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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 7a4Z~r27/  
                 x45F-w{  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         8y4t9V  
                 5z.Y}  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) KO))2GET  
0,cU^HMA  
目   录 %mS>v|  
     w,1*dn  
一    课程设计书                            2 =+4om*  
; Yt'$D*CP  
二    设计要求                              2 Q+IB&LdE  
%YG[?"P'  
三    设计步骤                              2 - ^>7\]  
     ] $F%  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 Xk:_aJ  
    2. 电动机的选择                                4 G1SOvdq  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 5hDm[*83  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 <Ug1g0.  
    5. 设计V带和带轮                              6 ^ b{~]I  
    6. 齿轮的设计                                  8 -c[fg+L9  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 m-9ChF: U  
    8. 键联接设计                                  26 Jb|dpu/e  
    9. 箱体结构的设计                              27 5_rx$avm  
    10.润滑密封设计                                30 !3ji]q;uF  
    11.联轴器设计                                  30 h\|T(597.  
     7Y 4!   
四    设计小结                              31 Upc_"mkI.  
五    参考资料                              32 W#L/|K!S  
p-6T,')  
一. 课程设计书 g9F?j  
设计课题: Dd:48sN:Jq  
    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 [n$6 T  
表一: "i\^GK=  
         题号 fHgvh&FU  
p%+'iDb  
参数    1     we33GMxHl`  
运输带工作拉力(kN)    1.5     4=l$wg~;  
运输带工作速度(m/s)    1.1     mfk^t`w_  
卷筒直径(mm)    200     gAK"ShOhG=  
5?>ES*  
二. 设计要求 (J.U{N v  
1.减速器装配图一张(A1)。 CH0Nkf  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 &iaS3x  
3.设计说明书一份。 &Y 2Dft_K  
D1wONss  
三. 设计步骤 7J|nqr`>t  
    1.  传动装置总体设计方案 %vRCs]  
    2.  电动机的选择 YN7JJJ/~T  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 ~Vf A  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 ufocj1IU  
    5.  “V”带轮的材料和结构 O0sLcuT$  
    6.  齿轮的设计 T:*l+<?  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 }(9ZME<(  
    8、校核轴的疲劳强度 ,3Aiz|v-  
    9.  键联接设计 2I_~] X53[  
    10.  箱体结构设计 6P0 2=  
    11. 润滑密封设计 B|r'  
    12. 联轴器设计 #1p\\Av  
     :c9 H2  
1.传动装置总体设计方案: ^MvBW6#1  
5a5)hmO RB  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 `ix&j8E22w  
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, QVkrhwp  
要求轴有较大的刚度。 2u(G:cR  
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。 vywpX^KPv  
其传动方案如下: cT nC  
        ,hE989x<iI  
图一:(传动装置总体设计图) "-Wb[*U;  
C40o_1g  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 c-ql  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 0CK3jdZ+X  
     传动装置的总效率 HbJ^L:/  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; 0@Z}.k30  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, L.:8qY  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, !1/F71l DX  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 ?$VkMu$2k  
#g<6ISuf  
  2.电动机的选择 P7$/yBI U  
Qw<&N$  
    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, ^95njE`>t`  
    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, eU8p;ajW!L  
    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。 P+DIo7VTX  
     XJ7pX1nf  
    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, R1(3c*0f  
     T@a|*.V  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 \;JZt[  
     S1U[{R?,  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 mp z3o\n  
                                                  q`UaJ_7  
J|`.d46  
方案    电动机型号    额定功率 Z}.ZTEB  
P S q{@4F}d  
kw    电动机转速 z, n[}Q#u  
    电动机重量 %^[D+1ULb  
N    参考价格 )W&{OMr  
元    传动装置的传动比     "<LWz&e^^  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     m~uT8R#$  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     K|I<kA~!H  
  V)P8w#,  
   中心高 fElFyOo+  
        外型尺寸 YLuf2ja}X  
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     9*r^1PRc  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     gU1Pb]]  
{(I":rt#  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 !;0K=~(Y^  
x_r*<?OZ  
(1)       总传动比 n]i#&[*A(  
    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 [2E(3`-u  
    (2)       分配传动装置传动比 h}kJ,n  
    =× mhB2l/  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 h J0U-m  
    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 SmIcqM  
4.计算传动装置的运动和动力参数 AREjS $  
(1) 各轴转速 <y?=;54a  
  ==1440/2.3=626.09r/min @_1cY#!  
  ==626.09/5.96=105.05r/min 5lM2nhlf'b  
(2) 各轴输入功率 Sa kew  
    =×=3.05×0.96=2.93kW jcb&h@T8kv  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW _ ,/~P)  
    则各轴的输出功率:   _*MK"  
=×0.98=2.989kW !#=3>\np+X  
=×0.98=2.929kW *"OUwEl a  
各轴输入转矩 n2EPx(~  
   =××  N·m !-%XrU8o3  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· 2_y]MXG+%  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m p4 =/rkq  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m )]s<Czm%  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m D:/q<<|  
=×0.98=242.86N·m e[s}tjx  
运动和动力参数结果如下表 /(.:l +[w[  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     Eku  9u  
    输入    输出    输入    输出         6|~^P!&  
电动机轴        3.03        20.23    1440     5n{d jP  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     2`TV(U@  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     6)7cw8^  
L9lJ4s  
5、“V”带轮的材料和结构 _{-[1-lN5_  
  确定V带的截型 ;j7G$s9  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 dvU{U@:sz  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 |<5F08]v  
      V带截型      由图6-13                        B型 -J8Hsqf@  
   *3r s+0  
  确定V带轮的直径 O1S7t)ag  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm +vaA P=  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s wjD<"p;P  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm Fx|`0 LI+C  
   *BdH &U  
  确定中心距及V带基准长度 40pz<-B  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 U3Z=X TB  
                          360<a<1030 QS5t~rb  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm -z0;4O (K]  
     N2"B\  
  初定V带基准长度 &Jc atI  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm !ltq@8#_|  
       T7^;!;i`X  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm f&mi nBU  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm 6-fv<Pn  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 owQ,op #  
   bWAa: r  
   确定V带的根数 (D) KU9B>  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw 5l 3PAG  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 f?51sr  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 L*tfY onq  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 U/^#nU.,  
         3ie k >'T  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 (u} /( Ux  
                             uVCH<6Cp  
                       取Z=2 oV0T   
V带齿轮各设计参数附表 ]i$0s  
BEvY&3%l  
各传动比 dN)8r  
tVEe)QX  
    V带        齿轮     jD6HCIjd'  
    2.3        5.96     OyF=G^w  
  &h I!mo  
2. 各轴转速n ds9 'k.  
    (r/min)        (r/min)     G<n75!  
    626.09        105.05     7I XWv-  
45 sEhs[$  
3. 各轴输入功率 P >kK@tJn  
    (kw)        (kw)     uC^)#Y\"  
    2.93       2.71     =g9n =spAn  
+w^,!gA&  
4. 各轴输入转矩 T g"1V ]  
    (kN·m)        (kN·m)     G?'^"ae"Z  
43.77        242.86     peO@ZKmM  
95z|}16UK  
5. 带轮主要参数 Ee2P]4_d  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         $t):r@L  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     *VsVCUCz5*  
带的根数z     \+%~7Bi]z  
    160        368        708        2232        B        2     Sk cK>i.[  
@6>Q&G Yqt  
6.齿轮的设计 ['=O>YY  
t.28IHJ  
(一)齿轮传动的设计计算 /)sP, 2/  
x?{UWh%  
齿轮材料,热处理及精度 N7_eLhPt*8  
    考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 Lc{arhN  
    (1)       齿轮材料及热处理 ["EXSptB  
       ① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮  280HBS  取小齿齿数=24 !HDb{f  
高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮  240HBS    Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 ]u|v7}I4  
      ② 齿轮精度 U]sAYp^$  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 dgkS5Q$/  
     "=Br&FN{|  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 4f[%Bb  
按齿面接触强度设计 #u hUZq  
Ds">eNq  
确定各参数的值:  p@ ^G)x  
①试选=1.6 XGx[Ny_A2  
选取区域系数 Z=2.433   q,,  
     (SBhU:^h  
    则 aV'bI  
    ②计算应力值环数 <giBL L!  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) \~ D(ww  
    =1.4425×10h ZZT #V%Q=u  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) N;g@lyo  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 xQu|D>kv87  
    ④齿轮的疲劳强度极限 W "'6 M=*  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: 4b2d(x)0X  
    []==0.93×550=511.5 N y'\Q"Y]  
]y0Y(  
    []==0.96×450=432         ]c/E7|0Q  
许用接触应力   YZg#H) w%  
         +-!E% $  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   Q1,sjLO-a  
         =1 P1-eDHYw  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 HT;^u"a~  
    =4.47×10N.m qiNVaV\wr|  
    3.设计计算 L.HeBeO  
①小齿轮的分度圆直径d ;,&cWz  
     vgwpuRL5b  
    =46.42 _ %nz-I  
    ②计算圆周速度 pE5v~~9Ikv  
    1.52 X;I9\Cp]!  
    ③计算齿宽b和模数 $'J3 /C7  
计算齿宽b \vA*dQ-  
       b==46.42mm G!q[NRu  
计算摸数m o:Fq|?/e  
  初选螺旋角=14 oW3"J6,S  
    = $h#sb4ek  
    ④计算齿宽与高之比 2d&F<J<sU  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 <Riz!(G  
=46.42/4.5 =10.32 [4z,hob  
⑤计算纵向重合度 VfoWPyWD#  
=0.318=1.903 5;a*Xf%V  
⑥计算载荷系数K #EPC]jFk  
使用系数=1 g>lZs  
根据,7级精度, 查课本得 @-$8)?`q  
动载系数K=1.07, \9?[|m z  
查课本K的计算公式: 8dczC  
K= +0.23×10×b ;*(-8R/  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 n7Ao.b%uk-  
查课本得: K=1.35 > i/jqT/  
查课本得: K==1.2 kaBjA*  
故载荷系数: B~]Kqp7yU  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 s)^/3a  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 jq+(2  
    d=d=50.64 yXJhOCa  
    ⑧计算模数 DR#" 3  
    = 28MMH Q  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 TKDG+`TyZ  
    由弯曲强度的设计公式 98[uRywI  
    ≥ cAWn*%  
;ArwEzo(  
⑴   确定公式内各计算数值 Sc<dxY@w7-  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m DH(<{ #u  
         确定齿数z 7({)ou x  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 \v2!5z8|  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 ) c@gRb~  
    Δi=0.032%5%,允许 0m@+ &X>w  
    ②      计算当量齿数 1Bh"'9-!JT  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  H/,KY/>i  
    z=z/cos=144/ cos14=158 @v-^j  
    ③       初选齿宽系数 LmrdVSs_  
     按对称布置,由表查得=1 '.A!IGsj  
    ④       初选螺旋角 ]J7qsMw  
    初定螺旋角 =14 SuE~Wb 5&  
    ⑤       载荷系数K Hm-#Mpw  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 'Y?-."eKh  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y Oa[  
    查得: |XyX%5p*  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 FYAEM!dyy  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 +H-=`+,  
     egoR])2>  
    ⑦       重合度系数Y [txOh!sxD  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 BA;r%?MRL  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 ;n&95t1$  
=14.07609 .LzA'q1+z  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 :5YIoC  
    ⑧       螺旋角系数Y rOJ>lPs  
 轴向重合度 =1.675, }M07-qIX{  
    Y=1-=0.82 0seCQANd  
     i<uU_g'M  
    ⑨       计算大小齿轮的 @6 he!wW  
 安全系数由表查得S=1.25 V?mP7  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 4I4m4^  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 K@.5   
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 ~k*]Z8Z  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   .:S/x{~  
    小齿轮     大齿轮 = 0 ~4k#  
Iiy5;:CX:q  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: 8ro`lX*F@2  
    K=0.86        K=0.93   j<AOC?  
N_Us6 X  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 8hGyh#  
      []= , ZsZzZ#  
      []= }">r0v!3  
       F`D$bE;|  
       Aztrq  
        大齿轮的数值大.选用. *>m[ZJd%=  
     J;4x$BI  
⑵   设计计算 WjV Bz   
     计算模数 Qz(D1>5I?  
mWviWHK  
bT:u |/I  
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: (UkP AE  
@@Ib^sB%  
z==24.57  取z=25 *yZ6"  
jWdviS9&g  
那么z=5.96×25=149           h.<f%&)F  
  Tm %5:/<8  
②   几何尺寸计算 ?:R]p2ID  
    计算中心距     a===147.2 V,r~%p  
将中心距圆整为110 E,i^rAm  
. ,|C>^  
按圆整后的中心距修正螺旋角 wNa5qp 0  
!j!w $  
=arccos k+J3Kl09hM  
! I:N<  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. c!IZLaVAr9  
8^>qor.]M  
计算大.小齿轮的分度圆直径 >pF*unC;  
     ~HmH#"VP  
    d==42.4 c_>Gl8J  
ed6@o4D/kf  
d==252.5 <K0epED  
_[HZ[9c!  
计算齿轮宽度 KQr+VQdq>  
Z|t=t"6"  
B= \V-N~_-H  
WE\TUENac(  
圆整的       3"x_Y  
nQc,^A)I  
                                            大齿轮如上图: zxn|]P bS  
]y@A=nR  
rI>x'0Go*  
G'JHimP2j  
7.传动轴承和传动轴的设计 @1*^ttC  
9L>?N:%5  
1.  传动轴承的设计 O=jLZ2os  
# 55>?  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 %axr@o[  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min <{#_;7h"  
T1=43.77kn.m ^.A*mMQ  
⑵.  求作用在齿轮上的力 .lcp5D[(  
    已知小齿轮的分度圆直径为 Sp\TaUzg  
        d1=42.4 q;68tEupR  
而  F= 6l\5J6x  
     F= F }y6|H,t9  
W1REF9i){  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N SA<\n+>q^  
T<n`i~~  
CzBYH   
9'*7 ( j;  
⑶.   初步确定轴的最小直径 g}W`LIasv  
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 E&8Nh J  
|S!R Q-CF  
<H^jbK  
             v6 5C j2ec  
     从动轴的设计 9VW/Af  
       e* [wF}))  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, :|bL2T@>[  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M uZl d9u  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 `PARZ|  
    已知大齿轮的分度圆直径为 T 6D+@i  
        d2=252.5 aBC5?V*e%  
而  F= &. =8Q?  
     F= F 5M>h[Q"R  
c 4AJ`f.5  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N PSJj$bt;<+  
*tv&=  
KkUK" Vc  
5{HF'1XgZ*  
⑶.   初步确定轴的最小直径 We y*\@  
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 DWU=qD+  
1WtE] D  
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 @V 'HX  
查表,选取 %2:UsI  
+QN4hJK  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 ,8384'  
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 {YiMd oMhg  
$q\"d?n  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 0h1u W26^  
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与  。 ykC3Z<pI.  
qU#A,%kcV  
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. Q>$B.z  
at?I @By  
            D        B                轴承代号     O\Huj=  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     8oE`>Y  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     {H/%2  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     {|oWU8.l  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     Bv7FZK3  
L]MWdD  
     GFT@Pqq  
a6gw6jQ  
     I3>8B  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 *Hx*s_F  
    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, %fg6', 2  
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.     <Z.`X7]Uk  
`i.fm1I]  
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. e\X[\ve  
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, p*PzfSLN  
高速齿轮轮毂长L=50,则 bf/6AY7  
hr]+ 4!/  
L=16+16+16+8+8=64 IN/$b^Um  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. V<5. 4{[G  
*w;?&)8%  
5.    求轴上的载荷   #U-y<[ 3  
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, "3VX9{'%@  
查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. fBh"  
oO;L l?~  
d3znb@7  
3m& r?xZs  
2D%2k  
Do(G;D`h+_  
!%$[p'  
5 Y&`ZJ  
T"P}`mT  
     _xAru9=n^  
X_'tgP9  
传动轴总体设计结构图: }-:B`:K&  
     O`CZwXD  
                             tC'#dU`=qY  
2W0nA t  
                             (主动轴) X[Iy6qt  
s YTJ^Kd  
K3vZ42n  
        从动轴的载荷分析图: 0m1V@ 3]7>  
=( ZOn=IL  
6.     校核轴的强度 ~Q=;L>Qd  
根据 b$;oty9Y  
== D'[:35z  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 :g$"Xc8Zn  
查表15-1得[]=60MP ^nZ=B>Yn2  
〈 []    此轴合理安全 mD> J,E  
8L:AmpQdpA  
8、校核轴的疲劳强度. FrMXf,}  
⑴.   判断危险截面 `=;}I@]zj)  
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. 9Pg6,[*u  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 ]?_~QE`  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500  #NyO'  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 \ o2oQ3  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 kj2qX9 Ms  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 "{@[06|1  
截面上的弯曲应力 rbOJ;CK  
Ag T)J  
截面上的扭转应力 ,L  
== rZ,3:x-:  
轴的材料为45钢。调质处理。 ag8)^p'9  
由课本得: M p <r`PM2  
           F ]X<q uuL  
因             [3=Y 9P:  
经插入后得 i<m) s$u  
2.0         =1.31 #3ZAMV  
轴性系数为 w)J-e gc  
       =0.85 U$DZht4>u  
K=1+=1.82 V %[t'uh  
    K=1+(-1)=1.26 M%54FsV  
所以               5f_x.~ymA  
s8A"x`5(  
综合系数为:    K=2.8 851BOkRal4  
K=1.62 (8~mf$ zx,  
碳钢的特性系数        取0.1 bkR~>F]FAu  
   取0.05 QpzdlB44l  
安全系数 IA}vN3  
S=25.13 D4"<suU|.  
S13.71 V O1   
≥S=1.5    所以它是安全的 U5ph4G  
截面Ⅳ右侧 _Cf:\Xs m  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 z( ^?xv  
;*K;)C  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 m%eCTpYo  
!m=Js"  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 8 |= c3Z  
`tO t+>YWn  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 U*N{H$ACuR  
截面上的弯曲应力   p4O[X\T  
截面上的扭转应力 s`Z.H5V>\  
==K= gCYe ^KJ  
    K= o S{hv:)>  
所以                 %qJgtu"8  
综合系数为: |j/Y#.k;{0  
K=2.8    K=1.62 $EIKi'!8  
碳钢的特性系数 <:(;#&<  
    取0.1       取0.05 &B :L9^  
安全系数 3 P75:v  
S=25.13 \N0wf-qa=  
S13.71 V*?QZ;hCP  
≥S=1.5    所以它是安全的 'G[G;?F  
Dg~m}La  
9.键的设计和计算 6ym$8^  
+MYrNR.p  
①选择键联接的类型和尺寸 08AD~^^  
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. lZkJ<*z#  
根据    d=55    d=65 MowAM+?^}  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 zNGUll$  
                     b=20     h=12     =50 _H}hK kG+  
;9#W#/B  
②校和键联接的强度 AW_YlS  
  查表6-2得      []=110MP B<myt79F_[  
工作长度  36-16=20 @ZYJY  
    50-20=30 D@5h$ m5  
③键与轮毂键槽的接触高度 IEM{?  
     K=0.5 h=5 1H%p|'FKA  
    K=0.5 h=6 ,[N(XstI  
    由式(6-1)得: F;/^5T3wI  
           <[] Wd+kjI\  
           <[] 'lEIwJV$  
    两者都合适 SH"<f_  
    取键标记为: M d Eds|D  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 W}7Uh b  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 toj5b;+4F  
10、箱体结构的设计 '9qyf<MlY  
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, y_Gs_xg  
大端盖分机体采用配合. ; X+.Ag  
C\Ob!sv%H  
1.   机体有足够的刚度 RV]QVA*i  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 SY.koW  
b{<$OVc  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 ,\\=f#c=  
4y4r;[@U  
因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H为40mm 03iy[~Y2  
为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 +|<bb8%  
D;48VK/Q  
3.   机体结构有良好的工艺性. DqI"B  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. -ciwIS9L  
@^# 9N!Fj]  
4.   对附件设计 Xmb##:  
A  视孔盖和窥视孔 W?N+7_%'  
在机盖顶部开有窥视孔,能看到 传动零件齿合区的位置,并有足够的空间,以便于能伸入进行操作,窥视孔有盖板,机体上开窥视孔与凸缘一块,有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封,盖板用铸铁制成,用M6紧固 bF;|0X$ x  
B  油螺塞: sVnq|[ /  
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。 (Xz q(QV  
C  油标: lA6{TH.x  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 |Ul4n@+2  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. 1n*"C!q  
G7GKO  
D  通气孔: 0>;[EFL  
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. 64y9.PY  
E  盖螺钉: @QYCoEU8J  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 %Zfh6Bl\X  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. t82*rC IB{  
F  位销: u#V;  
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. q{[y4c1bG{  
G  吊钩: _S* QIbO  
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. fI.X5c>WK  
/L]@k`.q@  
减速器机体结构尺寸如下: 3 UQBIrQ  
RN&8dsreZp  
名称    符号    计算公式    结果     +,i_G?eX  
箱座壁厚                10     n"~K",~P  
箱盖壁厚                9     {)kL7>u]^V  
箱盖凸缘厚度                12     az}zoFl  
箱座凸缘厚度                15     C(KV5c  
箱座底凸缘厚度                25     Un+-  T  
地脚螺钉直径                M24     }\A 0g}  
地脚螺钉数目        查手册        6     e-xT.RnQ  
轴承旁联接螺栓直径                M12     a@ ? Bv  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     hy~KY6Ta  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     IG%x(\V-e  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     &u) qw }  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     hbx+*KM  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 y#O/Xw  
    22 a6d|Ps.\!  
    18     daf-B-  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 oChf&W 8u  
    16     Vrp]YR L`  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     Mu$q) u  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     ?Qpi(Czbpq  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     XNBzA3W  
机盖,机座肋厚                9    8.5     CWD $\K G  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) o 7V&HJ[  
150(3轴)     {D]I[7f8Ev  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) Aq$o&t  
150(3轴)     #S|On[Q!  
     IJ{VCzi  
11. 润滑密封设计 bvJ*REPL ?  
k6;pi=sYNW  
    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. tg~7^(s  
    油的深度为H+ PhmtCp0-7-  
         H=30  =34 :mdoGb$ dr  
所以H+=30+34=64 (d[JMO^@8  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 6fT^t!<i  
     Lf Y[Z4  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 BK.RYSN  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     2T"[$iH!7  
    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 U71A#OD^U  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 *m 6*sIR  
     D6P/39}W  
12.联轴器设计 `_{,4oi  
w#sP5qKv8  
1.类型选择. hLyV'*}  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 k{\a_e`  
2.载荷计算. Mi[,-8Sk  
公称转矩:T=95509550333.5 T zHR  
查课本,选取 u3PM 7z!~  
所以转矩   ]mi)x6 3^  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 lF$$~G  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm XfwH1n/o#  
~HBx5Cpi  
四、设计小结 w6l56 CB`  
    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。 {6wy}<ynC+  
    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。 x=1Sbs w{  
五、参考资料目录 fydQaxCND  
[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; MV?sr[V-oP  
[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; CyJZip  
[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; j<vU[J+gx~  
[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; /5:qS\Zl  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 PO0/C q)  
[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; Nbm$ta  
[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? "I45=nf  
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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