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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 3S2'JOTY  
                 u]MF r2  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         !V-SV`+X  
                 Tx_(^K  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) K :q-[\G  
IKr7"`  
目   录 /tv;W  
     hA\8&pI;  
一    课程设计书                            2 $-AvH( @  
22r01qH  
二    设计要求                              2 K+$c,1wb  
g4$%)0x%  
三    设计步骤                              2 nG*6ic  
     |f}NO~CA  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 q(p0#Mk,E  
    2. 电动机的选择                                4 yaR;  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 aC$g(>xFt  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 DVcu*UVw  
    5. 设计V带和带轮                              6 l?1!h2z%  
    6. 齿轮的设计                                  8 9G8QzIac  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 )Z%+~n3o'  
    8. 键联接设计                                  26 B:r-')!0$#  
    9. 箱体结构的设计                              27 pz IMj_  
    10.润滑密封设计                                30 ,"VQ 0Z1  
    11.联轴器设计                                  30 {n{}Y.  
     F i/G, [q  
四    设计小结                              31 +e:ZN tr9  
五    参考资料                              32 udZ: OU<  
-9*WQU9R  
一. 课程设计书 2!otVz! Mh  
设计课题: Xbtv}g<0c  
    设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V >C}RZdO~  
表一: N]<gHGj}  
         题号 `k| nf9_  
%UJ4wm  
参数    1     _z5CplO  
运输带工作拉力(kN)    1.5     yrs3`/  
运输带工作速度(m/s)    1.1     KUyJ"q<W  
卷筒直径(mm)    200     LG|,g3&  
w;$+7  
二. 设计要求 FOA%( 5$4  
1.减速器装配图一张(A1)。 5l}h8So4  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 `j![  
3.设计说明书一份。 MX0B$yc$  
A,e^bM  
三. 设计步骤 Pvw%,=41O  
    1.  传动装置总体设计方案 k9xKaJ %1  
    2.  电动机的选择 "y0 A<-~  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 6 {Z\cwP)c  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 n_Y]iAoc`  
    5.  “V”带轮的材料和结构 j[`?`RyU  
    6.  齿轮的设计 9p4U\hx  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 sD3|Qj;  
    8、校核轴的疲劳强度 ]c2| m}I{:  
    9.  键联接设计 B ,Brmn  
    10.  箱体结构设计 $\!;*SSj  
    11. 润滑密封设计 i|^6s87"N2  
    12. 联轴器设计 SXz([Z{)  
     FO=1P7  
1.传动装置总体设计方案: 3@?YTez#  
8Q -F  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 AyO|9!F@A  
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, c7IR06E  
要求轴有较大的刚度。 hFfaaB  
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。 9Ol_z\5  
其传动方案如下: iGMONJRO  
        NF!1)  
图一:(传动装置总体设计图) "%t`I)  
& }}WP:U  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 DZ.trtK  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 5z ^UQ q  
     传动装置的总效率 # :w2Hf6Q  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; =+S3S{\CK  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, S\;.nAR  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, "\r~,S{:  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 /*^|5>-`i1  
9 /(c cj  
  2.电动机的选择 :[f`HY&  
f;H#TSJ  
    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%4k5[f.:  
    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, i?dKmRp(@y  
    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。 ~9{;V KgK  
     jY+S,lD  
    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, 8I0T u  
     ~!9Px j*  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 =L),V~b  
     (<ZkmIXN  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 /.YAFH|i)"  
                                                  ]NV ]@*`tO  
$uK"@Mw  
方案    电动机型号    额定功率 n o+tVm|  
P /8t+d.r;/  
kw    电动机转速 3,L3C9V'  
    电动机重量 X/K)kIi  
N    参考价格 >-5Gt  
元    传动装置的传动比     ##FNq#F  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     tlLn  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     Guw|00w,Q$  
  0&IXzEOr  
   中心高 Pph8"`mv.m  
        外型尺寸 Jhy t)@7/,  
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     D>b5Uwt  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     (2bZ]  
_<RR`  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 &_/%2qs  
6mpg&'>  
(1)       总传动比 vF6*c  
    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 9Jy2T/l  
    (2)       分配传动装置传动比 _OU.JrqC  
    =× I,4-  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 -jtC>_/  
    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 Sja{$zL+W  
4.计算传动装置的运动和动力参数 v;]I^Kq  
(1) 各轴转速 1m<?Q&|m$  
  ==1440/2.3=626.09r/min \btR^;_\A  
  ==626.09/5.96=105.05r/min JV]u(PL  
(2) 各轴输入功率 "R2t&X[9  
    =×=3.05×0.96=2.93kW =6Sj}/   
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW g2{H^YUN$_  
    则各轴的输出功率:   b?]ly(  
=×0.98=2.989kW f UF;SqT  
=×0.98=2.929kW fH e0W  
各轴输入转矩 0YpiHoM  
   =××  N·m nz(q)"A  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· yI.}3y{^5  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m wL-ydMIx  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m 2@3.xG  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m Bq~hV;9nf  
=×0.98=242.86N·m _@/C~  
运动和动力参数结果如下表 oa &z/`@  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     @bW[J  
    输入    输出    输入    输出         EN-H4F  
电动机轴        3.03        20.23    1440     o\]: !#r{T  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     lQdnL.w$.4  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     k)5_1y  
9jMC |oE  
5、“V”带轮的材料和结构 ?H[5O+P[  
  确定V带的截型 7O+Ij9+{n  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 'o/N}E!Pt  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 d2A wvP  
      V带截型      由图6-13                        B型 S?Bc~y  
   %R5Com  
  确定V带轮的直径 dgco*TIGO  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm S~k 0@  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s ,yk PQzO  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm `&u<aLA  
   ,l$NJt   
  确定中心距及V带基准长度 Z#4JA/c!  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 [arTx ^  
                          360<a<1030 BEXQTM3])I  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm #ox9&  
     c{mKra  
  初定V带基准长度 llHc=&y#  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm \-Iny=$  
       6wb^*dD92  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm C#Hcv*D  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm 3tT|9Tb@  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 b|sc'eP#?  
   &gGs) $f[  
   确定V带的根数 K,eqD<  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw mW~i c  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 h_&4p= SQ  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 r"{Is?yKe  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 1z~k1usRK  
         %bIsrQ~B  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 p-5P as  
                             `E3:;|  
                       取Z=2 T!l mO?Q  
V带齿轮各设计参数附表 `*e4m  
87^:<\pp  
各传动比 T&1-eq>l  
2#z=z d  
    V带        齿轮     1@A7h$1P  
    2.3        5.96     Md8(`@`o  
  owE<7TGPI?  
2. 各轴转速n C(-[ Y!  
    (r/min)        (r/min)     3<c*v/L{C\  
    626.09        105.05     O.*jR`l  
{UB%(E[Mr  
3. 各轴输入功率 P a(8>n Z,V  
    (kw)        (kw)     W1xf2=z`)T  
    2.93       2.71     DpA\r_D  
}*iAE>;  
4. 各轴输入转矩 T p{NPcT%&  
    (kN·m)        (kN·m)     zzX<?6MS  
43.77        242.86     KHvIN}V5?3  
@&?a]>L  
5. 带轮主要参数 mR"uhm}q  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         P?^JPbfV  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     H}vn$$ O  
带的根数z     y0,Ft/D  
    160        368        708        2232        B        2     saatU;V  
A?e,U,  
6.齿轮的设计 '.pgXsC:=?  
y k?SD1hj  
(一)齿轮传动的设计计算 %fHH{60  
!0`lu_ZN  
齿轮材料,热处理及精度 t-_#Q bzE{  
    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 Iq+2mQi*/k  
    (1)       齿轮材料及热处理 s4 (Wp3>3i  
       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 y'^F,WTM  
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 .+OB!'dDK^  
      ② 齿轮精度 aZ$/<|y~:_  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 $u:<x  
     O{~KR/  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 5i6VZv  
按齿面接触强度设计 ]*0(-@  
vyE{WkZxR  
确定各参数的值: R6 ;jY/*#  
①试选=1.6 =tq1ogE  
选取区域系数 Z=2.433   hje! w`  
     z^'n* h  
    则 G(3;;F7"  
    ②计算应力值环数 byafb+x  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) Uls+n@\!  
    =1.4425×10h ]a M-p@  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) q]K'p,'  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 l_6eI  
    ④齿轮的疲劳强度极限 -OWZ6#v(  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: QCWf.@n  
    []==0.93×550=511.5 ?z3]   
+s ULo  
    []==0.96×450=432         >Co)2d]  
许用接触应力   8&%Cy'TIz4  
         <KX&zi<L)  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   ul$,q05nb  
         =1 >zQOK-  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 e gI&epN  
    =4.47×10N.m m^Glc?g<  
    3.设计计算 44~hw:   
①小齿轮的分度圆直径d BX*69  
     1eHe~p ,  
    =46.42 aZ6'|S;  
    ②计算圆周速度 NEw $q4  
    1.52 w//omF'`  
    ③计算齿宽b和模数 t{zBC?c R  
计算齿宽b h/HH Kn  
       b==46.42mm ~g7m3  
计算摸数m ya.n'X14  
  初选螺旋角=14 J'e]x[Y  
    = ALXTR%f  
    ④计算齿宽与高之比 6Cv.5V hx  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 e\D| o?v  
=46.42/4.5 =10.32 }RIU8=P  
⑤计算纵向重合度 >La><.z~  
=0.318=1.903 6Hk="$6K  
⑥计算载荷系数K {jW%P="z$"  
使用系数=1 <: :VCA%  
根据,7级精度, 查课本得 Bd&`Xfebj  
动载系数K=1.07, h)cY])tGtK  
查课本K的计算公式: u h )o  
K= +0.23×10×b oxzq!U  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 JRY_ nX  
查课本得: K=1.35 9 I{/zKq  
查课本得: K==1.2 k"0;D-lTZ>  
故载荷系数: 6e.[,-eU  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 =ewyQ  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 m(_9<bc>  
    d=d=50.64 #K4*6LI  
    ⑧计算模数 2.nE k  
    = y3JMbl[S0  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 "}zt`3  
    由弯曲强度的设计公式 nZ E)_  
    ≥ >g}G}=R~3  
mp1ttGUtM  
⑴   确定公式内各计算数值 C?o6(p"b  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m  z)w-N  
         确定齿数z e<"/'Ql!k  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 u R:rO^  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 wd+K`I/v7h  
    Δi=0.032%5%,允许 ]iVLHVqz  
    ②      计算当量齿数 S-c ^eLzQ  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  ` >U?v  
    z=z/cos=144/ cos14=158 [E|uY]DR  
    ③       初选齿宽系数 tJ'iX>9I  
     按对称布置,由表查得=1 -[heV|$;  
    ④       初选螺旋角 x)oRSsv!Tr  
    初定螺旋角 =14 wxdyF&U n  
    ⑤       载荷系数K dYF=c   
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 Bm/YgQi  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y gKi{Y1  
    查得: ;dZMa]X0  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 /{*$JF  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 pj8azFZ  
     G%:G eW  
    ⑦       重合度系数Y U>Gg0`>  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 .zkP~xQ~  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 Q2QY* A  
=14.07609 /tj$luls5  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 Ia4)uV8  
    ⑧       螺旋角系数Y -6C +LbV  
 轴向重合度 =1.675, Mu&x_&|  
    Y=1-=0.82 N$#\Xdo  
     Dl,`\b@Fw3  
    ⑨       计算大小齿轮的 uQ3[Jz`y  
 安全系数由表查得S=1.25 #/70!+J_UF  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 AK@L32-S  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 {x@|VuL=  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 $NG++N  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   +ts0^;QO2{  
    小齿轮     大齿轮 <+tD z(  
s\3q!A?S3  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: w/m:{cHk  
    K=0.86        K=0.93   5kMWW*Xtf  
| C+o;  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 1[PMDS_X  
      []= 6Q Zp@  
      []= r{K;|'d%h  
       2`bdrRD0  
       3yO=S0`  
        大齿轮的数值大.选用. VaLs`q&3>  
     ?Bx./t><  
⑵   设计计算 >)**khuP7  
     计算模数 ,o#kRWRG  
r'4:)~]s  
8e2?tmWM  
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: #Dy?GB08  
8P: spD0  
z==24.57  取z=25 wCKj7y[  
%X1x4t]  
那么z=5.96×25=149           u8L$]vOg  
  *?% k#S  
②   几何尺寸计算 cgT  
    计算中心距     a===147.2 (6gK4__}]  
将中心距圆整为110 T.:+3:8|F  
\}"m'(\c  
按圆整后的中心距修正螺旋角 N#z~  
=o7}]k7  
=arccos [\e@_vY@OH  
=xN= #  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. xge7r3i  
SNpi=K!yn  
计算大.小齿轮的分度圆直径 T)iW`vZg8  
     ~mp0B9L%  
    d==42.4 Ym8}ZW-  
rofNZ;nu  
d==252.5 Gc,_v3\  
KY9n2u&4  
计算齿轮宽度 8y2+&#$  
2N [=  
B= ]0j9>s2|Z  
Xrqx\X  
圆整的       4'>1HW  
t ?eH'*>  
                                            大齿轮如上图: Xyx"A(v^l  
kUl  
K7)kS  
r,(Mu  
7.传动轴承和传动轴的设计 ~N0 sJ%  
mTDVlw0dh  
1.  传动轴承的设计 a[!%L d  
gE7L L=x  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 (P|pRVO  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min nHXX\i  
T1=43.77kn.m +0$/y]k  
⑵.  求作用在齿轮上的力 GZ#aj|  
    已知小齿轮的分度圆直径为 E,[xUz"  
        d1=42.4 v3[@1FQ"  
而  F= KLWDo%%u  
     F= F Sm{>rR  
t#E}NR  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N XP?rOOn  
3`.P'Fh(k  
^"8wUsP  
Ri*3ySyb  
⑶.   初步确定轴的最小直径 e]8,:Gd(  
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 [U{UW4  
P5 <vf  
}?8uH/+ZA  
             n~IVNB*  
     从动轴的设计 LRb, VD:/Y  
       (g!p>m!Z  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, es:2M |#O  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M RVw9Y*]b  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 ;3'NMk  
    已知大齿轮的分度圆直径为 ^%T7.1'x  
        d2=252.5 d9^E.8p$  
而  F= Q4]4@96Aj  
     F= F V4w=/e _  
"y?\Dx   
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N `TLzVB-j3  
~+F;q vq  
D@ek9ARAq  
G@ \Pi#1  
⑶.   初步确定轴的最小直径 je,}_:7  
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 >pL2*O^{9  
p*QKK@C  
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 l,|%7-  
查表,选取 ~l[r a  
%r{3wH# D@  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 `6=-WEo  
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=f7NVc>Q  
*Nb#W!  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 $D1w5o-  
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  。 qQ[b VD\*  
nSx8E7 |V  
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. p/6zEZ*  
\*vHB`.,ey  
            D        B                轴承代号     N3BL3:@O  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     "8)z=n  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     w*7|dZk{  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     2 !1.E5.I  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     OTWkUB{  
k3!a$0Bs;  
     ;!>Wz9  
&n2e  
     ;r\(p|e  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的  gJN0!N'  
    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, Q[n\R@  
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.     Rg&- 0b  
2.uA|~qH  
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. gO?44^hMe  
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, 5/><$06rq  
高速齿轮轮毂长L=50,则 j1$8#/r;c  
7u.|XmUz  
L=16+16+16+8+8=64 ;E;To\NCYF  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. q}|U4MJm  
,V] ]: eR  
5.    求轴上的载荷   &$FvWFRh#  
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, Ue:z1p;g  
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. >B -q@D  
YB))S!;Ok  
AbwbAm+  
 }alj[)  
MZv]s  
@ T ;L$x  
J:dof:q  
j|fd-<ng  
]DG?R68DQ  
     :t$aN|>y  
Lm*VN~2  
传动轴总体设计结构图: }-p[V$:S  
     is; XmF*5=  
                             ;^u*hZN[Up  
hn)a@  
                             (主动轴) rZ1Hf11C  
k_|^kdWJ  
l;X|=eu'  
        从动轴的载荷分析图: zoDZZ%{  
p0p4Xh1 e  
6.     校核轴的强度 P'Q$d+F,  
根据 H[Q_hY[>V  
== EOKzzX7 S  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 5`[n8mU  
查表15-1得[]=60MP `s#Hq\C  
〈 []    此轴合理安全 's x\P[a  
GyI-)Bl DC  
8、校核轴的疲劳强度. 0[A9b,MMVO  
⑴.   判断危险截面 @ez Tbc3  
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. |+IZS/W"  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 Yd cK&{  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 a T  l c  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 F51.N{'  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 eL D?jTi'  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 WP **a Bp  
截面上的弯曲应力 zzGYiF ?  
4pU>x$3$  
截面上的扭转应力 ?dZt[vAMn  
== T5Eseesp  
轴的材料为45钢。调质处理。 d5I f"8`@  
由课本得: NVV}6TUV  
           hPhZUL%  
因             .S\&L-{  
经插入后得 XJ0 {  
2.0         =1.31 +?D6T!)  
轴性系数为 lG<hlYckv  
       =0.85 N)8HR9[!  
K=1+=1.82 ra '  
    K=1+(-1)=1.26 xvLn'8H.  
所以               7B9`<{!h  
u0`o A  
综合系数为:    K=2.8 xgsjm) )  
K=1.62 SU_SU".  
碳钢的特性系数        取0.1 ~q +[<xR\  
   取0.05 }A$WO {2  
安全系数 3*S{;p  
S=25.13 8t"~Om5sG  
S13.71 cFd > oDS  
≥S=1.5    所以它是安全的 O  OFVnu  
截面Ⅳ右侧 (LAXM x  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 RH;:9_*F  
)o _j]K+xI  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 eEc4bVQa  
_+f+`]iM  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 w]j+9-._  
>ndJNinV  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 uv{P,]lK  
截面上的弯曲应力   =8 G&3 R  
截面上的扭转应力 wYsZM/lw  
==K= ER&UBUu"  
    K= )4Q?aMm  
所以                 s'P( ,!f  
综合系数为: RWq{Ff}Hk  
K=2.8    K=1.62 [Bb utGvj  
碳钢的特性系数 e59dVFug.U  
    取0.1       取0.05 Si}HX!s  
安全系数 DLPUqKL]  
S=25.13 &(rWwOo6  
S13.71 }71LLzG`/  
≥S=1.5    所以它是安全的 =(AtfW^H  
)YW<" $s  
9.键的设计和计算 ~!6K]hB4  
FeJr\|FT  
①选择键联接的类型和尺寸 iyx>q!P  
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. R/b4NGW@  
根据    d=55    d=65 ~o3Hdd_#}N  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 _K2?YY(#>  
                     b=20     h=12     =50 2R-A@UE2  
A!W0S  
②校和键联接的强度 !,$i6gm  
  查表6-2得      []=110MP &FdWFt=X  
工作长度  36-16=20 5@osnf?  
    50-20=30 Y[ reD  
③键与轮毂键槽的接触高度 nHFrG =o,  
     K=0.5 h=5 ~K_Uq*dCE  
    K=0.5 h=6 D.!~dyI.,$  
    由式(6-1)得: }SyxPXs  
           <[] Die-@z|Y  
           <[] wl=61 Mb  
    两者都合适 ?q2j3e[>  
    取键标记为: % u{W7  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 USJ- e  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 `\>.h  
10、箱体结构的设计 y2HxP_s?P?  
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, |8_JY2 R  
大端盖分机体采用配合. C z#Z<:  
OY-w?'p?W  
1.   机体有足够的刚度 ^yviV Y  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 v'2[[u{7*  
|C \}P  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 {X]R-1>  
~i'Nqe_  
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 $V>98M>j  
为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 n#Dv2 E=6  
Zx }&c |Q  
3.   机体结构有良好的工艺性. "e3["'  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. %3;Fgky  
.@ C{3$,VG  
4.   对附件设计 zZ-wG  
A  视孔盖和窥视孔 mwv(j_  
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 oj,lz?  
B  油螺塞: <<A`aU^fX  
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。 p4>$z& _  
C  油标: O^>jdl!TZ  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 %b.UPS@I  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. _#e&t"@GS  
ajl 2I/D  
D  通气孔: 73A)lU.  
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. bSwWszd~  
E  盖螺钉: v;#=e$%}MO  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 `?\tUO2_T  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. Nb2Qp K  
F  位销: ExSe=4q#  
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. m%+IPZ2m  
G  吊钩: PALl sGlf  
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. kyh_9K1  
nq} Q  
减速器机体结构尺寸如下: EY`H}S!xy  
/e\{    
名称    符号    计算公式    结果     5pNY)>]t=  
箱座壁厚                10     O[17";P  
箱盖壁厚                9     ~d{.ng 4K  
箱盖凸缘厚度                12     (fD ;g9  
箱座凸缘厚度                15     M/PFPJ >`  
箱座底凸缘厚度                25     jcCoan  
地脚螺钉直径                M24     B (/U3}w-  
地脚螺钉数目        查手册        6     ~cAZB9Fa  
轴承旁联接螺栓直径                M12     &MR/6"/s  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     >4m'tZ8  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     Y/TlE?  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     ;P&y,:<m:  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     $$i. O}  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 {cK^,?x  
    22 kID[#g'  
    18     &Wp8u#4L  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 6Q4X 6U:WB  
    16     5\mTr)\R  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     wmNHT _  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     ?q`0ZuAg\<  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     6SJ"Tni8  
机盖,机座肋厚                9    8.5     Hi! Jj  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) K)7zKEp`cj  
150(3轴)     :qhpL-ER  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) .Hhhi  
150(3轴)     {",MCu_V  
     @YvOoTyb  
11. 润滑密封设计 -kz4FS  
uaw~r2  
    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. =*BIB5  
    油的深度为H+ JE 5  
         H=30  =34 )CPM7>  
所以H+=30+34=64 S|V4[ssB  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 @r(Z%j7  
     #H [Bb2(j  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 %\O#&=$E  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     %z]U LEYrZ  
    密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 P;ZU-G4@   
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 kB:Uu }(=N  
     NE8 jC7  
12.联轴器设计 dhg~$CVO  
-Ue$T{;RoH  
1.类型选择. .D,p@4  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 h!@|RW&}qX  
2.载荷计算. 0X8t>#uF  
公称转矩:T=95509550333.5 Bm$"WbOq*R  
查课本,选取 ?,P3)&3g  
所以转矩   Kr'f-{  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 "|Fy+'5}  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm ]  H~4  
DDT_kK;  
四、设计小结 WS-dS6Q}  
    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。 w1x" c>1C  
    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。 'mCe=Y  
五、参考资料目录 YG:3Fhx0~  
[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; $w)~O<_U  
[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; \?>Hu v  
[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; 7`vEe 'qz  
[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; 6h?gs"[j  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 gXT9 r' k  
[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; N qHy%'R  
[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? NW~z&8L  
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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