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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 n4Vwao/9x  
                 6Ux[,]G K  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         RZ*<n$#6  
                 dQ,Q+ON>  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) SBC~QD>L+  
>A<Df  
目   录 L,#^&9bHa#  
     z23#G>I&  
一    课程设计书                            2 NJk)z&M  
;r3}g"D@  
二    设计要求                              2 ^ s=*J=k  
2_ wv C  
三    设计步骤                              2 VXA[ TIqp  
     E!uJ6\  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 /\d(c/,4  
    2. 电动机的选择                                4 3+ e4e  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 ,'=hjIel  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 h 5Hr[E1  
    5. 设计V带和带轮                              6 l(#1mY5!q8  
    6. 齿轮的设计                                  8 B4IBuS  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 iM"asEU  
    8. 键联接设计                                  26 .wP/ai>}  
    9. 箱体结构的设计                              27 5 5^tfu   
    10.润滑密封设计                                30 w~]T<^fW~  
    11.联轴器设计                                  30 S.1( 3j*  
     C\OECVT  
四    设计小结                              31 wE?CvL  
五    参考资料                              32 ~JLYhA^'+<  
vmLpm xS  
一. 课程设计书 a#$N%=j  
设计课题: 7_KXD#  
    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 f\ 'T_  
表一: UoHd-  
         题号 EZ/^nG  
7LfcF  
参数    1     Z&-tMai;  
运输带工作拉力(kN)    1.5     VtWT{y5Ec  
运输带工作速度(m/s)    1.1     `UQEXoB)  
卷筒直径(mm)    200     [3kl^TE  
"T7>)fbu  
二. 设计要求 GB =bG%Tb  
1.减速器装配图一张(A1)。 2$ tQ @r  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 w:Ra7ExP  
3.设计说明书一份。 $~G@   
9n"V\e_R  
三. 设计步骤 D#ZPq,f  
    1.  传动装置总体设计方案 2QL?]Vo  
    2.  电动机的选择 ^&NN]?  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 F\-Si!~oOz  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 ^&MK42,\  
    5.  “V”带轮的材料和结构 NV6G.x  
    6.  齿轮的设计 6} #"qqnx  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 @D]lgq[  
    8、校核轴的疲劳强度 AuXs B  
    9.  键联接设计 ('JKN"3  
    10.  箱体结构设计 +(&|uq^  
    11. 润滑密封设计 l|q%%W0  
    12. 联轴器设计 p?kvW42/  
     `7\H41%\pp  
1.传动装置总体设计方案: Z9VR]cf?  
1x{kl01m%  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 :BD>yOlG  
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, q/x/N5HU  
要求轴有较大的刚度。 bb1  f/C%  
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 @Z q[e   
其传动方案如下: 0m A(:"  
        +`Pmq} ey  
图一:(传动装置总体设计图) l `R KqT+  
"mA1H]r3  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 #ouE r-=  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 wDKELQ(y H  
     传动装置的总效率 kC`Rd:5  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; 1qZG`Vz  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, |'$ l7  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, P,ydt  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 V%51k{  
95L yYg  
  2.电动机的选择 vxVOcO9<  
RG1\=J$:E  
    电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, o(fyd)t  
    经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, F>-}*o  
    则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 ``4?a7!!  
     !i Jipe5  
    综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, ^{[[Z.&R?  
     ~},W8\C>  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 Ww`&i  
     hZU 1O  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 M1{(OY(G  
                                                  y/tSGkMv  
12OlrU  
方案    电动机型号    额定功率 oKa>.e7.  
P U\bC0q   
kw    电动机转速 vaB!R 0  
    电动机重量 D/:3R ZF  
N    参考价格 x<F$aXOS  
元    传动装置的传动比     H,K`6HH  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     _ZyT3P&  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     " " %#cDR  
  -?fR|[\[U  
   中心高 `D2Mss$!  
        外型尺寸 y-a|Lu*  
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     m\-PU z&C  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     /b%Q[ Ck_  
$[z<oN_Q  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 YgimJsm  
wOg,SMiq  
(1)       总传动比 i}lRIXjdV  
    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 [h-norB((  
    (2)       分配传动装置传动比 _#pnjo   
    =× yU_9a[$V  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 T*+A.G@L"  
    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 D^?_"wjW  
4.计算传动装置的运动和动力参数 (0C&z/  
(1) 各轴转速 fp;a5||5  
  ==1440/2.3=626.09r/min !y*oF{RZ  
  ==626.09/5.96=105.05r/min S^j,f'2  
(2) 各轴输入功率 4ZI_pf  
    =×=3.05×0.96=2.93kW nk/vGa4  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW Uw <{i  
    则各轴的输出功率:   w}`3 d@  
=×0.98=2.989kW 2w4MJ,Uw  
=×0.98=2.929kW &t3Jv{  
各轴输入转矩 sfI N)jh  
   =××  N·m [:B*6FXMN~  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· hQ';{5IKvC  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m L|\Diap  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m E {>`MNj  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m }N,>A-P  
=×0.98=242.86N·m xZ+]QDKC  
运动和动力参数结果如下表 P']Y( !L  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     =DMbz`t  
    输入    输出    输入    输出         &t_h'JX&  
电动机轴        3.03        20.23    1440     7>,rvW:]  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     TB#N k5  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     D^$OCj\  
w~N-W8xNR  
5、“V”带轮的材料和结构 _]o5R7[MQ  
  确定V带的截型 /s`;9)G]9  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 @]?R2bI  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 #U@| J}a  
      V带截型      由图6-13                        B型 j@v-|  
   D9o*8h2$  
  确定V带轮的直径 n(R_#,Hs  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm o](.368+4  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s tIGs>, a=  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm JIV8q HC  
   fS I%c3  
  确定中心距及V带基准长度 Le&;g4%  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 K)5;2lN,  
                          360<a<1030 x+^Vg3 q  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm Y iZx{5  
     E}$V2ha0zu  
  初定V带基准长度 5~l2!PY  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm bn-=fb(  
       40.AM1Z0f  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm }n[Bq#  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm TzrW   
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 HNMBXXf, B  
   DL4iXULNY  
   确定V带的根数 #r}uin*jD  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw %wW'!p-<  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 ^PQM;"  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 \EI#az=I  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 ^Y 7U1I  
         \ V?I+Gc  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 iZC`z }  
                             6b#~;  
                       取Z=2 @p]UvqtB@  
V带齿轮各设计参数附表 =|V" #3$f  
VDn:SGj5  
各传动比 JqEb;NiP)5  
a_%>CD${t  
    V带        齿轮     D|TR!  
    2.3        5.96     F*\4l;NJ  
  Z= ik{/  
2. 各轴转速n ,`)OEI|1d  
    (r/min)        (r/min)     VIg\]%qse  
    626.09        105.05     {AgBwBCE  
Z s73 ad  
3. 各轴输入功率 P 5!h<b3u>]  
    (kw)        (kw)     {(0Id!  
    2.93       2.71     ?(Bl~?zD  
+{*)}[w{x  
4. 各轴输入转矩 T Pz1G<eh#{g  
    (kN·m)        (kN·m)     FfSI n3  
43.77        242.86     acae=c|X  
;@4sd%L8V  
5. 带轮主要参数 ;qb Dbg  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         8]]@S"ZM,\  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     =mLeMk/7 w  
带的根数z     Xi+n`T'i  
    160        368        708        2232        B        2     nl9kYE [  
W0?JVtq0Z  
6.齿轮的设计 Ays L-sqR  
dk:xnX%  
(一)齿轮传动的设计计算 Q@Dkl F  
|Eu*P  
齿轮材料,热处理及精度 b"3uD`  
    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 eA&t %  
    (1)       齿轮材料及热处理 i'iO H|s  
       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 6VFirLd  
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 9C=~1>S  
      ② 齿轮精度 B G5X_s0/  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 ]_\AHnJ  
     Hh\ 4MNl  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 Iu%^*K%  
按齿面接触强度设计 q#m!/wod  
4UVW#Rw{  
确定各参数的值: jm+ blB^%K  
①试选=1.6 T+(M8 qb  
选取区域系数 Z=2.433   G g(NGT  
     9BO|1{  
    则 r;'i<t{P  
    ②计算应力值环数 1wlVz#f.  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) y:C)%cv}*  
    =1.4425×10h GI?PGAT  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) IqXBz.p  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 '(TmV#3  
    ④齿轮的疲劳强度极限 BPh".RJ  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: 9u?Eb~#$  
    []==0.93×550=511.5 |+u+)C  
T:6K?$y?  
    []==0.96×450=432         /Bh>  
许用接触应力    M$F{N  
         Enu!u~1]F  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   [.ey_}X8  
         =1 pbPz$Y  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 FN>L7 *,0  
    =4.47×10N.m 7oD y7nV4  
    3.设计计算 *|^,DGfQ6  
①小齿轮的分度圆直径d ;*nh=w  
     3hH>U%`-  
    =46.42 D(!;V KH  
    ②计算圆周速度 X:U=MWc>  
    1.52 p1klLX  
    ③计算齿宽b和模数 z+ uL "PG[  
计算齿宽b eVrnVPkM  
       b==46.42mm +;YE)~R?  
计算摸数m Jb7iBQ2%  
  初选螺旋角=14 zUJx&5/  
    = nT#37v  
    ④计算齿宽与高之比 |^ ?`Q.|c$  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 lx`q *&E  
=46.42/4.5 =10.32 }M^_Z#|,  
⑤计算纵向重合度 1E8$% 6VV  
=0.318=1.903 q)vK`\Y  
⑥计算载荷系数K |y klT  
使用系数=1 AjG)1  
根据,7级精度, 查课本得 v: giZxR  
动载系数K=1.07, JaA&eT|  
查课本K的计算公式: tc"T}huypU  
K= +0.23×10×b 9U&~(;  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 mZ]P[lQ'5  
查课本得: K=1.35 jiqi!*  
查课本得: K==1.2 l +|1G  
故载荷系数: 7qpzk7X?pR  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 mlD%d!.  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 HJc<Gwm  
    d=d=50.64 [+y &HNf  
    ⑧计算模数 ,|6Y\L  
    = 1X[ 73  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 3T"2S[gT  
    由弯曲强度的设计公式 J 0&zb'1  
    ≥ 3(MoXA*  
@8QFP3\1  
⑴   确定公式内各计算数值 d:A\<F  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m dUI3erO  
         确定齿数z Um/CR!  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 _c[|@D  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 p 7 , f6kG  
    Δi=0.032%5%,允许 )gr}<}X)B  
    ②      计算当量齿数 KrJ5"1=  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  |Uc <;> l  
    z=z/cos=144/ cos14=158 sq6>DuBZz  
    ③       初选齿宽系数 t-'I`I  
     按对称布置,由表查得=1 ]^Sd9ba  
    ④       初选螺旋角 , - QR  
    初定螺旋角 =14 d#E(~t(^  
    ⑤       载荷系数K 65'`uuPx  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 =s`XZkh  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y F(J\ctha  
    查得: u wH)$Pl  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 c$@`P  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 iU.!oeR?  
     SCgyp(  
    ⑦       重合度系数Y KX0<j  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 >_rzT9gX&  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 sGXp}{E9  
=14.07609  fn4=  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673  -0{T  
    ⑧       螺旋角系数Y P]|J?$1K  
 轴向重合度 =1.675, x*NqA( r  
    Y=1-=0.82 t8L<x  
     Mr$# e  
    ⑨       计算大小齿轮的 <E D8"~_  
 安全系数由表查得S=1.25 jVLY!7Z4  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 `Af{H/qiI  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 qXXYF>Z-  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 83mlZ1jQz  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   *!._Ais,\  
    小齿轮     大齿轮 Q&oC]u(="&  
l0qdk #v  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: 6Hc H'nmeN  
    K=0.86        K=0.93   KC&H*  
k)?,xY\AV  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 5LDQ^n  
      []= 9zXu6<|qrL  
      []= F% F c+?  
       ~5lKL5w  
       SZCF3m&pz  
        大齿轮的数值大.选用. EJ WOXxU  
     yd7lcb [  
⑵   设计计算 aK8bKlZe  
     计算模数 j lYD~)  
*ge].E  
UN cYu9[  
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: `,F&y{ A  
Q%M'[L?[  
z==24.57  取z=25 1{SrHdD=  
<;2P._oZ  
那么z=5.96×25=149           5*s1qA0^  
  4M;sD;3  
②   几何尺寸计算 hgTM5*fD}  
    计算中心距     a===147.2 h Jfa_  
将中心距圆整为110 jxRF"GD  
Wl^prs7}c  
按圆整后的中心距修正螺旋角 &/b? I `  
LydbP17K}  
=arccos -X"5G  
8zP:*|D  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. oV0LJ%  
k#1`  
计算大.小齿轮的分度圆直径 [;>zqNy  
     _n-VgPRn  
    d==42.4 &{-oA_@  
)GiFkG  
d==252.5 7\7Brw4  
m#5|J@]  
计算齿轮宽度 *G%1_   
\_*?R,$3Y,  
B= 1g~Dm}m  
bE7(L $UF  
圆整的       n/9 LRZD|w  
D..{|29,:  
                                            大齿轮如上图: AijPN  
u)q2YLK8  
p56KS5duI.  
.4S^nP  
7.传动轴承和传动轴的设计 }};j2  
J6*\>N5W  
1.  传动轴承的设计 SY!`a:It  
{ 4_I7r  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 }aHB$}"!  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min #}[Sj-Vp  
T1=43.77kn.m B)j`}7O 06  
⑵.  求作用在齿轮上的力 [?|l X$<  
    已知小齿轮的分度圆直径为 tJ?qcT?  
        d1=42.4 EmtDrx4!(f  
而  F= "?2  
     F= F ?/`C~e<J  
p0}+071o%  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N J[j/aDdP  
~6@c]:  
p^pQZ6-  
EuKrYY]g  
⑶.   初步确定轴的最小直径 #hy5c,}>  
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 %fn'iKCB  
mJ6t.%'d  
({d,oU$>y  
             'NQMZfz  
     从动轴的设计 7 SjF9x  
       x*,q Rew  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, %8Z|/LGg  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M !^Z[z[  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 [3{:H"t  
    已知大齿轮的分度圆直径为 )o " SB1  
        d2=252.5 KRnB[$3F1  
而  F= `'G),{ j  
     F= F N[+o[%A  
O" X!S_R  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N G:h;C].  
\jF" nl  
KV^:sxU  
7})!>p )  
⑶.   初步确定轴的最小直径 eLDL  "L  
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 .v #0cQX+.  
(x1"uy7_  
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 }6uV]V{  
查表,选取 323yAF  
]Vf8mkDGO  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 k2_6<v Z  
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 &dZ.+#8r  
=B/s H N  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 gNEzlx8A  
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  。 9AVK_   
m 1'&{O:  
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. cjy0s+>>  
y7;XOPm  
            D        B                轴承代号     J#Ne:Aj_  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     ;:-2~z~~  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     zal3j^  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     A_6/umF[ZA  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     .^9/ 0.g8t  
lk+=2 6>  
     /\3XARt  
B Z\EqB  
     *mK);@pL  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 fr,CH{Uq  
    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, R uFu,H-  
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.     % Zl_{Q]h  
RBv=  
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. ,h wf  
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, psyH?&T  
高速齿轮轮毂长L=50,则 m|#(gX|F  
*xZQG9`kt  
L=16+16+16+8+8=64 qs8K jG@  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. qN`]*baS  
Ro3I/NI>  
5.    求轴上的载荷   zM8/ s96h  
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, @WDqP/4  
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. *]>OCGsr  
4Ow Vt&  
z hR_qW+  
:hl}Z n~jt  
}07<(,0n  
`M pC<sit  
k.? T.9  
D)/XP  
z5o9\.y({  
     /xrq'|r?C  
!Pi? !  
传动轴总体设计结构图: d@>k\6%j  
     Z#cU#)`y1  
                             (?&_6B.*  
si mX  
                             (主动轴) B'BbTI,  
Nh7!Ah  
{'wU&!  
        从动轴的载荷分析图: T=f;n;/>  
4iPua"8  
6.     校核轴的强度 )S;Xy`vO  
根据 G/RheH G  
== <2@<r t{  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 KxTYc  
查表15-1得[]=60MP Ci#5@Q9#w  
〈 []    此轴合理安全 iDkWW  
T=p}By3a  
8、校核轴的疲劳强度. ##+ 8GLQM  
⑴.   判断危险截面 ``YL] <<  
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. [Ey%uh 6*  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 I#6' NZ  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 zH\;pmWiN9  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 pt|$bU7  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 r0$9c  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 !\k#{ 1[!  
截面上的弯曲应力 sxQ,x/O  
MPEBinE?  
截面上的扭转应力 hjp?/i%TQ  
== eS# 0-  
轴的材料为45钢。调质处理。 {^19.F  
由课本得: #]\G*>{  
           uxJiec`&  
因             6pz:Lfd80  
经插入后得 q2U"k  
2.0         =1.31 KZ >"L  
轴性系数为 0@/E% T1c"  
       =0.85 o  >4>7  
K=1+=1.82 (lck6v?h  
    K=1+(-1)=1.26 %Ja{IWz9L  
所以               md +`#-D\O  
{8p?we3l1  
综合系数为:    K=2.8 <.%8j\j(  
K=1.62  !+VN   
碳钢的特性系数        取0.1 N*oJ$:#  
   取0.05 (Gk]<`d#N  
安全系数 _j<M}  
S=25.13 -Aym+N9  
S13.71 v5bb|o[{K  
≥S=1.5    所以它是安全的 \C\y' H5  
截面Ⅳ右侧 AA%g^PWpR  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 Q+js2?7^  
"N:]d*A\  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 7ofH@U  
PaI63 !  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 TV>R(D3T/  
oW1olmpp=  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 eS%6 h U b  
截面上的弯曲应力   w]YyU5rhS  
截面上的扭转应力 pQ`L=#WM  
==K= 5+"8q#X$  
    K= LK}eU,m=  
所以                 {[y"]_B4  
综合系数为: 7 ,~Krzv  
K=2.8    K=1.62 \yizIo.Y`  
碳钢的特性系数 NP`ll0s  
    取0.1       取0.05 GT}#iM  
安全系数 $[;eb,  
S=25.13 U~@B%Msb L  
S13.71 t"Rf67  
≥S=1.5    所以它是安全的 |N.q[>^R  
5*'N Q010  
9.键的设计和计算 a9JJuSRC  
Vx8.FNJh  
①选择键联接的类型和尺寸 f5XcBW9E  
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. c)~|#v  
根据    d=55    d=65 D(?#oCCA  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 @9 tv N}  
                     b=20     h=12     =50 s"!}=k X  
BnY|t2r  
②校和键联接的强度 \Le #+ P  
  查表6-2得      []=110MP cDol o1*  
工作长度  36-16=20 aVL%-Il}  
    50-20=30 -+Ji~;b  
③键与轮毂键槽的接触高度 <[??\YOc  
     K=0.5 h=5 `erQp0fBM  
    K=0.5 h=6 ^Iq.0E9_  
    由式(6-1)得: z]_CFo1'l  
           <[] bvvx(?!  
           <[] 2_ DtzY:=  
    两者都合适 wpMQ 7:j  
    取键标记为: 8j +;Xlh  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 E*"E{E7  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 I4ct``Di  
10、箱体结构的设计 mw.aavB  
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, bTKxv<  
大端盖分机体采用配合. y`Y}P1y*  
45JLx?rN_  
1.   机体有足够的刚度 4tKf  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 E&v-(0  
?%n9g)>Yej  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 r{;4(3E2  
skArocs  
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 GUZi }a|=  
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 ( ~o+pp!  
+T;qvx6  
3.   机体结构有良好的工艺性. CBHWMetJ*  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. j0M;2 3@[  
5< nK.i,  
4.   对附件设计 5n#&Hjb*F0  
A  视孔盖和窥视孔 ZXkAw sr  
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 Stx-(Kfn4  
B  油螺塞: l/M+JT~R  
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。 :/Zh[Q@EG  
C  油标: `/iN%ZKum  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 p 1fnuN |,  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. }k~0R-m  
pp_ddk  
D  通气孔: %%u4( '=  
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. Xb;`WE gC  
E  盖螺钉: L2tmo-]nw  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 Yq.@7cJ  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. M](U"K?  
F  位销: P0<uF`87  
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. yV`vu/3K  
G  吊钩: s#sX r  
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. W5 }zJ)x  
m 9Q{ )?J7  
减速器机体结构尺寸如下: % M:"Ai5:  
? 'nMZ  
名称    符号    计算公式    结果     2|EoP-K7  
箱座壁厚                10     yK;I<8+>_  
箱盖壁厚                9     CQ ?|=cN  
箱盖凸缘厚度                12     O%{>Zo_<  
箱座凸缘厚度                15     uEY5&wX`  
箱座底凸缘厚度                25     C<ljBz`,t  
地脚螺钉直径                M24     )/w2]d/9  
地脚螺钉数目        查手册        6     umYdr'p!v  
轴承旁联接螺栓直径                M12     c0~'5Mlp  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     >n62csO  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     r e2%e-F"  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     F.9|$g*ip  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     b1"wQM9  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 (C|%@61S  
    22 >~ :]+q  
    18     uNDkK o<M  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 T9 1Iz+j  
    16     !LA#c'  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     lRq!|.C  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     mbK$Wp#  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     "~ 6B C  
机盖,机座肋厚                9    8.5     Ar_/9@n  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) |ipppE=  
150(3轴)     ?T&D@Ohsx  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) NgQl;$  
150(3轴)     / e,lD)  
     ZBWe,Xvq  
11. 润滑密封设计 O)?0G$0  
:A[/;|&  
    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. TfOZ>uR"g  
    油的深度为H+ !.A>)+AK  
         H=30  =34 {z7{ta  
所以H+=30+34=64 8,Z0J  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 +( d2hSIF  
     *Bj G3Jc5  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 \$I )}  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     ~kga+H  
    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 ~a}pYLxl  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 DX|kO  
     \`^jl  
12.联轴器设计 3ml|`S  
2t'&7>Ys{  
1.类型选择. w>e OERZa  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 0#ph1a<  
2.载荷计算. POf \l  
公称转矩:T=95509550333.5 l d@^ $  
查课本,选取 dK-G%5)r  
所以转矩   aVlHY E  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 pfG:P rZ  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm Ptg73Gm&R  
.T7ciD  
四、设计小结 *w;f\zW  
    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。 ;%)i/MGEB  
    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。 l40$}!!<  
五、参考资料目录 xFJ>s-g*  
[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; `u-}E9{  
[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; Ny#%7%(  
[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; DI\^ +P  
[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; 0-FbV,:;  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 la-+ `  
[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; x8H)m+AW  
[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? PU8R 0r2k\  
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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