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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 [UR+G8X21m  
                 ~W%A8`9  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         %w/o#*j<;  
                 W4|1wd}.t  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) Ud`V"X  
<)?H98S  
目   录 ?n\~&n'C  
     ~k|~Q\   
一    课程设计书                            2 aE1h0`OT  
&"Ua"H)  
二    设计要求                              2 ;9=9D{-4+  
$C,f>^1  
三    设计步骤                              2 P,CJy|[L  
     4kxy7] W  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 (gl CTF9v  
    2. 电动机的选择                                4 ,Xo9gn  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 qqS-0U2  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 ]$y"|xqR  
    5. 设计V带和带轮                              6 Rk2ZdNc\  
    6. 齿轮的设计                                  8 jEit^5^5|  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 gigDrf}  
    8. 键联接设计                                  26 W{1=O)w  
    9. 箱体结构的设计                              27 ]rZ"5y  
    10.润滑密封设计                                30 e>uV8!u  
    11.联轴器设计                                  30 &zb_8y,  
     AN$}%t"  
四    设计小结                              31 = Ky1v$<  
五    参考资料                              32 &,{cm^*  
x%vt$dy*8  
一. 课程设计书 k-b_ <Tbo|  
设计课题: _d A-{  
    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 tG^Oj:  
表一: a!Z,~ V8  
         题号 $T1 D ?X  
;vQ7[Pv.j  
参数    1     8 x|NR?  
运输带工作拉力(kN)    1.5     VskyRxfdW3  
运输带工作速度(m/s)    1.1     &nZ=w#_  
卷筒直径(mm)    200     2ZNTg@o  
Ga N4In[d  
二. 设计要求 NZi5rX N  
1.减速器装配图一张(A1)。 n KDX=73  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 bveNd0hN  
3.设计说明书一份。 1,,o_e\nn3  
9);a0}*5  
三. 设计步骤 7{."Y@  
    1.  传动装置总体设计方案 .;/@k%>   
    2.  电动机的选择 yY`<t  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 hh <=D.u  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 lJ R",_  
    5.  “V”带轮的材料和结构 qJ5Y}/r  
    6.  齿轮的设计 vRRi"bo  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 ]Ol@^$8}  
    8、校核轴的疲劳强度 S"5</*  
    9.  键联接设计 <y-KW WE  
    10.  箱体结构设计 G80d!*7  
    11. 润滑密封设计 3$(1LN  
    12. 联轴器设计 }4A+J"M4y  
     M!!W>A@T[g  
1.传动装置总体设计方案: t+q:8HNh  
S-.!BQ@RMZ  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 5<,}^4wWZ  
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, @xSS`&b  
要求轴有较大的刚度。 C1)TEkc"C  
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。 A;Xn#t ,(K  
其传动方案如下: cX E42MM  
        l4L&hY^  
图一:(传动装置总体设计图) A5!f#  
,K3)f.ArYc  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 v)okVyv  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 3MNo&0M9  
     传动装置的总效率 3~a!h3.f  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; \Ao M'+  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, 9_5Fl,u z  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, i7mT<w>?  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 Vyu0OiGcR  
$@}6P,mg  
  2.电动机的选择 `[VoW2CLH+  
g[q1P:I@W  
    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, D0lgKQ  
    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, xo7H^!_   
    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。 FTtYzKX(bv  
     ,]y)Dy  
    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, 1i$9x$4~E  
     Q$iv27  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 T&w3IKb|}  
     m`I6gnLj  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 BqCBH!^x  
                                                  ~ NK w}6  
-9.S?N'T>;  
方案    电动机型号    额定功率 q 1Rk'k4+  
P \&Mipf7a  
kw    电动机转速 lRZt))3  
    电动机重量 B9>3xxp(by  
N    参考价格 =HQH;c"  
元    传动装置的传动比     >|XQfavE  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     7t0\}e  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     7K {/2k  
  C.}Z5BwS  
   中心高 `~(KbH=]  
        外型尺寸 _udH(NC  
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     a%Q.8  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     6^if%62l&  
VkRvmKYl  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 UF|v=|*{#  
eH(8T  
(1)       总传动比 )?K3nr  
    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  Ae <v  
    (2)       分配传动装置传动比 (`<l" @:_*  
    =× [NQ`S ~_:  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 *G.6\  
    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 z"Gk K T  
4.计算传动装置的运动和动力参数 BN|+2D+S  
(1) 各轴转速 D?) "Z$  
  ==1440/2.3=626.09r/min fY}e.lD  
  ==626.09/5.96=105.05r/min D ( <_1  
(2) 各轴输入功率 u/h Ff3  
    =×=3.05×0.96=2.93kW L/"u,~[  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW n^UrHHOL  
    则各轴的输出功率:   D""d-oI[  
=×0.98=2.989kW cr27q6_  
=×0.98=2.929kW Y6?d y\  
各轴输入转矩 1YTnOiYS1  
   =××  N·m (9*=d_=  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· "qu%$L  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m HZ>Xm6DnC5  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m K9m L1[B  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m {I@@i8)]  
=×0.98=242.86N·m s4@AK48  
运动和动力参数结果如下表 71z$a  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     Y 'Yoc  
    输入    输出    输入    输出         so9h6K{qcp  
电动机轴        3.03        20.23    1440     S"!nM]2L  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     ([qw#!;w;  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     B;SYO>.W  
Ja4O*C<  
5、“V”带轮的材料和结构 JrQd7  
  确定V带的截型 %A,4vLe~6  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 zRx-xWo  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 $Dxz21|P7  
      V带截型      由图6-13                        B型 ]>b.oI/  
   JY(_}AAu  
  确定V带轮的直径 P B.@G,)  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm ^+Ie   
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s G[)Ll=  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm +`r;3kH ..  
   K=;z&E=<c  
  确定中心距及V带基准长度 GO.mT/rB  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 ~]*P/'-{#  
                          360<a<1030 ?dl7!I@<E<  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm 1[ ME/r  
     +?),BRCce  
  初定V带基准长度 ULIbVy7Y  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm y[UTuFv~Q  
       jqPQ= X  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm puV(eG  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm ZxlQyr`~a(  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 *[]7l]XK.  
   T$U,rOB"  
   确定V带的根数 :EJ+#  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw R*`A',]:9  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 th}Q`vg0  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 U;<07 aMj  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 g""1f%U_p  
         P3jDx{F  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 X-|Lg.s  
                             oyZ}JTl( Q  
                       取Z=2 Ob$| IH8.  
V带齿轮各设计参数附表 3R1v0  
4eMNKIsvY$  
各传动比 dE=4tqv-r  
d/vF^v*o0X  
    V带        齿轮     +Em+W#i%?  
    2.3        5.96     nsQx\Tnhx  
  eGwrSF#a)  
2. 各轴转速n R=yn4>I  
    (r/min)        (r/min)     L=nyloz,0  
    626.09        105.05     MDGD*Qn~  
&k*sxW'  
3. 各轴输入功率 P %e.tAl"!$  
    (kw)        (kw)     W-ErzX  
    2.93       2.71     ;N6Euiz  
vY&[=2=  
4. 各轴输入转矩 T 2fM*6CaS  
    (kN·m)        (kN·m)     E96FwA5  
43.77        242.86     <)ozbv Xk  
[1K\ _  
5. 带轮主要参数 Lgw!S~0  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         H,bYzWsrPo  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     r)UtS4 7  
带的根数z     dY'/\dJ  
    160        368        708        2232        B        2     P~/Gla k  
2{:bv~*I0F  
6.齿轮的设计 #!(OTe L  
+L D\~dcV+  
(一)齿轮传动的设计计算 ;L (dmx?  
BO)K=gl;8  
齿轮材料,热处理及精度 ejP273*ah  
    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 9aky+  
    (1)       齿轮材料及热处理 qOAK`{b  
       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 VX0q!Q  
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 .G8+D%%.  
      ② 齿轮精度 ?.Z4GWyXa  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 N=R|s$,Oy9  
      0IO#h{t  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 u hW @ Y+  
按齿面接触强度设计 jI:5[. Y  
VL4ErOoZ  
确定各参数的值: ]w ^9qS  
①试选=1.6 I*8i=O@0T  
选取区域系数 Z=2.433   M|IR7OtLV  
     X/Umfci  
    则 y^pzqv  
    ②计算应力值环数  n aE;f)  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) !jZXh1g%  
    =1.4425×10h F} d>pK9fn  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) !@j5yYf  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 N6yPuH  
    ④齿轮的疲劳强度极限 7J?`gl&C  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: t:|knZq  
    []==0.93×550=511.5 67<Ym0+ =  
IjJO;  
    []==0.96×450=432         -;rr! cQ?  
许用接触应力   *UM=EQaYk  
         V}de|=  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   o ;nw;]oR  
         =1 X@`kuWIUw  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 kaybi 0  
    =4.47×10N.m (`%$Aa9J  
    3.设计计算 5k/Y7+*?E  
①小齿轮的分度圆直径d ]7W !  
     mFoE2?Y  
    =46.42 ~:8}Bz2!5  
    ②计算圆周速度 24;F~y8H  
    1.52 h,QC#Ak o  
    ③计算齿宽b和模数 nSUQ Eho<  
计算齿宽b F/1B>2$`  
       b==46.42mm PU| X+V>  
计算摸数m cO}`PD$i  
  初选螺旋角=14 G+Gd ;`4  
    = zW[fHa$m  
    ④计算齿宽与高之比 ca~nfo  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 doeYc  
=46.42/4.5 =10.32 GZt+(q  
⑤计算纵向重合度 M A9Oi(L)K  
=0.318=1.903 B5FRe'UC  
⑥计算载荷系数K )<Cf,R  
使用系数=1 eRV4XB:  
根据,7级精度, 查课本得 yCk9Xc  
动载系数K=1.07, 0|mF /  
查课本K的计算公式: >SS YYy  
K= +0.23×10×b lN@SfM4\  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 ZcT%H*Ib]9  
查课本得: K=1.35 7Q_AZR 4  
查课本得: K==1.2 vd0;33$L  
故载荷系数: zB,Vi-)vH  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 ?;{ d  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 sw:o3cC]  
    d=d=50.64 kl(id8r  
    ⑧计算模数 $_bhZnYp7  
    = Na6z1&wS  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 j^ y9+W_b  
    由弯曲强度的设计公式 7r,s+u.  
    ≥ h%2;B;p]  
8Jnl!4  
⑴   确定公式内各计算数值 g>g]qQ  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m Atdr|2  
         确定齿数z 0f"9w PC  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 k5s8s@  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 R<"fcsU  
    Δi=0.032%5%,允许 q#}#A@Rg  
    ②      计算当量齿数 tXlo27J  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  J`uO~W"  
    z=z/cos=144/ cos14=158 dS+/G9X^  
    ③       初选齿宽系数 ;;A8*\*$  
     按对称布置,由表查得=1  12W`7  
    ④       初选螺旋角 "t[9EbFL  
    初定螺旋角 =14 B;k3YOg  
    ⑤       载荷系数K d<x7* OW)  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 >a6{y   
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y ^T^l3B[  
    查得: C2$_Ad=s  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 !|\$|m<n  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 BYh F?  
     Nn`l+WA3  
    ⑦       重合度系数Y w+,Kpb<x[0  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 i. O670D  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 @/(\YzQvp]  
=14.07609 B~\mr{|u  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 CxvL!ew  
    ⑧       螺旋角系数Y nU^-D1s{  
 轴向重合度 =1.675, 4Z'/dI`  
    Y=1-=0.82 FabDK :  
     > T$M0&<  
    ⑨       计算大小齿轮的 wW. V>$q  
 安全系数由表查得S=1.25 j@7%%   
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 QQ*` tmy  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 Z%rMX}  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 "L?h@8sa  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   c8@zpkMj/  
    小齿轮     大齿轮 ]RBT9@-:U  
0.MD_s0)>  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: O)2==_f\  
    K=0.86        K=0.93   D7X8yv1  
s *8)|N  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 "UNWbsn6Qr  
      []= HITw{RPrW  
      []= Q sXy(w#F  
       -l:4I6-hi  
       *6C ]CS  
        大齿轮的数值大.选用. Fj_6jsDb  
     3Ygt!  
⑵   设计计算 y}\d]*5  
     计算模数 -2D/RE7|  
}|KNw*h $  
%z9lCTmy  
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: <~d3L4h*<  
/i[1$/*  
z==24.57  取z=25 E]aQK.  
5 R*  
那么z=5.96×25=149           B.Szp_$  
  006 qj.  
②   几何尺寸计算 Xur{nk~?  
    计算中心距     a===147.2 6d# 7  
将中心距圆整为110 c[E "  
cZb5h 9  
按圆整后的中心距修正螺旋角 dcn/|"jr  
f4mQDRlD  
=arccos 7o99@K,  
oe4r_EkYwW  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. B$\,l.h E  
?q*,,+'0  
计算大.小齿轮的分度圆直径 ><HHO (74X  
     h1_9Xp~N  
    d==42.4 ?D\6@G:,#@  
\>G:mMk/  
d==252.5 j%q,]HCANh  
Gg,&~ jHib  
计算齿轮宽度 J#/L}h;qH  
.Fl5b}C(  
B= Vm"{m/K0  
=O.%)|  
圆整的       ]di^H>,xU  
o-}q|tD$<  
                                            大齿轮如上图: ; *ZiH%q,  
[YTOrN  
)q8!:Z  
o4U[;.?c  
7.传动轴承和传动轴的设计 yGs:3KI  
{0~xv@ U  
1.  传动轴承的设计 K^yZfpa8  
V,?BVt  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 Py! F  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min "J=A(w5   
T1=43.77kn.m Kqn{q4L  
⑵.  求作用在齿轮上的力 3 {OZdl|  
    已知小齿轮的分度圆直径为 qt.Y6s:r_  
        d1=42.4 {[[j.)  
而  F= &UextGk7  
     F= F S [=l/3c  
o_#F,gze)S  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N |'SgGg=E  
O={ ?c1i:  
M~O$ ,dof  
d^:(-2l-  
⑶.   初步确定轴的最小直径 M>xjs?{%k  
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 )zMsKfQ  
~]l T>|X  
92";?Xk  
             Mv1V Vk  
     从动轴的设计 m`lxQik  
       ([Da*Tk*  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, lDf:~  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M -udKGrT+  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 p(6!7t:  
    已知大齿轮的分度圆直径为 uupfL>h  
        d2=252.5 VM"z6@  
而  F= ){M)0,:  
     F= F ,^m;[Dl7  
iqAME%m  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N yu9 8d1  
"l7))>lL  
J.g4I|{  
=AVr<kP  
⑶.   初步确定轴的最小直径 ,Srj38p  
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 JZom#A. dt  
f{j.jfl\x  
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 H]a@"gO  
查表,选取 Uoqt  
=L F9im  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 ](tv`1A,Wd  
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 Xt%>XP  
slRD /  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 lE 09Y  
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  。 Ar iW&E  
OO  /Pc  
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. w}:&+B:  
meM61ue_2  
            D        B                轴承代号     m! H7;S-(  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     y'21)P  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     !3J YG  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     A DW>  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     lRr={ >s  
G&f~A;'7k  
     U%zZw)  
$ri'tJ+  
     hn p-x3  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 %$3)xtS6  
    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, )gb gsQZ  
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.     |-! yKB  
$Eh8s(  
④    轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取l=50. q7-.-k<dQ  
⑤    取齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮间的距离c=20.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16, ye^l~  
高速齿轮轮毂长L=50,则 +~]:oj  
"<LVA2v;  
L=16+16+16+8+8=64 e/nc[  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. C?47v4n-'  
TLC&@o :  
5.    求轴上的载荷   %^VQw!  
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, Rb=8(#  
查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. #'2CST  
%I>-_el  
7Ew.6!s#n1  
tM&;b?bJ[  
-|\SNbPTV  
,U?W  
I[$SVPe#  
di,?`  
WymBjDos:  
     SGUu\yS&s  
@cT= t0*  
传动轴总体设计结构图: PR i3=3oF  
     ]%8f-_fSy  
                             NIascee  
UC{Tmf  
                             (主动轴) ulzQ[?OMl  
*k%3J9=-1  
M(+;AS?;  
        从动轴的载荷分析图: IQ3]fLb  
|4tnG&=  
6.     校核轴的强度 @Y8/#6KE  
根据 UvPD/qu$8D  
== O"Ua|8  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 \XI9 +::%  
查表15-1得[]=60MP 8fI&-uP{g  
〈 []    此轴合理安全 HGJfj*JH  
qV`JZ\n  
8、校核轴的疲劳强度. MaX:o GF,  
⑴.   判断危险截面 (K>=!&tlp=  
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. P O{1u%P  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 u^{6U(%  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 ~BJ~]~0P`  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 HvSYE[Zt|  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 _/iw=-T  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 G>q16nS~KP  
截面上的弯曲应力 m=7Z8@sX},  
83ajok4E  
截面上的扭转应力 {ylhh%t4hi  
== $4j$c|S!  
轴的材料为45钢。调质处理。 z%pD3J?>  
由课本得: _=\=oC  
           D#?jddr-  
因             /j0zb&  
经插入后得 AHA4{Zu[  
2.0         =1.31 djxM/"xo  
轴性系数为 J/o$\8tiMw  
       =0.85 D" 4*&  
K=1+=1.82 p>c`GDU  
    K=1+(-1)=1.26 0D*uZ,oBEw  
所以               Qn*a#]p  
 t=;84lA  
综合系数为:    K=2.8 s?2DLXv}!  
K=1.62 I )LO@  
碳钢的特性系数        取0.1 ?(!<m'jEy  
   取0.05 0B;cQSH!q  
安全系数 +.RC{o,  
S=25.13 1`X- O>  
S13.71 eyiGe1^C  
≥S=1.5    所以它是安全的 / W,K% s]  
截面Ⅳ右侧 O73 /2=1V  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 xq2 ,S  
3Q@HP;<  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 ~GWn>  
F$QAWs  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 +C(v4@=nd  
t#0/_tD  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 08!pLE  
截面上的弯曲应力   /W6r{Et  
截面上的扭转应力 3/w) mY-o  
==K= 0{ O|o_  
    K= j9=QOq  
所以                 Viu+#J;l  
综合系数为: +gQn,HX  
K=2.8    K=1.62 P K]$D[a0  
碳钢的特性系数 x-e?94}^  
    取0.1       取0.05 g`skmHS89  
安全系数 zgdOugmmt_  
S=25.13 :.+?v*%;n  
S13.71 \9S&j(I  
≥S=1.5    所以它是安全的 `Xbk2KD p  
(v\Cv)OS  
9.键的设计和计算 B>11  
?d -$lI  
①选择键联接的类型和尺寸 F_Q?0 Do0'  
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. c==` r C  
根据    d=55    d=65 ^r7-|  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 W|PKcZ ]Uc  
                     b=20     h=12     =50 nj7wc9z4  
?}N@bsl08w  
②校和键联接的强度 +N9(o+UrU  
  查表6-2得      []=110MP }- Jw"|^W  
工作长度  36-16=20 `z=I}6){  
    50-20=30 bIP'(B#1K  
③键与轮毂键槽的接触高度 ?T\m V}  
     K=0.5 h=5 K,>D%mJ  
    K=0.5 h=6 rSYzrVc  
    由式(6-1)得: u= |hRTD=  
           <[] P| [i{h  
           <[] ]Y3|*t(\  
    两者都合适 EcA@bZ0  
    取键标记为: Di3<fp#w#  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 / ;%[:x  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 #K3A{ jb,  
10、箱体结构的设计 XeaO,P  
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, 4s!rrDN  
大端盖分机体采用配合. 0Wf,SYx`s  
T5eXcI0t  
1.   机体有足够的刚度 2Et7o/\<  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 oJF@O:A  
`};8   
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 Kf XE=v{t  
`hD\u@5Tw  
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 |]5g+sd  
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 *3hqz<p4:  
}ug|&25D  
3.   机体结构有良好的工艺性. pcM'j#;  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. <t{T]i+  
PNSZ j#  
4.   对附件设计 (ia(y(=C  
A  视孔盖和窥视孔 FDB^JH9d  
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 3N?WpA768/  
B  油螺塞: qY24Y   
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。 9w -t9X>X  
C  油标: cS98%@DR  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 V  `KXfY  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. &)Fp  
4c2*)x$@  
D  通气孔: 8J:6uO c|  
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. yfS`g-j{~  
E  盖螺钉: =Tf uwhV  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 a*d>WN.;U  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. {89F*  
F  位销: T jO}P\p  
为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度,在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销,以提高定位精度. %3ecV$  
G  吊钩: cvpcadN[  
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. VJMn5v[V  
Gw6*0& 3')  
减速器机体结构尺寸如下: (m[]A&u  
L Ty [)  
名称    符号    计算公式    结果     5 N(/K.^  
箱座壁厚                10     r >:7)p!|  
箱盖壁厚                9     YCwfrz  
箱盖凸缘厚度                12     (( 0%>HJ{~  
箱座凸缘厚度                15     (5%OAjW  
箱座底凸缘厚度                25     &eQF[8 ,  
地脚螺钉直径                M24     ^tIi;7k  
地脚螺钉数目        查手册        6     00'R1q4  
轴承旁联接螺栓直径                M12     e,qc7BJzK  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     2G8f4vsC[  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     %|[+\py$Q  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     (!Q^.C_m  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     u>j:8lhtV  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 !o2lB^e8  
    22 6elmLDMni\  
    18     Exox&T  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 ~Rx[~a  
    16     d#.9!m~.  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     PNLtpixZ  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     87zsV/  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     h Ns<Ae  
机盖,机座肋厚                9    8.5     \$ L2xd  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) ,~t{Q*#_h  
150(3轴)     8V%(SV  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) _NAKVzo-  
150(3轴)     RSG\3(  
     ;"=a-$vm  
11. 润滑密封设计 DG&14c>g  
UUy|/z%  
    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. wn[q?|1  
    油的深度为H+ l|[cA}HtB  
         H=30  =34 |HXI4 MU"  
所以H+=30+34=64 \3(d$_:b  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 ;Y#~2eYCz  
     c6 cGl]FL  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 2~+_T  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     ;w@PnY  
    密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 GcQO&oq|  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 yzW9A=0A)  
     JK.lL]<p i  
12.联轴器设计 RuDn1h#u{  
LD5n_W  
1.类型选择. [>+(zlK"  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 |D%i3@P&ZR  
2.载荷计算. MK 7S*N1  
公称转矩:T=95509550333.5 w@7NoD=  
查课本,选取 SLO;c{EFH  
所以转矩   306C_ M\$  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 CZv.$H"lW  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm 1 ry:Z2  
^Humy DD6  
四、设计小结 ;=1]h&S  
    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。 zr%lBHuW  
    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。 $QmP' <  
五、参考资料目录 :^FOh*H  
[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; :BG/]7>|V  
[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; -XIjol(  
[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; ncf=S(G+  
[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; r Ip84}  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编  @*'|8%  
[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; Se qnO.\  
[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? !tBNA  
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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