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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 `3p~m,  
                 cqxVAzb  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         x8GJY~:SW  
                 y qtKy  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) -i-?.:  
0M\D[ mg  
目   录 Vh>Z,()>>@  
     bLt.O(T}  
一    课程设计书                            2 % `Z! 4L  
G "P4-  
二    设计要求                              2 \h8 <cTQ  
iR"N13  
三    设计步骤                              2 }i!J/tJ)b  
     z3?o|A}/W  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 9mZ  
    2. 电动机的选择                                4 U`hY{E;  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 .F+@B\A<  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5   TX  
    5. 设计V带和带轮                              6 ||yzt!n  
    6. 齿轮的设计                                  8 dH( ('u[  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 <FZ@Q[RP  
    8. 键联接设计                                  26 -*.-9B~u  
    9. 箱体结构的设计                              27 XrZ*1V  
    10.润滑密封设计                                30 H#ClIh?'b  
    11.联轴器设计                                  30 W456!OHa  
     (p%>j0<  
四    设计小结                              31 =-p$jXVW%  
五    参考资料                              32 m.,U:>  
ID/ F  
一. 课程设计书 O*#*%RL|  
设计课题: #:SNHM^><  
    设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V qe5feky  
表一: l&?ii68/  
         题号 qP<Lr)nUH  
 T Q,?>6n  
参数    1     @IXsy  
运输带工作拉力(kN)    1.5     7 [0L9\xm  
运输带工作速度(m/s)    1.1     ;J7F J3n  
卷筒直径(mm)    200     orb_"Qw  
8_N]e'WUh  
二. 设计要求 H/}]FmjN  
1.减速器装配图一张(A1)。 Nz)l<S9>  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 z;y:9l  
3.设计说明书一份。 R LD`O9#j  
}V\N16f  
三. 设计步骤 }l=xiAF  
    1.  传动装置总体设计方案 g:EVhuK  
    2.  电动机的选择 <I;2{*QI2  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 G}p\8Q}'  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 bJD;>"*  
    5.  “V”带轮的材料和结构 8g7<KKw  
    6.  齿轮的设计 mkR2i>  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 @e{^`\l=<  
    8、校核轴的疲劳强度 i&n'N8D@  
    9.  键联接设计 a0Zv p>Ft  
    10.  箱体结构设计 }}<z/zN&^  
    11. 润滑密封设计 h yv2SxP*  
    12. 联轴器设计 ^b %0 B  
     xMBaVlEN  
1.传动装置总体设计方案: P~ &$l2  
M8u<qj&<O  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 Tyck/ EO  
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, GAAm0;  
要求轴有较大的刚度。 edPUG N  
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。 ]~3U  
其传动方案如下: ]~Z6;  
        aCL!]4K84$  
图一:(传动装置总体设计图) zen*PeIrA^  
:Lz\yARpk  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 I"`M@ %  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 M %Qt|@O  
     传动装置的总效率 gmm.{%1_I;  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; 1m.W<  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, BGfzslK  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, S<J}[I7V  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 ,\@O(; mF  
FKmFo^^0  
  2.电动机的选择 b Ax?&$  
%!1Q P[}K  
    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, m1*O0Tg]"  
    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, dc rSz4E|>  
    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。 KSrx[q  
     |ely|U. Tf  
    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, l\n@cQR  
     `Ry]y"K  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 k]I0o)+O.  
     !e?.6% %   
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 5v6Ei i:  
                                                  3Gip<\$v  
n-@j5w+k4  
方案    电动机型号    额定功率 +U3m#Y)k  
P NG6& :4!  
kw    电动机转速 SZXY/~=h  
    电动机重量 )sT> i  
N    参考价格 *H|M;G  
元    传动装置的传动比     T|TO}_x  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     >orK';r<  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     Tq4-wE+  
  mN19WQ(r  
   中心高 DX|# gUAm  
        外型尺寸 WH \)) y-  
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     #KiRfx4G  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     y? co|  
YGsWu7dG  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 )[|3ZP`  
>MvDVPi~+  
(1)       总传动比 Y"wUt &  
    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 z.I9wQ]X[  
    (2)       分配传动装置传动比 pLzk   
    =× :dqn h  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 5O6hxcMjT  
    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 v@d  
4.计算传动装置的运动和动力参数 NSDv ;|f  
(1) 各轴转速 _Wa. JUbv  
  ==1440/2.3=626.09r/min ` 5C~  
  ==626.09/5.96=105.05r/min Ck|8qUz-  
(2) 各轴输入功率 b 'pOJS  
    =×=3.05×0.96=2.93kW =pC3~-;3  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW 4%3M b-#Y]  
    则各轴的输出功率:    ({=gw9f  
=×0.98=2.989kW EB8\_]6XJ  
=×0.98=2.929kW h|"9LU4a  
各轴输入转矩 M )2`+/4  
   =××  N·m h^o{@/2  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· _Iv6pNd/  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m _\GC(  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m hHMN6i  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m sK5r$Dbr  
=×0.98=242.86N·m Q(oN/y3,  
运动和动力参数结果如下表 DY?Kfvef  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     7fba-7-P  
    输入    输出    输入    输出         u9EgdpD  
电动机轴        3.03        20.23    1440     jYhB +|  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     LmnymcH  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     i0$kit  
cu/5$m?xx  
5、“V”带轮的材料和结构 CLJ;<  
  确定V带的截型 Ch3jxgQY  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 k|H:  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 WV_.Tiy<  
      V带截型      由图6-13                        B型 9Q+'n$s0^  
   vCw e'q`1  
  确定V带轮的直径 6Z%U`,S  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm -#HA"7XOE  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s d>t<_}  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm Rw:*'1  
   _<OSqE  
  确定中心距及V带基准长度 p$3sME$L  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 6 'Worj  
                          360<a<1030 +P`*kj-P\  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm d*%`!G  
     $H9%J  
  初定V带基准长度 trp0 V4b8  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm z3;*Em8Ir  
       f__cn^1  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm pv Gf\pu  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm "*srx]  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 aD$v2)RR  
   %YC_Se7  
   确定V带的根数 l.NEkAYPmH  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw G%W8S \  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 j?x>_#tIY  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 T, )__h  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 $NZ-{dY{  
         ?I~()]k5  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 6U R2IxbE  
                             Gf<'WQ[  
                       取Z=2 ?1K#dC52#  
V带齿轮各设计参数附表 m4l& eEp  
u /\EtSH  
各传动比 EH! q=&d  
.jk@IL  
    V带        齿轮     X6@WwM~qz  
    2.3        5.96     j+uLV{~g6  
  n4R(.N00  
2. 各轴转速n UZJCvfi  
    (r/min)        (r/min)     Yd=>K HVD  
    626.09        105.05     r'HtZo$^R  
Xy$3VU*  
3. 各轴输入功率 P L"4mL,  
    (kw)        (kw)     [k;\SXDZo  
    2.93       2.71     ,l:ORoND  
$4 S@  
4. 各轴输入转矩 T g| vNhq0|i  
    (kN·m)        (kN·m)     A Sk|A!  
43.77        242.86     6MT1$7|P&x  
rp!oO>F  
5. 带轮主要参数 {_ i\f ]L  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         $',K7%y  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     hM6PP7XH  
带的根数z     ]);%wy{Ho  
    160        368        708        2232        B        2     j)/nKh4O  
opy("qH  
6.齿轮的设计 ~l]ve,W[  
mR?5G: W~R  
(一)齿轮传动的设计计算 %)/P^9I6  
~&7MkkftM  
齿轮材料,热处理及精度 `OXpU,Z 6U  
    考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 x:7b/ j-  
    (1)       齿轮材料及热处理 '":lB]hS  
       ① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮  280HBS  取小齿齿数=24 4'a=pnE$  
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 7|$:=4  
      ② 齿轮精度 w1OI4C)~  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 _lGdUt 2  
     [BqHx5Xz(  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 V9{]OV%  
按齿面接触强度设计 Kgi<UkFP  
> dI LF  
确定各参数的值: Z7hgA-t  
①试选=1.6 ['B?i1 .  
选取区域系数 Z=2.433   +'I+o5*  
     j}JrE,|  
    则 hRrn$BdLX  
    ②计算应力值环数 X\@C.H2ttY  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) ,!Z *5  
    =1.4425×10h 'E/^8md>  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) w[S pw<Z  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 ^Eb.:}!D6  
    ④齿轮的疲劳强度极限 YW_Q\|p]M  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: zMm#Rhn  
    []==0.93×550=511.5 :y%/u%L  
D6>2s\:>vp  
    []==0.96×450=432         @|63K)Xy  
许用接触应力   $JJrSwR<h  
         f78An 8  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   %_RQx2  
         =1 Lvq>v0|  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 )FF>IFHG  
    =4.47×10N.m si`A:14R  
    3.设计计算 4E]l{"k<  
①小齿轮的分度圆直径d =|3ek  
     TDFkxB>  
    =46.42 toya fHf  
    ②计算圆周速度 |)b6>.^  
    1.52 7VqM$I  
    ③计算齿宽b和模数 im9G,e  
计算齿宽b ^S UPi  
       b==46.42mm nrxo &9[@n  
计算摸数m PE}:ybsX  
  初选螺旋角=14 r@+ri1c  
    = G-xDN59K  
    ④计算齿宽与高之比 dZ  rAn  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 9`I _Et  
=46.42/4.5 =10.32 zR1^I~ %  
⑤计算纵向重合度 wKZ$iGMbz  
=0.318=1.903 @SJL\{_  
⑥计算载荷系数K XC0bI,Fu,  
使用系数=1 #{?PbBE}  
根据,7级精度, 查课本得 !}v=N";c  
动载系数K=1.07, u frW\X  
查课本K的计算公式: 7n8~K3~;  
K= +0.23×10×b s+,OxRVw(  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 OGde00  
查课本得: K=1.35 ^)(bM$(`  
查课本得: K==1.2 z3&]%Q&  
故载荷系数: ,SynnE68  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 5][Ztx  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 KIui(n#/  
    d=d=50.64 Co (.:z~  
    ⑧计算模数 ^?0DP >XA  
    = l6YtEHNG  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 !%^^\,  
    由弯曲强度的设计公式 zVXC1u9B  
    ≥ Sp@^XmX(S  
1|kvPo#  
⑴   确定公式内各计算数值  `x l   
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m WN{ 9  
         确定齿数z 4L ;% h  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 $@^pAP   
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 YQ+tDZY8`  
    Δi=0.032%5%,允许 k9:{9wW  
    ②      计算当量齿数 5R'TcWf#W  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  (i34sqV$m  
    z=z/cos=144/ cos14=158 ])|d"[ur=  
    ③       初选齿宽系数 ROg(U8 N  
     按对称布置,由表查得=1 TH; R  
    ④       初选螺旋角 A )^`?m3  
    初定螺旋角 =14 C\/xl#e<@  
    ⑤       载荷系数K "x=f=;  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 YP.5fq:  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y P_?gq>E8  
    查得: |uqf:V`z:  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 8P^I TL z%  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 o7J  
     As3.Q(#Z  
    ⑦       重合度系数Y mQCeo}7N5  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 0y 7"SiFY  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 X%Z{K-  
=14.07609 $}J5xG,}$  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 jGXO\:s O  
    ⑧       螺旋角系数Y b7 NM#Hb  
 轴向重合度 =1.675, jT8#C=a7  
    Y=1-=0.82 m@"QDMHk.  
     9z}uc@#D=m  
    ⑨       计算大小齿轮的 N}pw74=1  
 安全系数由表查得S=1.25 q}~3C1  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 (8Bk;bd  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 kSR\RuY*  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 ::ajlRZG  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   B8B; y^b>i  
    小齿轮     大齿轮 ZAv,*5&<  
u=/{cOJI6  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: (yF:6$:#  
    K=0.86        K=0.93   K8>zF/# +  
_AQb6Nb  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 SnE(o)Q  
      []= iVB86XZ`  
      []= r<K(jG[:{f  
       4 !y%O  
       3pv4B:0  
        大齿轮的数值大.选用. MYla OT  
     Y( 3Bp\6  
⑵   设计计算 R]OpQ[k  
     计算模数 AtdlZ  
k p<OJy  
7w'wjX-  
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: x|mqL-Q f  
x$1]M DAGb  
z==24.57  取z=25 NF+iza;DP  
Pa~)"u 8  
那么z=5.96×25=149           p?B=1vn-2  
  JBJhG<J  
②   几何尺寸计算 +)y^ 'Qs  
    计算中心距     a===147.2 a"FCZ.O1  
将中心距圆整为110 lrv3fPIW  
&K.?p2$X  
按圆整后的中心距修正螺旋角 kuol rfGB  
MC<PM6w  
=arccos QV {}K  
$lLz 3YS  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. n}'=yItVL1  
_tBTE%sO  
计算大.小齿轮的分度圆直径 )xbHCoU,  
     Olh<,p+x  
    d==42.4 _~piZmkG$  
}HY-uQ%@g  
d==252.5 BaSZ71>9]r  
5<UVD:~z  
计算齿轮宽度 S4G^z}{_  
.u4 W /  
B= f ` R/ i  
7cTV?nc  
圆整的       Jh ]i]7r  
&Rvm>TC=  
                                            大齿轮如上图: [/Rf\T(,jn  
BZR:OtR^  
CitDm1DXt/  
kP-3"ACG  
7.传动轴承和传动轴的设计 G&4&-<  
K?BOvDW"`  
1.  传动轴承的设计 3+@<lVew6  
i70w rW#k  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 [/e<l&y  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min  \4v]7SV  
T1=43.77kn.m mGJasn  
⑵.  求作用在齿轮上的力 fp+gyTnd3  
    已知小齿轮的分度圆直径为 FQqI<6;  
        d1=42.4 prTw'~(B  
而  F= 0a}u;gt,4w  
     F= F eA#;AQm  
[uI|DUlI6o  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N X{\F;Cb*  
iZM+JqfU|D  
5 N#3a0)  
hM{{\yZS  
⑶.   初步确定轴的最小直径 8 0Gn%1A9  
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 YbTxn="_  
no< ^f]33  
.=X}cJ]`[  
             `/EGyN6X  
     从动轴的设计 Tl2C^j  
       joiL{  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, PfC!lI BU  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M vTlwRG=5  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 !V i@1E  
    已知大齿轮的分度圆直径为  (Q.waI  
        d2=252.5 _Ou WB"  
而  F= yIDD@j=l  
     F= F ] :BX!<  
@I_8T$N=  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N 6~1|qEe6I  
!f&Kf,#b`  
D"ND+*Q [X  
vK _?<>  
⑶.   初步确定轴的最小直径 (^u1~1E 5  
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 XqW@rU  
L1Iz<>  
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 ?<(m 5Al7  
查表,选取 }Rz3<eON  
u%$Zqee  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 E}40oID  
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 V>A .iim  
Qzlo'e1  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 m0cP(  
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  。 .zn;:M#T  
#m{UrTC  
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. z#]Jv!~EPE  
(&+kl q  
            D        B                轴承代号     G|( ]bvJ?  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     vfq%H(  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     4*e0 hWp  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     {a4z2"\A  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     ,0hA'cp  
+;#Y]xy:  
     \9/ b!A  
89wU-Aggq  
     BI $   
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 $aN&nhoO<  
    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, $ep.-I>  
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.     /)4I|"}R0I  
,:Lb7bFv>  
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. L (khAmm  
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, Qt/8r*Oe  
高速齿轮轮毂长L=50,则 + j W1V}h  
sK7+Q  
L=16+16+16+8+8=64 gMaN)ESqd4  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. Up,vD)tG  
p~9vP)74u  
5.    求轴上的载荷   C\di7z:  
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, x}Aw)QCh+r  
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. aEWWFN  
CC@.MA@9N  
ui@2s;1t  
DBCK2PlJ  
<_XWWT%  
86\S?=J-b  
:@!ic<p  
T+<A`k: -  
bIEhgiH  
     5<ux6,E1{  
])Qs{hs~s  
传动轴总体设计结构图: QNxl/y\l0  
     _<NMyRJo  
                             o4zM)\;F  
*H.oP  
                             (主动轴) m/qbRk68s  
>B2q+tA  
@$2))g`  
        从动轴的载荷分析图: X_g 3rv1J  
h<SQL97N  
6.     校核轴的强度 a'jR#MQl?  
根据 Vw&HVo  
== D*YM[sN`  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 =n' 4?W@  
查表15-1得[]=60MP l+g9 5m jP  
〈 []    此轴合理安全 X0M1(BJgGo  
mK [0L  
8、校核轴的疲劳强度. }GZ}Q5  
⑴.   判断危险截面 u*#ZXW  
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. DANw1 _X\  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 U=o"32n+  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 @bnG:np  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 Z+StB15  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 3,Q^& 1  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 ryc& n5  
截面上的弯曲应力 Q lHd,w  
Zb134b'  
截面上的扭转应力 `St.+6^J  
== ocyb5j  
轴的材料为45钢。调质处理。 A,) VM9M_l  
由课本得: Eb=#9f%y>&  
           Qo1eXMW  
因             a+9 *@z2  
经插入后得 W.1As{  
2.0         =1.31 [F[K^xYTlg  
轴性系数为 J-<^P5  
       =0.85 )|I5j];L  
K=1+=1.82 j}AFE  
    K=1+(-1)=1.26 `W-&0|%Ta  
所以               ZJjTzEV%^B  
NcAp_q? 4  
综合系数为:    K=2.8 ~-83Q5/[  
K=1.62 thqS*I'#g  
碳钢的特性系数        取0.1 @Fpb-Qd"  
   取0.05 Fbp{,V@F2  
安全系数 Ol')7d&  
S=25.13 }I!hOD>]O  
S13.71 QQpP#F|w  
≥S=1.5    所以它是安全的 s ncIqsZ  
截面Ⅳ右侧 1[*{(e  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 (LtkA|:  
"W#t;;9Wz  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 )){xlFA}  
=ORf%f5"'  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 ZCg`z  
?K@t0a   
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 poJg"R4  
截面上的弯曲应力   rz(0:vxwA  
截面上的扭转应力 XTDE53Js&  
==K= ?Mp1~{8  
    K= cW``M.d'F  
所以                 GPWr>B.{:S  
综合系数为: !eJCM`cp  
K=2.8    K=1.62 m/`IGT5J  
碳钢的特性系数 o/,NGU  
    取0.1       取0.05 uvA(Rn  
安全系数 n$2RCQ  
S=25.13 }xlKonk  
S13.71 +[m8c){  
≥S=1.5    所以它是安全的 cywg[  
5% nt0dc  
9.键的设计和计算 Ewo*yY>  
iS@\ =CK  
①选择键联接的类型和尺寸 !5x Ly6=}  
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. &B!%fd.'  
根据    d=55    d=65 Q1>zg,r  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 i9UI,b%X  
                     b=20     h=12     =50 |)@N-f:E  
FoPginZ]J  
②校和键联接的强度 bO49GEUT _  
  查表6-2得      []=110MP ,2WH/"  
工作长度  36-16=20 ke/_k/  
    50-20=30 fo\\o4Qyh  
③键与轮毂键槽的接触高度 C]`eH *z~8  
     K=0.5 h=5 Uq X1E  
    K=0.5 h=6 iUr xJh  
    由式(6-1)得: LD+f'^>>Z  
           <[] M@?"t_e1  
           <[] "+iAd.qd  
    两者都合适 jeDlH6X'  
    取键标记为: =LZ>s u  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 ~Sy-ga J  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 qmmv7==  
10、箱体结构的设计 gJ\%>r7h  
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, W._G0b4}  
大端盖分机体采用配合. eX<K5K.B  
_1JmjIH)M  
1.   机体有足够的刚度 =aow d4 t  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 TC-f%1(  
k)E;(  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 L+Pc<U)T+  
X Usy.l/  
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 b*9e1/]  
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 "d?f:x3v^  
!C7<sZ`C  
3.   机体结构有良好的工艺性. i X/tt  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. Qp&?L"U)2  
 ,o&<WMD  
4.   对附件设计 $T*KaX\{B  
A  视孔盖和窥视孔 P`sN&Y~m  
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 /8p&Qf>lJ1  
B  油螺塞: /v&`!nKu  
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。 *?Wtj  
C  油标: 7l}~4dm2J  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 d]k='  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. J%4HNW*p  
-q(:%;  
D  通气孔: luF#OPC  
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. a97Csxf;7  
E  盖螺钉: |B1Af  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 sUda   
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. -eYL*Pa  
F  位销: ?W<cB`J  
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. w?;b7i  
G  吊钩: u.&|CF-  
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. (q k5f`O  
iJ*%dio  
减速器机体结构尺寸如下: Ko-QR(  
Z>HNe9pr  
名称    符号    计算公式    结果     #]5)]LF1q  
箱座壁厚                10     d:3= 1x  
箱盖壁厚                9     4`G=q^GL,  
箱盖凸缘厚度                12     a?\ `  
箱座凸缘厚度                15     HtS#_y%(  
箱座底凸缘厚度                25     _pW 'n=}R  
地脚螺钉直径                M24     c8tP+O9  
地脚螺钉数目        查手册        6     +TWJNI  
轴承旁联接螺栓直径                M12     Z[bv0Pr  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     :9O|l)N)W=  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     jM;d>Gymx  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     ~s0P FS7  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     P ]_Vz  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 YL!oF^XO  
    22 {!tOI  
    18     fX$6;Ae  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 X~#@rg!"  
    16     ^zkd{ov  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     TR_(_Yd?36  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     ~CJYQFt  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     "vvFq ,c  
机盖,机座肋厚                9    8.5     !zl/0o  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) `oan,wq+  
150(3轴)     }cyq'm i  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) ?~]>H A:  
150(3轴)     W|)(|W  
     8Q +TE;  
11. 润滑密封设计 ud!r*E  
t>=GVu^  
    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. rHR5,N:  
    油的深度为H+ KS8\F0q  
         H=30  =34 M~#5/eRX  
所以H+=30+34=64 F 'fM?!(  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 Rf&^th}TH  
     >l6XZQ >  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 v UJ sFR  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     69[w/\  
    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 $K;_Wf  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 if\k[O 1T6  
     _dz:\v  
12.联轴器设计 (}~ 1{C@  
`,<>){c|  
1.类型选择. cC*zj \O  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 AJdlqbd'+  
2.载荷计算. 0R.Gjz*Q  
公称转矩:T=95509550333.5 t%ou1 &SO  
查课本,选取 >0[qi1  
所以转矩   ^2P;CAjj-  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 %@)U/G6s}  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm a2 IV!0x  
#nt<j2}m  
四、设计小结 \["1N-q b  
    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。 Fvcq^uZ  
    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。 jnx+wcd  
五、参考资料目录 4{1c7g  
[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; E9 :|8#b  
[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; 4?* `:  
[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; %6vMpB`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; .XZ 71E  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 y^vfgP<@  
[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;  yS(=eB_  
[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? n=Z[w5  
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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