| 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 Uq}F rK} "!- 课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 \nfjz\"R?b h/'b(9fS 专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) b-)m'B}` ElFiR; 目 录 , %8keGhl 8i
epG 一 课程设计书 2 8iv0&91Z eo#2n8I>=1 二 设计要求 2 I_?+;<n 6]%SSq& 三 设计步骤 2 Z<P?P` x9DG87P~+ 1. 传动装置总体设计方案 3 c0I;8z`b 2. 电动机的选择 4 xE$>;30b_ 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 DGc5Lol~ 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 sJI"
m'r=Z 5. 设计V带和带轮 6 -0I]Sm;$ 6. 齿轮的设计 8 VVd9VGvh 7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 =d+~l 8. 键联接设计 26 u&M:w5EM 9. 箱体结构的设计 27 Jw+k=> 10.润滑密封设计 30 n]3Lqe; 11.联轴器设计 30 `>HM<Nn-0 [Sj _= 四 设计小结 31 #<$pl]>}t 五 参考资料 32 >'eY/>n{ 8I>'xf 一. 课程设计书 l:@`.'-= 设计课题: B;vpG?s{9 设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V S9
p*rk~ 表一: K/flg|uZ/V 题号 /h]#}y j Wr j<}L| 参数 1 jqzG=/0~{ 运输带工作拉力(kN) 1.5 x(]Um! 运输带工作速度(m/s) 1.1 U} K]W>Z 卷筒直径(mm) 200 8wf[*6VwV p2=+cS"HC 二. 设计要求 |//D|-2 1.减速器装配图一张(A1)。 Il4R R 2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 za,JCI 3.设计说明书一份。 I)(@'^) <rKfL`8p 三. 设计步骤 a_T3< 1. 传动装置总体设计方案 2Wx~+@1y 2. 电动机的选择 MnPk+eNJm 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 af>^<q 4. 计算传动装置的运动和动力参数 lZ*V.-D^] 5. “V”带轮的材料和结构 d71|(`& 6. 齿轮的设计 {<P{uH\l 7. 滚动轴承和传动轴的设计 XU*4MU^' 8、校核轴的疲劳强度 NMvNw?] 9. 键联接设计 "y7IH
GJ\3 10. 箱体结构设计 d69synEw>k 11. 润滑密封设计 Zl\$9Q_ 12. 联轴器设计 Lz/{
q6> nB9(y4 1.传动装置总体设计方案: l+r3|b 4(D1/8 1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 y5/LH~&Ov 2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, J=?P`\h 要求轴有较大的刚度。 (:|rCZC 3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 -)%gMD~z1 其传动方案如下: L!LhH >Tp`Kri 图一:(传动装置总体设计图) 0F-%C>&g >4G~01 初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 3%(BZ23 选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 W @]t 传动装置的总效率 \sEH)$R' η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; T( z/Jm3 为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, 2{9%E6%# η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, :\"V5 为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 i`7(5L~` (hi{i 2.电动机的选择 wv.HPmq o^3X5})sv 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, w{"ro~9o 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, 1~ZFkcV_C 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。 O"ebrv ~N]pB]/][ 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, H{,qw%.|KA *cy!PF& 选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 2I>`{#fV c2Yrg@) [ 额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 W}P9I&3 7U2?in}?Qi nU,~*Us 方案 电动机型号 额定功率 ') K'Ea P U.pGp]\Q)G kw 电动机转速 q+U&lw|"w 电动机重量 R*l3 zn> N 参考价格 )W^$7Em 元 传动装置的传动比 0gsRBy 同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 %fIYWu`X 1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 =3EE-%eF! "Ky&x$dje 中心高 &l~9FE* 外型尺寸 &R,QJ4L 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 PB;j4 132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 c@x6<S%* H+5S )r 3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 giHqc7-PaX UgTgva>? (1) 总传动比 f>[{1M]n\ 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 ?D+H2[n\a
(2) 分配传动装置传动比 8<=]4- X@ =× nP+jkNn3 式中分别为带传动和减速器的传动比。 UG=],\E2 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 8|~ M!< 4.计算传动装置的运动和动力参数 2Ft#S8 (1) 各轴转速 hg-M>|s7 ==1440/2.3=626.09r/min Q#lFt,.y ==626.09/5.96=105.05r/min 3
p!t_y|SX (2) 各轴输入功率 'iX y?l =×=3.05×0.96=2.93kW 3oMa =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW T:3}W0s, 则各轴的输出功率: E&;;2 =×0.98=2.989kW g(l:>=g]? =×0.98=2.929kW S\sy] 1*?$ 各轴输入转矩 a,eEP43dn =×× N·m AWDy_11Nm 电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· ?nwg.&P 所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m N>IkK*v =×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m 6o]j@o8V 输出转矩:=×0.98=43.77 N·m ) ):w`^6 =×0.98=242.86N·m tja7y"(] 运动和动力参数结果如下表 ]\F}-I[ 轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min 0RHjA&r3v 输入 输出 输入 输出 lz4M)pL^ 电动机轴 3.03 20.23 1440 XnB-1{a1 1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 g^)) 2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 SN;_.46k h]WW?. 5、“V”带轮的材料和结构 P,)\#([vc 确定V带的截型 |XJ|vQGU 工况系数 由表6-4 KA=1.2 |N0RBa4% 设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 .$ xTX' V带截型 由图6-13 B型 *0z'!m12 .xe+cK 确定V带轮的直径 G|j8iV O 小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm }CvhLjo 验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s KMXd 大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm FSb4RuD9 ~b})=7 n. 确定中心距及V带基准长度 r#w.yg4EX 初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 yc0_7Im? 360<a<1030 w
sbzGW~= 要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm c3N,P<# f\~A72- 初定V带基准长度 Y{<SD-ibZ$ Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm Nuaq{cl f`-UC_(; V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm s} oD?h:T3 传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm 9:7&`JlC# 小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 Q+dLWFI \vgM`32< 确定V带的根数 S6{u(=H 单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw *rmM2{6 额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 Hli22~7T: 包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 I[P_j`aE 带长修正系数 由表6-2 KL=1 RP%FMb}nt ]%+T+zg(Y V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 y)b=7sU bdHHOpXM 取Z=2 X{P=2h#g
V带齿轮各设计参数附表 9lB$i2G>Zw y>] Yq- 各传动比 "B0I$`~wu c:2LG_mQ V带 齿轮 0?=a$0_C 2.3 5.96 U3|9a8^H l a>H& 2. 各轴转速n WT:ZT$W (r/min) (r/min) )pG*_q 626.09 105.05 5RR4jX] {=9"WN 3. 各轴输入功率 P [I=1
(kw) (kw) ,OBJ>_5 2.93 2.71 GxA[N hx8. 4. 各轴输入转矩 T z,(.` %h (kN·m) (kN·m) :i*
=s}cv 43.77 242.86 Rl n% Y *V{Y.`\ 5. 带轮主要参数 41I2t(H @z 小轮直径(mm) 大轮直径(mm) abg`:E 中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 [m(n-MuF 带的根数z :Q"p!,X=- 160 368 708 2232 B 2 0D&-BAzi uVa`2]NV r 6.齿轮的设计 JwdvY] 6)_h'v<|M (一)齿轮传动的设计计算 64t: a$$aM2.2 齿轮材料,热处理及精度 w6|l ~.$= 考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 4c@_u8 (1) 齿轮材料及热处理 t_id/ ① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24 }B&+KO) 高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 "-g5$v$de ② 齿轮精度 HEF\TH9 按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 G x{G}9 {gI% - 2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 OXF/4Oe 按齿面接触强度设计 t]8nRZ1 'k/:3?R 确定各参数的值: 9EWw ①试选=1.6 ="
pNE# 选取区域系数 Z=2.433 BF /4 A5RM&y 则 6yd?xeD ②计算应力值环数 p:3
V-$4X N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) m3=Cg$n =1.4425×10h x| r# N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) dUkZ_<5'' ③查得:K=0.93 K=0.96 ),5A&qT* ④齿轮的疲劳强度极限 AU<A\ 取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: *|6*jU []==0.93×550=511.5 e)aH7Jj# 9
!V,++j []==0.96×450=432 \ \g Aa-}: 许用接触应力 =h[;'v{ l f_q6y ⑤查课本表3-5得: =189.8MP 7$Lt5rn"} =1 n7hjYNJ T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 Nh1,
w =4.47×10N.m p/KG{-f, 3.设计计算 3V3 q
vd ①小齿轮的分度圆直径d O}X@QG2_ ()zn8_z =46.42 LknV47vd ②计算圆周速度 3 ]w a8| 1.52 \!wo<UX% ③计算齿宽b和模数 R*VEeLx 计算齿宽b ';I(#J6 b==46.42mm 8$38>cGY^ 计算摸数m rmPJid[8B~ 初选螺旋角=14 mX GW+ = v-}B
T+ ④计算齿宽与高之比 QT\"r T9# 齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 @-.Tgpe@a =46.42/4.5 =10.32 '%*/iH6<U{ ⑤计算纵向重合度 D{^CJ :n =0.318=1.903 .5iXOS0
G ⑥计算载荷系数K CQ'4 ".7 使用系数=1 +q] kpkG! 根据,7级精度, 查课本得 0[Z wtfL1 动载系数K=1.07, !}=#h8fv 查课本K的计算公式: @m9dB P K= +0.23×10×b 4v.i!U#
{ =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 bM"d$tl$?' 查课本得: K=1.35 @[~j|YH} 查课本得: K==1.2 >z k6{kC 故载荷系数: #|F5Kh" K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 ?J6\?ct4 ⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 l|fb;Giq=D d=d=50.64 @-XMox/ ⑧计算模数 Q'0:k{G
= G1ED=N_# 4. 齿根弯曲疲劳强度设计 %[BOe4[
由弯曲强度的设计公式 r_pZK(G% ≥ M)CQ|P lLN5***47J ⑴ 确定公式内各计算数值 pI}6AAs}Z ① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m Z=^~]Mfa 确定齿数z LNF|mS\+D 因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 lD,;xuQ 传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 v[<;z(7Qk Δi=0.032%5%,允许 z W*Z ② 计算当量齿数 ef:YYt{|q z=z/cos=24/ cos14=26.27 )u.%ycfeV z=z/cos=144/ cos14=158 8!qzG4F/ ③ 初选齿宽系数 `ex>q 按对称布置,由表查得=1 BP8jReX^ ④ 初选螺旋角 dQ_yb+< 初定螺旋角 =14 53l !$#o ⑤ 载荷系数K 1j+RXb\< K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 L^??*XEUJ ⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y 2@:Ztt6~ 查得: r~PVh? 齿形系数Y=2.592 Y=2.211 e?fA3Fug 应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 fDKV` Vs,
& ⑦ 重合度系数Y W!)B%.Q 端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 /v7o!D1G =arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 #F ;@Qi3z =14.07609 1.z]/cx<y 因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 >44,Dp] ⑧ 螺旋角系数Y K#[z5 轴向重合度 =1.675, =S|dzgS/ Y=1-=0.82 !z"nJC H+ 7Fw'u ⑨ 计算大小齿轮的 h8:5[;e 安全系数由表查得S=1.25 :-e[$6}S 工作寿命两班制,8年,每年工作300天 73kI%nNB 小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 C |P(,Xp 大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 >"pHk@AW K 查课本得到弯曲疲劳强度极限 z;PF%F 小齿轮 大齿轮 dd!Q[]$ } 6kdcFcV-] 查课本得弯曲疲劳寿命系数: 5k`Df/ K=0.86 K=0.93 8P*wt'Q$ b:W
x[+ 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 aThvq%; []= t`'5| []= Frum@n =90)=Pxd sQ8kLS_q8 大齿轮的数值大.选用. aU%QJ#j xGt>X77 ⑵ 设计计算 b*<Fi#x1= 计算模数 k;!}nQ& ?Y_!Fr3V 3/EJ^C 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: %)P)Xb ^d!I{ y# z==24.57 取z=25 ;
nYR~~ [k
那么z=5.96×25=149 N.q0D5 : E\*M4n\! ② 几何尺寸计算 r<EwtO+x 计算中心距 a===147.2 .[S\&uRv 将中心距圆整为110 xv0y?#`z 4x?4[J~u[ 按圆整后的中心距修正螺旋角 @%rj1Gn -[xbGSj{ =arccos TJz}
8-#t _!^2A3c< 因值改变不多,故参数,,等不必修正. yI. hN MsjC4(Xla. 计算大.小齿轮的分度圆直径 c<imqDf a_k~z3wG d==42.4 7x)32f" EL;OYW( d==252.5 j:xm>X' pzcof#2 计算齿轮宽度 ##/ l vfOG(EkG.? B= RKwuvVI i?|b:lcV 圆整的 Y!3i3D LqoH]AcN 大齿轮如上图: 15"[MX A aIklAj)= xZ>@wBQ e)A{
{wD/ 7.传动轴承和传动轴的设计 t[X,m]SX r,cK#!<% 1. 传动轴承的设计 ;Wig${ BaOPtBYA: ⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 hXQo>t-$ P1=2.93KW n1=626.9r/min wo_iCjmK T1=43.77kn.m s^ K:cz ⑵. 求作用在齿轮上的力 Z]=9=S|
.4 已知小齿轮的分度圆直径为 .oz(,$CS" d1=42.4 oL*ZfF3 而 F=
W>m#Mz F= F iS}~e{TP/ ?oQAxb& F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N ;N!W|G B}npom\tC Zksow} % HOlMj!. ⑶. 初步确定轴的最小直径 f4&k48Ds 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 Q7SRf$4 d6{0[T^L QS2~}{v & 6~AY:0r 从动轴的设计 r9$7P?zm YveNsn 求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, 9Q:}VpT~nG P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M .$s=E8fW ⑵. 求作用在齿轮上的力 tk'3Q 1L 已知大齿轮的分度圆直径为 $iOkn|~<@W d2=252.5 ~+O ws 而 F= {iq)[)n F= F %y R~dt' uqK[p^{ F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N fg~9{1B )*_n/^m (Q ~<> cK6IyJx- ⑶. 初步确定轴的最小直径 A.(xa+z? 先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 'tun;Y d> L*2 g 输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号
Mgc|># = 查表,选取 <"
F|K!Tz N1jJ(}{3 因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 Dp"
xO<PE2 选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 j!hdi-aTU ,: 4+hJ<q ⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 %XK<[BF 为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与 。 9$e6?<`(Y S9@)4|3C|p 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. *OMW" NZ; 7s.vJdA]6 D B 轴承代号 ?)'+l 45 85 19 58.8 73.2 7209AC
#dm"!I>g 45 85 19 60.5 70.2 7209B h6C:`0o 50 80 16 59.2 70.9 7010C ICXz(?a 50 80 16 59.2 70.9 7010AC :gacP? 7P7d[KP< ] !:0^| wNhtw'E8 u4;#~## 对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 %[7<GcWl 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, CAV
Q[r5y 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. _#rE6./@q |!?`KO{ 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. BSbi.@@tp 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, 8n Oent0a 高速齿轮轮毂长L=50,则 ctWH?b/ua _^cFdP)8| L=16+16+16+8+8=64 Aq"<#: 至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. R7-+@ #ysSfM6 5. 求轴上的载荷 k4Ub+F 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, lpHz*NZ0 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. >;zQ.2* #ZvDf5A /|z_z%= +
c"$-Jr XZ!^kftyW 9q|36CAO_ !$|h[ct Wo8.tu-2 @2Ca]2,4 RFqf$ tOf18V{a 传动轴总体设计结构图: [n{c, U
F -McDNM #K_E/~ 8{iFxTz (主动轴) Q]oCzSi _/
Uer} U6Ws#e 从动轴的载荷分析图: )>~d`_$dt i!9|R)c 6. 校核轴的强度 a}#Jcy!e 根据 "T,^>xD == Z>+Tzvfud 前已选轴材料为45钢,调质处理。 y%^TZ[S 查表15-1得[]=60MP i4 Vv6Sx1 〈 [] 此轴合理安全 /WX
0}mWu cKbsf^R[e 8、校核轴的疲劳强度. ??tNMr5{[ ⑴. 判断危险截面 Gv uX"J 截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. Xs7xZ$ ⑵. 截面Ⅶ左侧。 k%S;N{Qh@ 抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 ZyQ+}rO 抗扭系数 =0.2=0.2=25000 1}"PLq( 截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 E5U{.45 截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 3A5:D# 截面上的弯曲应力 )]~;Ac^x 4RXF.kJ3= 截面上的扭转应力 'HdOW[3o == :P1/kYg 轴的材料为45钢。调质处理。 g=)djXW 由课本得: 4`mF6%UC !O-9W=NJ 因 d/4k F 经插入后得 oykqCN 2.0 =1.31 !W ,pjW%Y 轴性系数为 iig ({b =0.85 +,BJ4``*k K=1+=1.82 `aw5"ns^V K=1+(-1)=1.26 nB+ e2e& 所以 9q=\_[\[ JIobs*e0m 综合系数为: K=2.8 R?K[O
K=1.62 !e"TWO*X 碳钢的特性系数 取0.1 N=X(G( 取0.05 S@'yuAe*G 安全系数 9:l@8^_o S=25.13 ;0!rq^JG S13.71 H#+?)<UQ ≥S=1.5 所以它是安全的 OVE5:)$x 截面Ⅳ右侧 jdF~0#vH 抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 Gap\~Z@L O)4P)KAO< 抗扭系数 =0.2=0.2=25000 EhBYmc"& z2GT9 截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 "7T9d) %!;6h^@ 截面Ⅳ上的扭矩为 =295 %bs~%6) 截面上的弯曲应力 o/U"'FP 截面上的扭转应力 ~!Q\\_ ==K= ETA 1\ K= a &89K 所以 z&@Vg`w" 综合系数为: Ehv*E K=2.8 K=1.62 z'FJx2 碳钢的特性系数 v'QmuMWF 取0.1 取0.05 \?9{H6<= 安全系数 07?| "c. S=25.13 8+irul{H_ S13.71 k^ZcgHHgb ≥S=1.5 所以它是安全的 Rf~? u)h1 @zHTKi` 9.键的设计和计算 h 'F\9t pM^r8kIH ①选择键联接的类型和尺寸 re `B fN 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. O\(0{qu 根据 d=55 d=65 9Fkzt=(E~ 查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 qrj:H4#VB b=20 h=12 =50 =[$zR>o*% ?5> Ep:{+/ ②校和键联接的强度 {'QA0K 查表6-2得 []=110MP laQM*FLg 工作长度 36-16=20 QE.a2
} 50-20=30 5ecAev^1- ③键与轮毂键槽的接触高度 -zq_W+)ks K=0.5 h=5 i8tH0w/(M K=0.5 h=6 cS'|c06 由式(6-1)得: ?1f(@ <[] 7|"gMw/ <[] tw`{\kWG 两者都合适 z}" Xt=G? 取键标记为: #SzCd&hI 键2:16×36 A GB/T1096-1979 0PK*ULwSN 键3:20×50 A GB/T1096-1979 $
+` 10、箱体结构的设计 fgg;WXcT ~ 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, dz6i~& 大端盖分机体采用配合. Z|z+[V}[ $YmD; 1. 机体有足够的刚度 .!\NM&E 在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 fFHT`"bD: W* XG9 2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 ;34 m!\N5 c&Mci"nj0 因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H为40mm (mOUbO8 为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 {hr+ENgV Dt9[uyP& 3. 机体结构有良好的工艺性. "0lC:Wu] 铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. o+H;ZGT5H X"KX_)GZD 4. 对附件设计 n
2k&yL+a A 视孔盖和窥视孔 \9*,[mvC 在机盖顶部开有窥视孔,能看到 传动零件齿合区的位置,并有足够的空间,以便于能伸入进行操作,窥视孔有盖板,机体上开窥视孔与凸缘一块,有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封,盖板用铸铁制成,用M6紧固 H'L~8> B 油螺塞: O~r.sJ} 放油孔位于油池最底处,并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔处的机体外壁应凸起一块,由机械加工成螺塞头部的支承面,并加封油圈加以密封。 (5SN=6O C 油标: 7yU<!p?( 油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 *
7ki$f! 油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. ]yxRaW9f f2sv$#' D 通气孔: JVzU'd;1! 由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. {jOCz1J E 盖螺钉: S
z3@h" 启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 v Kzq7E 钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. =]pcC F 位销: xp395ub6 为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度,在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销,以提高定位精度. 2qb,bp1$ G 吊钩: y]
Io`w(> 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. ::\7s BPoY32d"_ 减速器机体结构尺寸如下: 7>g^OE f 2BU%4IG 名称 符号 计算公式 结果 vGK'U*gGD 箱座壁厚 10 tFvc~zz9 箱盖壁厚 9 Ip/_uDi+!Z 箱盖凸缘厚度 12 a'LM6A8~x 箱座凸缘厚度 15 #6[7q6{4 箱座底凸缘厚度 25 `7|\Gqy 地脚螺钉直径 M24 -Mb`I >= 地脚螺钉数目 查手册 6 V@0Z\& 轴承旁联接螺栓直径 M12 x"@Y[ 机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 %)7HBj(*J 轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 : QK )Ym 视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 v2>.+Eh# 定位销直径 =(0.7~0.8) 8 a *n^( ,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 P"`OuN 22 {iGk~qN 18 C F2*W).+ ,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 /dU-$}>ZI 16 dMAd-q5{ 外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 QRs!B!Fn0 大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 T@PtO"r 齿轮端面与内机壁距离 > 10 RCED
K\*m 机盖,机座肋厚 9 8.5 a'f0Wv0%" 轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) Ou~|Q&f' 150(3轴) ORPQ1%tu 轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) 0hTv0#j# 150(3轴) wl1JKiodg %Lec\(-4L 11. 润滑密封设计 i"}%ib*X D2$"!7O1H 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. V+/Vk1 油的深度为H+ ]XX8l:+ H=30 =34 *5$$C&@o9 所以H+=30+34=64 :T5p6: 其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 -G<$wh9~3 Sb=cWn P 密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 $:I~y|
!1 凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 .6Swc? 密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 |k~\E|^ 大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 uf;^yQi 7xAzd#
c?= 12.联轴器设计 #un#~s
7Q ~Uw**PT3M 1.类型选择. AP=mj 为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 9Wng(ef6G 2.载荷计算. eW$G1h: 公称转矩:T=95509550333.5 (\
`knsE! 查课本,选取 YKwej@9, 所以转矩 D*d@<&Bl4< 因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 i]{M G'tg 选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm \S(:O8_"68 "j5b$T0P> 四、设计小结 vmI]N 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。 HH[b1z2D 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。 gd>Op 五、参考资料目录 FHVZ/ e [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; [\NyBc [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; j[!'l,I [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; 0 r=:l/Pz [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; rf"%D<bb [5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 k36%n
*4 [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; /[YH
W] [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。
|
|