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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 zuad~%D<I  
                 ColV8oVnU  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         m)t;9J5  
                 R6Km\N  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) ,{u yG:  
Ts[_u@   
目   录 mb TEp*H  
     ]I dk:et  
一    课程设计书                            2 {_[N<U:QT&  
X ::JV7hu  
二    设计要求                              2 ThajHK|U  
H9`)BbR  
三    设计步骤                              2 IqaT?+O\?r  
     N=5a54!/  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 v\gLWq'  
    2. 电动机的选择                                4 l'-Bu(  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 {OkV%Q<  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 *xxx:*6rk;  
    5. 设计V带和带轮                              6 ?}tFN_X"  
    6. 齿轮的设计                                  8 '4+ ur`  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 p Z|V 3  
    8. 键联接设计                                  26 M#4p E_G  
    9. 箱体结构的设计                              27 i(%W_d!  
    10.润滑密封设计                                30 _?m(V=z>  
    11.联轴器设计                                  30 XH4  
     nLZTK&7}  
四    设计小结                              31 _~l5u8{^6  
五    参考资料                              32 JxdDC^> 0  
D&&9^t9S  
一. 课程设计书 #4Rx]zW^%  
设计课题: kzQ+j8.,U  
    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 ~F|+o}a `  
表一: 3=P]x ;[ba  
         题号 zII|9y  
) <[XtK  
参数    1     C\Wmq [  
运输带工作拉力(kN)    1.5     *k(XW_>  
运输带工作速度(m/s)    1.1     #C74z$  
卷筒直径(mm)    200     Z*]9E^  
%op**@4/t\  
二. 设计要求 }I+E\ <  
1.减速器装配图一张(A1)。 ,i?nWlh+  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 {Qf=G|Ah  
3.设计说明书一份。 <s31W3<v  
p?%y82E  
三. 设计步骤 Olt?~}  
    1.  传动装置总体设计方案 mA}TJz  
    2.  电动机的选择 ~tS Z%q  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 .=7vI$ujd  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 ^+>laOzC`8  
    5.  “V”带轮的材料和结构 i4Q@K,$  
    6.  齿轮的设计 KEo ,m  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 7 UKh688  
    8、校核轴的疲劳强度 y{B=-\O]  
    9.  键联接设计 7?!d^$B  
    10.  箱体结构设计 ?DS@e@lx  
    11. 润滑密封设计 5K1)1E/Fu  
    12. 联轴器设计 B?gOHG*vd>  
     lBLARz&c#  
1.传动装置总体设计方案: k<nZ+! M  
`t>l:<@%  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 A7Cm5>Y_S  
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, lV3x*4O=  
要求轴有较大的刚度。 \g&,@'uh  
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 \j}ZB<.>  
其传动方案如下: d`=MgHz  
        D :4[ ~A  
图一:(传动装置总体设计图) 7FP*oN?  
jE.N ev/  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 + /4A  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 a{'vN93  
     传动装置的总效率 I;,77PxD  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; t9GR69v:?  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, P-9)38`5  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, HYD'.uj  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 ^KnU4sD  
X&.ArXn*  
  2.电动机的选择 g{]0sn#  
Y #ap*  
    电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, ?um;s-x)  
    经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, P[G)sA_"  
    则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 "b~+;<}Q  
     6##_%PO<m  
    综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, '6nA F  
     60^`JVGWH  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 6fE7W>la  
     58}U^IW  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 XFVE>/H  
                                                  f <Zxz9  
)W,aN)1)  
方案    电动机型号    额定功率 nK1Slg#U  
P D=A&+6B@-  
kw    电动机转速 Ljm[?*H#  
    电动机重量 nSDMOyj+  
N    参考价格 1 fp?  
元    传动装置的传动比     >jDDQ@  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     :I.mGH!^  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     t5^{D>S1  
  OR P\b  
   中心高 nmee 'oEw  
        外型尺寸 \Gef \   
L×(AC/2+AD)×HD        底脚安装尺寸A×B    地脚螺栓孔直径K    轴伸尺寸D×E        装键部位尺寸F×GD     r8t}TU>C  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     {r,.!;mHu  
+qN>.y!Y  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 nUaJzPl  
2"v6 >b%  
(1)       总传动比 j.[.1G*("  
    由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 x;O[c3I  
    (2)       分配传动装置传动比 C!O0xhs  
    =× _O)>$.^6  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 (q/e1L-S  
    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 ~p6 V,Q  
4.计算传动装置的运动和动力参数 %_H<:uGO%  
(1) 各轴转速 F@D`N0Pte  
  ==1440/2.3=626.09r/min GhAlx/K  
  ==626.09/5.96=105.05r/min ~f2z]JLr:  
(2) 各轴输入功率 ql Ax  
    =×=3.05×0.96=2.93kW 4!{KWL`A  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW J'6PmPzY|  
    则各轴的输出功率:   djl*H  
=×0.98=2.989kW I.(, hFx;  
=×0.98=2.929kW 3GYw+%Z]  
各轴输入转矩 .|KyNBn  
   =××  N·m LtO!umM  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· n-2]M0 5O  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m EmWn%eMN  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m a@K%06A;'  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m E:_ZA  
=×0.98=242.86N·m P-_6wfg,;>  
运动和动力参数结果如下表 sPpH*,(  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     *uRBzO}  
    输入    输出    输入    输出         ](]i 'fE>  
电动机轴        3.03        20.23    1440     0@0w+&*"@  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     KJUH(]>F  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     C\3rJy(VJ  
Ys9[5@7  
5、“V”带轮的材料和结构 <Xhm`rH  
  确定V带的截型 HQ_Ok `  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 *\a4wZ6<3  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 wD}l$ & +  
      V带截型      由图6-13                        B型 Vi$~-6n&  
   #<"~~2?  
  确定V带轮的直径 %bn jgy  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm !<8W {LT  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s sRR( `0Zp  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm 8P\G }  
   [ZwjOi:)  
  确定中心距及V带基准长度 VR8-&N  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 0cH`;!MZ  
                          360<a<1030 hp50J  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm dm0R[[7  
     w$iX.2|9%u  
  初定V带基准长度 =!A_^;NQf  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm  :A_@,Q  
       =_*Zn(>t`  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm ?3`UbN:  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm Y=?3 js?O  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 Xf]d. :  
   i v38p%Zm  
   确定V带的根数 epe)a  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw 3BUSv#w{i  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 Ms#M+[a  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 OX7M8cmc+  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 YQvD|x  
         B)g[3gQ  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 `UyG_;  
                             `:KY\  
                       取Z=2 Tn e4  
V带齿轮各设计参数附表 &-6Gc;f8  
;?i W%:_,  
各传动比 20h, ^  
CAWNDl4  
    V带        齿轮     e{K 215  
    2.3        5.96     xwq (N_  
  Y\k#*\'Y~  
2. 各轴转速n Z]Cq3~l  
    (r/min)        (r/min)     ` p-cSxR_  
    626.09        105.05     9wwqcx)3(  
B%b4v  
3. 各轴输入功率 P Cctu|^V  
    (kw)        (kw)     -<!NXm|kvz  
    2.93       2.71     I3I/bofz  
;bib/  
4. 各轴输入转矩 T 7(8;t o6(  
    (kN·m)        (kN·m)     i$G@R %  
43.77        242.86     ?Ep [M:,q  
Qd$nH8EDY  
5. 带轮主要参数 Hg izW  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         WX?IYQ+  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     *)T^Ch D,  
带的根数z     Vn}0}Jz  
    160        368        708        2232        B        2     u|TeE\0  
3yF,ak {Sl  
6.齿轮的设计 0R'?~`aTt  
+gtbcF@rx  
(一)齿轮传动的设计计算 Id .nu/  
WiR(;m<g  
齿轮材料,热处理及精度 aP+X}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 l'.VKh\C  
    (1)       齿轮材料及热处理 b9HtR-iR;  
       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 x*U)Y  
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 [!#L6&:a8  
      ② 齿轮精度 <)c)%'v  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 ??vLUv  
     SsDmoEeB[  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 Vaw+.sG`AP  
按齿面接触强度设计 ,f'CD{E  
k9 I%PH  
确定各参数的值: G@X% +$I  
①试选=1.6 K;H&n1  
选取区域系数 Z=2.433   +.FEq*V  
     :bq8N@P/  
    则 rcG"o\g@+  
    ②计算应力值环数 C XMLt  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) ^%{7}g&$u  
    =1.4425×10h }!.(n=idZ  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) 08\, <9  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 vw/J8'  
    ④齿轮的疲劳强度极限 aSQ#k;T[  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: G}raA%  
    []==0.93×550=511.5  |TH\`U  
 SRDp*  
    []==0.96×450=432         4p;`C  
许用接触应力   -zeG1gr3  
         yq\K)g*=  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   s-Tv8goNV  
         =1 !F'YDjTot  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 J<h $ wM  
    =4.47×10N.m E4/Dr}4  
    3.设计计算 Ioa$51&  
①小齿轮的分度圆直径d 3,qr-g|;jM  
     ~HsJUro  
    =46.42 2uW; xfeY  
    ②计算圆周速度 #h ]g?*}OJ  
    1.52 SO'vp z{  
    ③计算齿宽b和模数 O m2d .7S  
计算齿宽b /7F:T[  
       b==46.42mm vXZOy%$o  
计算摸数m )F]]m#`  
  初选螺旋角=14 @K !T,U  
    = >KhOz[Zg  
    ④计算齿宽与高之比 Y.rsR 6  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 GGs}i1m  
=46.42/4.5 =10.32 Kis"L(C  
⑤计算纵向重合度 Ai3*QX  
=0.318=1.903 [sj osV  
⑥计算载荷系数K Lnl=.z`jK  
使用系数=1 $uVHSH5l  
根据,7级精度, 查课本得 . 3T3E X|G  
动载系数K=1.07, hhc,uJ">!  
查课本K的计算公式: qu{&xjTH8  
K= +0.23×10×b +#@I~u _}D  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 YUy0!`!`  
查课本得: K=1.35 #.)0xfGW)n  
查课本得: K==1.2 je=a/Y=%U{  
故载荷系数: JP [K;/  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 /t$d\b17pX  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 aj{Y\ 3L  
    d=d=50.64 .4!=p*Y  
    ⑧计算模数 vV-`jsq20H  
    = 6mxfLlZ  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 \\;jw[P0  
    由弯曲强度的设计公式 j{+.tIzpq[  
    ≥ ` 7V]y -  
.Vvx,>>D  
⑴   确定公式内各计算数值 =MDys b&:  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m 5K8^WK  
         确定齿数z ar+9\  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 z5*'{t)  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 Y O}<Ytx  
    Δi=0.032%5%,允许 mtcw#D  
    ②      计算当量齿数 d S V8q ,D  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  q(W3i^778  
    z=z/cos=144/ cos14=158 5MJS ~(  
    ③       初选齿宽系数 z[qDkL  
     按对称布置,由表查得=1 oV78Hq6  
    ④       初选螺旋角 ^>v+( z5R  
    初定螺旋角 =14 T%*D~=fQ'  
    ⑤       载荷系数K d)Y}>@:W  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 \bvfEP  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y |[b{)s?x  
    查得: 5vnrA'BhBU  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 <bEbweQrgm  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 ^v7gIC  
     RPL:-  
    ⑦       重合度系数Y )oPBa  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 hf&9uHN%7m  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 ml }{|Yz  
=14.07609 Y9XEP7  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 /R wjCUf  
    ⑧       螺旋角系数Y p>8D;#Hm L  
 轴向重合度 =1.675, ;vjOUn[E  
    Y=1-=0.82 _u QOHwn  
     :& ."ttf=  
    ⑨       计算大小齿轮的 #Ki[$bS~6  
 安全系数由表查得S=1.25 L$M9w  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 9V*qQS5<p  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 yEE*B:  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 t'k$&l}+  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   T{[=oH+  
    小齿轮     大齿轮 n,WqyNt*  
fVpMx4&F   
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: D2~*&'4y  
    K=0.86        K=0.93   aO4?m+  
.3Oap*X  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 PB\x3pV!}  
      []= svH !1 b  
      []= JY(WK@  
       oW6XF-yM  
       1=Z0w +v{  
        大齿轮的数值大.选用. ji0@P'^;  
     C1 *v,i  
⑵   设计计算 nZYBE030  
     计算模数 </*6wpN  
kMN~Y  
4@ai6,<  
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: A^<jy=F&  
@|YH|/RF  
z==24.57  取z=25 ]~3V}z,T*  
aAUvlb  
那么z=5.96×25=149           ,Ko!$29[  
  -e:`|(Mo  
②   几何尺寸计算 P+/e2Y  
    计算中心距     a===147.2 o!A+&{  
将中心距圆整为110 JZyAXm%  
A2Gevj?F$  
按圆整后的中心距修正螺旋角 [`7ThHX  
P-"y3 ZE=  
=arccos ?.BC#S)q1  
+QJ#2~pE  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. H9e<v4 c  
)\$|X}uny&  
计算大.小齿轮的分度圆直径 #AQV(;r7@  
     0n{=%Q  
    d==42.4 t1x1,SL  
*J`O"a  
d==252.5 C;^X[x%h7$  
KPUV@eQ,  
计算齿轮宽度 /mzlH  
<wD-qTW  
B= }0Ed ]  
f4|rVP|x  
圆整的       (n_/`dP  
7-fb.V9  
                                            大齿轮如上图: 8KzkB;=n  
* r7rZFS  
/cP"h!P}~~  
1bwOm hkS  
7.传动轴承和传动轴的设计 X!EP$!  
/N.U/MPL_  
1.  传动轴承的设计 3%b6{ie/=  
z<' u1l3  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 p9-K_dw3X@  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min nAlQ7 '  
T1=43.77kn.m %d9uTm;  
⑵.  求作用在齿轮上的力 a9Zq{Ysj  
    已知小齿轮的分度圆直径为  rjnrju+  
        d1=42.4 ^} >w<'0  
而  F= f]sr RYSR  
     F= F DZtsy!xA  
{]4LULq  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N ]3Sp W{=^(  
,r_Gf5c  
,Ma^&ypH  
+9sQZB# (  
⑶.   初步确定轴的最小直径 dioGAai'  
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 [v!f<zSQK  
G$('-3@i`w  
@-`*m+$U6  
             'PW5ux@`<  
     从动轴的设计 W ]8 QM1$  
       ('+d.F[109  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, >uEzw4w  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M >Y@H4LF;1x  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 h^P#{W!e\  
    已知大齿轮的分度圆直径为 tw)mepwB  
        d2=252.5 }3WxZv]I}  
而  F= Ar#(psU  
     F= F $U-0)4yf  
"qy,*{~  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N S~G ]~gt  
t\O16O7S  
:e+jU5;]3  
]7c=PC  
⑶.   初步确定轴的最小直径 aw&,S"A@  
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 ZXPX,~ 5o  
#}5uno  
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 B^ }yo65I  
查表,选取 Pr C{'XDlU  
6j|{`Zd)G  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 9H1rO8k  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 goWuw}?  
vtJJ#8a]  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 "_?nN"A7  
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与  。 `){.+S(5C  
NDokSw-  
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. yEy6]f+>+  
Q22 GIr  
            D        B                轴承代号     Y8t8!{ytg  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     8zq=N#x  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     hOK8(U0  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     4s oJ.j8  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     J] r^W)O  
7F.4Ga;  
     ;722\y(Y  
1Ai^cf:S  
     e&>2 n  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 <wHP2|<l*  
    右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, Yx`n:0  
③   取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm.     4?01s-Y  
%!#azI  
④    轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取l=50. a?oI>8*  
⑤    取齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮间的距离c=20.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16,  4Wp=y  
高速齿轮轮毂长L=50,则 l;E(I_ i)  
M)(DZ}  
L=16+16+16+8+8=64 +aAc9'k   
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. + >!;i6|  
An0GPhC  
5.    求轴上的载荷   U #0Cx-E  
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, qmP].sA  
查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. b7ZSPXV  
?gXp*>Kg[  
PQE =D0  
/g.U&oI]D  
asqV~n  
`EQL" =)  
K@%].:  
V28M lP  
D)}v@je"yP  
     ^=*;X;7  
5~S5F3  
传动轴总体设计结构图: u$`a7Lp,n  
     Ew$C ;&9  
                             EiaW1Cs  
6wg^FD_Q  
                             (主动轴) :~SyL!  
c[s4EUG  
u]G\H!Wk Q  
        从动轴的载荷分析图: c1gQ cqF  
- ! S_ryL  
6.     校核轴的强度 <{cQ2  
根据 H6gSO(U  
== Kf-JcBsrT  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 $Z>'Jp  
查表15-1得[]=60MP Y|/ 8up  
〈 []    此轴合理安全 UL9n-M =  
$NO&YLS@  
8、校核轴的疲劳强度. 7mfS*aCb  
⑴.   判断危险截面 ]K%!@O!  
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ  B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. =WJ NWt>  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 >5 BJ3Hf  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 /wlEe>i  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 (Awm9|.{+  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 I*^Ta{j[  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 {Hk}Kow  
截面上的弯曲应力 #Rr%:\*  
]]Ufas9  
截面上的扭转应力 t ZB<on<.)  
== x$(f7?s] 1  
轴的材料为45钢。调质处理。 E<*xx#p  
由课本得: Vf1^4 t  
           Q=dy<kg']  
因             -D~%|).'  
经插入后得 ]J]h#ZHx  
2.0         =1.31 kAGBdaJ"  
轴性系数为 /_ajaz%  
       =0.85 uXl3k:_n  
K=1+=1.82 h zn6kbv  
    K=1+(-1)=1.26 H" 7u7l  
所以               r:TH]hs12+  
;]:@n;c\  
综合系数为:    K=2.8 XRQ4\bMA8  
K=1.62 7Fsay+a  
碳钢的特性系数        取0.1 dUdT7ixo  
   取0.05 J9S>yLQK  
安全系数 11;zNjD|  
S=25.13 MnW+25=N  
S13.71 Y\'}a+:@Ph  
≥S=1.5    所以它是安全的 Y`wSv NU  
截面Ⅳ右侧 .6 ?U@2  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 iDrZc  
L9#g)tf 8T  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 ?!/kZM_ts  
1[-tD 0{H  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 ZqO^f*F>h  
R0-j5&^jju  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 y1L,0 ]  
截面上的弯曲应力   ENY+^7  
截面上的扭转应力 iO; 7t@]-  
==K= Pj% |\kbNs  
    K= ^sWT:BDh  
所以                 9( wK@  
综合系数为: 63B?.  
K=2.8    K=1.62 ^pk7"l4Xm  
碳钢的特性系数 y4fdq7i~}9  
    取0.1       取0.05 ;gr9/Vl  
安全系数 h@@=M  
S=25.13 |$_sX9\`?|  
S13.71 ]e@Oiq  
≥S=1.5    所以它是安全的 $L]lHji  
;sFF+^~L  
9.键的设计和计算 P7/X|M z  
,s;Uf F  
①选择键联接的类型和尺寸 jrh43 \$*  
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. iOO)Q\  
根据    d=55    d=65 }JAG7L&{  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 wq`Bd  
                     b=20     h=12     =50 Xla~Yg  
uu687|Pm  
②校和键联接的强度 3? +Hd  
  查表6-2得      []=110MP !%0 * z  
工作长度  36-16=20 ,zY$8y]  
    50-20=30 :9 ^* ^T  
③键与轮毂键槽的接触高度 Y:a]00&)#Y  
     K=0.5 h=5 pz>>)c`  
    K=0.5 h=6 ~&bq0 (  
    由式(6-1)得: C;urBsC  
           <[] A^<iL  
           <[] a:6m7U)P#5  
    两者都合适 d6 5L!4  
    取键标记为: +K4}Dmg  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 MFk5K  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 R~$qo)v  
10、箱体结构的设计 c0u^zH<  
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[J  
大端盖分机体采用配合. | %Vh`HT  
ea')$gR  
1.   机体有足够的刚度 %bfQ$a:  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 ~Jz6O U*z  
S^\Vgi(  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 @s2y~0}#  
[IhYh<i  
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!0-OjL  
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 3/n5#&c\4  
N<injx  
3.   机体结构有良好的工艺性. )P|),S,;Z  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. oM`0y@QCf  
0KOgw*>_  
4.   对附件设计 p= } Nn(  
A  视孔盖和窥视孔 N//K Ph  
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 %8~NqS|=  
B  油螺塞: O@C@eW#  
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。 r\V ={p  
C  油标: 6jLCU%^  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 g7W"  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. 7O-x<P;  
:G%61x&=Zc  
D  通气孔: .ctw2x5W  
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. ~FG]wNgS  
E  盖螺钉: :&9s,l   
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 [K0(RDV)%  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. 7E~;xn;  
F  位销: N5b!.B x-w  
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. OYTkV}tG  
G  吊钩: )|=j`jCC  
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. &FN.:_E  
j HJ`,#  
减速器机体结构尺寸如下: P me^l%M  
eV?2LtT#5  
名称    符号    计算公式    结果     y/ ef>ZZ  
箱座壁厚                10     O[JL+g4  
箱盖壁厚                9     l]l'4@1   
箱盖凸缘厚度                12     QE`bSI  
箱座凸缘厚度                15     .jWC$SVR  
箱座底凸缘厚度                25     _.Uh)-yR  
地脚螺钉直径                M24     ZRU{ [4  
地脚螺钉数目        查手册        6     VQ9/Gxdeo  
轴承旁联接螺栓直径                M12     lp%pbx43s  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     m`^q <sj  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     H%Q7D-  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     t=W}SH  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     D7Q$R:6|  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 |imM# wF  
    22 z/@slT  
    18     aE$[5 2  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 1ztG;\  
    16     >V8-i`  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     K} X&AJ5A  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     ML56k~"BL  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     Ls+2Zbh  
机盖,机座肋厚                9    8.5     ^Q?  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) ud@%5d  
150(3轴)     Gm^U;u}=f  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) '$]97b7G  
150(3轴)     6) [H?Q  
     ]Wlco  
11. 润滑密封设计 y(yHt= r  
eiaFaYe\  
    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. -3Z,EaG^  
    油的深度为H+ a fW@T2  
         H=30  =34 2B&3TLO  
所以H+=30+34=64 e)? .r9pA;  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 6H WE~`ok6  
     lE(HFal0-(  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 wc^tgE  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为      B Qxs~  
    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 Zaf:fsj>  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 .2Elr(&*h  
     Ww+IWW@  
12.联轴器设计 >7T'OC  
w4{<n /"  
1.类型选择. x}I+Iggi  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 K)|G0n*qS  
2.载荷计算. \aUC(K~o\;  
公称转矩:T=95509550333.5  a a/(N7  
查课本,选取 A>;bHf@  
所以转矩   u$Jz~:=,  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 }I6veagK  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm t: ;Pj9  
+`3)oPV)  
四、设计小结 BLf>_b Uk  
    经过两周紧张的课程设计,终于体会到了什么叫设计。原来设计并非自己想的那么简单、随便,比如说,设计减速器时,里面的每一个零件几乎都有其国家标准,我们设计时必需得按标准进行设计,最后才能符合要求。我觉得从事设计工作的人一定得要有很好的耐性,并且要有足够的细心,因为设计过程中我们要对数据不断的计算,对图形不断的修改,这需要耐心。因此,我觉得我们有必要从现在就开始培养这样一种耐心的工作态度,细心的工作作风,以便以后更快的进入到工作中,避免不必要的错误。 '9Xu p  
    我觉得,虽然这次设计出的结果与自己所想的有一定差距,但我想至少是自己动手了,并且通过这次设计,使自己更明白自己在这方面的欠缺和不足之处,懂得要从头到尾自己设计出一样东西是多么的不容易。因此,我想在剩下的一年半时间里,我会针对自己专业方面欠缺知识进行提高,拓宽。我想不管谁找出了自己的弱点,一定要努力的去改进、提高它,这样自己才会不断的进步,虽然“人无完人”,但我想我们不断的改进、提升自己,最后会使自己成为比现在的自己更强,更优秀的人的。我想这是我这次课程设计的最大收获。 pG^  
五、参考资料目录 _P 3G  
[1]《机械设计课程设计》,高等教育出版社,王昆,何小柏,汪信远主编,1995年12月第一版; PQSP&  
[2]《机械设计(第七版)》,高等教育出版社,濮良贵,纪名刚主编,2001年7月第七版; hPkWCoQpq  
[3]《简明机械设计手册》,同济大学出版社,洪钟德主编,2002年5月第一版; 3-qr)h  
[4]《减速器选用手册》,化学工业出版社,周明衡主编,2002年6月第一版; _Gi4A  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 }Gm>`cw-  
[6]《机械制图(第四版)》,高等教育出版社,刘朝儒,彭福荫,高治一编,2001年8月第四版; x$.^"l-vX  
[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? JPc+rfF  
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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