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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 s==gjA e:  
                 ,57g_z]V  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         {SbA(a?B  
                 /R b`^n#  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) 5L"{J5R}  
[>oq~[e)?  
目   录 |Ah26<&  
     8 POrD8B  
一    课程设计书                            2 }.$oZo9J  
qeb:n$  
二    设计要求                              2 }>6=(!  
_}EGk4E  
三    设计步骤                              2 IO/2iSbW  
     12~zS  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 x4pl#~Su  
    2. 电动机的选择                                4 M4XnuFGB[w  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 #| `W ]  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 6cb;iA  
    5. 设计V带和带轮                              6 s3W35S0Q3  
    6. 齿轮的设计                                  8 >w9fFm!Q  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 k 9R_27F  
    8. 键联接设计                                  26 !r,ZyJU  
    9. 箱体结构的设计                              27 6I.N:)=  
    10.润滑密封设计                                30 KxqT5`P&  
    11.联轴器设计                                  30 5^t68 WOl  
     xYtY}?!"  
四    设计小结                              31 <=/v%VXPm  
五    参考资料                              32 qDxz`}Ly=  
& %ej=O  
一. 课程设计书 E tWpBg  
设计课题: DzkE*vR  
    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 - (VV  
表一: muwXzN(KX  
         题号 WOZf4X`[  
4r\Sbh  
参数    1     Pwt4e-  
运输带工作拉力(kN)    1.5     f9cS^v_:  
运输带工作速度(m/s)    1.1     U\&kT/6vh  
卷筒直径(mm)    200     '""qMRCm  
0cC5  
二. 设计要求 :W_S  
1.减速器装配图一张(A1)。  (d |  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 ;``*]tY$  
3.设计说明书一份。 4tz8^z[Kw  
9t(B{S  
三. 设计步骤 Oj:O-PtN2  
    1.  传动装置总体设计方案 su<_?'uH  
    2.  电动机的选择 L[)+J2_<  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 6]Q ~c"+5  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 )NGBA."t  
    5.  “V”带轮的材料和结构 g2l|NI#c^  
    6.  齿轮的设计 N#Bg`:!  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 w6y?D<  
    8、校核轴的疲劳强度 `<zaxO  
    9.  键联接设计 f&bY=$iff  
    10.  箱体结构设计 2mP| hp?  
    11. 润滑密封设计 -@b&qi7&S  
    12. 联轴器设计 e,>L&9] ZI  
     l7Y^C1hM  
1.传动装置总体设计方案: ^2[0cne  
.J#xlOa-  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 j_-$xz5-  
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, HNxJ`x~Z~  
要求轴有较大的刚度。 BP6;dF5 E  
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。 EB)j&y_  
其传动方案如下: ])!|b2:s3  
        6Ii2rEzD  
图一:(传动装置总体设计图) -iGt]mbJkP  
Z%\9y]zs  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 -wtavv,J  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 O?p.kf{b  
     传动装置的总效率 Ne,7[k  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; l]Jk  }.  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, }UMg ph:2:  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, J\b,rOIf  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 7qt<C LJ  
Z7"8dlb  
  2.电动机的选择 2w)0>Y(_  
"\Jq2vM  
    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, I! {AWfp0  
    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, /xJ,nwp7  
    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。 :T" !6;  
     S;M'qwN  
    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, .qi$X!0  
     &<R8'  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 V:9|9$G  
     ?t$sju(\  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 @=h%;"  
                                                  .%+'Ts#ie  
[bUM x  
方案    电动机型号    额定功率 "zc@(OA[z  
P E `Ualai  
kw    电动机转速 l <<0:~+q  
    电动机重量 "B*a| 'n!  
N    参考价格 n9]^v-]K  
元    传动装置的传动比     B]ul~FX  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     xcnHj1r-o'  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     !I-+wc{ss  
  =xQ 7:TB  
   中心高 KGxF3xS*7  
        外型尺寸 `* "u"7e  
L×(AC/2+AD)×HD        底脚安装尺寸A×B    地脚螺栓孔直径K    轴伸尺寸D×E        装键部位尺寸F×GD     vC E$)z'"  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     EXH{3E54)`  
B)O=wx  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 JiEcPii  
#B8`qFpQC  
(1)       总传动比 d#Sc4xuf  
    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 q@F"fjWBr  
    (2)       分配传动装置传动比 }X$vriW  
    =× fO[X<|9  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 3H%R`ha  
    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 lyI rO"o  
4.计算传动装置的运动和动力参数 2hEB?ZAQZ  
(1) 各轴转速 ,pa,:k?  
  ==1440/2.3=626.09r/min ;@Ep?S @  
  ==626.09/5.96=105.05r/min Wy@Z)z?  
(2) 各轴输入功率 /D`M?nD7  
    =×=3.05×0.96=2.93kW Ev0GAc1  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW $_k'!/5  
    则各轴的输出功率:   Wa #,>  
=×0.98=2.989kW 7Ro7/PT (  
=×0.98=2.929kW g-E!*K  
各轴输入转矩 tBtJRi(  
   =××  N·m aO.'(kk8  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· u><ax  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m B}X   C  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m QtJe){(z+  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m uYIw ?fXy  
=×0.98=242.86N·m BnvUPDT&  
运动和动力参数结果如下表 Jme}{!3m  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     +cvz  
    输入    输出    输入    输出         r/HKxXT  
电动机轴        3.03        20.23    1440     cE 8vSQ%  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     Y:&1;`FBZ  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     5 usfyY]z  
]w]Swt2n  
5、“V”带轮的材料和结构 <]/`#Xgh  
  确定V带的截型 aw/Y#  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 "M v%M2'c  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 IE$x2==)  
      V带截型      由图6-13                        B型 YH)U nql  
   j8zh^q  
  确定V带轮的直径 daWmF  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm M~I M;my  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s XtT;UBE  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm ~ i1w,;(  
   KD$P\(5#  
  确定中心距及V带基准长度 W2|*:<Jt  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 [4 g5 {eX  
                          360<a<1030 Il2DZ5- )  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm fbB(W E+  
     *u>2"!+Ob  
  初定V带基准长度 t"2WJ-1k}  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm @_Aqk{3  
       0MMY{@n  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm VPys  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm dS0G+3J&+E  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 <%JdQ82?  
   wC!(STu  
   确定V带的根数 ]SBv3Q0D7  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw &w2.b:HF  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 I-kM~q_  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 { YJ.BWr  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 2-o,4EfHVO  
         P{(m:`N  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 a&#Z=WK4  
                             3=t}py7M  
                       取Z=2 BRQ9kK20  
V带齿轮各设计参数附表 o4Fh`?d}  
9`dQ7z.8t  
各传动比 )pr pG !  
Y4@~NCU/  
    V带        齿轮     TT .EQv5  
    2.3        5.96     O~{Zs\u9  
  J2aA"BhdC"  
2. 各轴转速n akm)X0!-}  
    (r/min)        (r/min)     UbC)X iO  
    626.09        105.05     m f4@g05  
2r?g|< :  
3. 各轴输入功率 P A!fjw  
    (kw)        (kw)     kC|tv{g#>  
    2.93       2.71     K_]LK  
3(^9K2.s}  
4. 各轴输入转矩 T kt[#@M!}  
    (kN·m)        (kN·m)     QV{Nq=%]  
43.77        242.86     b44H2A .  
Rr%]/%  
5. 带轮主要参数 kG?tgO?*  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         *}ay  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     m\1*/6oV  
带的根数z     ]a _;*Xq8d  
    160        368        708        2232        B        2     l-t:7`=|  
"~]9}KM}3W  
6.齿轮的设计 ><\mt  
C9gF2ii|?  
(一)齿轮传动的设计计算 LE1&atq  
l,6="5t  
齿轮材料,热处理及精度 8"oS1W  
    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 7dPA>5"XD  
    (1)       齿轮材料及热处理 (y~da~  
       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 4yRT!k}o  
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 r2""p  
      ② 齿轮精度 uAVV4)  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 ((.PPOdJV  
     LYWQqxB  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 s4~c>voQB  
按齿面接触强度设计 gP/]05$e  
(5km]`7z  
确定各参数的值: {y<_S]0  
①试选=1.6 Yo7ctwzdH;  
选取区域系数 Z=2.433   f$2lq4P{  
     mXhr: e  
    则 H[-zQ#I9  
    ②计算应力值环数 Jb ;el*,K  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) #7Qn\C2  
    =1.4425×10h $9W9*WQL  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) "<!|am(  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 :+E>Uz T  
    ④齿轮的疲劳强度极限 T+sO(;  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: F>^k<E?,C  
    []==0.93×550=511.5 *:YW@Gbm  
K<s\:$VVh  
    []==0.96×450=432         -MB ,]m  
许用接触应力   CuuHRvU8  
         %eD&2$q*  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   ge[\%  
         =1 vtL)  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 $Q47>/CUc^  
    =4.47×10N.m bzUc;&WDz  
    3.设计计算 ^GRd;v=-@  
①小齿轮的分度圆直径d +?mZ_sf8w  
     Q8\Ks|u]  
    =46.42 \9ap$  
    ②计算圆周速度 ty-4yK#  
    1.52 Q|pz].0  
    ③计算齿宽b和模数 g{<3*,  
计算齿宽b |W#^L`!G  
       b==46.42mm \;P Bx &  
计算摸数m apw8wL2  
  初选螺旋角=14 ENqJ9%sk7  
    = 2H]&3kM3X  
    ④计算齿宽与高之比 Zqx5I~  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 jq}5(*k  
=46.42/4.5 =10.32 kP [ Y  
⑤计算纵向重合度 ?dxhe7m  
=0.318=1.903 D}3E1`)W  
⑥计算载荷系数K Cs*u{O  
使用系数=1 c-s ~q/  
根据,7级精度, 查课本得 0 'L+9T5  
动载系数K=1.07, mg#+%v  
查课本K的计算公式: bZtjg  
K= +0.23×10×b 0Q>Yoa 11  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 NEJ Nu_Z  
查课本得: K=1.35 (_-z m)F7  
查课本得: K==1.2  wl9E  
故载荷系数: ,Hj=]e2?  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 ,Zs-<e"  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 (a)d7y.oo  
    d=d=50.64 h?$4\^/  
    ⑧计算模数 N2~DxVJ5cT  
    = 8c~b7F \  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 I^lb;3uR  
    由弯曲强度的设计公式 Bd\p!f<  
    ≥ sq :ff  
S{ *RF)  
⑴   确定公式内各计算数值 \idg[&}l}  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m N$_Rzh"9rr  
         确定齿数z x:?1fvVR  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 5?2PUE,a  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 %X#Wc:b  
    Δi=0.032%5%,允许 {){i ONd  
    ②      计算当量齿数 seq S*^7  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  tK]r>?Y\  
    z=z/cos=144/ cos14=158 !@*Ac$J>$  
    ③       初选齿宽系数 \UN7lDH  
     按对称布置,由表查得=1 ) 8LCmvQ  
    ④       初选螺旋角 KeXQ'.x5O  
    初定螺旋角 =14 GS)l{bS#[O  
    ⑤       载荷系数K * =r,V  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 NFc< %#H  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y 2Uk$9s  
    查得: BH%eu 7`t  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 vw+ @'+  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 i<&2Ffvq  
     (u$Q  
    ⑦       重合度系数Y tJg   
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 \_BaV0<  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 L! Q&?xP  
=14.07609 +KD~/}C%-  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 vp-)$f&  
    ⑧       螺旋角系数Y uZW1 :cx  
 轴向重合度 =1.675, WXXLD:gxI  
    Y=1-=0.82 J^1w& 40  
     {]|};E[}m  
    ⑨       计算大小齿轮的 oIbd+6>f  
 安全系数由表查得S=1.25 3QGg;  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 3pq&TYQU  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 ##yi^;3Y  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 Ku&0bXP  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   )zen"](cze  
    小齿轮     大齿轮 KVqQOh'_T  
Q0nSOTQ  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: @KNp?2a  
    K=0.86        K=0.93   U7 Z_  
:2  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 A^o  
      []= "K~+T\^|k  
      []= kqv>rA3  
       xOD;pRZQ  
       0UlaB sv  
        大齿轮的数值大.选用. KqaeRs.u  
     e 0!a &w  
⑵   设计计算 o-7>^wV%BD  
     计算模数  :E'38~  
$NJi]g|<3  
R-hqaEB  
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: J&Le*R'  
&*L:4By)]  
z==24.57  取z=25 1<fEz  
f{5)yZ`J*  
那么z=5.96×25=149           'J]V"Z)  
  )SUT+x(DU  
②   几何尺寸计算 r"J1C  
    计算中心距     a===147.2 0.|tKetHq  
将中心距圆整为110 v@"xEf1n[  
lXL\e(ow  
按圆整后的中心距修正螺旋角 Y.jg }oV  
<@5#  
=arccos Q|+m)A4@  
bIe>j*VPh@  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. *1}9`$  
Bn47O~  
计算大.小齿轮的分度圆直径 `h :&H,N  
     (!{_O_&  
    d==42.4 ]?mWnEi!z  
ZXHG2@E)  
d==252.5 GVn7#0x  
nN/v7^^  
计算齿轮宽度 r 'pFHX  
h Sr#/dw&  
B= &=t$ AIu  
GEIMCg(TRj  
圆整的       '-gk))u>)  
BJ~Q\Si6  
                                            大齿轮如上图: yBht4"\Al  
1wqCoDgkp  
pg*'2AT  
/]<0`nI.  
7.传动轴承和传动轴的设计 S #&HB  
D@5&xd_@4  
1.  传动轴承的设计 ~>xn9vb=  
C6CX{IA]  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 GAtK1%nPD  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min U-X  
T1=43.77kn.m m'oVqA&  
⑵.  求作用在齿轮上的力 3 +BPqhzf  
    已知小齿轮的分度圆直径为  QH9(l  
        d1=42.4 mkrvWZjZX  
而  F= X#1So.}c  
     F= F !);}zW!  
E)H8jBm6w  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N Y5cUOfYT  
Nki18ud#  
noh3mi  
: gv[X  
⑶.   初步确定轴的最小直径 {eqUEdC  
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 f9&D0x?  
./J.OU1  
>sPu*8D40a  
             "p2 $R*ie  
     从动轴的设计 k$k (g  
       p0`Wci  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, 52wq<[#tK  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M ?VS {,"X  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 JR'Q Th:z  
    已知大齿轮的分度圆直径为 _6^vxlF  
        d2=252.5 n*@^c$&P  
而  F= zu^?9k  
     F= F JS}W4 N  
d7$H})[^  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N H:d{Sru  
)'DFDrY  
@Eqc&v!O  
7<|1 xOT  
⑶.   初步确定轴的最小直径 i "62+  
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 T1\Xz-1  
Y@M=6G  
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 VGWqy4m  
查表,选取 "g>uNtt~  
:v1'(A1t  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 8T$:^HW  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 D#W{:_f  
qSkt }F%'  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 DY~~pi~  
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与  。 pb_mW;JVu  
~k|~Q\   
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. aE1h0`OT  
&"Ua"H)  
            D        B                轴承代号     ;9=9D{-4+  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC      ItC*[  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     H,:Cg:E/^  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     z})H$]:$  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     +g7Iu! cA  
j)'V_@  
     q+WOnTS  
FspI[g UN,  
     )amdRc  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 0pBlmPafY  
    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, g] X4)e]  
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.     }I#;~|v~<  
HP*x?|4  
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. Fl(+c0|kT  
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, 1nBE8 N  
高速齿轮轮毂长L=50,则 &AUL]:<s  
$M$oNOT}Y  
L=16+16+16+8+8=64 Itj|0PGd  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. V6BCW;   
%}+j4n  
5.    求轴上的载荷   Uc<B)7{'  
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, _GI [SzD  
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. IDdhBdQ  
1p+2*c  
Fm*n>^P@Y  
l OI(+74  
pOlQOdl  
xg. d)n  
F3,hx  
0 (@8   
8 E.u3eS  
     rZ w&[ G  
YpL{c*M  
传动轴总体设计结构图: +%UXI$v  
     uAK-%Uu?  
                             #u|;YC  
.;/@k%>   
                             (主动轴) yY`<t  
hh <=D.u  
~Jmn?9 3  
        从动轴的载荷分析图: qJ5Y}/r  
Z^>3}\_v  
6.     校核轴的强度  ]c[80F-  
根据 n&FN?"I/]  
== <y-KW WE  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 Kdik7jL/J  
查表15-1得[]=60MP :Oa|&.0l?  
〈 []    此轴合理安全 l: 1Zq_?v;  
PO<4rT+B  
8、校核轴的疲劳强度. #x':qBv#  
⑴.   判断危险截面 QmT]~4PqS  
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. *1Nz VV  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 y?CEV-3+  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 c<pr1g  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 *oZBv4Vh   
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 VAsaJ`vcb  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 224I%x.,  
截面上的弯曲应力 2+sNt6B2  
.QRQvtd.  
截面上的扭转应力 i7cMe8  
== ;w}ZI<ou  
轴的材料为45钢。调质处理。 B=u@u([.  
由课本得: /NMd GKr  
           0)yvyQ5  
因             S=eY`,'#R  
经插入后得 % 89f<F\V  
2.0         =1.31 I$9 t^82j  
轴性系数为 yZUB8erb.  
       =0.85 cl^wLC'o  
K=1+=1.82 M=`F $  
    K=1+(-1)=1.26 Ia0.I " ,  
所以               T$0//7$')  
I/pavh  
综合系数为:    K=2.8 6b6}HO  
K=1.62 "9&6bBa  
碳钢的特性系数        取0.1 M-T&K% /lW  
   取0.05 x AkM_<  
安全系数 Rkw)IdB  
S=25.13 |9~{&<^X  
S13.71 zw7=:<z=  
≥S=1.5    所以它是安全的 V78QV3  
截面Ⅳ右侧 ]wER&/v"  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 Do=*bZ;A  
u"?cmg<.1  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 |Y0BnyGK  
aqoT  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 RUlM""@b  
mxGa\{D# y  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 %kKe"$)0  
截面上的弯曲应力   kQsyvE  
截面上的扭转应力 ) e;)9~  
==K= fS w00F{T  
    K= ,l.O @  
所以                 Y \& 4`v'  
综合系数为: & WYIfx{  
K=2.8    K=1.62 R1&(VK{  
碳钢的特性系数 6wqq"6w  
    取0.1       取0.05 q/XZb@rt  
安全系数 Nye Ga  
S=25.13 : \:jIP  
S13.71 600-e;p  
≥S=1.5    所以它是安全的 ( T VzYm y  
y4C_G?  
9.键的设计和计算 oz(<e  
S^c5  
①选择键联接的类型和尺寸 I,_wt+O&j  
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. BYqDC<Fq  
根据    d=55    d=65 13'tsM&  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 >C*q  
                     b=20     h=12     =50 u f.Zg;Vc  
|F iL1_  
②校和键联接的强度 8]YFlW9  
  查表6-2得      []=110MP "6gu6f  
工作长度  36-16=20 H8`K?SXU  
    50-20=30 ;v[F@O~*)  
③键与轮毂键槽的接触高度 ]RML;]^  
     K=0.5 h=5 .o]vjNrd/  
    K=0.5 h=6 `-hFk88  
    由式(6-1)得: #?@k=e\  
           <[] ujXC#r&  
           <[] sG%Q?&-  
    两者都合适 OU]!2[7c  
    取键标记为: cZe,l1$  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 51*o&:eim  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 3G~ T_J&  
10、箱体结构的设计 r\F`xtR(  
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, >/.-N  
大端盖分机体采用配合. IMmoq={ (z  
d?$FAy'o5  
1.   机体有足够的刚度 *S~gF/*kP  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 R.Ao%VT  
+w?RW^:Q=  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 1,p7Sl^h  
DDwH9*  
因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H为40mm 1ZJP.T`  
为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 Dr^#e  
aW$sd)  
3.   机体结构有良好的工艺性. Egi<m   
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. : tu6'X\k  
razVO]]E  
4.   对附件设计 V)mRG`L  
A  视孔盖和窥视孔 w`bojM@e1  
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 )V*Z|,#no  
B  油螺塞: C:"Al-  
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。 +t({:>E  
C  油标: n-be8p)-  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 @SF*Kvb&  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. vj]-p=  
c`yLn %Of%  
D  通气孔: < S:SIaf0  
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. Du k v[/60  
E  盖螺钉: 8{Bcl5]<  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 p~Fc *g[!  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. 4nmc(CHQ:  
F  位销: 3fgVvt-2  
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. Wsyq  
G  吊钩: x6d+`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. 2>80Qp!xO  
HFu#-}iNV  
减速器机体结构尺寸如下: 8%S5Fc #am  
Bd*:y qi  
名称    符号    计算公式    结果     d/vF^v*o0X  
箱座壁厚                10     +Em+W#i%?  
箱盖壁厚                9     nsQx\Tnhx  
箱盖凸缘厚度                12     eGwrSF#a)  
箱座凸缘厚度                15     ujGvrY j  
箱座底凸缘厚度                25     O~N0JK_>  
地脚螺钉直径                M24     R#.FfWTZ  
地脚螺钉数目        查手册        6     ?xu5/r<  
轴承旁联接螺栓直径                M12     d #9 \]Ul&  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     i1e|UR-wl  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     $-H#M] Gq  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     '!>LF1W=  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     n@<+D`[.V  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 ~1jSz-s  
    22 T$RVz   
    18     M >#kfSF+  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28  u;R<  
    16     H3"90^|,@  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     |dcRDOTe  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     |B yw]\3v  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     atR WKsY<  
机盖,机座肋厚                9    8.5     &,/_"N"?D  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) ~UA:_7#\M  
150(3轴)     sDA&U9;  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴)  MO|aN,  
150(3轴)     bBA #o\[  
     T{-<G13  
11. 润滑密封设计 Goa0OC,  
]f#1G$  
    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. OPH f9T3H  
    油的深度为H+ f}Mx\dc  
         H=30  =34 BM9J/24  
所以H+=30+34=64 'au7rX(  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 rvrv[^a(  
     qP=4D 9 ]  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 ^GMM%   
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     {+r0Nikx_  
    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 f'._{"  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 ',`GdfAsH  
     '}3@D$YiM%  
12.联轴器设计 faH113nc  
Al&)8x{p  
1.类型选择. `(NMHXgG+  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 !jZXh1g%  
2.载荷计算. OtK=UtVI  
公称转矩:T=95509550333.5 !@j5yYf  
查课本,选取 N6yPuH  
所以转矩   7J?`gl&C  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 Ch;C\H:X  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm 67<Ym0+ =  
DMO8~5  
四、设计小结 C 8 [W  
    经过两周紧张的课程设计,终于体会到了什么叫设计。原来设计并非自己想的那么简单、随便,比如说,设计减速器时,里面的每一个零件几乎都有其国家标准,我们设计时必需得按标准进行设计,最后才能符合要求。我觉得从事设计工作的人一定得要有很好的耐性,并且要有足够的细心,因为设计过程中我们要对数据不断的计算,对图形不断的修改,这需要耐心。因此,我觉得我们有必要从现在就开始培养这样一种耐心的工作态度,细心的工作作风,以便以后更快的进入到工作中,避免不必要的错误。 GddP)l{uCF  
    我觉得,虽然这次设计出的结果与自己所想的有一定差距,但我想至少是自己动手了,并且通过这次设计,使自己更明白自己在这方面的欠缺和不足之处,懂得要从头到尾自己设计出一样东西是多么的不容易。因此,我想在剩下的一年半时间里,我会针对自己专业方面欠缺知识进行提高,拓宽。我想不管谁找出了自己的弱点,一定要努力的去改进、提高它,这样自己才会不断的进步,虽然“人无完人”,但我想我们不断的改进、提升自己,最后会使自己成为比现在的自己更强,更优秀的人的。我想这是我这次课程设计的最大收获。 X 633.]+  
五、参考资料目录 t*X k'(v  
[1]《机械设计课程设计》,高等教育出版社,王昆,何小柏,汪信远主编,1995年12月第一版; 7S+_eL^  
[2]《机械设计(第七版)》,高等教育出版社,濮良贵,纪名刚主编,2001年7月第七版; B+W 4r9#  
[3]《简明机械设计手册》,同济大学出版社,洪钟德主编,2002年5月第一版; "W!Uxc  
[4]《减速器选用手册》,化学工业出版社,周明衡主编,2002年6月第一版; hes$LH  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 P")duv  
[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; 1Q-O&\-xg  
[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? "zpc)'$ L=  
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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