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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 ~xvQ?c ?-  
                 X4%*&L  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         X]y3~|K  
                 \dufKeiS&a  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) HJg)c;u/2;  
cpE&Fba}"  
目   录 }[i35f[w  
     Pfd FB  
一    课程设计书                            2 {MYlW0)~  
~@got  
二    设计要求                              2 3_Oq4/  
o5Qlp5`:u  
三    设计步骤                              2 2M1yw "  
     D-,sF8{ i  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 Saz+GQ G  
    2. 电动机的选择                                4 fJ\Ys;l[j  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 A]=?fyPh{'  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 >u4uV8S   
    5. 设计V带和带轮                              6 GSpS8wWD }  
    6. 齿轮的设计                                  8 ?hDEFW9&^x  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 !7bC\ {  
    8. 键联接设计                                  26 09x\i/nb  
    9. 箱体结构的设计                              27 Bwll [=_I  
    10.润滑密封设计                                30 *r9I 1W  
    11.联轴器设计                                  30 %Yd}},X_E  
     K90Zf  
四    设计小结                              31 \ 2".Kb@=  
五    参考资料                              32 F7"Ihb^l  
}^LcKV  
一. 课程设计书 ASu9c2s  
设计课题: lfI[r|  
    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 w;#9 hW&  
表一: eMh:T@SN  
         题号 yUH8  
K5 w22L^=+  
参数    1     $X\BO&  
运输带工作拉力(kN)    1.5     @H{$,\\  
运输带工作速度(m/s)    1.1     d3n TJX  
卷筒直径(mm)    200     {z.}u5N  
8Q6il-  
二. 设计要求 ;W+.]_$6)T  
1.减速器装配图一张(A1)。 8n&",)U  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 9:=a FP  
3.设计说明书一份。 ~*2PmD"+:  
twO)b"0  
三. 设计步骤 Box,N5AA  
    1.  传动装置总体设计方案 =#+Z KD  
    2.  电动机的选择 '0o`<xW  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 SH`"o  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 wh~~g qi9  
    5.  “V”带轮的材料和结构 ; 9'*w=V  
    6.  齿轮的设计 r_2  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 Y<0f1N  
    8、校核轴的疲劳强度 jN*A"m  
    9.  键联接设计  &`@Jy|N\  
    10.  箱体结构设计 ueWG/`ig  
    11. 润滑密封设计 p>!r[v'  
    12. 联轴器设计 N?pD"re)6  
     gE$dz#t.  
1.传动装置总体设计方案: pP".?|n  
Pq_Il9  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 Rw. Uz&  
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, @Qx;J<{+g  
要求轴有较大的刚度。 b1 KiO2 E  
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。 }RoM N$r  
其传动方案如下: (p2\H>pTr  
        |r /}r,t}  
图一:(传动装置总体设计图) ' !_44  
WV&BZ:H  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 "0/OpT7h7  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 O%+:fJz6wI  
     传动装置的总效率  vb70~k  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; Nq9(O#}  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, U2Ur N?T  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, , g6.d#c  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 _5X}&>>lhF  
\|T0@V  
  2.电动机的选择 c}{e,t  
c9'#G>&h~^  
    电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, I;xT yhUd  
    经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, uZQ)A,#n;  
    则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 JT:9"lmJz,  
     4wBCs0NIm  
    综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, p jrA:;  
     5jsnE )  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 <4! w2vxG  
     TY88PXW  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 IC{>q3  
                                                  %ZQl.''ISa  
`i.f4]r  
方案    电动机型号    额定功率 ->j9(76"  
P wZOO#&X#r  
kw    电动机转速 h]D=v B  
    电动机重量 (Bmjz*%M  
N    参考价格 O=-|b kO  
元    传动装置的传动比     Y&j6;2-Z  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     qrdA?V V  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     Xz5=fj&  
  (te \!$  
   中心高 kQH!`-n:T  
        外型尺寸 MT V'!Zxs  
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     1fC|_V(0  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     t>25IJG  
r[?rwc^  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 [@\f 0R  
rVN|OLh  
(1)       总传动比 oF*Y$OEu?c  
    由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 x Apa+j6I  
    (2)       分配传动装置传动比 [t6)M~&e:_  
    =× !~mN"+u&  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 Lc.7:r  
    为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96  Cn_Mz#Z  
4.计算传动装置的运动和动力参数 =T\pq8  
(1) 各轴转速 ~\oJrRYR`  
  ==1440/2.3=626.09r/min ioviJ7N% O  
  ==626.09/5.96=105.05r/min JTb<uC  
(2) 各轴输入功率 (ncfR  
    =×=3.05×0.96=2.93kW Q2NS>[  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW BShZ)t  
    则各轴的输出功率:   =djzE`)0  
=×0.98=2.989kW G!Uq#l>  
=×0.98=2.929kW ~M\s!!t3  
各轴输入转矩 T&S< 0  
   =××  N·m pH*L8tT  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· *%fOE;-?  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m YJ"gm]Pm  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m TQEZ<B$  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m ("TI~  
=×0.98=242.86N·m '!Sj]+  
运动和动力参数结果如下表 HK-?<$Yc  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     C )P N  
    输入    输出    输入    输出         6#K_Rg>.  
电动机轴        3.03        20.23    1440     fDRQ(}  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     P_?1Rwm-45  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     Z@h]dU5%a  
gr2zt&Z4  
5、“V”带轮的材料和结构 J]~3{Mi  
  确定V带的截型 $6J5yE  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 d6L(Q(:s  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 uUJ2d84tV  
      V带截型      由图6-13                        B型 -p)HH@6a  
   %|u"0/  
  确定V带轮的直径  r>G$u  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm  /!9949XV  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s 0}b8S48|?  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm @&~BGh  
   I#mT#xs6  
  确定中心距及V带基准长度 /!E /9[V  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 Z2`e*c-[E  
                          360<a<1030 Z$pR_dazU  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm vw!i)JO8M  
     ~f@;.  
  初定V带基准长度 c]n4vhUa5  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm O+e8}Tmm  
       0p#36czqy  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm 4dy)g)wM  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm 2T|L# #C  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640  dxU[>m;  
   _I -0[w  
   确定V带的根数 Z>{8FzP.F  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw Z c"]Cv(  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 0? l  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 /TB_4{  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 CHLMY}O0  
         ~{N|("nB  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 $Qm;F% >  
                             ^*0;Z<_  
                       取Z=2 {6KU.'#iF  
V带齿轮各设计参数附表 Oa7W&wi  
%%f=aPw  
各传动比  KL|B| u  
PC3wzJ\\S  
    V带        齿轮     JD'/m hN0  
    2.3        5.96     7IvCMb&%R  
  8C YJR/  
2. 各轴转速n @ce4sSo  
    (r/min)        (r/min)     L%BWrmg  
    626.09        105.05     8ZahpB  
Ig6s'^  
3. 各轴输入功率 P {jv1hKTa  
    (kw)        (kw)     ``O\'{o&  
    2.93       2.71     n XQg(!  
F:H76O`8  
4. 各轴输入转矩 T :<jf}[w!  
    (kN·m)        (kN·m)     g_}@/5?y  
43.77        242.86     `&+ L/  
P]y5E9 k  
5. 带轮主要参数 9\"~G)  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         GnLh qm"\  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     7/~"\nN:/  
带的根数z     ,%:`Ll t]$  
    160        368        708        2232        B        2     'DIE#l`  
L,:U _\HQ  
6.齿轮的设计 w}E?FEe.  
hgh1G7A&  
(一)齿轮传动的设计计算 k20H|@g2  
z,NHH):~  
齿轮材料,热处理及精度 UjfB+=7I{L  
    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 x^;n fqn|  
    (1)       齿轮材料及热处理 o3`Z@-.G  
       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 EZ=M^0=Hpf  
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 {vU '>pp  
      ② 齿轮精度 *]EcjK%  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 G/D{K$=t~  
     E+>;tLw3j  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 g-]td8}#  
按齿面接触强度设计 n%O`K{86  
g)"6|Z?D"  
确定各参数的值: vdo[qk\C  
①试选=1.6 Z uE 0'9  
选取区域系数 Z=2.433   dNyc|P`U  
     Vs"M Cqi  
    则 b/G0EcRw+  
    ②计算应力值环数 sO*6F`eiZ  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) InDR\=o  
    =1.4425×10h "C.$qk]  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) =GpLlJ`-  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 Zdak))7  
    ④齿轮的疲劳强度极限 {!="PnB  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: WRnUF[y+)  
    []==0.93×550=511.5 H1@"Yg8  
6?Wsg`9  
    []==0.96×450=432         G cbal:q  
许用接触应力   M\]E;C'"U  
         Nn^el' S'  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   m]%cNxS  
         =1 [R~HhM  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 jVA xa|S  
    =4.47×10N.m v:+se6HY?p  
    3.设计计算 b_LzG_n!   
①小齿轮的分度圆直径d D?E5p.!A  
     ql zL<  
    =46.42 !F%dE!  
    ②计算圆周速度 H#ihU3q  
    1.52 CUtk4;^y#  
    ③计算齿宽b和模数 OO@$jXZB  
计算齿宽b v14[G@V~\  
       b==46.42mm bv] ZUF0  
计算摸数m 9DT}sCLz:B  
  初选螺旋角=14 K>q,?x b  
    = ffWvrY;j[  
    ④计算齿宽与高之比 =*'` \}];"  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 FkS{Z s  
=46.42/4.5 =10.32 &A`QPk8n  
⑤计算纵向重合度 eD/?$@y  
=0.318=1.903 O 8fh'6  
⑥计算载荷系数K n b{8zo  
使用系数=1 @B[V'|  
根据,7级精度, 查课本得 4f1*?HX&  
动载系数K=1.07, 8Ej2JMc  
查课本K的计算公式: oo qNPLa  
K= +0.23×10×b 1]qhQd-u  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 3Y8%5/D5  
查课本得: K=1.35 ':fVb3A[*d  
查课本得: K==1.2 \t(/I=E8/  
故载荷系数: e]5QqM7  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 J0x)m2  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 Io:xG6yG  
    d=d=50.64 }b{N[  
    ⑧计算模数 7<) .luV  
    = S5XFYQ  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 Q[k}_1sWs$  
    由弯曲强度的设计公式 w,P2_xk`  
    ≥ i\3`?d  
?2i``-|Wa  
⑴   确定公式内各计算数值 `yf#(YP  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m {:"bX~<^  
         确定齿数z LsmC/+7r$1  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 sQ_{zOUPh  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 Nc7YMxk'H  
    Δi=0.032%5%,允许 ^,rbA>/L  
    ②      计算当量齿数 -PX {W)Aw  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  UrtN3icph  
    z=z/cos=144/ cos14=158 D,R/abYZH  
    ③       初选齿宽系数 6g!t1%Kb  
     按对称布置,由表查得=1 BeVQ [  
    ④       初选螺旋角 ^y?? pp<1J  
    初定螺旋角 =14 _[.`QW~  
    ⑤       载荷系数K  :${Lm&J  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 T+gqu &9R  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y 8J@REP4  
    查得: K/08F|]a  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 bclA+!1  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 _kar5B$  
     }96^OQPE  
    ⑦       重合度系数Y h-6kf:XP%  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 ?{+}gS^  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 No h*1u*  
=14.07609 :lcoSJ  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 BK-{z).)  
    ⑧       螺旋角系数Y JWEqy+,Fjw  
 轴向重合度 =1.675, [aIQ/&Y  
    Y=1-=0.82 h>fY'r)DAx  
     B>JRta;hj  
    ⑨       计算大小齿轮的 mH;\z;lyK  
 安全系数由表查得S=1.25 uu'~[SZlL  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 r% qgLP{v  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 [t>}M6?R:  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 RU@`+6 j+  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   xC{W_a(  
    小齿轮     大齿轮 yQh":"$k  
`Up3p24  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: 7=}`"7i~  
    K=0.86        K=0.93   aLG6yVtu  
O,hT< s "  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 mhVSZhx|  
      []= S\mh{#Lpk  
      []= 3Ju<jXoo!  
       z#*fELV  
       Kc0KCBd8];  
        大齿轮的数值大.选用. 1_f(;WOg  
     wOn.m  
⑵   设计计算 )]?sCNb  
     计算模数 ]^E<e!z={$  
xa??OT`(  
U+URj <)  
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: m{;2!  
&h')snp:#  
z==24.57  取z=25 <-FAF:6$@@  
e'p'{]r<w  
那么z=5.96×25=149           0)+F}SyyD  
  )}tI8  
②   几何尺寸计算 FG:(H0  
    计算中心距     a===147.2 3D(/k%;)  
将中心距圆整为110 )Z,O*u*  
%?^IS&]Z  
按圆整后的中心距修正螺旋角 DFcgUEq  
}f/ 1  
=arccos t[Qf|#g  
S&q@M  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. +7.\>Ucq`  
RNiFLD%5  
计算大.小齿轮的分度圆直径 w9G (^jS6  
     Rq|7$O5  
    d==42.4 C%vR!Az  
/0A9d-Qd<  
d==252.5 il|e5TD^  
W9+H /T7!  
计算齿轮宽度 p D-k<8|  
j  Jt"=  
B= {CdQ)|  
Yw7txp`i  
圆整的       GHWi,' mr  
V:s$V.{!  
                                            大齿轮如上图: aJdd2,e  
m&a.i B  
9J+ p.N  
m<}>'D T  
7.传动轴承和传动轴的设计 G)t_;iNL|  
,1&Pb %}  
1.  传动轴承的设计 L 7VDZCV  
*t=8^q(K[  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 :#7"SEud}  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min W|'7)ph  
T1=43.77kn.m 4z%::?  
⑵.  求作用在齿轮上的力 T+1:[bqK  
    已知小齿轮的分度圆直径为 D`d*bNR  
        d1=42.4 X$BN &DD  
而  F= A{NKHn>%`  
     F= F 1 etl:gcEC  
=S+*= jA  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N Mu: y9o95  
v]{F.N  
IyK^` y  
*@)0TL( 03  
⑶.   初步确定轴的最小直径 e<A6= }  
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 Bm"-X:='  
H?oBax:  
ad)jw:n  
             f.)z_RyGd  
     从动轴的设计 UlP2VKM1&  
       NVnId p  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, {&dbxj-'  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M NTWy1  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 OCW0$V6;D-  
    已知大齿轮的分度圆直径为 epN!+(v  
        d2=252.5 +P! ibHfP  
而  F= 6;:z?Q  
     F= F z( \4{Y  
%8O1sF  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N }]#&U/z  
^%n]_[RUn4  
.}9Lj  
VQ"Z3L3-4  
⑶.   初步确定轴的最小直径 lfw|Q@  
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 w!dgIS$  
H@xHkqan  
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 /8#e < p  
查表,选取 c>Tf@A og>  
Ij>G7Q*d  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 skm~~JM^  
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 1=Kt.tuf  
Sa[?B  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 6:~<L!`&  
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  。 /3#h]5Y"T  
7W'&v+\  
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. %[, R Q">v  
+Wl]1 c/  
            D        B                轴承代号     w`DcnQK'  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     m@Dra2Cv'@  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     ?W_8 X2(`  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     blLl1Ak  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     1M.#7;#B3  
1s~rWnhVv  
     ?0'e_s  
a ~YrQI-@  
     &zd@cr1  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 %K+hG=3O  
    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, GSs?!BIC  
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.     );T&pm:C>  
;HBKOe_3  
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. 9B![l=Gh  
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, xQ';$&  
高速齿轮轮毂长L=50,则 ,{\Ae"{6  
7IFZK\V  
L=16+16+16+8+8=64 :IU<AG6  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. %y\5L#T!>  
p0y|pD  
5.    求轴上的载荷   >Tjl?CS  
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, } xA@3RT  
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. C~ A`h=A<  
).`v&-cK4E  
?(U;T!n  
Z"'*A\r2  
FZ}^)u}o  
$m~&| s  
"g)bNgGV}  
CS(XN>N  
mA$86 X_  
     94et ]u%7  
h)fsLzn]Tf  
传动轴总体设计结构图: wdf;LM  
     D vvi)/<  
                             bcvm]aPu  
,Y6]x^W  
                             (主动轴) ~OsLbz:  
J)y g<*/3  
tFc<f7k  
        从动轴的载荷分析图: U?Dr0wD;[  
u?fM.=/N  
6.     校核轴的强度 j0X^,ot@m  
根据 /n(0w`   
== DBsoa0w  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 ^X+qut+~  
查表15-1得[]=60MP kppi>!6  
〈 []    此轴合理安全 mjg@c|rTG  
OI6Mx$  
8、校核轴的疲劳强度. b/qK/O8J  
⑴.   判断危险截面 yA"?Hv\o;  
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. IO9|o!&>  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 4U}J?EB?K  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 %{4 U\4d@'  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 p&V64L:V  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 jUNt4  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 k7rg:P  
截面上的弯曲应力 _V1:'T8  
w9<'0wcs  
截面上的扭转应力 d7G@Z|R3p  
== r ~UDK]?V  
轴的材料为45钢。调质处理。 QN$s %&O  
由课本得: L[9Kh&c  
           XC~"T6F  
因             *A8*FX>\F  
经插入后得 ]g;+7  
2.0         =1.31 c CDT27 @  
轴性系数为 "u4x#7n|  
       =0.85 /D;ugc*3  
K=1+=1.82 sCY  
    K=1+(-1)=1.26 y7!&  
所以               {*hvzS{1d  
Rzs u 7w  
综合系数为:    K=2.8 8'zl\:@N  
K=1.62 xSM1b5=Pu  
碳钢的特性系数        取0.1 *tRsm"}  
   取0.05 286reeN/e  
安全系数 bfncO[Q,?  
S=25.13 c u";rnj  
S13.71 *My9r.F5o  
≥S=1.5    所以它是安全的 2SlL`hN>Z  
截面Ⅳ右侧 n CX{tqy   
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 >m;nt}f'+  
H?Sv6W.~  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 z?Z"*z  
2!W[ff@~7  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 Ths~8{dMb  
ZQKo ]Kdr  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 R6Md_t\  
截面上的弯曲应力   d*6/1vyjT  
截面上的扭转应力 w{L9-o3A  
==K= /E\04Bs  
    K= rloxM~7!,)  
所以                 y*sVimx  
综合系数为: C_q2bI  
K=2.8    K=1.62 Y7q Q` |  
碳钢的特性系数 CFW Hih  
    取0.1       取0.05 9__Q-J  
安全系数 PbS1`8|4  
S=25.13 1oiSmW\  
S13.71 wVI_SQ<8V  
≥S=1.5    所以它是安全的 c C) <Y#1  
L.-qTh^P  
9.键的设计和计算 T@P~A)>yo  
) ] Ro  
①选择键联接的类型和尺寸 G~u$BV'  
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. <<gW`KF   
根据    d=55    d=65 K+M\E[1W  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 iumwhb  
                     b=20     h=12     =50 bw/mF5AsW  
`~lG5|  
②校和键联接的强度 adri02C/  
  查表6-2得      []=110MP q\jq9)  
工作长度  36-16=20 [hH>BEtm  
    50-20=30 BT0;I  
③键与轮毂键槽的接触高度 V,c^Vq y  
     K=0.5 h=5 $\] Mvd  
    K=0.5 h=6 A-L)2.M  
    由式(6-1)得: <Pe'&u  
           <[] d^tY?*n  
           <[] +T*? ?OW@  
    两者都合适 r7}KV| M  
    取键标记为: 9+<A7PM1T  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 M e:l)8+  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 ~Hg*vCd ?  
10、箱体结构的设计 I(&N2L$-  
减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, p(4B"[!S  
大端盖分机体采用配合. wfu`(4  
dikX_ Q>D  
1.   机体有足够的刚度 KX!/n`2u  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 !~7lY]_U  
/?Y4C)G  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 Z RwN#?x  
E;4dlL`*  
因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H为40mm 4T$jY}U  
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 n++ak\  
8~.8"gQ  
3.   机体结构有良好的工艺性. n) HV:8j~  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. wM;=^br  
MZX@Gi<S[  
4.   对附件设计 fU%Mz\t  
A  视孔盖和窥视孔 wNFx1u^/)  
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 L9,GUtK{  
B  油螺塞: m`xYd  
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。 e iH&<AH  
C  油标: V5 9Vf[i|  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 g.8^ )u  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. \7$"i5  
;8e}X6YU  
D  通气孔: 9 MQwc  
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. 4pcIH5)z  
E  盖螺钉: `8\" 3S  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 ) R5[a O  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. ^K~=2^sh  
F  位销: ?wIEXKI  
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. &i`(y>\  
G  吊钩: fcohYo5mh  
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. /a-s9<  
$kR%G{j 4  
减速器机体结构尺寸如下: T|(w-)mv  
D=5%lL  
名称    符号    计算公式    结果     J=O_nup6C  
箱座壁厚                10     JH2-'  
箱盖壁厚                9     PuBE=9,  
箱盖凸缘厚度                12     k"/}9[6:U5  
箱座凸缘厚度                15     lPA}06hU  
箱座底凸缘厚度                25     2Mw`  
地脚螺钉直径                M24     \l5G   
地脚螺钉数目        查手册        6     8yZs>Og?  
轴承旁联接螺栓直径                M12     /6 x[C  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     {=3'H?$  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     Ne1W!0YLK  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     }^n"t>Z8  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     pVjOp~=U  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 =6fJUy^M\  
    22 Vm I Afe  
    18     bi-z%!Z  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 t|UM2h  
    16     3|URlz  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     {e[~1]j3  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     a?W<<9]  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     BGu<1$ G  
机盖,机座肋厚                9    8.5     `'bu8JK  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) Jep/%cT$w  
150(3轴)     W<~u0AyO 3  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) Te^_gdf  
150(3轴)     9!Fg1 h=  
     a72L%oJ   
11. 润滑密封设计 >#.du}t  
iE ,"YCK  
    对于二级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度. 2 jxh7\zE  
    油的深度为H+ ,C'mE''x  
         H=30  =34 i>pUTT _[  
所以H+=30+34=64 ~Hb0)M@y7  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 PnI_W84z  
     >T\^dHtz  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 ExOSHKU,e  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     @.QuIm8,  
    密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 k/Ao?R=@gI  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 J b7^'P  
     W#x~x|(c  
12.联轴器设计 "Z-YZ>2  
+\cG{n*  
1.类型选择. '|yBz1uL  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 5N2`e3:I  
2.载荷计算. BGO pUy  
公称转矩:T=95509550333.5 ^/$U(4  
查课本,选取 %e/L .#0  
所以转矩   R]S!PSoL  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 T&E'MB  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm CL!s #w1I\  
=MmAnjo  
四、设计小结 ;,@Fz  
    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。 92/_!P>  
    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。 ,@8*c0Y~<!  
五、参考资料目录 #BI Z|  
[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; yV) 9KGV+:  
[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; H5A7EZq}`  
[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; [XNDYaF8  
[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; O F?o  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 OlsD  
[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; L5]uT`Twa  
[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? <im<0;i&e  
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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