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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 i+4!nf{K k^e;V`( 课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 9Pjw<xt bO6LBSZx] 专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) Qzq3{%^x_ Q%.F Mf 目 录 NsUP0B}. @78%6KZ`i 一 课程设计书 2 o@@,
} (\*+HZ`(Uu 二 设计要求 2 u3])_oj= jQ&82X%m 三 设计步骤 2 (^9dp[2 `2PvE4]%p 1. 传动装置总体设计方案 3 6o=Q;Mezl 2. 电动机的选择 4 O]%Vh
l 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 3.E3}Jz` 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 kCvf-;b 5. 设计V带和带轮 6 ?CO..l 6. 齿轮的设计 8 ql2O%B.6? 7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 5rUDRFO6 8. 键联接设计 26 Ew>lk9La( 9. 箱体结构的设计 27 >A
?{cbJ 10.润滑密封设计 30 #{x4s? 11.联轴器设计 30 vD3j(d ~LSD\+ 四 设计小结 31 Gf\u%S!% 五 参考资料 32 /@feY?glc N)Qz:o0W 一. 课程设计书 C)R#Om 设计课题: KGNBzy~9 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 rUWC=?Q 表一: ]JvZ{fA%* 题号 ObEp0-^? tA {?-5 参数 1 tr-muhuK 运输带工作拉力(kN) 1.5 Xot2L{EIUE 运输带工作速度(m/s) 1.1 ,Uu#41ZOKL 卷筒直径(mm) 200 /6yH ,{(a Q5>]f/LD 二. 设计要求 3U&rK)F 1.减速器装配图一张(A1)。 (ioJ G-2u 2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 E%vT(Kz 3.设计说明书一份。 ]B=2r^fn 8c5%~}kG 三. 设计步骤 %W,V~kb 1. 传动装置总体设计方案 R/@n+tbe 2. 电动机的选择 H:!pFj 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 >v1ajI>O&{ 4. 计算传动装置的运动和动力参数 {mmQv~|5q 5. “V”带轮的材料和结构 !B:wzb_ 6. 齿轮的设计 KvkU]s_ 7. 滚动轴承和传动轴的设计 .qD=u1{p9 8、校核轴的疲劳强度 R(W}..U0R" 9. 键联接设计 j,CVkA*DY 10. 箱体结构设计 2R>!Wj'G+o 11. 润滑密封设计 [28Vf"#] 12. 联轴器设计 J[jzkzSu` ,pR.HCR#Y 1.传动装置总体设计方案: hhcO
]* S7f"\[Aw 1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 +puF0]TR,i 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, B'!I{LC 要求轴有较大的刚度。 ]D&\|,,( 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。 <jIuVX 其传动方案如下: ~xU\%@I\ Bl/Z _@ 图一:(传动装置总体设计图) FN"Ye*d ^Q5advxuq 初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 }^]TUe@a 选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 WI\jm&H r 传动装置的总效率 NZ:KJ8ea" η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; 7O\ Qxc\ 为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, ">x"BP η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, H rI(uZ] 为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 @nxpcHj `!l Qd}W 2.电动机的选择 VkZ3 Q7d
-AZ\u\xCB 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, +!eh\.u|] 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, UB3hC`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。 )2: ,E wjfc9z 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, ]Ia}H+ & Z@6xu;O 选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 A!IZIT5)m cxc-|Xori 额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 (65|QA a|kEza,] }-T
: 方案 电动机型号 额定功率 [,Fu2j] P Y?xc#' kw 电动机转速 LXf* 电动机重量 u
-A_l<K N 参考价格 cn2SMa[@S 元 传动装置的传动比 mV#U=zqb!S 同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 &2,^CG 1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 ^\7GFpc 9a0|iy 中心高 21 N!?DR 外型尺寸 @
GXi{9 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 )W |_f 132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 [BuAJ930#5 tqzr+ 3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 b0uWUI(= WuMr";2*E (1) 总传动比 xaNM?]% 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 !]l;n
Fd (2) 分配传动装置传动比 D),hSqJ" =× * \%b1 式中分别为带传动和减速器的传动比。 w 3$9 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 i9v|*ZM" 4.计算传动装置的运动和动力参数 _NN5e|t (1) 各轴转速 Tno 0Q
+ ==1440/2.3=626.09r/min Aga{EKd ==626.09/5.96=105.05r/min {)Pg N (2) 各轴输入功率 -~ H?R =×=3.05×0.96=2.93kW ~=gpn|@b =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW 5q
_n69b 则各轴的输出功率: e|eWV{Dsz =×0.98=2.989kW O7z5,- =×0.98=2.929kW j
W/*-: 各轴输入转矩 yQE9S+%M =×× N·m (x140_TH~ 电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· h7J4 p 所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m T4h&ly5
f =×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m %,f(jQfg_ 输出转矩:=×0.98=43.77 N·m <b_?[%(u =×0.98=242.86N·m Ah_0o_Di 运动和动力参数结果如下表
J7p?9 轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min GU7f27p 输入 输出 输入 输出 @o>3
Bv. 电动机轴 3.03 20.23 1440 ][B>`gC- 1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 jS4fANG 2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 yeIcQ% mOntc6&] 5、“V”带轮的材料和结构 !'*1;OQ 确定V带的截型 d'[] 工况系数 由表6-4 KA=1.2 q+W*?a) 设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 . H9a V带截型 由图6-13 B型 Ny
G?^ Zqj EVVB 确定V带轮的直径 rT';7>{g 小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm wW|[Im& 验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s VvTi>2(. 大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm @P/6NMjZ^ \-CL}Z}S 确定中心距及V带基准长度 F?XiP.`DR 初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 ]}L tf,9 360<a<1030 WB3YN+Xl3 要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm _:HQ4s@ PG@6*E 初定V带基准长度
,P^4??' o Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm ?63ep:QEk :(#5%6F V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm (W5JVk_o 传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm Bb.U4# 小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 4DsHUc6 ?Lbn R~/J 确定V带的根数 ;&$f~P Q 单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw m-lTXA( 额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 eDY)i9"W 包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 }X~"RQf9 带长修正系数 由表6-2 KL=1 lQ#='Jqfp Zw_'u=r
> V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 S#nW )=
FTWjIa/[ 取Z=2 Ch73=V V带齿轮各设计参数附表 mq+<2 S \{;3'< 各传动比 $Z<x r $^`@ lyr V带 齿轮 ._TN;tR~' 2.3 5.96 \e~5Dx1 E<\\/Q%w 2. 各轴转速n gjn1ha"h%. (r/min) (r/min) Kiq[PK 626.09 105.05 3f(tb%pa5 wicW9^ik 3. 各轴输入功率 P >tE6^7B* (kw) (kw) f0
kz:sZ9 2.93 2.71 SLda>I(p7& \`R8s_S 4. 各轴输入转矩 T R)6"P?h._4 (kN·m) (kN·m) VM<$!Aaz 43.77 242.86 xB5QM #w\ 1u~a*lO} 5. 带轮主要参数 ( e4#9 小轮直径(mm) 大轮直径(mm) BH0s` K" 中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 8=OpX,t( 带的根数z 2yV^'o) 160 368 708 2232 B 2 FT\%=>{ ]Rj?OSok 6.齿轮的设计 yiMqe^zy Hz j%G> (一)齿轮传动的设计计算 395`Wkv w%- S5# 齿轮材料,热处理及精度 {xf00/ 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 fWyXy%Qq (1) 齿轮材料及热处理 |q
c <C&O 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 i&j]FX6q 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 hG>kx8h ② 齿轮精度 X'j9l4Ph7 按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 o8~<t]Ejw " -S@R=bi 2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 r?/!VO-*N 按齿面接触强度设计 ~.CmiG.7 a#a n+JY3 确定各参数的值: $hy0U_}6 ①试选=1.6 u}89v1._Jn 选取区域系数 Z=2.433 Fz' s\ i5gNk)D 则 a}X.ewg ②计算应力值环数 j<)`|?@e( N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) ~-#Jcw$+n= =1.4425×10h J3$@: S' N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) Z9eP(ip ③查得:K=0.93 K=0.96 85lcd4&~ ④齿轮的疲劳强度极限 $e:bDZ(hjj 取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: L~C:1VG5 []==0.93×550=511.5 ^Hz1z_[X@ zbj V>5 []==0.96×450=432 nPk&/H%5hn 许用接触应力 d>V#?1$h %e:[[yq)G ⑤查课本表3-5得: =189.8MP vRH2[{KQ9 =1 lIPz" T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 7&u$^c S( =4.47×10N.m k"6&& 3.设计计算 yW&ka3j\ ①小齿轮的分度圆直径d #7@p XSGBC:U)l =46.42 ^I)+u>fJ ②计算圆周速度 'mZQ}U=< 1.52 y9.?5#aL ③计算齿宽b和模数 r1 b"ta 计算齿宽b FIUQQQ\3 b==46.42mm '4CD
} 计算摸数m UG[r /w5(F 初选螺旋角=14 =}YX I = 6";
ITU^v ④计算齿宽与高之比 .A0fI";Q 齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 >`p?
CE =46.42/4.5 =10.32 /fdrf ⑤计算纵向重合度 TFAR>8Nm =0.318=1.903 HiBI0)N} ⑥计算载荷系数K g>l+oH[Tv| 使用系数=1 -hc8IS 根据,7级精度, 查课本得 i[:cG 动载系数K=1.07, 2$v8{Y& 查课本K的计算公式: RC?vU K= +0.23×10×b ? a)Fm8Y =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 UmY{2 nzY 查课本得: K=1.35 ;#9ioGx 查课本得: K==1.2 =T\=,B 故载荷系数: D$@2H>.- K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 %k~ezn ⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 M93*"jA d=d=50.64 pRd'\+ ⑧计算模数 =3`|D0E = t#3_M=L 4. 齿根弯曲疲劳强度设计 tzv4uD] 由弯曲强度的设计公式 )@P*F)g~ ≥ bwj{5-FU #Ge_3^' ⑴ 确定公式内各计算数值 kW1w;}n$ ① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m uB#U(
jl 确定齿数z BC\W`K 因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 WIuYSt)h 传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 r-yUWIr
S Δi=0.032%5%,允许 %V+"i_{m ② 计算当量齿数 T]nAz<l), z=z/cos=24/ cos14=26.27 #<Lv&-U<KT z=z/cos=144/ cos14=158 *")*w> R ③ 初选齿宽系数 )W InPW 按对称布置,由表查得=1 jU* D ④ 初选螺旋角 j9l32<h7] 初定螺旋角 =14 P+=m. ⑤ 载荷系数K 1z-A3a/- K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 kD?@nx> ⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y *8po0s 查得: 0{ ~2mgg h 齿形系数Y=2.592 Y=2.211 l1KgPRmEP 应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 qDYNY` _>rM[\|X ⑦ 重合度系数Y wc.=`Me 端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 9[;da =arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 &1R#!|h1W =14.07609 O"Nr$bS(Y 因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 >3@3~F%xAX ⑧ 螺旋角系数Y {L~dER 轴向重合度 =1.675, )Jdku}Pf Y=1-=0.82 ZWo~!Z [Y &$
"J\vm ⑨ 计算大小齿轮的 _U-`/r o 安全系数由表查得S=1.25 NkO+)= 工作寿命两班制,8年,每年工作300天 6@t& 小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 X^K^az&L 大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 ~J&-~<%P} 查课本得到弯曲疲劳强度极限 Z"%. 小齿轮 大齿轮 ft1#f@b. h`dQOH# 查课本得弯曲疲劳寿命系数: `lWGwFg g( K=0.86 K=0.93
WZY+c ENIg_s4 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 Y0T :% []= `[g$EXX []= {sGEopd8]q [rWBVfm Q?1J<(oq9 大齿轮的数值大.选用. NsP=l] h7^&: ⑵ 设计计算 1n +Uv* 计算模数 1n[)({OQ mL2J rDhQ3iCqo 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: ;Vs2e 6?~9{0 z==24.57 取z=25 'jfE?ngt $qz{L~ < 那么z=5.96×25=149 tWTHyL boGdZ2$h4 ② 几何尺寸计算 a1y<Y`SC9 计算中心距 a===147.2 *X/Vt$P 将中心距圆整为110 ;!A8A4~nu [,,@>nyD 按圆整后的中心距修正螺旋角 L"vrX v_EgY2l( =arccos i .uyfV&F o>C,Db~L/ 因值改变不多,故参数,,等不必修正. RQ=$,
i` z$R&u=J 计算大.小齿轮的分度圆直径 j8p<HE51 el*|@#k} d==42.4 I3Z?xsa@Z Qe>_\-f
d==252.5 *3`R W<Z :_6o|9J\t 计算齿轮宽度 Os'E7;:1h J<"K`|F B= :rQDA=Ps C/Tk`C& 圆整的 CLzF84@W= jmwN 1Se> 大齿轮如上图: SNOc1c<~ _>\33V-?b PiM(QR YiO}" 7.传动轴承和传动轴的设计 syW[uXNLZ N^$q;% 1. 传动轴承的设计 XjN=UhC ocWl]h]. ⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 e}yF2|0FD P1=2.93KW n1=626.9r/min ,$:u^;V( T1=43.77kn.m eLPtdP5k ⑵. 求作用在齿轮上的力 ygnZ9ikh<- 已知小齿轮的分度圆直径为 \O"H#gt d1=42.4 9;v3
(U+: 而 F= Z,2?TT|p F= F pJ}U'*Z2 ;&=CZ6vH F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N -d'FKOD OU7OX]h aC2Vz9e ]vz6DJs ⑶. 初步确定轴的最小直径 JseKqJ?g 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 j%
7Gje[ c=\ _[G( #rX^)2 N.q~\sF^ 从动轴的设计 Xydx87L/-e aSIb0`(3 求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, C]mp< P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M 0vfMJzk ⑵. 求作用在齿轮上的力 vw!7f|Pg ~ 已知大齿轮的分度圆直径为 L;")C,CwQ d2=252.5 *Ci&1Mu^Z 而 F= kR
%,:
F= F %/w-.?bX )yb~ kbe F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N _0rt.NRD iu=Mq|t0 J&~I4ko] w}l^B>Zz ⑶. 初步确定轴的最小直径 rhPv{6Z|7 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 cQ- #] N\ Mdia 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 u-iQ 查表,选取 bS8$[7OhX )?SF IQ= 因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 ==?wG!v2 h 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 &2 Yo N*Q*>q ⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1YMi4. 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 。 Dz~^AuD6 cD`?"n 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. 6/wC StZ E]~#EFc D B 轴承代号 yxu7YGp% 45 85 19 58.8 73.2 7209AC F%y#)53g 45 85 19 60.5 70.2 7209B v2]N5 50 80 16 59.2 70.9 7010C <(Ar[Rp 50 80 16 59.2 70.9 7010AC SHPDbBS t&43)TPb. IxWi>8
?E!M%c@, >wqWIw.w> 对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 Hfj.8$ 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, $ bMmyDw 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. 8~,zv_Pl J3aom,$o 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. Xmmj.ZUr 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, ECL{`m(#n 高速齿轮轮毂长L=50,则 qmnl U+B{\38
L=16+16+16+8+8=64 j-/$e, xX 至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. 6W YVHG :yJ#yad 5. 求轴上的载荷 l=P)$O|=w 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, KI\bV0$p< 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. ImB5F'HI$ ]:F!h2 #o~C0`8!B= y]R+/ *\:sHVyG( /z!y[ri+J N\]-/$ z k fY; vAG|Y'aO@% /:
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.l&)b 传动轴总体设计结构图: *7*cWO= @`B_Q v@ $rQ7"w J \uo{I~Qd (主动轴) Zr6.Nw fbdpDVmpU \L?A4Qx)_ 从动轴的载荷分析图: t}}Ti$$> Rc9>^>w 6. 校核轴的强度 ,qB@agjvo< 根据 |DsT $~D == \TzBu?,v8 前已选轴材料为45钢,调质处理。 NuF?:L[
查表15-1得[]=60MP R $dNdd9m 〈 [] 此轴合理安全 FD%OG6db]; l%0-W 8、校核轴的疲劳强度. /i_FA]Go ⑴. 判断危险截面 =_N$0 截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. ?c"iV ⑵. 截面Ⅶ左侧。 lOb(XH9 抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 )B+zv,#q 抗扭系数 =0.2=0.2=25000 PD^ 6Ywn>s 截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 !H)!b#_ 截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 /VEK<.,aMv 截面上的弯曲应力 %)d7iT~M S&l [z, 截面上的扭转应力 3,hu3"@k == u+6L>7t88I 轴的材料为45钢。调质处理。 /Wl8Jf7'
由课本得:
(t@!0_5 E}0g 因 c%wztP;L 经插入后得 G|t0no\f 2.0 =1.31 ]i1OssV~> 轴性系数为 nu|,wE!i =0.85 5K&A2zC| K=1+=1.82 Ms3GvPsgv K=1+(-1)=1.26 Ed_Fx' 所以
noB8*n0 &oZU=CN 综合系数为: K=2.8 h^,L) E K=1.62 Wi\k&V.mE 碳钢的特性系数 取0.1 P,G
:9x"e 取0.05 psiuoYf 安全系数 #
eFdu S=25.13 ~(Q#G"t S13.71 tK# /S+l ≥S=1.5 所以它是安全的 oRg,oy 截面Ⅳ右侧 %SCt_9u 抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 .>}Z3jUrf y
GmFi 抗扭系数 =0.2=0.2=25000 m'
|wlI[lq pnL[FMc 截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 rY@9nQ\>g !N][W#: 截面Ⅳ上的扭矩为 =295 5xj8^W^G9 截面上的弯曲应力 _2<UcC~ 截面上的扭转应力 w|0:0Rc~u ==K= aN,?a@B K= 6u`$a&dR'l 所以 Ff
=%eg] 综合系数为: H _| re K=2.8 K=1.62 $|[N3 碳钢的特性系数 B
o%Sl 取0.1 取0.05 /m^G 99N 安全系数 KP>1%ap6 S=25.13 _sL;E<)y( S13.71 O OABn* ≥S=1.5 所以它是安全的 79o=HiOF99 RHbbj}B 9.键的设计和计算 F$:UvW@e1 @W==)S%O ①选择键联接的类型和尺寸 (WY9EJ<s, 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. /3sX>Rj 根据 d=55 d=65 p"H/N_b4 查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 )
jM-5}" b=20 h=12 =50 }1CvbB%,A E]a;Ydf~ ②校和键联接的强度 xwHE,ykE 查表6-2得 []=110MP :hWG:` 工作长度 36-16=20 _[l&{, 50-20=30 {%&04yq+ ③键与轮毂键槽的接触高度 ?s)6 YF K=0.5 h=5 Ul 85-p K=0.5 h=6 ~RBa&Y=Mb 由式(6-1)得: /t2H%#v{ <[] @LS%uqs <[] j+gh*\:q 两者都合适 q @wX= 取键标记为: <QaUq`, 键2:16×36 A GB/T1096-1979 7:JGr O 键3:20×50 A GB/T1096-1979 Q]RE,ZZ 10、箱体结构的设计 ]n:R#55A 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, VyNU<} 大端盖分机体采用配合. `JGW8 _ vkG%w; 1. 机体有足够的刚度 ^4Se=Hr
z2 在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 Ri::Ek3qu nT}i&t!q8@ 2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 1L?W+zMO ;/IXw>O(/ 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 m?8o\|i, 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 X_Pbbx_j z fy(j 3. 机体结构有良好的工艺性. *UG?I|l|I 铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. FBzsM7]j pY%KI 4. 对附件设计 {FILt3f; A 视孔盖和窥视孔 i 2[8^o`_ 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 ]xJ.OUJy B 油螺塞: !#e+!h@ 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。 a`eb9o# C 油标: muFWFq&yP 油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 43rV> W, 油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. I\[z(CHg@ <1_3`t D 通气孔: B=}QgXg 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. >dwWqcP E 盖螺钉: @ @(O##(7 启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 cqm:[0Xf5> 钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. |X6R2I F 位销: L(1} PZ 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. E7B?G3|z3 G 吊钩: AOV{@b( 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. QXy=| `v2Xp3o4f 减速器机体结构尺寸如下: "%_T7A ![ qamq9F$V 名称 符号 计算公式 结果 @s,kx.S 箱座壁厚 10 Y\4B2:Qd9 箱盖壁厚 9 }"kF<gG1 箱盖凸缘厚度 12 dAM]ZR< 箱座凸缘厚度 15 .O&YdUo 箱座底凸缘厚度 25 |S:erYE,G 地脚螺钉直径 M24 'jye* 地脚螺钉数目 查手册 6 WWOjck# 轴承旁联接螺栓直径 M12 _[wG-W/9R 机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 3&+nV1 轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10
u6MU
@? 视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 E9@Sc>e 定位销直径 =(0.7~0.8) 8 lB#7j ,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 '0I> 22 )6o%6$c 18 l2Rnyb<;; ,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 x>T+k8[n 16 z+zEH9.' 外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 T~g`;Q%i 大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 sx' eu;S 齿轮端面与内机壁距离 > 10 |PGTP#O< 机盖,机座肋厚 9 8.5 )YwLj&e4tf 轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) T&Z*=ShH 150(3轴) 'tX}6wurf 轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) Kt/:caD 150(3轴) ]U}B~Y q:vGG K^ 11. 润滑密封设计 4|4[3Ye7u: eIhfhz?Q;# 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. W"A3$/nq^ 油的深度为H+ mDuS-2G=D H=30 =34 Wq}W )E 所以H+=30+34=64 Pw6%,?lQ 其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 ]A1'+!1$ q_"w,28 密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 -uhVw_qq# 凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 /2tPd 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 OE _V6Er 大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 jI<_(T ni<\AF]` 12.联轴器设计 5Ux= 5a ogJ';i/o 1.类型选择. (''w$qq"D 为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 rdAy '38g 2.载荷计算. ~b4kV)[ q 公称转矩:T=95509550333.5 ^a1k"|E?f 查课本,选取 ]a[2QQ+g 所以转矩 UoSc<h| 因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 I\IDt~ 选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm 'rVB2
`z- <KI>:@|Sc 四、设计小结 n{M-t@r7 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。 HLL=.: 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。 ~Qf\DTM& 五、参考资料目录 I<Mb/!TQ [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; 5Y@Hb!5D [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; Deq@T { [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; wT-Kg=-q [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; 'Axe:8LA' [5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 b%0@nu4 [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; @![1W@J [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。
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