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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 `3p~m, cqxVAzb 课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 x8GJY~:SW y
qtKy 专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) -i-? .: 0M\D[mg 目 录 Vh>Z,()>>@ bLt.O(T} 一 课程设计书 2 %`Z!4L G
"P4- 二 设计要求 2 \h8 <cTQ iR"N13 三 设计步骤 2 }i!J/tJ)b z3?o|A }/W 1. 传动装置总体设计方案 3 9mZ 2. 电动机的选择 4 U`hY{E; 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 .F+@B\A< 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 TX 5. 设计V带和带轮 6 ||yzt!n 6. 齿轮的设计 8 dH( ('u[ 7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 <FZ@Q[RP 8. 键联接设计 26 -*.-9B~u 9. 箱体结构的设计 27 XrZ*1V 10.润滑密封设计 30 H#ClIh?'b 11.联轴器设计 30 W456!OHa (p%>j0< 四 设计小结 31 =-p$jXVW% 五 参考资料 32 m.,U:> ID/F 一. 课程设计书 O*#*%RL| 设计课题: #:SNHM^>< 设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V qe5feky 表一: l&?ii68/ 题号 qP<Lr)nUH T
Q,?>6n 参数 1 @IXsy 运输带工作拉力(kN) 1.5 7 [0L9\xm 运输带工作速度(m/s) 1.1 ;J7F J3n 卷筒直径(mm) 200 orb_"Qw 8_N]e'WUh 二. 设计要求 H/}]FmjN 1.减速器装配图一张(A1)。 Nz)l<S9> 2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 z;y:9l 3.设计说明书一份。 R
LD`O9#j }V\N16f 三. 设计步骤 }l=xiAF 1. 传动装置总体设计方案 g:EVhuK 2. 电动机的选择 <I;2{*QI2 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 G}p\8Q}' 4. 计算传动装置的运动和动力参数 bJD;>"* 5. “V”带轮的材料和结构 8g7<KKw 6. 齿轮的设计 mkR2i> 7. 滚动轴承和传动轴的设计 @e{^`\ l=< 8、校核轴的疲劳强度 i&n'N8D@ 9. 键联接设计 a0Zv p>Ft 10. 箱体结构设计 }}<z/zN&^ 11. 润滑密封设计 h yv2SxP* 12. 联轴器设计 ^b
%0B xMBaVlEN 1.传动装置总体设计方案: P~ &$l2 M8u<qj&<O 1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 Tyck/ EO 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, GAAm0; 要求轴有较大的刚度。 edPUG
N 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。 ]~3U
其传动方案如下: ]~Z6; aCL!]4K84$ 图一:(传动装置总体设计图) zen*PeIrA^ :Lz\yARpk 初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 I"`M@ % 选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 M
%Qt|@O 传动装置的总效率 gmm.{%1_I; η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; 1m .W< 为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, BGfzslK η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, S<J}[I7V 为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 ,\@O(;
mF FKmFo^^0 2.电动机的选择 bAx?&$ %!1Q P[}K 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, m1*O0Tg]" 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, dc rSz4E|> 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。 KSrx[q |ely|U. Tf 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, l\n@cQR `Ry]y"K 选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 k]I0o)+O. !e?.6% %
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 5v6Eii: 3Gip<\$v n-@j5w+k4 方案 电动机型号 额定功率 +U3m#Y )k P NG6& :4! kw 电动机转速 SZXY/~=h 电动机重量 )sT> i N 参考价格 *H|M;G 元 传动装置的传动比 T|TO }_x 同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 >orK';r< 1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 Tq4-wE+ mN19WQ(r 中心高 DX|#
gUAm 外型尺寸 WH\))y- 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 #KiRfx4G 132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 y? co| YGsWu7dG 3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 )[|3ZP` >MvDVPi~+ (1) 总传动比 Y"wUt & 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 z.I9wQ]X[ (2) 分配传动装置传动比 pLzk =× :dqn h 式中分别为带传动和减速器的传动比。 5O6hxcMjT 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 v@d 4.计算传动装置的运动和动力参数 NSDv;|f (1) 各轴转速 _Wa.JUbv ==1440/2.3=626.09r/min ` 5C~ ==626.09/5.96=105.05r/min Ck|8qUz- (2) 各轴输入功率 b 'pOJS =×=3.05×0.96=2.93kW =pC3~-;3 =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW 4%3Mb-#Y] 则各轴的输出功率:
({=gw9f =×0.98=2.989kW EB8\_]6XJ =×0.98=2.929kW h|"9LU4a 各轴输入转矩 M )2`+/4 =×× N·m h^o{@/2 电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· _Iv6pNd/ 所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m _\GC( =×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m hHMN6i 输出转矩:=×0.98=43.77 N·m sK5r$Dbr =×0.98=242.86N·m Q(oN/y3, 运动和动力参数结果如下表 DY?Kfvef 轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min 7fba-7-P 输入 输出 输入 输出 u9EgdpD 电动机轴 3.03 20.23 1440 jYhB
+| 1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 LmnymcH 2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 i0$kit cu/5$m?xx 5、“V”带轮的材料和结构 CLJ;< 确定V带的截型 Ch3jxgQY 工况系数 由表6-4 KA=1.2 k|H: 设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 WV_.Tiy< V带截型 由图6-13 B型 9Q+'n$s0^ vCwe'q`1 确定V带轮的直径 6Z%U`,S 小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm -#HA"7XOE 验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s d >t<_} 大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm Rw:*'1 _<OSqE 确定中心距及V带基准长度 p$3sME$L 初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 6'Worj 360<a<1030 +P`*kj-P\ 要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm d*%`!G $H9%J 初定V带基准长度 trp0V4b8 Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm z3;*Em8Ir f__cn^1 V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm pv Gf\pu 传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm "*srx] 小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 aD$v2)RR %YC_Se7 确定V带的根数 l.NEkAYPmH 单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw G%W8S
\ 额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 j?x>_#tIY 包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96
T,
)__h 带长修正系数 由表6-2 KL=1 $NZ-{dY{ ?I~()]k5 V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 6U R2IxbE Gf<'WQ[ 取Z=2 ?1K#dC52# V带齿轮各设计参数附表 m4l&
eEp u /\EtSH 各传动比 EH!
q=&d .jk@IL V带 齿轮 X6@WwM~qz 2.3 5.96 j+uLV{~g6 n4R(.N00 2. 各轴转速n UZJCvfi (r/min) (r/min) Yd=>K HVD 626.09 105.05 r'HtZo$^R Xy$3VU* 3. 各轴输入功率 P L"4mL, (kw) (kw) [k;\S XDZo 2.93 2.71 ,l:ORoND $4 S@ 4. 各轴输入转矩 T g|vNhq0|i (kN·m) (kN·m) ASk|A! 43.77 242.86 6MT1$7|P&x rp!oO>F 5. 带轮主要参数 {_ i\f ]L 小轮直径(mm) 大轮直径(mm) $',K7%y 中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 hM6PP7XH 带的根数z ]);%wy{Ho 160 368 708 2232 B 2 j)/nKh4O opy("qH 6.齿轮的设计 ~l]ve,W[ mR?5G:W~R (一)齿轮传动的设计计算 %)/P^9I6 ~&7MkkftM 齿轮材料,热处理及精度 `OXpU,Z 6U 考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 x:7b/j- (1) 齿轮材料及热处理 '":lB]hS ① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24 4'a=pnE$
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 7|$:=4 ② 齿轮精度 w1OI4C)~ 按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 _lGdUt 2 [BqHx5Xz( 2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 V9{]OV% 按齿面接触强度设计 Kgi<UkFP > dI LF 确定各参数的值: Z7hgA-t ①试选=1.6 ['B?i1 . 选取区域系数 Z=2.433 +'I+o5* j}JrE,| 则 hRrn$BdLX ②计算应力值环数 X\@C.H2ttY N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) ,!Z*5 =1.4425×10h 'E/^8md> N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) w[S pw<Z ③查得:K=0.93 K=0.96 ^Eb.:}!D6 ④齿轮的疲劳强度极限 YW_Q\|p]M 取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: zMm#Rhn []==0.93×550=511.5 :y%/u%L D6>2s\:>vp []==0.96×450=432 @|63K)Xy 许用接触应力 $JJrSwR<h f78An 8 ⑤查课本表3-5得: =189.8MP %_RQx2 =1 Lvq>v0| T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 )FF>IFHG =4.47×10N.m si`A:14R 3.设计计算 4E]l{"k< ①小齿轮的分度圆直径d =|3ek TDFkxB> =46.42 toya fHf ②计算圆周速度
|)b6>.^ 1.52 7VqM$I ③计算齿宽b和模数 im9G,e 计算齿宽b ^S UPi b==46.42mm nrxo&9[@n 计算摸数m PE}:ybsX 初选螺旋角=14 r@+ri1c = G-xDN59K ④计算齿宽与高之比 dZ rAn 齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 9`I _Et =46.42/4.5 =10.32 zR1^I~
% ⑤计算纵向重合度 wKZ$iGMbz =0.318=1.903 @SJL\{_ ⑥计算载荷系数K XC0bI,Fu, 使用系数=1 #{?PbBE} 根据,7级精度, 查课本得 !}v=N";c 动载系数K=1.07, u frW\X 查课本K的计算公式: 7n8~K3~; K= +0.23×10×b s+,OxRVw( =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 OGde00 查课本得: K=1.35 ^)(bM$(` 查课本得: K==1.2 z3&]%Q& 故载荷系数: ,SynnE68 K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 5][Ztx ⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 KIui(n#/ d=d=50.64 Co (.:z~ ⑧计算模数 ^?0DP>XA = l6YtEHNG 4. 齿根弯曲疲劳强度设计 !%^^ \, 由弯曲强度的设计公式 zVXC1u9B ≥ Sp@^XmX(S 1|kvPo# ⑴ 确定公式内各计算数值 `x
l ① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m WN{ 9 确定齿数z 4L ;% h 因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 $@^pAP 传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 YQ+tDZY8` Δi=0.032%5%,允许 k9:{9wW ② 计算当量齿数 5R'TcWf#W z=z/cos=24/ cos14=26.27 (i34sqV$m z=z/cos=144/ cos14=158 ])|d"[ur= ③ 初选齿宽系数 ROg(U8
N 按对称布置,由表查得=1 TH; R ④ 初选螺旋角 A )^`?m3 初定螺旋角 =14 C\/xl#e<@ ⑤ 载荷系数K "x=f=; K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 YP.5fq: ⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y P_?gq>E8 查得: |uqf:V`z: 齿形系数Y=2.592 Y=2.211 8P^ITL z% 应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 o7J As 3.Q(#Z ⑦ 重合度系数Y mQCeo}7N5 端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 0y
7"SiFY =arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 X%Z{K- =14.07609 $}J5xG,}$ 因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 jGXO\:sO ⑧ 螺旋角系数Y b7NM#Hb 轴向重合度 =1.675, jT8#C=a7 Y=1-=0.82 m@"QDMHk. 9z}uc@#D=m ⑨ 计算大小齿轮的 N}pw74=1 安全系数由表查得S=1.25 q}~3C1 工作寿命两班制,8年,每年工作300天 (8Bk;bd 小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 kSR\RuY* 大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 ::ajlRZG 查课本得到弯曲疲劳强度极限 B8B; y^b>i 小齿轮 大齿轮 ZAv,*5&< u=/{cOJI6 查课本得弯曲疲劳寿命系数: (yF:6$:# K=0.86 K=0.93 K8>zF/# + _AQb6Nb
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 SnE(o)Q []= iVB86XZ` []= r<K(jG[:{f 4 !y%O 3pv4B:0 大齿轮的数值大.选用. MYla OT Y( 3Bp\6 ⑵ 设计计算 R]OpQ[k 计算模数 AtdlZ k p<OJy 7w'wjX- 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: x|mqL-Q f x$1]M DAGb z==24.57 取z=25 N F+iza;DP Pa~)"u8 那么z=5.96×25=149 p?B=1vn-2 JBJhG<J ② 几何尺寸计算 +)y^'Qs 计算中心距 a===147.2 a"FCZ.O1 将中心距圆整为110 lrv3fPIW &K.?p2$X 按圆整后的中心距修正螺旋角 kuol rfGB MC<PM6w =arccos QV{}K $lLz3YS 因值改变不多,故参数,,等不必修正. n}'=yItVL1 _tBTE%sO 计算大.小齿轮的分度圆直径 )xbHCoU, Olh<,p+x d==42.4 _~piZmkG$ }HY-uQ%@g d==252.5 BaSZ71>9]r 5<UVD:~z 计算齿轮宽度 S4G^z}{_ .u4
W / B= f ` R/
i 7cTV?nc 圆整的 Jh
]i]7r &Rvm>TC= 大齿轮如上图: [/Rf\T(,jn BZR:OtR^ CitDm1DXt/ kP-3"ACG 7.传动轴承和传动轴的设计 G&4&-< K?BOvDW"` 1. 传动轴承的设计 3+ @<lVew6 i70wrW#k ⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1
[/e<l&y P1=2.93KW n1=626.9r/min
\4v]7SV T1=43.77kn.m mGJasn ⑵. 求作用在齿轮上的力 fp+gyTnd3 已知小齿轮的分度圆直径为 FQqI<6; d1=42.4 prTw'~(B 而 F= 0a}u;gt,4w F= F e A#;AQm [uI|DUlI6o F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N X{\F;Cb* iZM+JqfU|D 5 N#3a0) hM{{\yZS ⑶. 初步确定轴的最小直径 80Gn%1A9 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 YbTxn="_ no<
^f]33 .=X}cJ]`[ `/EGyN6X 从动轴的设计 Tl2C^j joiL{ 求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, PfC!lI
BU P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M vTlwRG=5 ⑵. 求作用在齿轮上的力 !V
i@1E 已知大齿轮的分度圆直径为 (Q.waI d2=252.5 _OuWB" 而 F= yIDD@j=l F= F ]
:BX!<
@I_8T$N= F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N 6~1|qEe6I !f&Kf,#b` D"ND+*Q[X vK_?<> ⑶. 初步确定轴的最小直径 (^u1~1E 5 先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 XqW@rU L1Iz<> 输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 ?<(m
5Al7 查表,选取 }Rz3<eON u%$Zqee 因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 E}40oID 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 V>A.iim Qzlo'e1 ⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 m0c P ( 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 。 .zn;:M#T #m{UrTC 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. z#]Jv!~EPE (&+kl q D B 轴承代号 G|(
]bvJ? 45 85 19 58.8 73.2 7209AC vfq%H( 45 85 19 60.5 70.2 7209B 4*e0 hWp 50 80 16 59.2 70.9 7010C {a4z2"\A 50 80 16 59.2 70.9 7010AC ,0hA'cp +;#Y]xy:
\9/ b!A 89wU-Aggq BI $ 对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 $aN&nhoO< 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, $ep.-I> 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. /)4I|"}R0I ,:Lb7bFv> 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. L(khAmm 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, Qt/8r*Oe 高速齿轮轮毂长L=50,则 + j W1V}h sK7+Q L=16+16+16+8+8=64 gMaN)ESqd4 至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. Up,vD)tG p~9vP)74u 5. 求轴上的载荷 C\di 7 z: 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, x}Aw)QCh+r 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. aEWWFN CC@.MA@9N ui@2s;1t DBCK2PlJ <_XWWT% 86\S?=J-b :@!ic<p T+<A`k: - bIEhgiH 5<ux6,E1{ ])Qs {hs~s 传动轴总体设计结构图: QNxl/y\l0 _<NMyRJo o4zM)\;F *H.oP (主动轴) m/qbRk68s >B2q+tA @$2))g` 从动轴的载荷分析图: X_g 3rv1J h<SQL97N 6. 校核轴的强度 a'jR#MQl? 根据 Vw&HVo == D*YM[sN` 前已选轴材料为45钢,调质处理。 =n'
4?W@ 查表15-1得[]=60MP l+g9 5mjP 〈 [] 此轴合理安全 X0M1(BJgGo mK [0L 8、校核轴的疲劳强度. }GZ}Q5 ⑴. 判断危险截面
u*#ZXW 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. DANw1_X\ ⑵. 截面Ⅶ左侧。 U=o"32n+ 抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 @bnG:np 抗扭系数 =0.2=0.2=25000 Z+StB15 截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 3,Q^&
1 截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 ryc& n5 截面上的弯曲应力 QlHd,w Zb134b' 截面上的扭转应力 `St.+6^J == ocyb5j 轴的材料为45钢。调质处理。 A,)VM9M_l 由课本得: Eb=#9f%y>& Qo1eXMW 因 a+9*@z2 经插入后得 W.1As{ 2.0 =1.31 [F[K^xYTlg 轴性系数为 J-<^P5 =0.85 )|I5j];L K=1+=1.82 j}AFE K=1+(-1)=1.26 `W-&0|%Ta 所以 ZJjTzEV%^B NcAp_q?
4 综合系数为: K=2.8 ~-83Q5/[ K=1.62 thqS*I'#g 碳钢的特性系数 取0.1 @Fpb-Qd" 取0.05 Fbp{,V@F2 安全系数 Ol')7d& S=25.13 }I!hOD>]O S13.71 QQpP#F|w ≥S=1.5 所以它是安全的 sncIqsZ 截面Ⅳ右侧 1[*{(e 抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 (LtkA|: "W#t;;9Wz 抗扭系数 =0.2=0.2=25000 ) ){xlFA} =ORf%f5"' 截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 ZCg`z ?K@t0a
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 poJg"R4 截面上的弯曲应力 rz(0:vxwA 截面上的扭转应力 XTDE53Js& ==K= ?Mp1~{8 K= cW``M.d'F 所以 GPWr>B.{:S 综合系数为: !eJCM`cp K=2.8 K=1.62 m/`IGT5J 碳钢的特性系数 o/,NG U 取0.1 取0.05 uvA(Rn 安全系数 n$2 RCQ S=25.13 }xlKonk S13.71 +[m8c){ ≥S=1.5 所以它是安全的 cywg[ 5%
nt0dc 9.键的设计和计算 Ewo*yY> iS@\ =CK ①选择键联接的类型和尺寸 !5x
Ly6=} 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. &B!%fd.' 根据 d=55 d=65 Q1>zg,r 查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 i9UI,b%X b=20 h=12 =50 |)@N-f:E FoPginZ]J ②校和键联接的强度 bO49GEUT _ 查表6-2得 []=110MP ,2 WH/" 工作长度 36-16=20 ke/_k/ 50-20=30 fo\\o4Qyh ③键与轮毂键槽的接触高度 C]`eH*z~8 K=0.5 h=5 U q X1E K=0.5 h=6 iUr xJh 由式(6-1)得: LD+f'^>>Z <[] M@?"t_e1 <[] "+iAd.qd 两者都合适 jeDlH6X' 取键标记为: =LZ>su 键2:16×36 A GB/T1096-1979 ~Sy-gaJ 键3:20×50 A GB/T1096-1979 qmmv7== 10、箱体结构的设计 gJ\%>r7h 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, W._G0b4} 大端盖分机体采用配合. eX<K5K.B _1JmjIH)M 1. 机体有足够的刚度 =aow
d4t 在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 TC-f%1( k)E ;( 2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 L+Pc<U)T+ XUsy.l/ 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 b*9e1/] 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 "d?f:x3v^ !C7<sZ`C 3. 机体结构有良好的工艺性. i
X/tt 铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. Qp&?L"U)2 ,o&<WMD 4. 对附件设计 $T*KaX\{B A 视孔盖和窥视孔 P`sN&Y~m 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 /8p&Qf>lJ1 B 油螺塞: /v&`!nKu 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。 *?Wtj C 油标: 7l}~4dm2J 油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。
d]k=' 油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. J%4HNW*p -q(:%; D 通气孔: luF#OP C 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. a97Csxf;7 E 盖螺钉: |B1Af 启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 sUda
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. -eYL*Pa F 位销: ?W<cB`J 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. w?;b7i G 吊钩: u.&|CF- 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. (qk5f`O iJ*%dio 减速器机体结构尺寸如下: Ko-QR( Z>HNe9pr 名称 符号 计算公式 结果 #]5)]LF1q 箱座壁厚 10 d:3= 1x 箱盖壁厚 9 4`G=q^GL, 箱盖凸缘厚度 12 a?\ `
箱座凸缘厚度 15 HtS#_y%( 箱座底凸缘厚度 25 _pW'n=}R 地脚螺钉直径 M24 c8tP+O9 地脚螺钉数目 查手册 6 +TWJNI 轴承旁联接螺栓直径 M12 Z[bv0Pr 机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 :9O|l)N)W= 轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 jM;d>Gymx 视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 ~s0P FS7 定位销直径 =(0.7~0.8) 8 P ]_Vz ,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 YL!oF^XO 22 {!tOI 18 fX$6;Ae ,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 X~#@rg!" 16 ^zkd{ov 外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 TR_(_Yd?36 大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 ~CJYQFt 齿轮端面与内机壁距离 > 10 "vvFq ,c 机盖,机座肋厚 9 8.5 !zl/0o 轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) `oan,wq+ 150(3轴) }cyq'mi 轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) ?~]>H A: 150(3轴) W|)(|W 8Q+TE; 11. 润滑密封设计 ud!r*E t>=GVu^ 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. rHR5,N: 油的深度为H+ KS8\F0q H=30 =34 M~#5/eRX 所以H+=30+34=64 F'fM?!( 其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 Rf&^th}TH >l6XZQ
> 密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 v UJ sFR 凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 69[w/\ 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 $K;_Wf 大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 if\k[O 1T6 _dz:\v 12.联轴器设计 (}~ 1{C@ `,<>){c| 1.类型选择. cC*zj\O 为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 AJdlqbd'+ 2.载荷计算. 0R.Gjz*Q 公称转矩:T=95509550333.5 t%ou1&SO 查课本,选取 >0[qi1 所以转矩 ^2P;CAjj-
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 %@)U/G6s} 选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm a2IV!0x #nt<j2}m 四、设计小结 \["1N-q b 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。 Fvcq^uZ 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。 jnx+wcd 五、参考资料目录 4{1c7g [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; E9
:|8#b [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; 4?*`: [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; %6vMpB`g [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; .XZ 71E [5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 y^vfgP<@ [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; yS(=eB_ [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。
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