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haiyuan364 2009-01-12 21:46

单级斜齿轮减速箱设计说明书

机械设计基础课程设计任务书 7bbFUUUG"  
                 Z" H;t\P  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         Rs{8vV  
                 u0<yGsEGD  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) >Vx_Xv`Jwb  
4~A$u^scn  
目   录 ~9APc{"A  
     "0nsYE  
一    课程设计书                            2 Gjq7@F'  
vO$cF*  
二    设计要求                              2 8a@k6OZ  
{HM[ )t0  
三    设计步骤                              2 \tvL<U"'  
     M]k Q{(  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 t90M]EAV  
    2. 电动机的选择                                4 >`&2]Wc)  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 :zo5`[P  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 8pA<1H%  
    5. 设计V带和带轮                              6 &QD)1b[U  
    6. 齿轮的设计                                  8 Eo ^m; p5  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 >WZbb d-  
    8. 键联接设计                                  26 P5B,= K>r  
    9. 箱体结构的设计                              27 VI9rezZ*  
    10.润滑密封设计                                30 o:cTc:l)  
    11.联轴器设计                                  30 T<>B5G~%  
     OAiW8B Ae  
四    设计小结                              31 W+u,[_  
五    参考资料                              32 451.VI}MR  
|S).,B  
一. 课程设计书 <]%6x[  
设计课题: iex%$> "  
    设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V x ~)~v?>T  
表一: 12L`Gi  
         题号 |uz<)  
t oDi70o  
参数    1     gfN=0Xj4  
运输带工作拉力(kN)    1.5     '{~[e**  
运输带工作速度(m/s)    1.1     Kv1~,j6  
卷筒直径(mm)    200     k ?6d\Q  
5*A5Y E-  
二. 设计要求 IQC[ewk  
1.减速器装配图一张(A1)。 _2`b$/)-  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 Op9 ^Eu%n  
3.设计说明书一份。 >Q(\vl@N=  
s&o9LdL  
三. 设计步骤 6RxI9{ry  
    1.  传动装置总体设计方案 *) B \M>  
    2.  电动机的选择 rxMo7px@}I  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 q$yg^:]2  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 >Ho=L)u  
    5.  “V”带轮的材料和结构 Y ~I>mc]  
    6.  齿轮的设计 VfJ{);   
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 >oyf i:  
    8、校核轴的疲劳强度 S}h d,"I  
    9.  键联接设计 OW=3t#"7Kp  
    10.  箱体结构设计 D9P,[:"  
    11. 润滑密封设计 ,KM%/;1Dm  
    12. 联轴器设计 w0nbL^f  
     (t&`m[>K  
1.传动装置总体设计方案: ?-Of\fNu  
W\Scak>  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 O SUiS`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, wDoCc:  
要求轴有较大的刚度。 >{~xO 6H  
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。 zb[kRo&a0W  
其传动方案如下: C_ d|2C6  
        H'k~;  
图一:(传动装置总体设计图) {W{;VJKQ2  
E]&N'+T  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 OOIp)=4  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 Rl0"9D87z  
     传动装置的总效率 .j,xh )v"  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; Mi(6HMA.SF  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, h7K,q  S  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, 7z,  $  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 MW +DqT.h  
* Uy>F[%@  
  2.电动机的选择 ^)Y3V-@t  
*UW 8|\;  
    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, tGl|/  
    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, 't8!.k  
    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。 ' ZTRl+  
     Ho/tCU|w  
    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, n2AoEbd  
     ./7-[d  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 rDwd!Jet  
     #WG;p(?:  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 qgEzK  
                                                  uw8g%  
8R\6hYJ%F  
方案    电动机型号    额定功率 .^F&6'h1H  
P $X.F=Kv  
kw    电动机转速 b9i_\  
    电动机重量 W2$rC5|  
N    参考价格 #>_fYjT  
元    传动装置的传动比     N@k' s   
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     W6EEC<$JL  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     \J?&XaO=  
  q\!"FDOl4  
   中心高 `'r]Oe  
        外型尺寸 3kGg;z6  
L×(AC/2+AD)×HD        底脚安装尺寸A×B    地脚螺栓孔直径K    轴伸尺寸D×E        装键部位尺寸F×GD     h \`(  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     .uX(-8n ~  
"tk1W>liIN  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 }*-fh$QJ  
f]Aa$\@b  
(1)       总传动比 I hSXU<]  
    由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 P*?2+.  
    (2)       分配传动装置传动比 ;2fzA<RkK  
    =× ~/SLGyu  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 ^HP$r*  
    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 c??m9=OX1  
4.计算传动装置的运动和动力参数 H|?r_Ns  
(1) 各轴转速 g.:ZMV  
  ==1440/2.3=626.09r/min ZZ!6O/M  
  ==626.09/5.96=105.05r/min AoxORPp'  
(2) 各轴输入功率 &2@Rc?!6_P  
    =×=3.05×0.96=2.93kW Oa@SyroF=  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW Q(1R=4?.Z  
    则各轴的输出功率:   yl' IL#n]r  
=×0.98=2.989kW 066\zAPdH  
=×0.98=2.929kW !.@:t`w  
各轴输入转矩 J$jLGy&'  
   =××  N·m }\N ~%?6D  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· "GqasbX  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m PDgZb  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m r`)'Kd  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m DBvozTsF~  
=×0.98=242.86N·m $'*{&/@  
运动和动力参数结果如下表 0_^3 |n  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     B=_5gZ4Y  
    输入    输出    输入    输出         ?5pZp~  
电动机轴        3.03        20.23    1440     |N^8zo :  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     Uul5h8F  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     jM{5nRQ  
a)+*Gf7?  
5、“V”带轮的材料和结构 ]wbV1Y"  
  确定V带的截型 cUi6 On1C  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 Esj1Vv#  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 %3HF_DNOY=  
      V带截型      由图6-13                        B型 efbJ2C  
    V2 ;?  
  确定V带轮的直径 G-o6~"J\  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm NZ^hp\q  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s ##] `  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm \Q?#^<O  
   eVbT<9k  
  确定中心距及V带基准长度 RSjcOQ8&.w  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 ldaT: er9  
                          360<a<1030 G)3r[C^[k  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm R\6dvd  
     C6tfFS3bq  
  初定V带基准长度 RM25]hx  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm te>Op 1R  
       6LT.ng  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm _(@V f=t  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm 3Z}m5f`t  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 mLHl]xs4  
   ronZa0  
   确定V带的根数 H,!yG5yF  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw ICWHEot  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 ~>%% kQt  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 )o::~ eu  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 RS{E|  
         CSFE[F63  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 l>7?B2^<E  
                             .z,`{-7U  
                       取Z=2 urD{'FQf  
V带齿轮各设计参数附表 +5Y;JL<%/  
91FVe  
各传动比 |[/XG2S  
j  W -K  
    V带        齿轮     Oj7).U0;#  
    2.3        5.96     j'SGZnsy*  
  Ee$F]NA  
2. 各轴转速n y(**F8>?xE  
    (r/min)        (r/min)     #6 $WuIG  
    626.09        105.05     RE;)#t?K  
Gfle"_4m8  
3. 各轴输入功率 P pf&SIG  
    (kw)        (kw)     *W4~.peoE  
    2.93       2.71     Q6PMRG}/o  
&:=[\Ws R  
4. 各轴输入转矩 T )EsFy6K:  
    (kN·m)        (kN·m)     ^%33&<mB}  
43.77        242.86     2 3A)^j  
2cv=7!K4Uv  
5. 带轮主要参数 jXyK[q&O&  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         l]5!$N*  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     H<3a yp$  
带的根数z     B}d)e_uLj  
    160        368        708        2232        B        2     )5s-"o<  
s#(<zBZ9p#  
6.齿轮的设计 >% E=l  
Qy'-3GB  
(一)齿轮传动的设计计算 DV~g  
;.d{$SO  
齿轮材料,热处理及精度 +tv"j;z  
    考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 | Fk9ME  
    (1)       齿轮材料及热处理 l`EKL2n  
       ① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮  280HBS  取小齿齿数=24 k NUNh[  
高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮  240HBS    Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 P)06<n1">Z  
      ② 齿轮精度 2TX.%%Ze  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 6p~8(-nG  
     wg KM6?  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 ,k6V?{ZA  
按齿面接触强度设计 "l-b(8n  
[F^j(qTR  
确定各参数的值: ;#dzw!+Y  
①试选=1.6 +2^Mz&I@b  
选取区域系数 Z=2.433   iaQ3mk#  
     >m`<AynJ  
    则 TZE;$:1vx>  
    ②计算应力值环数 !;&{Q^}  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) NS^+n4  
    =1.4425×10h E"t79dD  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) S>EO6z#   
    ③查得:K=0.93   K=0.96 /cZ-+cu  
    ④齿轮的疲劳强度极限 h1QrFPQnu  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: bqm%@*fZo  
    []==0.93×550=511.5 G\H|\i  
Jnq}SUev  
    []==0.96×450=432         Ku]<$uo  
许用接触应力   kBJx`tjtp  
         d2<+Pp  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   a^Lo;kHY  
         =1 t;)`+K#1:  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 4mwAo  
    =4.47×10N.m [O^mG 9  
    3.设计计算 :3By7BZgj  
①小齿轮的分度圆直径d sKGR28e  
     Z oQPvs7_  
    =46.42 :LX (9f   
    ②计算圆周速度 "P8cgj C  
    1.52 q `^5<  
    ③计算齿宽b和模数 FKkL%:?  
计算齿宽b Q`(.Blgm;  
       b==46.42mm oD7^9=#  
计算摸数m ZD`0(CkXb  
  初选螺旋角=14 2)+ddel<Z  
    = |C.[eHe&D  
    ④计算齿宽与高之比 sWX\/Iyy2p  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 LP5@ID2G  
=46.42/4.5 =10.32 _If:~mIs  
⑤计算纵向重合度 35fsr=  
=0.318=1.903 7& G#&d  
⑥计算载荷系数K 1A;f[Rze  
使用系数=1 qZDP-  
根据,7级精度, 查课本得 M07==R7  
动载系数K=1.07, ?<eH!MHF  
查课本K的计算公式: 8z'_dfP=5  
K= +0.23×10×b K6@9=_A  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 fs%l j_t  
查课本得: K=1.35 SOo}}a0  
查课本得: K==1.2 8YwSaBwO  
故载荷系数: "}jv5j5  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 g)Dg=3+>  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 VW *d*!  
    d=d=50.64 )E (9 R(  
    ⑧计算模数 -4nSiI  
    = 137:T:  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 D;WQNlTU  
    由弯曲强度的设计公式 B>,&{ah/5J  
    ≥ Wd/m]]W8Q  
cuo'V*nWQ  
⑴   确定公式内各计算数值 zkmfu~_)  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m <B3$ODGJp  
         确定齿数z /;a b"b  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 )0p7d:%mV  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 B0eKj=y;  
    Δi=0.032%5%,允许 kC4}@{4i  
    ②      计算当量齿数 n6s[q- td  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  !w=6>B^  
    z=z/cos=144/ cos14=158 Z^SF $+UN  
    ③       初选齿宽系数 kxVR#:  
     按对称布置,由表查得=1 =P\Tk)(`  
    ④       初选螺旋角 *Z C$DW!-  
    初定螺旋角 =14 $mq @g  
    ⑤       载荷系数K ju{\7X5  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 \rY<DxtOq  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y sDzlNMr?P+  
    查得: |}^ BF%8V:  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 ,CA3Q.y>|  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 U CF'%R  
     mj9r#v3.  
    ⑦       重合度系数Y P{_Xg,Z  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 :bV1M5  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 [Uw/;Kyh  
=14.07609 ej&ZE n  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 |B/A)(c yV  
    ⑧       螺旋角系数Y &['cZ/bM  
 轴向重合度 =1.675, `' "125T  
    Y=1-=0.82 Ua= w;h  
     vgvJ6$#  
    ⑨       计算大小齿轮的 |#_`aT"  
 安全系数由表查得S=1.25 UOAL7  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 X9oxni#  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 v<c@bDZ>  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 :*MqYny&  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   [$[1|r *Q  
    小齿轮     大齿轮 us TPr  
KoL3CA"N  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: c[QXc9  
    K=0.86        K=0.93   <qpDAz4k  
\6z_ ;  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 + IpC  
      []= :`w'}h7m  
      []= 6~_ TXy/  
       pk,]yi,ZF  
       Hp!c\z;  
        大齿轮的数值大.选用. rp^G k  
     x."/+/  
⑵   设计计算 7(oX 1hN  
     计算模数 O)E8'Oe"Q  
oPPxja g\  
d}`Z| ex  
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: +^\TG>le  
5o&noRIIr  
z==24.57  取z=25  edv&!  
4Y#F"+m.]  
那么z=5.96×25=149           4I97<zmrT  
  ,m)k;co^  
②   几何尺寸计算 d|RqS`h ]  
    计算中心距     a===147.2 S[zX@3eZV  
将中心距圆整为110 qB0F9[U  
8r46Wr7Q  
按圆整后的中心距修正螺旋角 _'"whZ)2  
&+v!mw>  
=arccos '!wI8f  
6pCQP c*A  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. &rmXz6 F  
|{a`,%mw  
计算大.小齿轮的分度圆直径 IW<nfg  
     yK3b^  
    d==42.4 -~'{WSJ  
" A}S92  
d==252.5 qQ%RnD9  
>A RZ=x[  
计算齿轮宽度 x]=s/+Y  
Pzl2X@{%  
B= %gb4(~E+N  
sOY+ X  
圆整的       +nj 2  
$k|:V&6SV  
                                            大齿轮如上图: % >\v6ea  
CC8)yO  
bz1+AJG  
Tt.#O~2:9  
7.传动轴承和传动轴的设计 Z@G[\"  
\[57Dmo  
1.  传动轴承的设计 _,?<r&>v6  
jrl'?`O  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 J:!m49fF  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min z{N~AaY  
T1=43.77kn.m $k,wA8OZ-  
⑵.  求作用在齿轮上的力 +=:*[JEK,U  
    已知小齿轮的分度圆直径为 ;;zQVD )X  
        d1=42.4 ,_N+t:*#0  
而  F= M:9 6QM~  
     F= F !d)Vr5x  
y_7lSo8<  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N ]"2;x  
\Xr Sn_p-  
|g@n'^]  
@  gv^  
⑶.   初步确定轴的最小直径 qq,#bRe  
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 X^td`}F/=V  
RZgklEU  
{#_CzI.0f  
             RI[=N:C^  
     从动轴的设计 .T63:  
       \{8?HjJEM  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, pXy'Ss@y  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M <Pm!#)-g9  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 JoCZ{MhM  
    已知大齿轮的分度圆直径为 >]!8f?,  
        d2=252.5 @BfJb[A#  
而  F= wigs1  
     F= F jGSY$nt9  
d5z=fH9  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N O?=YY@j  
5Qh$>R4!"  
:]rb}1nLB  
c;13V(Djy  
⑶.   初步确定轴的最小直径 x* 9 Xu"?  
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 cS2PrsUx  
nr{#Krkb  
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 ~O c:b>~  
查表,选取 IW{}l=D/  
cEK<CV  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 2A95vC'u>|  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 LJc"T)>$`  
Xt .ca,`U  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 '-l.2IUyT  
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  。 k',#T932x1  
RDSkFK( D  
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. "M !]t,?S  
mp:xR^5c  
            D        B                轴承代号     K7-z.WTUR  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     J85S'cwZZ  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     2bnYYQ14:  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     )yt_i'D}  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC      3cA '9  
`w_%HVw>"  
     ;xl0J*r  
1s_N!a  
     (k^o[HF  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 Ht"?ajW{  
    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, x>bGxDtu*  
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.     6KRC_-  
Tpd|+60g  
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. t+ vz=`  
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, ! }>CEE  
高速齿轮轮毂长L=50,则 0 L$[w  
`PUGg[Zx^  
L=16+16+16+8+8=64 (uVL!%61k  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. dJjkH6%}  
,x=S)t  
5.    求轴上的载荷   ~Jh1$O,9o  
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, L"tzUYxg  
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. /&  W&  
Fy$f`w_H@  
|E9'ii&?B  
 &<LBz|  
[Qqomm.[\w  
bs&>QsI?j  
^~;"$=Wf  
;O7Vl5R  
eBWgAf.k  
     v{X<6^g  
}0Ie Kpu5  
传动轴总体设计结构图: = inp>L  
     82M` sk3.  
                             VTa%  
2e9.U/9  
                             (主动轴) WDi2m"  
PbnAY{J  
7Fx0#cS"\  
        从动轴的载荷分析图: )|=4H>?%  
{e5DQ21.  
6.     校核轴的强度 SLW|)Q24  
根据 mxE<  
== YsMM$rjP +  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 brX[-  
查表15-1得[]=60MP bq2f?uD-}  
〈 []    此轴合理安全 3$_JNF`  
6f:uAFwG  
8、校核轴的疲劳强度. L54]l^ls>  
⑴.   判断危险截面 I^Dm 3yz  
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. 3 "iBcsLn  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 ?<` ;lu/eL  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 Q5b9q$L$  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 ^=k=;   
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 aaP6zJXi  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 !FwNq'Q8$  
截面上的弯曲应力 f`)*bx  
U&ytZ7iB  
截面上的扭转应力 $J):yhFs e  
== ?rjB9AC_;t  
轴的材料为45钢。调质处理。 c5_/i7  
由课本得: /xSFW7d1  
           = N;5T  
因             gyb99c,)  
经插入后得 pC]XbokES  
2.0         =1.31 $A`m8?bY  
轴性系数为 h*R w^5,c  
       =0.85 inFS99DKx  
K=1+=1.82 Gr4v&Mz:  
    K=1+(-1)=1.26 Ze[,0Y!u&  
所以               `{|w*)mD  
0'HQ=pP  
综合系数为:    K=2.8 ap8q`a{j^  
K=1.62 v[2&0&!K#  
碳钢的特性系数        取0.1 `8S3Y  
   取0.05 =P%&]5ts  
安全系数 51u\am'T  
S=25.13 +4  h!;i  
S13.71 Ia< V\$#  
≥S=1.5    所以它是安全的 ;?k<L\zaw  
截面Ⅳ右侧 2e-`V5{)b  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 /wax5FS'I,  
aL_/2/@X8  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 BN `2UVH  
|j-ng;  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 T9I$6HAi  
`/Rqt+C  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 <:Mz2Rg  
截面上的弯曲应力   $C sE[+k1  
截面上的扭转应力 O5aXa_A_u  
==K= NYr)=&)Ke.  
    K= KzP{bK5/  
所以                 >[Wjzg  
综合系数为: B;?)X&n|X  
K=2.8    K=1.62 .$H"j>  
碳钢的特性系数 |g.CS$'#Nt  
    取0.1       取0.05 vJaWHC$q  
安全系数 l -xc*lC  
S=25.13 3LT~- SvL  
S13.71 pr,,E[  
≥S=1.5    所以它是安全的 hHhDs>tB  
b _<n]P*)  
9.键的设计和计算 ;Y[D#Ja-  
m$_b\^we  
①选择键联接的类型和尺寸 tsJR:~  
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. :-5[0Mx=  
根据    d=55    d=65 *g,ls(r\[  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 *!ng)3#  
                     b=20     h=12     =50 B ,cFvS  
0F@~[W|2  
②校和键联接的强度 (jA5`4>u  
  查表6-2得      []=110MP '.1P\>x!]  
工作长度  36-16=20 e`s1z|h  
    50-20=30 c )LG+K  
③键与轮毂键槽的接触高度 4U\}"Mk  
     K=0.5 h=5 5h&sdzfG  
    K=0.5 h=6 A1INaL  
    由式(6-1)得: ^hiY6N &  
           <[] =`QYy-b X  
           <[] :Y\ ~[Y  
    两者都合适 ;_vhKU)%J#  
    取键标记为: BLy V~   
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 gDVsi  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 t\hnnu`Pq  
10、箱体结构的设计 b9RHsr]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, -dixiJ=  
大端盖分机体采用配合. XQ]vJQYIR  
%*}rLn"?  
1.   机体有足够的刚度 `z\hQ%1!F  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 ["<Xh0_  
hqvhnqQk  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 :31_WJ^  
"t&=~eOe3  
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 !i)!|9e  
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 *,4rYb7I w  
AN Fes*8j  
3.   机体结构有良好的工艺性. AQUAQZc  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. <rj'xv  
}bv+^#  
4.   对附件设计 SjB"#E)  
A  视孔盖和窥视孔 @  W>@6E  
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 c$ !?4z_.  
B  油螺塞: Q3 8+`EhLA  
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。 T0tX%_6`  
C  油标: Ze~P6  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 UHZ&7jfl  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. Q;$k?G=l  
`!vqT 3p,  
D  通气孔: YWK0.F,8a  
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. pPBXUu'  
E  盖螺钉: rJpr;QKf%  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 %6320 x  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. /e0B$UymFu  
F  位销: Gk*u^J(  
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. (p[#[CI9  
G  吊钩: %=UD~5!G0  
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. ik(Du/  
TRGpE9i  
减速器机体结构尺寸如下: v`Jt+?I  
+ +}!Gfc?s  
名称    符号    计算公式    结果     gB'ajX=OA/  
箱座壁厚                10     9fEe={ B+  
箱盖壁厚                9     {s mk<NL  
箱盖凸缘厚度                12     ,%TBW,>  
箱座凸缘厚度                15     <?KPyg2  
箱座底凸缘厚度                25     }ssV"5M  
地脚螺钉直径                M24     m[}k]PB>  
地脚螺钉数目        查手册        6     B-MS@ <2  
轴承旁联接螺栓直径                M12     rkjnw@x\  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     CM_hN>%w[  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     jsN[Drra  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     $xWwI( SaB  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     XPX?+W=mv  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 r @4A% ql<  
    22 y(J~:"}7)  
    18     XGB\rf vS  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 &>zH.6%$  
    16     NfvPE]S  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     ,W}:vdC  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     >9{?&#]x  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     -{\(s=%  
机盖,机座肋厚                9    8.5     ;;,7Jon2  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) /TpTR-\I0  
150(3轴)     }3{eVct#|  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) ,u `xneOs  
150(3轴)     7[1Lh'u  
     #dZs[R7h  
11. 润滑密封设计 .^wpfS  
`9^tuR,  
    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. CVfV    
    油的深度为H+ hTtn /j  
         H=30  =34 ai_ve[A  
所以H+=30+34=64 %y RGN  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 f;{Q ~  
     X<%D@$  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 /pj[c;aO  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     l{[@Ahb}?  
    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 |`LH|6/  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 'zI(OnIS  
     oPKLr31zt  
12.联轴器设计 ?8-Am[xH  
t8*Jdd^3Z/  
1.类型选择. jKq*@o~}  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 e$~[\ w  
2.载荷计算. ?@'&<o0p#  
公称转矩:T=95509550333.5 *BsK6iVb  
查课本,选取 Zonjk%tC  
所以转矩   1{a%V$S[  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 |[.-pA^  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm }X)vktE+|  
M6g8+sio  
四、设计小结 c2P}P* _  
    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。 `;UWq{"  
    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。 !eF(WbU0  
五、参考资料目录 4'O,xC  
[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; @ZJL]TO  
[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; 2o SM|  
[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; lb_N"90p  
[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; c]^P$F8U  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 9+@h2"|N4*  
[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-] {gc  
[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。
zhangyi311 2009-06-15 17:52
hao 东西啊,支持
0363jj 2009-11-19 21:53
楼主,我现在需要发一套给我好吗? R l ]x:  
谢谢!      0363jj@163.com
magnetic 2009-11-30 17:49
楼主 可以也给我发一套吗 465522040@qq.com
wyjyanjing 2010-07-28 08:38
刚刚看到,想好好学习一下,不知楼主可否也给我发一套wyjyanjing@sina.com
yaob 2011-12-15 17:55
感觉像是我想要的
悟剑声 2011-12-22 13:49
好东西
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