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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 zuad~%D<I ColV8oVnU 课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 m)t;9J5 R6Km\N 专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) ,{u
yG: Ts[_u@ 目 录 mbTEp*H ]Idk:et 一 课程设计书 2 {_[N<U:QT& X::JV7hu 二 设计要求 2 ThajHK|U H9`)BbR 三 设计步骤 2 IqaT?+O\?r N=5a54!/ 1. 传动装置总体设计方案 3 v\gLWq' 2. 电动机的选择 4 l'-Bu( 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 {OkV%Q< 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 *xxx:*6rk; 5. 设计V带和带轮 6 ?}tFN_X" 6. 齿轮的设计 8 '4+
ur` 7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 p
Z|V
3 8. 键联接设计 26 M#4pE_G 9. 箱体结构的设计 27 i(%W_d! 10.润滑密封设计 30 _?m(V=z> 11.联轴器设计 30 XH 4 nLZTK&7} 四 设计小结 31 _~l5u8{^ 6 五 参考资料 32 JxdDC^> 0 D&&9^t9S 一. 课程设计书 #4Rx]zW^% 设计课题: kzQ+j8.,U 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|+o}a`
表一: 3=P]x;[ba 题号 zII|9y )
<[XtK 参数 1 C\Wmq
[ 运输带工作拉力(kN) 1.5 *k( XW_> 运输带工作速度(m/s) 1.1 #C74z$ 卷筒直径(mm) 200 Z*]9E^ %op**@4/t\ 二. 设计要求 }I+E\< 1.减速器装配图一张(A1)。 ,i?nWlh+ 2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 {Qf=G|Ah 3.设计说明书一份。 <s31W3<v p?%y82E 三. 设计步骤 Olt?~} 1. 传动装置总体设计方案 mA}TJz 2. 电动机的选择 ~tS Z%q 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 .=7vI$ujd 4. 计算传动装置的运动和动力参数 ^+>laOzC`8 5. “V”带轮的材料和结构 i4Q@K,$ 6. 齿轮的设计 KEo,m 7. 滚动轴承和传动轴的设计 7UKh688 8、校核轴的疲劳强度 y{B=-\O] 9. 键联接设计 7?!d^$B 10. 箱体结构设计 ?DS@e@lx 11. 润滑密封设计 5K1)1E/Fu 12. 联轴器设计 B?gOHG*vd> lBLARz&c# 1.传动装置总体设计方案: k<nZ+! M `t>l:<@% 1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 A7Cm5>Y_S 2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, lV3x *4O= 要求轴有较大的刚度。 \g&,@'uh 3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 \j}ZB<.> 其传动方案如下: d`=MgHz D
:4[~A 图一:(传动装置总体设计图) 7FP*oN? jE.N ev/ 初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 +/4A 选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 a{'vN93 传动装置的总效率 I;,77PxD η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; t9GR69v:? 为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, P-9)38`5 η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, HYD'.uj 为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 ^KnU4sD X&.ArXn* 2.电动机的选择 g{]0sn# Y#ap* 电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, ?um;s-x) 经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, P[G)sA_" 则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 "b~+;<}Q 6##_%PO<m 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, '6nAF 60^`JVGWH 选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 6fE7W>la 58}U^IW 额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 XFVE>/H f <Zxz9 )W,aN)1) 方案 电动机型号 额定功率 n K1Slg#U P D=A&+6B@- kw 电动机转速 Ljm[?*H# 电动机重量 nSDMOyj+ N 参考价格 1fp? 元 传动装置的传动比 >jDDQ@ 同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 :I.mGH!^ 1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 t5^{D>S1 OR P\b 中心高 nmee 'oEw 外型尺寸 \Gef \ L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD r8t}TU>C 132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 {r,.!;mHu +qN>.y!Y 3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 nUaJzPl 2"v6
>b% (1) 总传动比 j.[.1G*(" 由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 x;O[c3I (2) 分配传动装置传动比 C!O0xhs =×
_O)>$.^6 式中分别为带传动和减速器的传动比。 (q/e1L-S 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 ~p6 V,Q 4.计算传动装置的运动和动力参数 %_H<:uGO% (1) 各轴转速 F@D`N0Pte ==1440/2.3=626.09r/min GhAlx/K ==626.09/5.96=105.05r/min ~f2z]JLr: (2) 各轴输入功率 ql Ax =×=3.05×0.96=2.93kW 4!{KWL`A =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW J'6PmPzY| 则各轴的输出功率: djl*H =×0.98=2.989kW I.(,hFx; =×0.98=2.929kW 3GYw+%Z] 各轴输入转矩 .|KyNBn =×× N·m L tO!umM 电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· n-2]M05O 所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m EmWn%eMN =×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m a@K%06A;' 输出转矩:=×0.98=43.77 N·m E:_ZA =×0.98=242.86N·m P-_6wfg,;> 运动和动力参数结果如下表 sP pH*,( 轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min *uRBzO} 输入 输出 输入 输出 ](]i 'fE> 电动机轴 3.03 20.23 1440 0@0w+&*"@ 1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 KJUH(]>F 2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 C\3rJy(VJ Ys9[5@7 5、“V”带轮的材料和结构 <Xhm`rH 确定V带的截型 HQ_Ok` 工况系数 由表6-4 KA=1.2 *\a4wZ6<3 设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 wD}l$& + V带截型 由图6-13 B型 Vi$~-6n& #<"~~2? 确定V带轮的直径 %bn jgy 小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm !<8W
{LT 验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s sRR(`0Zp 大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm 8P\G} [ZwjOi:) 确定中心距及V带基准长度 VR 8-&N 初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 0cH`;!MZ 360<a<1030 hp50J 要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm dm0R[[ 7 w$iX.2|9%u 初定V带基准长度 =!A_^;NQf Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm :A_@,Q =_*Zn(>t` V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm ?3`UbN: 传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm Y=?3 js?O 小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 Xf]d. : i v38p%Zm 确定V带的根数 epe)a 单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw 3BUSv#w{i 额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 Ms#M+[a 包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 OX7M8cmc+ 带长修正系数 由表6-2 KL=1 YQvD|x B)g[3gQ V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 `UyG_; `:KY\ 取Z=2 Tn e4 V带齿轮各设计参数附表 &-6Gc;f8 ;?iW%:_, 各传动比 20 h, ^ CAWNDl4 V带 齿轮 e{K 215 2.3 5.96 xwq
(N_ Y\k#*\'Y~ 2. 各轴转速n Z]Cq3~l (r/min) (r/min) `p-cSxR_ 626.09 105.05 9wwqcx)3( B%b4v 3. 各轴输入功率 P
Cctu|^V (kw) (kw) -<!NXm|kvz 2.93 2.71 I3I/bofz ;bib/ 4. 各轴输入转矩 T 7(8;to6( (kN·m) (kN·m) i$G@R% 43.77 242.86 ?Ep [M:,q Qd$nH8ED Y 5. 带轮主要参数 Hg izW 小轮直径(mm) 大轮直径(mm) WX?IYQ+ 中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 *)T^ChD, 带的根数z Vn}0}Jz 160 368 708 2232 B 2 u|TeE\0 3yF,ak{Sl 6.齿轮的设计 0R'?~`aTt +gtbcF@rx (一)齿轮传动的设计计算 Id .nu/ WiR(;m<g 齿轮材料,热处理及精度 aP+X}r 考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 l'. VKh\C (1) 齿轮材料及热处理 b9HtR -iR; ① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24 x*U)Y 高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 [!#L6&:a8 ② 齿轮精度 <)c)%'v 按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 ??vLUv SsDmoEeB[ 2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 Vaw+.sG`AP 按齿面接触强度设计 ,f'CD{ E k9 I%PH 确定各参数的值: G@X% +$I ①试选=1.6 K;H&n1 选取区域系数 Z=2.433 +.FEq*V : bq8N@P/ 则 rcG"o\g@+ ②计算应力值环数 CXMLt N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) ^%{7}g&$u =1.4425×10h }!.(n=idZ N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) 08\,<9 ③查得:K=0.93 K=0.96 vw/J8' ④齿轮的疲劳强度极限 aSQ#k;T[ 取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: G}raA% []==0.93×550=511.5
|TH\`U SRDp* []==0.96×450=432 4p;`C 许用接触应力 -zeG1gr3 yq\K)g*= ⑤查课本表3-5得: =189.8MP s-Tv8goNV =1 !F'YDjTot T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 J<h$
wM =4.47×10N.m E4/Dr}4 3.设计计算 Ioa$51& ①小齿轮的分度圆直径d 3,qr-g|;jM ~HsJUro =46.42 2uW;
xfeY ②计算圆周速度 #h
]g?*}OJ 1.52 SO'vpz{ ③计算齿宽b和模数 Om2d.7S 计算齿宽b /7F:T[ b==46.42mm vXZOy%$o 计算摸数m )F]]m#` 初选螺旋角=14 @K!T,U = >KhOz[Zg ④计算齿宽与高之比 Y.rsR6 齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 GGs}i1m =46.42/4.5 =10.32 K is"L(C ⑤计算纵向重合度 Ai3*QX =0.318=1.903 [ sjosV ⑥计算载荷系数K Lnl=.z`jK 使用系数=1 $uVHSH5l 根据,7级精度, 查课本得 . 3T3EX|G 动载系数K=1.07, hhc,uJ">! 查课本K的计算公式: qu{&xjTH8 K= +0.23×10×b +#@I~u _}D =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 YUy0!`!` 查课本得: K=1.35 #.)0xfGW)n 查课本得: K==1.2 je=a/Y=%U{ 故载荷系数: JP[K;/ K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 /t$d\b17pX ⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 aj{Y\
3L d=d=50.64 .4!=p*Y ⑧计算模数 vV-`jsq20H = 6mxfLlZ 4. 齿根弯曲疲劳强度设计 \\;jw[P0 由弯曲强度的设计公式 j{+.tIzpq[ ≥ `7V]y- .Vvx,>>D ⑴ 确定公式内各计算数值 =MDysb&: ① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m 5K8^WK 确定齿数z ar+9\ 因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 z5*'{t) 传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 YO}<Ytx Δi=0.032%5%,允许 mtcw#D ② 计算当量齿数 dSV8q
,D z=z/cos=24/ cos14=26.27 q(W3i^778 z=z/cos=144/ cos14=158 5MJS
~( ③ 初选齿宽系数 z[qDkL 按对称布置,由表查得=1 oV78Hq6 ④ 初选螺旋角 ^>v+(
z5R 初定螺旋角 =14 T%*D~=fQ' ⑤ 载荷系数K d)Y}>@:W K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 \bvfEP ⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y |[b{)s?x 查得: 5vnrA'BhBU 齿形系数Y=2.592 Y=2.211 <bEbweQrgm 应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 ^v7gIC RPL:- ⑦ 重合度系数Y )oPBa 端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 hf&9uHN%7m =arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 ml
}{|Yz =14.07609 Y9XEP7 因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 /R wjCUf ⑧ 螺旋角系数Y p>8D;#HmL 轴向重合度 =1.675, ;vjOUn[E Y=1-=0.82 _u QOHwn :&."ttf= ⑨ 计算大小齿轮的 #Ki[$bS~6 安全系数由表查得S=1.25 L$M9w 工作寿命两班制,8年,每年工作300天 9V*qQS5<p 小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 yEE*B: 大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 t'k$&l}+ 查课本得到弯曲疲劳强度极限 T{[=oH+ 小齿轮 大齿轮 n,WqyNt* fVpMx4&F
查课本得弯曲疲劳寿命系数: D2~*&'4y K=0.86 K=0.93 aO4?m+ .3Oap*X 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 PB\x3pV!} []= svH !1b []= JY(WK@ oW6XF-yM 1=Z0w +v{ 大齿轮的数值大.选用. ji0@P'^; C1 *v,i ⑵ 设计计算 nZYBE030 计算模数 </*6wpN kMN~Y 4@ai6,< 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: A^<jy=F& @|YH|/RF z==24.57 取z=25 ]~3V}z,T* aAUvlb 那么z=5.96×25=149 ,Ko!$29[ -e:`|(Mo ② 几何尺寸计算 P+/e2Y 计算中心距 a===147.2 o!A+&{ 将中心距圆整为110 JZyAXm% A2Gevj?F$ 按圆整后的中心距修正螺旋角 [` 7ThHX P-"y3 ZE= =arccos ?.BC#S)q1 +QJ#2~pE 因值改变不多,故参数,,等不必修正. H9e<v4c )\$|X}uny& 计算大.小齿轮的分度圆直径 #AQV(;r7@ 0n{=%Q d==42.4 t1x1,SL *J`O"a d==252.5 C;^X[x%h7$ KPUV@eQ, 计算齿轮宽度 /mzlH <wD-qT W B= }0Ed] f4|rVP|x 圆整的 (n_/`dP 7-fb.V9 大齿轮如上图: 8KzkB;=n * r7rZFS /cP"h!P}~~ 1bwOmhkS 7.传动轴承和传动轴的设计 X!EP$! /N.U/MPL_ 1. 传动轴承的设计 3%b6{ie/= z<' u1l3 ⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 p9-K_dw3X@ P1=2.93KW n1=626.9r/min nAlQ7' T1=43.77kn.m %d9uTm; ⑵. 求作用在齿轮上的力 a9Zq{Ysj 已知小齿轮的分度圆直径为
rjnrju+ d1=42.4 ^} >w<'0 而 F= f]srRYSR F= F DZtsy!xA {]4LULq F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N ]3Sp W{=^( ,r_Gf5c ,Ma^ &ypH +9sQZB# ( ⑶. 初步确定轴的最小直径 dioGAai' 先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 [v!f<zSQK G$('-3@i`w @-`*m+$U6 'PW5ux@`< 从动轴的设计 W ]8QM1$ ('+d.F[109 求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, >uEzw4w P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M >Y@H4LF;1x ⑵. 求作用在齿轮上的力 h^P#{W!e\ 已知大齿轮的分度圆直径为 tw)mepwB d2=252.5 }3WxZv]I} 而 F= Ar#(psU F= F $U-0)4yf "qy,*{~ F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N S~G]~gt t\O16O7S :e+jU5;]3 ]7c=PC ⑶. 初步确定轴的最小直径 aw&,S"A@ 先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 ZXPX,~ 5o #}5uno 输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 B^}yo65I 查表,选取 Pr
C{'XDlU 6j|{`Zd)G 因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 9H1rO8k 选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 goWuw}? vtJJ#8a]
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 "_?nN"A7 为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与 。 `){.+S(5C NDokSw- 初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. yEy6]f+>+ Q22 GIr D B 轴承代号 Y8t8!{ytg 45 85 19 58.8 73.2 7209AC 8zq=N#x 45 85 19 60.5 70.2 7209B hOK8(U0 50 80 16 59.2 70.9 7010C 4s
oJ.j8 50 80 16 59.2 70.9 7010AC J]r^W)O 7F.4Ga; ;722\y(Y 1Ai^cf:S e&>2
n 对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 <wHP2|<l* 右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, Yx`n:0 ③ 取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm. 4?01s-Y %!#azI ④ 轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取l=50. a?oI>8* ⑤ 取齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮间的距离c=20.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16, 4Wp=y 高速齿轮轮毂长L=50,则 l;E(I_
i) M )(DZ} L=16+16+16+8+8=64 +aAc9'k 至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. +
>!;i6| An0GPhC 5. 求轴上的载荷 U
#0Cx-E 首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, qmP].sA 查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. b7ZSPXV ?gXp*>Kg[ PQE=D0 /g.U&oI]D asqV~n `EQL" =) K@%].: V28M lP D)}v@je"yP ^=*;X;7 5~S5F3 传动轴总体设计结构图: u$`a7Lp,n Ew$C
;&9 EiaW1Cs 6wg^FD_Q (主动轴) :~SyL ! c[s4EUG u]G\H!WkQ 从动轴的载荷分析图: c1gQ cqF - !
S_ryL 6. 校核轴的强度 <{cQ2 根据 H6gSO(U == Kf-JcBsrT 前已选轴材料为45钢,调质处理。 $Z>'Jp 查表15-1得[]=60MP Y|/ 8up 〈 [] 此轴合理安全 UL9n-M= $NO&YLS@ 8、校核轴的疲劳强度. 7mfS*aCb ⑴. 判断危险截面 ]K%!@O! 截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. = WJNWt> ⑵. 截面Ⅶ左侧。 >5
BJ3Hf 抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 /wlEe>i 抗扭系数 =0.2=0.2=25000 (Awm9|.{+ 截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 I*^Ta{j[ 截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 {Hk}Kow 截面上的弯曲应力 #Rr%:\* ]]Ufas9 截面上的扭转应力 tZB<on<.) == x$(f7?s] 1 轴的材料为45钢。调质处理。 E<*xx#p 由课本得: Vf1^4t Q=dy<kg'] 因 -D~%|).' 经插入后得 ]J]h#ZHx 2.0 =1.31 kAGBdaJ" 轴性系数为 /_ajaz% =0.85 uXl3k:_n K=1+=1.82 h
zn6kbv K=1+(-1)=1.26 H" 7u7l 所以 r:TH]hs12+ ;]:@n;c\ 综合系数为: K=2.8 XRQ4\bMA8 K=1.62 7 Fsay+a 碳钢的特性系数 取0.1 dUdT7ixo 取0.05 J9S>yLQK 安全系数 11;zNjD| S=25.13 MnW+25=N S13.71 Y\'}a+:@Ph ≥S=1.5 所以它是安全的 Y`wSv NU 截面Ⅳ右侧 .6 ?U@2 抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 iDrZc
L9#g)tf
8T 抗扭系数 =0.2=0.2=25000 ?!/kZM_ts 1[-tD0{H 截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 ZqO^f*F>h R0-j5&^jju 截面Ⅳ上的扭矩为 =295 y1L,0 ] 截面上的弯曲应力 ENY+^7 截面上的扭转应力 iO;
7t@]- ==K= Pj%|\kbNs K= ^sWT:BDh 所以 9(wK@ 综合系数为: 63 B?. K=2.8 K=1.62 ^pk7"l4Xm 碳钢的特性系数 y4fdq7i~}9 取0.1 取0.05 ;gr9/Vl 安全系数 h@@=M S=25.13 |$_sX9\`?| S13.71 ]e@Oiq ≥S=1.5 所以它是安全的 $ L]lHji ;sFF+^~L 9.键的设计和计算 P7/X|M z ,s;UfF ①选择键联接的类型和尺寸 jrh43
\$* 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. iOO)Q\ 根据 d=55 d=65 }JAG7L&{ 查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 wq `Bd b=20 h=12 =50 Xla~Yg uu687|Pm ②校和键联接的强度
3?
+Hd 查表6-2得 []=110MP !%0 *z 工作长度 36-16=20 ,zY$8y] 50-20=30 :9 ^*
^T ③键与轮毂键槽的接触高度 Y:a]00&)#Y K=0.5 h=5 pz>>)c` K=0.5 h=6 ~&bq0( 由式(6-1)得: C;urBsC <[] A^<iL <[] a:6m7U)P#5 两者都合适 d6 5L!4 取键标记为: +K4}Dmg 键2:16×36 A GB/T1096-1979 MFk5K 键3:20×50 A GB/T1096-1979 R~$qo)v 10、箱体结构的设计 c0u^zH< 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, ~/P[J 大端盖分机体采用配合. |
%Vh`HT ea')$gR 1. 机体有足够的刚度 %bfQ$a: 在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 ~Jz6O U*z S^ \Vgi( 2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 @s2y~0}# [IhYh<i 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 @I!0-OjL 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 3/n5#&c\4 N<injx 3. 机体结构有良好的工艺性. )P|),S,;Z 铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. oM`0y@QCf 0KOgw*>_ 4. 对附件设计 p=}Nn( A 视孔盖和窥视孔 N//KPh 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 %8~NqS|= B 油螺塞: O@C@eW# 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。 r\V
={p C 油标: 6j LCU%^ 油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 g7W" 油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. 7O-x<P; :G%61x&=Zc D 通气孔: .ctw2x5W 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. ~FG]wNgS E 盖螺钉: :&9s,l 启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 [K0(RDV)% 钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹.
7E~;xn; F 位销: N5b!.B x-w 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. OYTkV}tG G 吊钩: )|=j`jCC 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. &FN.:_E j HJ`,# 减速器机体结构尺寸如下: P
m e^l%M eV?2LtT#5 名称 符号 计算公式 结果 y/ef>ZZ 箱座壁厚 10 O[JL+g4
箱盖壁厚 9 l]l'4@1 箱盖凸缘厚度 12 QE`bSI 箱座凸缘厚度 15 .jWC$SVR 箱座底凸缘厚度 25 _.Uh)-yR 地脚螺钉直径 M24 ZRU{[4 地脚螺钉数目 查手册 6 VQ9/Gxdeo 轴承旁联接螺栓直径 M12 lp%pbx43s 机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 m`^q <sj 轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 H%Q7D- 视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 t=W}SH 定位销直径 =(0.7~0.8) 8 D7Q$R:6| ,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 |imM#wF 22 z/@slT 18 aE$[52 ,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 1ztG;\ 16 >V8-i` 外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 K} X&AJ5A 大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 ML56k~"BL 齿轮端面与内机壁距离 > 10 Ls+2Zbh 机盖,机座肋厚 9 8.5 ^ Q ? 轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) ud@%5d 150(3轴) Gm^U;u}=f 轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) '$]97b7G 150(3轴) 6)
[H?Q ]Wlco 11. 润滑密封设计 y(yHt=r eiaFaYe\ 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. -3Z,EaG^ 油的深度为H+ a fW@T2 H=30 =34 2B& | |