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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 \9 ,a"g  
                 73Zx`00  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         5;WESk  
                 V{jQ=<)@e  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) Dj?84y  
%y96]e1  
目   录 s#Os?Q?  
     8jBrD1  
一    课程设计书                            2 ^/6LVB*  
_3Kow{y\  
二    设计要求                              2 :.DZ~I  
_HMQx_e0YM  
三    设计步骤                              2 %C[#:>'+  
     GZefeBi  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 V^* ];`^  
    2. 电动机的选择                                4 ^LI\W'K  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 7)RDu,fx  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 (YV]T!q  
    5. 设计V带和带轮                              6 :@rq+wvP  
    6. 齿轮的设计                                  8 ;AH8/M B9  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 Y0z)5),[U:  
    8. 键联接设计                                  26 *XUJv&ZN  
    9. 箱体结构的设计                              27 *A&A V||q  
    10.润滑密封设计                                30 p>ba6BDJT  
    11.联轴器设计                                  30 ?^3Y+)}  
     3<XP/c";  
四    设计小结                              31 dI(1L~  
五    参考资料                              32 r+Pfq[z&  
(G6lr%d  
一. 课程设计书 iv!;gMco  
设计课题:  l;;,[xhq  
    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 5)c B\N1u  
表一: ?]%ZJd  
         题号 ~XeWN^l(Ov  
49o/S2b4z  
参数    1     d53Eu`QW?  
运输带工作拉力(kN)    1.5     C6JwJYa  
运输带工作速度(m/s)    1.1     6:Hd`  
卷筒直径(mm)    200     $RA+StF!]  
n-he|u  
二. 设计要求 !#Pr'm/,mu  
1.减速器装配图一张(A1)。 SgWLs%B  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 6ys|'<?  
3.设计说明书一份。 + Pc2`,pw|  
%jo,Gv  
三. 设计步骤 J4]tT pu"K  
    1.  传动装置总体设计方案 79z/(T +  
    2.  电动机的选择 FrsXLUY  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 eemC;JV%  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 !ra,HkU'  
    5.  “V”带轮的材料和结构 r0Zj'F_e  
    6.  齿轮的设计 03n+kh  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 Ow N~-).%-  
    8、校核轴的疲劳强度 \IhHbcF`d  
    9.  键联接设计 bXz*g`=;  
    10.  箱体结构设计 oe*fgk/o9  
    11. 润滑密封设计 Yc:>Yzj(z  
    12. 联轴器设计 +ovT?CM o  
     j.yh>"de  
1.传动装置总体设计方案: j;<s!A#  
>l b9j>  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 N^{}Qvrr  
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, )GfL?'Z  
要求轴有较大的刚度。 D4T42L  
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 V)fF|E~0  
其传动方案如下: rA|&G'  
        @x^/X8c(p  
图一:(传动装置总体设计图) 7sU+:a  
^U6VJ(58P  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 {Ia1Wd8n  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 t=\ ffpA  
     传动装置的总效率 kp Rk.Q*  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; ~J0r%P  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, o]eG+i6g]  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, [1l OGck[  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 k*r G^imX  
dbg%n 0h  
  2.电动机的选择 Jim5Ul  
t9.| i H  
    电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, EeQ2\'t  
    经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, Uuktq)NU  
    则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 :7*9W|e  
     Ekn3ODz,  
    综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, sD9OV6^{?K  
     sVH w\_F$  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 6H!l>@a7v  
     ~uG/F?= Q:  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 g'9~T8i& ^  
                                                  qN^]`M[ BY  
QJ%N80  
方案    电动机型号    额定功率 <r)5jf  
P w}YcAnuB{%  
kw    电动机转速 /A-VT  
    电动机重量 ;3iWV"&_A  
N    参考价格 L/)eNZ  
元    传动装置的传动比     E;YD5^B  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     dpT?*qLM  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     ex.^V sf_  
  " eS-i@  
   中心高 hbSKlb0d  
        外型尺寸 +1a2Un  
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     @W=: r/  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     -,ojZFyRi  
v <m=g!  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 /Ri-iC >  
59(kk;  
(1)       总传动比 zhh6;>P  
    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 _y:a Pn  
    (2)       分配传动装置传动比 3x=NSe|f  
    =× t1p[!53(  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 2gW+&5; 4  
    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 Bw.?Me)mf|  
4.计算传动装置的运动和动力参数 @>F`;'_*z  
(1) 各轴转速 KDr)'gl&  
  ==1440/2.3=626.09r/min JHuA}f{2&  
  ==626.09/5.96=105.05r/min pIPjTQ?cq  
(2) 各轴输入功率 XvZ5Q  
    =×=3.05×0.96=2.93kW @2eH;?uO  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW ?{~. }Vn  
    则各轴的输出功率:   -h2 1  
=×0.98=2.989kW X=VaBy4#  
=×0.98=2.929kW %htbEKWR  
各轴输入转矩 "uBr]N:  
   =××  N·m U8eU[|-8O/  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· 7'7o^> !  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m k~]\kv=  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m nIl<2H]F`  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m kZQ$Iv+^(  
=×0.98=242.86N·m rUmnv%qTS  
运动和动力参数结果如下表 ):V)Hrq?x  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     787}s`,}  
    输入    输出    输入    输出         $oIGlKc:L  
电动机轴        3.03        20.23    1440     CYNpbv  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     ^3nB2G.ax  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     !^3j9<|@'  
}S9uh-j6l  
5、“V”带轮的材料和结构 'D?sRbJ=  
  确定V带的截型 h)T-7b  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 !< ^`Sx/+  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 CM+wkU ?,  
      V带截型      由图6-13                        B型 yjucR Fl  
   'x= y:0A  
  确定V带轮的直径 Ot3+<{  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm :LB< z#M  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s WhL 1OG  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm mh~n#bah  
   u_S>`I  
  确定中心距及V带基准长度 NAfu$7  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 _1?Fy u&<5  
                          360<a<1030 <$`ud P@  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm !B&1{  
     }q~xr3#  
  初定V带基准长度 [oS.B\Vc  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm yGPi9j{QXq  
       XXZ$^W&  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm G$ Ii  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm k N$L8U8f  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 Uf-`g>  
   I\ y>I?X  
   确定V带的根数 @0rwvyE=+3  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw 2n5{H fpY  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 <txzKpM  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 bq` 0$c%hN  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 ctL,Mqr\Z  
         z/7"!  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556  ?ik6kWI  
                             |h%fi-a:  
                       取Z=2 s)|l-I  
V带齿轮各设计参数附表 pi?U|&.1z  
pmi`Er  
各传动比 >a1 ovKF  
ic|>JX$G  
    V带        齿轮     Ic&Jhw;]z  
    2.3        5.96     [+v}V ,jb  
  9S[Tan|  
2. 各轴转速n K-*q3oh G  
    (r/min)        (r/min)     6~v|pA jY  
    626.09        105.05     B%Sp mx8  
S}cm.,/w  
3. 各轴输入功率 P i&?do{YQ)  
    (kw)        (kw)     .J3Dk=/  
    2.93       2.71     5zH?1Z~*  
x?|   
4. 各轴输入转矩 T L3- tD67oa  
    (kN·m)        (kN·m)     $?u ^hMU=  
43.77        242.86     r-a/vx#  
1JoRP~mMxa  
5. 带轮主要参数 fX2PteA0qX  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         Zj8aD-1]U^  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     ! G+/8Q^  
带的根数z     ii@O&g  
    160        368        708        2232        B        2     DHV#PLbN$  
<ctn_"p Z  
6.齿轮的设计 glppb$oB\  
xFY;aK  
(一)齿轮传动的设计计算 j@b4)t  
ctL@&~*nY  
齿轮材料,热处理及精度 ryq95<lF  
    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 fH7o,U|  
    (1)       齿轮材料及热处理 3J{`]v5`  
       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 XK>/i}y  
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 Oj*3'?<7=  
      ② 齿轮精度 rE bC_<  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 0VB~4NNR  
     pU*dE   
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 [EJ[Gg0m  
按齿面接触强度设计 }I'g@Pw9[  
MD ,}-m  
确定各参数的值: GiN\nu<!  
①试选=1.6 DT@6Q.  
选取区域系数 Z=2.433   G8lR_gD"!  
     T }X#I'Z  
    则 #<bt}Tht  
    ②计算应力值环数 451r!U1Z  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) j#b?P=|l  
    =1.4425×10h \dbjh{  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) 5xi f0h-`  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 Fr)G h>  
    ④齿轮的疲劳强度极限 0*"auGuX  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: 5eO`u8M  
    []==0.93×550=511.5 O=#FpPHrdw  
_n(NPFV  
    []==0.96×450=432         Qcz7IA  
许用接触应力   ~3.1. 'A  
         9(Vq@.;Z`j  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   u|7d_3 ::  
         =1 6v0^'}  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 F+_4Q  
    =4.47×10N.m tH<v1LEZN  
    3.设计计算 h@T}WZv  
①小齿轮的分度圆直径d A}sb 2P  
     AyKaazm]9  
    =46.42 Zg|z\VR  
    ②计算圆周速度 @M?N[LG  
    1.52 SU9#Y|I  
    ③计算齿宽b和模数 -L6 rXQV@j  
计算齿宽b :QsGwhB  
       b==46.42mm T"'"T]^ X  
计算摸数m I-i)D  
  初选螺旋角=14 SG8H~]CO)  
    = _`L,}=um'  
    ④计算齿宽与高之比 f8)D|  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 ]?xF'3#  
=46.42/4.5 =10.32 SHPaSq'&N  
⑤计算纵向重合度 'z2}qJJ)  
=0.318=1.903 _tL*sA>[~)  
⑥计算载荷系数K )]!Ps` ,u  
使用系数=1 _n2PoE:5@P  
根据,7级精度, 查课本得 =O w}MX  
动载系数K=1.07, 3Qe:d_  
查课本K的计算公式: VY@uQ#&A  
K= +0.23×10×b j_\sdH*r  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 f 5_n2  
查课本得: K=1.35 8UoMOeI3  
查课本得: K==1.2 4-=>># P  
故载荷系数: A L}c-#GG  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 &TSt/b/+W  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 dx[<@f2c  
    d=d=50.64 ;k/y[ x}  
    ⑧计算模数 WKqNJN C  
    = GdR>S('  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 $ # @G!  
    由弯曲强度的设计公式 Vy{=Y(cpF2  
    ≥ U n2xZ[4  
n w @cAv  
⑴   确定公式内各计算数值 X\hD 4r"  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m #18H Z4N  
         确定齿数z *4r 1g+0  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 $.cNY+  k  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 ^M  PU?k  
    Δi=0.032%5%,允许 >ALU}o/  
    ②      计算当量齿数 B>t$Z5Q^X  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  IO`.]iG  
    z=z/cos=144/ cos14=158 Q<d\K(<3?:  
    ③       初选齿宽系数 ]~87v  
     按对称布置,由表查得=1 6t TLyI$+  
    ④       初选螺旋角 HLAWx/c,j"  
    初定螺旋角 =14 CY0|.x  
    ⑤       载荷系数K C!B2 .:ja  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 <m`HK.|~  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y A(W%G|+  
    查得:  e1S |&W8  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 IQoz8!guh:  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 X7{ueP#L  
     6~0S%Hz   
    ⑦       重合度系数Y y VUA7IY  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 7NMQUN7k '  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 II)\rVP5  
=14.07609 N/TU cG|m\  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 S$+vRX7  
    ⑧       螺旋角系数Y CwTx7 ^qa  
 轴向重合度 =1.675, B+iVK(j'[v  
    Y=1-=0.82 +e`f|OQ  
     Y;p _ff  
    ⑨       计算大小齿轮的 c\-5vw||b  
 安全系数由表查得S=1.25 nyi}~sB  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 4gb2$"!  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 Ji :2P*  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 x %L2eXL  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   rC14X}X6  
    小齿轮     大齿轮 7UejK r  
M3odyO(  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: yaMNt}y-q  
    K=0.86        K=0.93   Ha1E /b]K  
F.HD;C-;(  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 _~&6Kb^*  
      []= <h4"^9hL  
      []= X,IjM&o"Y  
       cNtGjLpx;  
       T(MS,AyD]  
        大齿轮的数值大.选用. Ds9pXgU( Z  
     d=o|)kV  
⑵   设计计算 Qg"hN  
     计算模数 NKvBNf|D  
o%i^t4J$e  
ah1d0e P  
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: %%`Nq&'  
k*(c8/<.d  
z==24.57  取z=25 _7'9omq@  
;n%SjQ'%  
那么z=5.96×25=149           nT..+ J)  
  :tp2@*] 9Z  
②   几何尺寸计算 NeAkJG=<  
    计算中心距     a===147.2 iZ<^p1i  
将中心距圆整为110 a|SgGtBtT4  
QG*=N {% 5  
按圆整后的中心距修正螺旋角 ?:vp3f#  
BAG) -  
=arccos /vll*}}  
eqU2>bI f  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. k__iJsk  
(9% ki$=}+  
计算大.小齿轮的分度圆直径 ye:pGa w  
     $m,gQV~4  
    d==42.4 3('=+d[}Vw  
Ni#!C:q  
d==252.5 GL[#XB>n  
u~[HC)4(0  
计算齿轮宽度 9]fhH  
usH9dys,  
B= ,A`d!{]5  
JQ=i{9iJ  
圆整的       3I&=1o  
T]Z|Wq`bot  
                                            大齿轮如上图: 0B fqEAl  
>/mi#Y6  
0D/u`-  
BZejqDr*  
7.传动轴承和传动轴的设计 Oo |*q+{  
Hy ^E m  
1.  传动轴承的设计 NAjY,)>'K  
(DJLq  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 ?j;e/r.  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min d~F`q7F'?]  
T1=43.77kn.m tvXoF;Yq  
⑵.  求作用在齿轮上的力 nw swy]e8/  
    已知小齿轮的分度圆直径为 Ls{z5*<FM  
        d1=42.4 1+6:K._C(m  
而  F= E9z^#@s  
     F= F .] mYpz  
A<P3X/i  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N nfpkWyIu{  
xxkU u6x#  
#[0:5$-[  
ddvSi 6  
⑶.   初步确定轴的最小直径 bHVAa#  
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 RapHE; <  
IN=pki |.  
{6{y"8  
             d]1%/$v^  
     从动轴的设计 ?#; oqH<  
       <i{O\K]9  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, b~DtaGh  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M 3 i<,#FaL  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 "<o[X ?u  
    已知大齿轮的分度圆直径为 ?_mcg8A@@*  
        d2=252.5 2VmQ%y6e"  
而  F= uD4=1g6[s  
     F= F  aEUC  
s2f9 5<B  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N /2}o:vLj  
O@JgVdgf  
nk.Y#+1)  
Y[%1?CREP  
⑶.   初步确定轴的最小直径 BiGB<Jr  
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 [A$5~/Q{U1  
dWHl<BUm  
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 / hUuQDJ  
查表,选取 F) w.q  
.d< +-w2Mu  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 >! +.M9  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 Bvzu{B%  
'[#a-8-JY_  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 #Mo`l/Cwp  
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与  。 y*2R#jTA  
.DSn H6O  
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. /lAB  
<hi@$.u_Q^  
            D        B                轴承代号     =4GJYhj  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     )6|7L)Dk  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     %M8Egr2|0  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     W- wy<<~f  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     i^P@?  
:LRR\v0HM  
     -1Y9-nn[m  
ps0wN%tA  
     _3$@s{k-TI  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 I( BG%CO9  
    右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, dDH+`;$.  
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.     E_&Hje|J_[  
:PtpIVAosg  
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. 5zJkPki  
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, ~ `2w ul  
高速齿轮轮毂长L=50,则 $mm =$.  
pM~Xh ]/  
L=16+16+16+8+8=64 PpMZ-f@  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. N_<sCRd]9  
/2^cty.BXw  
5.    求轴上的载荷   ;ak3 @Uee  
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, b~06-dk1  
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. 6QdNGpN  
XuJwZN!(  
>_M}l @1  
:NU-C!eT  
Bp\io$(%  
;a!o$y  
qx 3.oU  
BEvSX|M>x  
V5rnI\:7  
     $n `Zvl2  
&n<jpMB  
传动轴总体设计结构图: [e)81yZG>  
     G_5sF|(mq  
                             DjOFfD\MF  
GG"0n{>0  
                             (主动轴) w|WZEu:0|  
Te'^O,C)y$  
;TSnIC)c  
        从动轴的载荷分析图: w GZ(bKyO  
&_4A6  
6.     校核轴的强度 zq!2);,  
根据 z+" :,#  
== `m<="No  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 PkDL\Nqe  
查表15-1得[]=60MP `H$s -PX  
〈 []    此轴合理安全 dMGu9k~u  
i`&yPw  
8、校核轴的疲劳强度. mMN oR]  
⑴.   判断危险截面 W<!q>8Xn?  
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ  B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. ;ok];4`a  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 o*p7/KvoT  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 c09] Cp<  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 wT*N{).  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 m.K"IXD  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 l^$:R~gS  
截面上的弯曲应力 ^|\ *i  
yE"hgdL  
截面上的扭转应力 :\80*[=;Z  
== Ce5 }+A}  
轴的材料为45钢。调质处理。 &)s A(  
由课本得: $Fr2oSTT)  
           {g/\5Z\b  
因             EXJ>Z  
经插入后得 I*lq0&  
2.0         =1.31 k9^P#l@p  
轴性系数为 +e ?ixvld  
       =0.85 {ReAl_Cm  
K=1+=1.82 HwU \[f  
    K=1+(-1)=1.26 =z=Guvcn`  
所以               !5A nr  
^kt"n( P5  
综合系数为:    K=2.8  =_ rn8  
K=1.62 i6X/`XW'  
碳钢的特性系数        取0.1 kN}.[enI~  
   取0.05 r ,b  
安全系数 M/1Q/;0P  
S=25.13 wh*OD  
S13.71 ^1Yx'ua'  
≥S=1.5    所以它是安全的 Nju7!yVM_  
截面Ⅳ右侧 >Mvt;'c  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 QGLm4 Wl9  
*E$D,  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 w e} sC,  
Y^6=_^  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 e,4!/|H:  
MI@ RdXkY  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 VS}Vl  
截面上的弯曲应力   g:2/!tujL  
截面上的扭转应力 x%(!+  
==K= }XXE hOO  
    K= 5:s]z#8)  
所以                 xE)pj|  
综合系数为: % tJ?dlD'  
K=2.8    K=1.62 ,U2D &{@  
碳钢的特性系数 94a _ W9  
    取0.1       取0.05 ED$gnFa3I  
安全系数 2XXEg> CU  
S=25.13 u{3KV6MS  
S13.71 :ZzG5[o3  
≥S=1.5    所以它是安全的 d9^=#ot  
}F3Z~  
9.键的设计和计算 z?gJHN<  
d@w I: 7  
①选择键联接的类型和尺寸 Jz|(B_U  
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. Lte\;Se.tu  
根据    d=55    d=65 )Tb;N  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 ?.Kl/8ml  
                     b=20     h=12     =50 FCP5EN  
3$kZu  
②校和键联接的强度 }YSH8d  
  查表6-2得      []=110MP ~}M{[6!  
工作长度  36-16=20 S3=J1R,  
    50-20=30 ?_^9e  
③键与轮毂键槽的接触高度 !PQRlgcG  
     K=0.5 h=5 u(~s$ENl  
    K=0.5 h=6 Ec[:6}  
    由式(6-1)得: xp &I~YPH  
           <[] _E "[%  
           <[] 3n/L; T,X  
    两者都合适 w%ip"GT,  
    取键标记为: B#gmT2L  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 <B fwR$  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 EP8LJzd"  
10、箱体结构的设计 1rKR=To  
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, asJYGqdF  
大端盖分机体采用配合. r'!l` gm,S  
h\dIp`H  
1.   机体有足够的刚度 81n%2G  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 K)v(Z"  
cK258mY  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 dn5v|[dJ  
4v!@9.!vQ  
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 i3~!ofTb  
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 p!691LI  
2KG j !w  
3.   机体结构有良好的工艺性. ZD<,h` lZ  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. X-duG*~  
y jpjJ  
4.   对附件设计 _I!Xr!!)a0  
A  视孔盖和窥视孔 u,pm\  
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 3}+/\:q*  
B  油螺塞: lt*k(JD  
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。 < d]|5  
C  油标: _E%[D(  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 IQ_0[  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. dOhV`8l  
:@/fy}!  
D  通气孔: y >OZ<!`  
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. 4EpzCaEZ  
E  盖螺钉: Y}Dp{  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 I45A$nV#Q  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. 1_t Dp& UO  
F  位销: J.&q[  
为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度,在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销,以提高定位精度. D;L :a`Y  
G  吊钩: RgO 7> T\  
在机盖上直接铸出吊钩和吊环,用以起吊或搬运较重的物体. ? vlGr5#  
d#*5U9\z  
减速器机体结构尺寸如下: zm:=d>D..  
e!8_3BE  
名称    符号    计算公式    结果     d5%*^nMpY  
箱座壁厚                10     /;0>*ft4  
箱盖壁厚                9     xo%iL  
箱盖凸缘厚度                12     0 mQ3P.9  
箱座凸缘厚度                15     Pjy?&;GvT  
箱座底凸缘厚度                25     ~ /[Cgh0  
地脚螺钉直径                M24     mx[^LaR>v  
地脚螺钉数目        查手册        6     ,dp?'_q {  
轴承旁联接螺栓直径                M12     K8 Y/XEK  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     2%8Y-o?  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     I Q L~I13  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     ;Y '\:  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     GW#kaqC1  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 e^GW[lT  
    22 >(rB[ZJ  
    18     >2:Sv1T  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 G"[pr%?  
    16     a7|&Tbv  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     v6VhXV6$|  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     !VHIl&Mos  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     Fdw[CYHz  
机盖,机座肋厚                9    8.5     _PbfFY #  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) O)|4>J*B  
150(3轴)     E, fp=.  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) )R@gnTe  
150(3轴)     Q75^7Ga_  
     weV#%6=5\  
11. 润滑密封设计 h /QP=Zd  
V^z;^mdd  
    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. *`-29eR"8  
    油的深度为H+ #6jwCEo=V  
         H=30  =34 J\+gd%  
所以H+=30+34=64 &U*J{OP|  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 k#5e:VOb  
     @%nUfG7TQ  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 u^$Md WP  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     Wky STc  
    密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 >MWpYp  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 {kl{mJ*  
     6a?$=y  
12.联轴器设计 : KP'xf.  
*tM7>  
1.类型选择. {dA ~#fW<  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 NZC='3Uz  
2.载荷计算. EY&C [=  
公称转矩:T=95509550333.5 {/A)t1nL  
查课本,选取 kad;Wa#h  
所以转矩   ^GrkIh0nL  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 \*%i#]wO@  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm BZ;}ROmqk  
EcU'*  
四、设计小结 vMX6Bg8  
    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。 |] !o*7"4  
    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。 A]iv)C;]  
五、参考资料目录 Ls>u` hG  
[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; f;Bfh3  
[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; 'ztL3(|X6  
[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; *pTO|x{  
[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; qbU1qF/  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 >1r[]&8  
[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; XiRT|%j  
[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? r,2Xu  
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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