _wKFT>
b==46.42mm Q2PY(
#
计算摸数m uh%%MhTjv
初选螺旋角=14 s
d>&6R^
= ;_M .(8L
④计算齿宽与高之比 DIH.c7o
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 {QTfD~z^K
=46.42/4.5 =10.32 xZjD(e'
⑤计算纵向重合度 :^71,An >E
=0.318=1.903 bT*MJ7VVm
⑥计算载荷系数K Q1IN@Db}y
使用系数=1 lz
EF^6I
根据,7级精度, 查课本得 QKYIBX
动载系数K=1.07, 3zp)!QJi
查课本K的计算公式: FJKt5}`8
K= +0.23×10×b !v<r=u
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 #IA[erf:
查课本得: K=1.35 Vc$x?=
查课本得: K==1.2 w#U3h]>,
故载荷系数: n>)CCf@H
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 4Z"DF)+}
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 C,hs!v6
d=d=50.64 ~;QO`I=0P
⑧计算模数 49^;T;'v
= ,h5\vWZ
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 :" g^y6i
由弯曲强度的设计公式 HvN!_}[
≥ uDay||7^g
[!,&A{.!
⑴ 确定公式内各计算数值 UGj!I
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m EA|*|o4)
确定齿数z QUVwO
m
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 6C4c.+S
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 'U.)f@L#w
Δi=0.032%5%,允许 H ifKa/}P8
② 计算当量齿数 b4ZZyw
z=z/cos=24/ cos14=26.27 E'j>[C:U
z=z/cos=144/ cos14=158 'Xoif"
③ 初选齿宽系数 No>XRG+
按对称布置,由表查得=1 iagl^(s
④ 初选螺旋角 >0DQ<@ot:
初定螺旋角 =14 +w[vYKSZm
⑤ 载荷系数K BCYTlxC'
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 P}29wr IZ
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y Wf/r@/q
查得: -KhNsUQk
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 =e](eA;
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 U(P^-J<n1
DDQ}&`s
⑦ 重合度系数Y FeoI+KA
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 .A<G$ db
?
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 -0r0M)
=14.07609 \(2w/~
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 ]6L;
⑧ 螺旋角系数Y #V&98 F
轴向重合度 =1.675, n75)%-
Y=1-=0.82 CX?q%o2b
*;t\!XDgp
⑨ 计算大小齿轮的 SQ8xfD*
安全系数由表查得S=1.25 p[R4!if2
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 F]e`-;
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 (rqc_ZU5
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 01=nS?
查课本得到弯曲疲劳强度极限 -fpe
小齿轮 大齿轮 B-^r0/y;
K&ZN!VN/p
查课本得弯曲疲劳寿命系数: $inlI_
K=0.86 K=0.93 A,67)li3
J,4,#2M8
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 z]_2lx2e
[]= ezimQ
[]= DW(
/[jo\
/tm2b<G
P5Lb)9_Jw
大齿轮的数值大.选用. m`i_O0T
aVB/CoM9
⑵ 设计计算 :eIi^K z[
计算模数 }NjZfBQW`
c wNJ{S+
UQZl:DYa
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: mR|L'[l
cwuzi;f
z==24.57 取z=25 d1P|v(
`S9
p{
Xde
那么z=5.96×25=149 IOA2/WQu
LBxmozT
② 几何尺寸计算 :V3z`}Rl
计算中心距 a===147.2 <%o9*)F
将中心距圆整为110 }!Y=SP1e
'-U&S
按圆整后的中心距修正螺旋角 p}oGhO&=
cX!C/`ew>
=arccos Nq9\ 2p
5?MaKNm }
因值改变不多,故参数,,等不必修正. Q,K$)bM
7fI2b,~
计算大.小齿轮的分度圆直径 5JHWt<n{P
@XJ#oxM^
d==42.4 b)@D@K"5
!&xci})7a
d==252.5 dz?On\66
6Df*wi!jI
计算齿轮宽度 uNkJe
|Fz ^(US
B= )=#e*1!b
)s,LFIy<A
圆整的 #dKy{Q3he
CT5s`v!s
大齿轮如上图: &?1O D5
|h}4J
(i L*1f
`m#-J;la
7.传动轴承和传动轴的设计 NT0n[o^
?2l`%l5(
1. 传动轴承的设计 @R}3f6@67
m~
5"q%;
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 !ej]'>V,X
P1=2.93KW n1=626.9r/min Fsm6gE`|n
T1=43.77kn.m ;p2b^q'
⑵. 求作用在齿轮上的力 7UY4* j|[C
已知小齿轮的分度圆直径为 76"4Q!
d1=42.4 Xp_m=QQsm
而 F= )l$}plT4
F= F r88De=*
z~X/.>
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N t/Y0e#9,
FLs$
WB?HY?[r
!b7"K|
⑶. 初步确定轴的最小直径 _crhBp5@T3
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 `:Gzjngc
/ZD 6pF
"5Y6.$Cuf!
t+}wTis
从动轴的设计 k`Ifl)
Oo@o$\+v
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, F'b%D
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M e~'lWJD
⑵. 求作用在齿轮上的力 dgF%&*Il]O
已知大齿轮的分度圆直径为 fE+zA)KX
d2=252.5 q6)fP4MQ]
而 F= KF00=HE|]
F= F q9_$&9
4_kN';a4Q
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N s{Y4wvQyB
3{$7tck,
<;S$4tux
uy's eJ
⑶. 初步确定轴的最小直径 0SQr%:zG
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 <'~m1l#2
%`yfi+e
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 +T$Olz
查表,选取 &
"&s,
CpO_p%P
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 3&+dyhL'w
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 4u6 FvN
zHb[.ry~
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 VTu#)I7A^@
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 。 b$,Hlh,^
>#|%'Us
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. y4Jc|)
JcR|{9ghT
D B 轴承代号 ;7lON-@BI
45 85 19 58.8 73.2 7209AC 3F2IL)Hn
45 85 19 60.5 70.2 7209B U =.PL\
50 80 16 59.2 70.9 7010C Af;Pl|Zh[
50 80 16 59.2 70.9 7010AC D*%am|QL
ep"[;$Eb
{Yj5Mj|#
8%7%[WC#
e^Zm09J
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 / I`TN5~
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=I}@F
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. I}4
PB+yu
(F4e}hr&
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. 86r"hy~
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, _uQ]I^ 'D
高速齿轮轮毂长L=50,则 jSY[Y:6md
H#TkIFo]
L=16+16+16+8+8=64 X.fVbePxUU
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. !=dz^f.{
J/je/PC
5. 求轴上的载荷 "I.6/9
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, V?u#WJy/
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. !#KKJ`uB"
\;{ ]YX
z#tIa
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\OwF!~&
*7!MG
yfG;OnkZ
2*NPK}
`|'w]rj:"+
jx}&%p X
J>Ar(p
传动轴总体设计结构图: |qNe_)
8M5)fDu*?
51k}LH
~apt,hl
(主动轴) :aNjh
7
Lm9I
[DaAvN^0A
从动轴的载荷分析图:
'LYDJ~
~fXNj-'RW
6. 校核轴的强度 4$Ai!a
根据 @M'k/jl
== bQaRl=:[:
前已选轴材料为45钢,调质处理。 b^W&-Hh
查表15-1得[]=60MP eb_.@.a
〈 [] 此轴合理安全 7Jb&~{DVk
~>:JwTy
8、校核轴的疲劳强度. #}~tTL
⑴. 判断危险截面 7F"ljkN1S
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. RZz?_1'
⑵. 截面Ⅶ左侧。 <exCK*G
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 }u^bTR?3
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 wX] _Abk
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 Q=Q+*oog
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 Ec7xwPk
截面上的弯曲应力 D4$b-?y
KDN#CU
截面上的扭转应力 &OU.BR>
== #c|l|Xvq2
轴的材料为45钢。调质处理。 L`t786
(M
由课本得: 5zS%F: 3
X0*+]tRg
因 r,eH7&P9{
经插入后得 [)`*k#.=
2.0 =1.31 {r&r^!K;
轴性系数为 Yte*$cJ=
=0.85 6UIS4_
K=1+=1.82 WGV]O|
K=1+(-1)=1.26 yc0
1\o
所以 @.e4~qz\
B)k/]vz)*D
综合系数为: K=2.8 Mx}r! Q
K=1.62 A7QT4h&6
碳钢的特性系数 取0.1 k1[`2k:Hk
取0.05 K%9!1'
安全系数 Vb 36R_u
S=25.13 n(A;:)W{
S13.71 i@{b+5$
≥S=1.5 所以它是安全的 `DSDu Jw%
截面Ⅳ右侧 Lh+7z>1
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 JNU9RxR
@V4nc
'o.
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 r 8N<<^
*`s*l+0b
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 gC6Gm':c
KYhL}C+
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 ]_>38f7h
截面上的弯曲应力 "97sH_
,
截面上的扭转应力 \hJLa
==K= b#(QZ
K= JpQV7}$
所以 Y(JZP\Tf_N
综合系数为: ubl
Y%{"
K=2.8 K=1.62 .j!:Hp(z}
碳钢的特性系数 CS^|="Zs
取0.1 取0.05 ZA4sEVHW
安全系数 B(@uJ^N
S=25.13 (Q"s;g
S13.71 ?.I1"C,#VJ
≥S=1.5 所以它是安全的 Si;eBPFH
7r3EMX\#Qm
9.键的设计和计算 N8wA">u
*xKY>E+
①选择键联接的类型和尺寸 #1>c)_H
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. GQkI7C
根据 d=55 d=65 U_0"1+jbq
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 uQkFFWS
b=20 h=12 =50 p6{8t}
O~bzTn
②校和键联接的强度 H+5N+AKb@
查表6-2得 []=110MP ,|R\ Z,s
工作长度 36-16=20 |P=-m-W
50-20=30 /9u12R*<
③键与轮毂键槽的接触高度 [M.!7+$o
K=0.5 h=5 Pu]Pp`SP
K=0.5 h=6 9&KiG* .
由式(6-1)得: LT '2446
<[] l:VcV
<[] 3hzKd_
两者都合适 U{.y X7
取键标记为: RS[QZOoW}
键2:16×36 A GB/T1096-1979 B}p{$g!
键3:20×50 A GB/T1096-1979 1O;q|p'9
10、箱体结构的设计 ~@Eu4ip)F
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, 39,7N2 uY
大端盖分机体采用配合. 6<C|O-
`GT{=XJfY
1. 机体有足够的刚度 kC-OZ VoO
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 zH+a*R
niJtgK:H^
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 .qk_m-o
).1F0T
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 3rw<#t;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 x.~A vJ
x\R
8W8M
3. 机体结构有良好的工艺性. =L&}&pT
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. IX)\z
]728x["(19
4. 对附件设计 ;/g Bjp]H
A 视孔盖和窥视孔 E;AOCbV*$
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 ?B~S4:9
B 油螺塞: U0X? ~ 1
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。 Wc
qUF"A
C 油标: E1-BB
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 Zw<\^1
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. 48Z0aA~+
I8:A]
D 通气孔: B6#^a
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. a08`h.dyN
E 盖螺钉: s/0S]P]}f
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 nkn4VA?"
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. 85GU~.
F 位销: )eaEc9o>
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. VHihC]ks,
G 吊钩: lOuO~`,J
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. waI:w,
}5qpiS"V9
减速器机体结构尺寸如下: z[~ph/^
.ZK^kcyA
名称 符号 计算公式 结果 \]=''C=J
箱座壁厚 10 |b'}.(/3i
箱盖壁厚 9 _aj,tz
箱盖凸缘厚度 12 y8arFG
箱座凸缘厚度 15 R Q2DTQ-$
箱座底凸缘厚度 25 _(%;O:i
地脚螺钉直径 M24 lzDA0MPI:
地脚螺钉数目 查手册 6 1@W*fVn
轴承旁联接螺栓直径 M12 ly~tB LH}
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 tEFbL~n
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 f~?4
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 @D@_PA)e(
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 [wv;CUmgc
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 F+Q(^Nk
22 {
d |lN:B
18 6O0CF}B*
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 ~lH_d[
16 z=1N}l~|*
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 :F`-<x/
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 vMv?
fE"
齿轮端面与内机壁距离 > 10 ~A$y-Dt'
机盖,机座肋厚 9 8.5 u #Y#,:{
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) - xKa-3
150(3轴)
YG K7b6
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) (t_%8Eu
150(3轴) ]Mb:zs<r
]gjB%R[.m
11. 润滑密封设计 q>f|1Pf
GMOnp$@H^s
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. kxWcWl8
油的深度为H+ &MJcLM]
H=30 =34 1)v]<Ga~%1
所以H+=30+34=64 JrNqS[c/
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 -F`uz,wZ
ul^VGW>i
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 O 4C}]E
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 05s{Z.aK
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 |f{(MMlj
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 hOj(*7__
jeWI<ms
12.联轴器设计 :R1F\FT*
[
~:wS@%
1.类型选择. * _@t$W
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 'n/L1Fn
2.载荷计算. WY$c^av<
公称转矩:T=95509550333.5 HyC826~-rI
查课本,选取 7u<C&Z/
所以转矩 <~}NxY\5
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 ZW%;"5uVm)
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm XOT|:
75W@B}dZd
四、设计小结 bzyy;`;6Q~
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。 71G\b|5
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。 cceh`s=cU
五、参考资料目录 ukc<yc].+?
[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; BPd *@l
[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; M,dp;
[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; L XHDX
[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; 3XcFBFE
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 vVf%wei^#
[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; a[ yyEgm2
[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。