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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 VY |_d k  
                 -?V-*jI  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         Z2qW\E^_r  
                 f4 P8Oz  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) ywGd>@  
pNepC<rY  
目   录 2mVD_ s[`  
     =P't(<  
一    课程设计书                            2 M2OIBH4!  
a_f~N1kq  
二    设计要求                              2 2 ^h27A  
-GhP9; d  
三    设计步骤                              2 O}-jCW;K  
     /:~\5}tW  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 hI]Hp3S  
    2. 电动机的选择                                4 }wr{W:j  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 k/#&qC>]  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 {< )1q ;  
    5. 设计V带和带轮                              6  HN=V"a  
    6. 齿轮的设计                                  8 m$}R%  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19  P5a4ze  
    8. 键联接设计                                  26 Ql/cN%^j$  
    9. 箱体结构的设计                              27 ]zE;Tw.S  
    10.润滑密封设计                                30 de.&`lPRf  
    11.联轴器设计                                  30 WA)yfo0A  
     ]O+Ma}dxz:  
四    设计小结                              31 uwzvbgup?  
五    参考资料                              32 xjfV?B'Y}V  
DFZkh^PFd  
一. 课程设计书 {XR6>]  
设计课题: qE&v ;  
    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 @XLy7_}  
表一: k1w_[w [  
         题号 #hfXZVD  
PF)jdcX  
参数    1     "c3Grfoz  
运输带工作拉力(kN)    1.5     K2M~-S3  
运输带工作速度(m/s)    1.1     IHam4$~-  
卷筒直径(mm)    200     G18F&c~  
wvO|UP H\  
二. 设计要求 )97SnCkal  
1.减速器装配图一张(A1)。 Dv|#u|iw  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 sF!($k;!  
3.设计说明书一份。 |n+qMql'  
(D#B_`;-  
三. 设计步骤 %<k2#6K  
    1.  传动装置总体设计方案 Aydm2!l1  
    2.  电动机的选择 zKw`Md  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 lD)%s!  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 .L9j>iP9 *  
    5.  “V”带轮的材料和结构 kpJ@M%46  
    6.  齿轮的设计 tNO-e|~'  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 :[wsKFaV+  
    8、校核轴的疲劳强度 *W.C7=  
    9.  键联接设计 od IV:(  
    10.  箱体结构设计 E@@5BEB ~  
    11. 润滑密封设计 "$#xK|t  
    12. 联轴器设计 <e Th  
     `|6'9  
1.传动装置总体设计方案: :o|\"3  
ykl .1(  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 "@%7-nu  
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, ^V?<K.F  
要求轴有较大的刚度。 k.5u  
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。 %-)H^i~]%  
其传动方案如下: $;1#To  
        'qZW,],5  
图一:(传动装置总体设计图) &~8oQC-eF  
9!6f-K  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 ^N7e76VwR  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 [b 6R%  
     传动装置的总效率 &M46&^Jho  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; cJ{ Nh;"  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, m_.>C  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, G9Y#kBr  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 4lr(,nPRD  
#r#1JtT  
  2.电动机的选择 4]yOF_8h  
J2::'Hw*s  
    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, SQ44  
    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, Lx\ 8Z=  
    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。 _2h S";K  
     T ? $:'XJ  
    综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, s %qF/70'  
     tz5e"+Tz  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 O[I\A[*  
     Yk)."r&?  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 f-bVKHt  
                                                  k[bD\'  
+ fC=UAZ  
方案    电动机型号    额定功率 <vUbv   
P Tu$f?  
kw    电动机转速 Sm)Ha:[4  
    电动机重量 iI\oz&!vH  
N    参考价格 @Fluc,Il  
元    传动装置的传动比     ~k!j+>yT  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     kqM045W7  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     1$D_6U:H0  
  qlb- jL  
   中心高 9{(.Il J>  
        外型尺寸 M^O2\G#B  
L×(AC/2+AD)×HD        底脚安装尺寸A×B    地脚螺栓孔直径K    轴伸尺寸D×E        装键部位尺寸F×GD     v>$'iT~l  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     4[;X{ !  
Rtb7|  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 lhYe;b(  
S4'   
(1)       总传动比 ! ='rc-E  
    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 Ka[t75~;  
    (2)       分配传动装置传动比 SW*"\X;  
    =× OHeT,@(mh  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 E8pB;\Z(  
    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 6A>dhU  
4.计算传动装置的运动和动力参数 byLft 1  
(1) 各轴转速 H=g`hF]`  
  ==1440/2.3=626.09r/min )CuZDf@  
  ==626.09/5.96=105.05r/min N"" BCh"  
(2) 各轴输入功率 CS@FYO  
    =×=3.05×0.96=2.93kW 2>cGH7EBD  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW e7m*rh%5>  
    则各轴的输出功率:   Ont%eC\  
=×0.98=2.989kW e4!:c^?  
=×0.98=2.929kW UaWl6 Y&Vu  
各轴输入转矩 F ~^Jmp7Y  
   =××  N·m LW[9  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· F @mQQ  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m ,u+PyG7 cb  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m {)BTR%t  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m  1Md  
=×0.98=242.86N·m TM_/ `a2}  
运动和动力参数结果如下表 Jth[DUH8H  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     z2g3FUTX)b  
    输入    输出    输入    输出         W+PJZn  
电动机轴        3.03        20.23    1440     U^Q:Y}^  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     l|/ep:x8  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     K? y[V1,  
[<%H>S1  
5、“V”带轮的材料和结构 9;r)#3Q[^  
  确定V带的截型 D)j(,vt  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 qAn!RkA  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 #~7ip\Uf[  
      V带截型      由图6-13                        B型 np8gKV D  
   @)|C/oA  
  确定V带轮的直径 ,cB\  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm (-ufBYO6  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s X $ s:>[H  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm @6wFst\t  
   E^vJ@O  
  确定中心距及V带基准长度 CDP U\ZG  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 F P* lQRA  
                          360<a<1030 !a7[ 8&  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm sE:M@`2L  
     77\] B  
  初定V带基准长度 BI3@|,._N  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm bYEy<7)x  
       jz qyk^X  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm -I&m:A$4*  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm Fs9I7~L3  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 /H8g(  
   =<?+#-;p  
   确定V带的根数 f"%{%M$K  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw U)E(`{p]  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 sg$rzT-S4  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 7R6ry(6N  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 R)QC)U  
         U<DZ:ds ?T  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 D;;!ODX$?  
                             ] Hztb  
                       取Z=2 Uk^B"y_  
V带齿轮各设计参数附表 _3TY,l~  
4\Tl\SZ?  
各传动比 PE5R7)~A  
u*Pibgd<  
    V带        齿轮     7ccO93Mz  
    2.3        5.96     z^#;~I @M  
  ~N<4L>y<  
2. 各轴转速n b[o"7^H  
    (r/min)        (r/min)     ;<j0f~G`  
    626.09        105.05     &Low/Y'.jJ  
KG|n  
3. 各轴输入功率 P }a/x._[s  
    (kw)        (kw)     u~WVGjoQ  
    2.93       2.71     X voo=  
Qo;zHZ'  
4. 各轴输入转矩 T Exc9` 7%.  
    (kN·m)        (kN·m)     ki?S~'a  
43.77        242.86     {q `jDDM  
t!r A%*  
5. 带轮主要参数 =;2%a(  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         apg=-^L'  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     d@XV:ae  
带的根数z     - jb0o/:  
    160        368        708        2232        B        2     ?0v-qj+  
-f%'  
6.齿轮的设计 _kU:Z  
JM x>][xD  
(一)齿轮传动的设计计算 \s=t|Wpu2  
Ji>o!  
齿轮材料,热处理及精度 :6vm+5!  
    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 BD_Iz A<wK  
    (1)       齿轮材料及热处理 gMWjk7  
       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 psg)*'r  
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 [AYOYENp-  
      ② 齿轮精度 Ye2 {f"F  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 ]rWgSID  
     VyzS^AH K  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 62 k^KO6Y  
按齿面接触强度设计 c:<005\Bg  
Y2n!>[[.  
确定各参数的值: 5ni~Q 9b  
①试选=1.6 y\Ic@-aWI  
选取区域系数 Z=2.433   [|(N_[E|6  
     S- pV_Ff  
    则 8Kg n"M3  
    ②计算应力值环数 ADDSCY=,  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) ]x RM&=)<  
    =1.4425×10h pA9+Cr!0Q  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) gy#/D& N[  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 @D{KdyW  
    ④齿轮的疲劳强度极限 YG@t5j#b  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: 5*lT.  
    []==0.93×550=511.5 wy0tgy(' |  
kCR_tn 4  
    []==0.96×450=432         0ZZZoP o  
许用接触应力   %?}33yV  
         Nl^;A> <u  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   9$cWU_q{  
         =1 fZ0M%f  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 q U%/W|LY  
    =4.47×10N.m 7gj4j^a^]{  
    3.设计计算 . $BUw  
①小齿轮的分度圆直径d :~2vJzp@?  
     `o=q%$f#k~  
    =46.42 B* ?]H*K  
    ②计算圆周速度 b\yXbyjZ3.  
    1.52 wSa)*]%  
    ③计算齿宽b和模数 }=<  
计算齿宽b c~z82iXNO  
       b==46.42mm a1C{(f)  
计算摸数m |bTPtrT8  
  初选螺旋角=14 lAb*fafQy  
    = K#6P}tf  
    ④计算齿宽与高之比 n^Hm;BiE#  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 :r{<zd>;  
=46.42/4.5 =10.32 W>) M5t4i  
⑤计算纵向重合度 9s\A\$("l  
=0.318=1.903 ]^h]t~  
⑥计算载荷系数K `[f*Zv w  
使用系数=1 %j.0G`x9 +  
根据,7级精度, 查课本得 ULs\+U  
动载系数K=1.07, /rWd=~[MO  
查课本K的计算公式: ojaws+(& y  
K= +0.23×10×b Q6PHpaj  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 '(U-(wTC'/  
查课本得: K=1.35 EK {Eo9l  
查课本得: K==1.2 ur)9x^y  
故载荷系数: idLWe9gC  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 4 {y)TZ  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 tr<Nm6!  
    d=d=50.64 iW$_zgN  
    ⑧计算模数 =bfJ^]R  
    = dBYmiF!+  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 ZGexdc%  
    由弯曲强度的设计公式 zd2)M@  
    ≥ arIf'CG6  
.B7,j%1r  
⑴   确定公式内各计算数值 6HT ;#Znn  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m \y97W&AN  
         确定齿数z 5eLtCsHz  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 h;p>o75O  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 ,]|#[8  
    Δi=0.032%5%,允许 `7c~m ypx  
    ②      计算当量齿数 &v56#lG  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  '*K:  lx  
    z=z/cos=144/ cos14=158 CyJEY-  
    ③       初选齿宽系数 ;Y 00TGU  
     按对称布置,由表查得=1 uZNTHD  
    ④       初选螺旋角 (/=f6^}  
    初定螺旋角 =14 A 9( x  
    ⑤       载荷系数K /KFfU1  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 } df W%{  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y zwhe  
    查得: 1Ir21un  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 v:IpMU-+\  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 &*##bA"!B  
     fY{1F   
    ⑦       重合度系数Y xcd#&  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 $Ipg&`S"  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 g2BHHL;`  
=14.07609 _dqzB$JV  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 tI`Q/a5@  
    ⑧       螺旋角系数Y #jkf1"8C  
 轴向重合度 =1.675, urbp#G/>  
    Y=1-=0.82 @P#N2:jwj  
     J=\HO8E6>  
    ⑨       计算大小齿轮的 dzARI`  
 安全系数由表查得S=1.25 ( Z619w  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 FEW14 U'O  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 qU+t/C.  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 )Q=_0;#;k  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   0]'7_vDs|  
    小齿轮     大齿轮 bLB:MW\%  
v_BcTzQ0S  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: 7r7YNn/?  
    K=0.86        K=0.93   @ju@WY45$^  
J*r*X.  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 6^V=?~a&z  
      []= eX?OYDDC0j  
      []= UvJ}b  
       QiQ_bB!\  
       _> 5(iDW0  
        大齿轮的数值大.选用. VyXKZ%\dQ/  
     VF&(8X\   
⑵   设计计算 |ax3sAg  
     计算模数 h`]Iy  
>W%EmnLK  
Q! o'}nA  
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: 35A|BD) q  
 .t{MIC  
z==24.57  取z=25 :{PJI,  
o15-ZzE-  
那么z=5.96×25=149           J28M@cn  
  O(#)m>A  
②   几何尺寸计算 #pT"BSz]  
    计算中心距     a===147.2 Pj[PIz  
将中心距圆整为110 "fQ~uzg="  
_64A( U  
按圆整后的中心距修正螺旋角 p09HL%~R  
f~t:L, \,  
=arccos `EEL1[:BR  
TCN8a/@z  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. ?[VM6- &  
. S!mf  
计算大.小齿轮的分度圆直径 ?274uAO'  
     +dWDxguE{w  
    d==42.4 J; 3{3  
]S&&|Fc  
d==252.5 v6[!o<@"a  
.sxcCrQE  
计算齿轮宽度 uX"H4l O~  
g9m-TkNk  
B= H~oail{EQ  
XQrF4l  
圆整的       QMA%$  
S$f9m  
                                            大齿轮如上图: #Z}Rf k(~  
w ~.f  
<>n0arAn  
aFc1|.Nm  
7.传动轴承和传动轴的设计 8|b3j^u  
V8 e>l[tH  
1.  传动轴承的设计 Kh"?%ZIa  
QgrpBG  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 !!qK=V|>  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min CHdX;'`*  
T1=43.77kn.m ~9?cn  
⑵.  求作用在齿轮上的力 Eou~P h*t  
    已知小齿轮的分度圆直径为 Bt[/0>i  
        d1=42.4 Hj'xAtx5  
而  F= o=u3&liBi  
     F= F >lmi@UN|k  
~Xw"}S5  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N hMzs*gK  
E_gD:PPU5  
LZ\q3 7UV  
)r';lGh2#  
⑶.   初步确定轴的最小直径 V GL aN%|  
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 x"eRJii?  
&d9{k5/+\  
Y}@&h!  
             ?42<J%p  
     从动轴的设计 :fKl]XO  
       ,c$,!.r  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, *EI6dD"  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M i}b${n o  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 s J\BF  
    已知大齿轮的分度圆直径为 ]~844J p  
        d2=252.5 +_7*iJtD5  
而  F= "lQ*1.i  
     F= F vrl;"Fm+  
K*\' .~[6  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N w;D+y*2  
(w&F/ynO:  
1pQn8[sc@  
du+y5dw  
⑶.   初步确定轴的最小直径 r)qnl9?;`]  
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 =Xm@YVf&ZD  
|yvQ[U~PQ  
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 8][nmjk0  
查表,选取 ?xK8#  
Ytgcs( /$  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 kSC}aN'  
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 2Fy>.*,?  
BMhy=+\  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 ~L]|?d"  
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  。 |\w=u6jX  
<m:m &I 8@  
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. :WQ^j!9'  
tM2)k+fg  
            D        B                轴承代号     >O1[:%Z1  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     Gb"r|(!  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     "rTQG6`  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     avjpA ?Vz  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     hZ[E7=NTQ^  
Yaj0;Lo[wt  
     -8'C\R|J+  
h1:aKm!  
     U93}-){m  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 |]QqXE-7  
    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, d#6`&MR  
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.     FE" y\2}  
j0Bu-sO$w  
④    轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取l=50. `J]fcE%T0R  
⑤    取齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮间的距离c=20.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16, #u2J;9P  
高速齿轮轮毂长L=50,则 %R1tJ(/  
U QE qX  
L=16+16+16+8+8=64 *Kyw^DI  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. .b\$MZ"(  
6W@UJx}w5  
5.    求轴上的载荷   -r#X~2tPzD  
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, 0ph{  
查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. vK(i 9>;7  
_C.BFE _p  
hbU+Usx  
+$X#q8j06  
qL5{f(U4<  
kR]!Vr*yh  
%cCs?ic  
6)z?f4,  
} $uxJB  
     3:5 &Aa!  
(&&4J{`W9  
传动轴总体设计结构图: *J$=.fF1  
     ng:kA%! Q  
                             6Ztq  
\Z^TXyu   
                             (主动轴) GQ*wc?f3  
"+\lws  
SaC d0. h  
        从动轴的载荷分析图: ex+\nD>t4  
<F'X<Bau  
6.     校核轴的强度 "oWwc zzO  
根据 !E,A7s  
== !h(|\" }  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 \|]Z8t7  
查表15-1得[]=60MP Gq_-Val]"  
〈 []    此轴合理安全 76V 6cI=+  
iS&l8@2a  
8、校核轴的疲劳强度. /R~1Zj2&  
⑴.   判断危险截面 $KUo s+%  
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ  B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. ONx( ]  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 -6Oz^  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 ikSF)r;*t  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 ?notxE7 ]  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 =1O<E  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 AgOp.~*Z~V  
截面上的弯曲应力 so)"4 SEu  
b3S.-W{p.  
截面上的扭转应力 Na$Is'F &p  
== [vMvV4,  
轴的材料为45钢。调质处理。 6lk l7zm  
由课本得: ~zil/P8  
           N>Eqj>G  
因             ix W@7m  
经插入后得 6 ` Aj%1  
2.0         =1.31 %7#-%{  
轴性系数为 u$*56y   
       =0.85 @[#$J0q q  
K=1+=1.82 BBH0OiV=  
    K=1+(-1)=1.26 UbEb&9}  
所以               1BAgtd$3  
e%4:) IV!;  
综合系数为:    K=2.8 %|^OOU}  
K=1.62 ]?Fi$3Lm  
碳钢的特性系数        取0.1 NZP.0coY  
   取0.05 d)@<W1;  
安全系数 YY&l?*M<  
S=25.13 i<H wTmm$  
S13.71 4|mD*o  
≥S=1.5    所以它是安全的 < 'f dkW  
截面Ⅳ右侧 qOSg!aft{Q  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 ,ldI2 ]  
=Zu^80/  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 QCH}-q)  
<&&SX;  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 0O\SU"bP  
txZ?=8j_Y  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 p8kr/uMP ;  
截面上的弯曲应力   5DXR8mLoaJ  
截面上的扭转应力 VtzI9CD  
==K= t~E<j+<2B  
    K= }j2Y5  
所以                 -6tgsfEr  
综合系数为: Di@GY!  
K=2.8    K=1.62 UPc<gB  
碳钢的特性系数 M t*6}Cl  
    取0.1       取0.05 :N<.?%Kf  
安全系数 Mn$]I) $  
S=25.13 HQUeWCN  
S13.71 ybeKiv9  
≥S=1.5    所以它是安全的 lqowG!3H  
%.<H=!$  
9.键的设计和计算 pG34Qw  
I=7Y]w=  
①选择键联接的类型和尺寸 4B4Z])$3  
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. i]=&  
根据    d=55    d=65 r6;$1 K*0  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 < -uc."6\  
                     b=20     h=12     =50 #Hvq/7a2R  
1=|7mehL%  
②校和键联接的强度 WYIQE$SEv  
  查表6-2得      []=110MP Dy]I8_  
工作长度  36-16=20 HxB m~Lcqy  
    50-20=30 anj#@U;!  
③键与轮毂键槽的接触高度 Qd_Y\PzS  
     K=0.5 h=5 R g?1-|Tj  
    K=0.5 h=6 %*o8L6Hn  
    由式(6-1)得: zW}[+el }  
           <[] OFGsjYLw  
           <[] FYb34LY  
    两者都合适 qC_mu)6  
    取键标记为: l akp  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 ^9_U Uzf\  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 Ku/~ N#  
10、箱体结构的设计 K. %U  
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, y8s!M  
大端盖分机体采用配合. dLvJh#`o  
TgTnqR@/  
1.   机体有足够的刚度 tM,%^){p$  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 }C  /]  
~"lJ'&J}  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 h 6%[q x<  
'q>2t}KG  
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 Uu"0rUzt  
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 M wab!Ya  
uNHdpni  
3.   机体结构有良好的工艺性. sBK <zR  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. ;' nL:\  
*9 Q^5;y  
4.   对附件设计 `p0ypi3hn  
A  视孔盖和窥视孔 /<&h@$NHH4  
在机盖顶部开有窥视孔,能看到 传动零件齿合区的位置,并有足够的空间,以便于能伸入进行操作,窥视孔有盖板,机体上开窥视孔与凸缘一块,有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封,盖板用铸铁制成,用M6紧固 [U8$HQ+x  
B  油螺塞: 6*nAo8gl  
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。 .fzu"XAPu  
C  油标: ,&7Wa-vf  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 ++}\v9Er  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. `W `0Fwu9  
]DvO:tM  
D  通气孔: :%JC^dV(  
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. H@l}[hkP  
E  盖螺钉: 9p@C4oen  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 lFUWV)J\  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. tfkr+ /  
F  位销: L{ho*^b  
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. E2AW7f(/  
G  吊钩: Ogg#jx(4  
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. p T[gdhc  
'P laMOy  
减速器机体结构尺寸如下: ?0<w  
tZ2K$!/B  
名称    符号    计算公式    结果     /}5B&TZ=(3  
箱座壁厚                10     hzY[ G :  
箱盖壁厚                9     Nf9fb?  
箱盖凸缘厚度                12     K{cbn1\,H  
箱座凸缘厚度                15     /^#G0f*N  
箱座底凸缘厚度                25     YCy22@C  
地脚螺钉直径                M24     [U\(G  
地脚螺钉数目        查手册        6     LS.r%:$mb  
轴承旁联接螺栓直径                M12     {13!vS%5  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     e kQrW%\3  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     x.$1<w64t  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     JmOW~W  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     2GWDEgI1o  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 wH"kk4^  
    22 {SG>'KXZ  
    18     F6S~$<  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 LD(C\  
    16     Vf-5&S&9  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     cs_}&!c{  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     U!e6FHj7  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     _qWC4NMF(  
机盖,机座肋厚                9    8.5     hPdx(E)8!d  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) BH@b1}  
150(3轴)     > %*B`oqo  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) %*)2s,8  
150(3轴)     W7UtA.2LT  
     TYjA:d9YH  
11. 润滑密封设计 Erb Sl  
_$/ +D:K  
    对于二级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度. 8SnS~._9  
    油的深度为H+ [cU,!={  
         H=30  =34 }fIqH4bp  
所以H+=30+34=64 lr('k`KOQ  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 V`fL%du,3  
     }uX|5&=~f  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 h(xP_Svj>  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     hSqMaX%G  
    密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 uhn%lV]  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 MV+i{]  
     ;Gm>O7"|@  
12.联轴器设计 @R:#"  
+lp{#1q0  
1.类型选择. 73DlRt *  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 V,QwN&  
2.载荷计算. )teFS %  
公称转矩:T=95509550333.5 t&c&KFK)I&  
查课本,选取 G%w_CMfH  
所以转矩   aqQ o,5U>  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 BpT"~4oV5  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm rFXSO=P?Z  
sp8[cO=  
四、设计小结 {HZS:AV0  
    经过两周紧张的课程设计,终于体会到了什么叫设计。原来设计并非自己想的那么简单、随便,比如说,设计减速器时,里面的每一个零件几乎都有其国家标准,我们设计时必需得按标准进行设计,最后才能符合要求。我觉得从事设计工作的人一定得要有很好的耐性,并且要有足够的细心,因为设计过程中我们要对数据不断的计算,对图形不断的修改,这需要耐心。因此,我觉得我们有必要从现在就开始培养这样一种耐心的工作态度,细心的工作作风,以便以后更快的进入到工作中,避免不必要的错误。 R40W'N 1%q  
    我觉得,虽然这次设计出的结果与自己所想的有一定差距,但我想至少是自己动手了,并且通过这次设计,使自己更明白自己在这方面的欠缺和不足之处,懂得要从头到尾自己设计出一样东西是多么的不容易。因此,我想在剩下的一年半时间里,我会针对自己专业方面欠缺知识进行提高,拓宽。我想不管谁找出了自己的弱点,一定要努力的去改进、提高它,这样自己才会不断的进步,虽然“人无完人”,但我想我们不断的改进、提升自己,最后会使自己成为比现在的自己更强,更优秀的人的。我想这是我这次课程设计的最大收获。 Xt(! a  
五、参考资料目录 6$B'Q30}r  
[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; kEK[\f VE  
[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; INLf#  N  
[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; kMe@+ysL  
[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; ` py}99G  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 ]Ti$ztJ  
[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; &d 3HB=x  
[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? ~j}J<4&OvC  
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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