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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 {s^vAD<~x3  
                 LU$aCw5 B;  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         g *}M;"  
                 Jo%5NXts4  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) ,S.<qmf  
9X<o8^V  
目   录 c s0;:H*N*  
     b[}f]pB@n  
一    课程设计书                            2 tNsiokOm  
=2;2_u?  
二    设计要求                              2 # `}(x;ge  
)*!"6d)^  
三    设计步骤                              2 JBY`Y ]V3  
     3q +C8_:  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 pO^goo V\  
    2. 电动机的选择                                4 IK#W80y  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 x4@v$phyH  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 JIeKp7;^  
    5. 设计V带和带轮                              6 Mf [v7\  
    6. 齿轮的设计                                  8 $#|iKi<Y@j  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 {J_1.uN=  
    8. 键联接设计                                  26 HoA[U T  
    9. 箱体结构的设计                              27 X~ca8!Dq  
    10.润滑密封设计                                30 <G d?,}\  
    11.联轴器设计                                  30 VK/@jrL+  
     k [6%+  
四    设计小结                              31 d1&RK2  
五    参考资料                              32 *dB^B5  
]xJ5}/  
一. 课程设计书 >cVEr+r9t  
设计课题: +n#kpi'T  
    设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V mc{gcZIm  
表一: qIm?F>> @  
         题号 0UV5}/2rP  
cY&SKV#  
参数    1     <Uz~V;  
运输带工作拉力(kN)    1.5     A\{dq:  
运输带工作速度(m/s)    1.1     rgth2y]  
卷筒直径(mm)    200     }d<xbL!#  
/$]#L%   
二. 设计要求 Ww(($e!  
1.减速器装配图一张(A1)。 AGxtmBB;  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 SkGh@\  
3.设计说明书一份。 zGm#er E  
014p= W  
三. 设计步骤 [(%6]L}  
    1.  传动装置总体设计方案 r&^LSTU0!  
    2.  电动机的选择 ohI>\  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 >MXE)=  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 \tL 9`RKpg  
    5.  “V”带轮的材料和结构 @y )'h]d  
    6.  齿轮的设计 #g)$m}tv?  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 xLUgbql-  
    8、校核轴的疲劳强度 )9(Mt _  
    9.  键联接设计 #w2;n@7;X  
    10.  箱体结构设计 \>8r)xC  
    11. 润滑密封设计 f T7Z6$  
    12. 联轴器设计 ym>>5(bni  
     fpj,~+  
1.传动装置总体设计方案: DA>_9o/l  
k91ctEp9>  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 desrKnY  
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, i5oV,fiZo  
要求轴有较大的刚度。 B.zRDB}i=  
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。 cmw2EHTT<  
其传动方案如下: O\=U'6 @  
        6\8 lx|w  
图一:(传动装置总体设计图) `RRC8]l  
*rs@6BSj  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 QG~4 <zy  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 (%\vp**F  
     传动装置的总效率 YMlnC7?_ /  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; P[;<,U;'HO  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, I-@A{vvPK  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, Pfy2PpA  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 N>Dr z  
UODbT&&  
  2.电动机的选择 }sbh|#  
Idq &0<I  
    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, jacp':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, -pWnO9q  
    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。 *aE/\b  
     ba=-F4?  
    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, 9qhX\, h  
     <W,M?r+  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 zQ;jaS3 hf  
     f-w-K)y$ht  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 ~/R,oQ1!g}  
                                                  jgcI|?yL  
Dd1\$RBo  
方案    电动机型号    额定功率 wi7a_^{  
P ]n8 5.DF  
kw    电动机转速 rQ_!/J[9  
    电动机重量 5xHP5+&  
N    参考价格 h .A@o#x  
元    传动装置的传动比     jRk"#:  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     ||M;[-JoJ  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02      >mk}  
  PP2>v|  
   中心高 o09)esy  
        外型尺寸 X:aLed_{f  
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     z.NJu q  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     )# ^5$5  
qDMVZb-(#  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 [8-. T4  
3WOm`<  
(1)       总传动比 \!+sL JP  
    由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 z0@{5e$#Y  
    (2)       分配传动装置传动比 jH 4,-  
    =× OGDCC/  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 O{4G'CgN(  
    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 L7\ rx w  
4.计算传动装置的运动和动力参数 3Pj#k|(f[0  
(1) 各轴转速 6c[&[L%  
  ==1440/2.3=626.09r/min PRR]DEz  
  ==626.09/5.96=105.05r/min 1MntTIT  
(2) 各轴输入功率 hkifd4#  
    =×=3.05×0.96=2.93kW ^Po^Co  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW Bl\/q83(  
    则各轴的输出功率:   nUp, %z[  
=×0.98=2.989kW j %3wD2 l  
=×0.98=2.929kW X9|={ng)g#  
各轴输入转矩 ;x]CaG)f  
   =××  N·m }^ g6Y3\  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· bgi B*`z  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m nfL-E:n=  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m 5<Lal^c D  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m RM5$O+"  
=×0.98=242.86N·m Kd<c'!  
运动和动力参数结果如下表 4#dS.UfI  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     e-4 Qw #cw  
    输入    输出    输入    输出         jcC "S qL  
电动机轴        3.03        20.23    1440     %%7~<=rk  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     ^lI>&I&1  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     /t4#-vz  
nm8XHk]  
5、“V”带轮的材料和结构 KOYU'hw  
  确定V带的截型 1N3qMm^  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 [EdX6  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 j'2:z#  
      V带截型      由图6-13                        B型 ,V>7eQt?  
   HVG:q#=C  
  确定V带轮的直径 2@W'q=+0  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm R6xJw2;_  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s @4ccZ&`  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm AW\#)Em  
   v` G[6Z  
  确定中心距及V带基准长度 rV5QKz6'  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 eu^B  
                          360<a<1030 eeOE\  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm @xq jAcfg  
     `A\|qH5`W  
  初定V带基准长度 (8XP7c]5  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm eHIsTL@Fp  
       gq:2`W&5  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm /x2MW5H  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm  x%$as;  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 q]^Q?r<g::  
   f@)GiLC'"  
   确定V带的根数 (mR ;MC  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw $-J=UT2m  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 saPg2N,  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 #rps2nf.j  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 y%wjQC 0~  
         d i;Fj  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 5GHW~q!Zo\  
                             gf]k@-)  
                       取Z=2 Z~s"=kF,  
V带齿轮各设计参数附表 $+%eLx*  
i*3*)ly  
各传动比 m })EYs1  
xO` `X<  
    V带        齿轮     F?3zw4Vt~  
    2.3        5.96     ]Av)N6$&-Z  
  #[<XN s!"  
2. 各轴转速n :krdG%r  
    (r/min)        (r/min)     .!><qV g  
    626.09        105.05     :Qekv(z  
{~=Z%Cj2Q  
3. 各轴输入功率 P =0" Zse,  
    (kw)        (kw)     \-2O&v'}  
    2.93       2.71     1P '_EJ]M  
wpW3%r;9  
4. 各轴输入转矩 T tl@n}   
    (kN·m)        (kN·m)     gA/8Df\G:l  
43.77        242.86     s6F^z\6  
j_#oP  
5. 带轮主要参数 Zf [#~4  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         uY"Bgz:=d  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     C3#mmiL-  
带的根数z     ~A-1x!YiU  
    160        368        708        2232        B        2     <aVfgVS  
~ V:@4P  
6.齿轮的设计 u@ psVt   
+kdZfv>  
(一)齿轮传动的设计计算 O>~ozW &  
rT}k[  
齿轮材料,热处理及精度 Obl,Qa:5  
    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 LNU#NJ^Axt  
    (1)       齿轮材料及热处理 Z'ZN^j{  
       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 \'}? j-8  
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 d7)EzW|I;  
      ② 齿轮精度 /CT g3Q"KQ  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 .on}F>3k$  
     A"PmoV?lAm  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 ]|#%`p56  
按齿面接触强度设计 CdFr YL+F  
6%8,OOS  
确定各参数的值: p0b2n a !  
①试选=1.6 XSDudL  
选取区域系数 Z=2.433   _R ] qoUw;  
     q,->E<8  
    则 bFt$u]Yvo  
    ②计算应力值环数 v? VNWK2  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) MRn;D|Q  
    =1.4425×10h ~Y3"vdd  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) ? 016  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 0**.:K<i  
    ④齿轮的疲劳强度极限  E qc,/  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: {WYHT6Z  
    []==0.93×550=511.5 n\x@~ SzrX  
yo=0Ov  
    []==0.96×450=432         CPj8`kl  
许用接触应力   p~!UE/V  
         Sph:OX8  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   &!=[.1H<  
         =1 /GQN34RD  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 xD|CQo}:  
    =4.47×10N.m I_\#(  
    3.设计计算 ]= EYju@  
①小齿轮的分度圆直径d =SEgv;#KZ~  
     &qO#EEqG]  
    =46.42 f(r=S Xa*  
    ②计算圆周速度 UOwEA9q%  
    1.52 +l8`oQuG  
    ③计算齿宽b和模数 UW?(-_8  
计算齿宽b BA 9c-Ay  
       b==46.42mm  q(C <w  
计算摸数m "-U`E)]w*[  
  初选螺旋角=14 3gcDc~~=  
    = j4fv-{=$  
    ④计算齿宽与高之比 /eI]!a  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 e71dNL'$  
=46.42/4.5 =10.32 HL*Fs /W  
⑤计算纵向重合度 XX:?7:j}[8  
=0.318=1.903 -T0@b8  
⑥计算载荷系数K HT: p'Yyi  
使用系数=1 /l)|B  
根据,7级精度, 查课本得 !eH9LRp  
动载系数K=1.07, R | &+g\{;  
查课本K的计算公式: U/|;u;H=  
K= +0.23×10×b *;noZ9{"+  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 $0OWPC1  
查课本得: K=1.35 F6$QEiDu@  
查课本得: K==1.2 `c )//o  
故载荷系数: 0M=U >g)  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 AzmISm  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 A3#^R%2)W  
    d=d=50.64 {f9jK@%Gy  
    ⑧计算模数 G+$A|'<`z  
    = :nPLQqXGQ  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 6*({ZE  
    由弯曲强度的设计公式 Y4 <  
    ≥ ,8vqzI  
;Wws;.~  
⑴   确定公式内各计算数值 1l(_SD;90t  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m hA0g'X2eC  
         确定齿数z ha%3%O8Z  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 "kHQ}#6r  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 Gop;!aV1*  
    Δi=0.032%5%,允许 0bt"U=x4  
    ②      计算当量齿数 9PM\D@A{  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  1lJY=`8qa  
    z=z/cos=144/ cos14=158 n> >!dg Og  
    ③       初选齿宽系数 @/w ($w"  
     按对称布置,由表查得=1 QS*!3? %  
    ④       初选螺旋角 ]0+5@c  
    初定螺旋角 =14 Y5Ub[o  
    ⑤       载荷系数K 9~En;e  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 )l|/lj  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y )0Lno|l  
    查得: z TM1 e  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 %nmD>QCe  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 Y@+e)p{  
     ,dG2[<?o  
    ⑦       重合度系数Y F_?aoP&5  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 :JEzfI1  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 Jp0*Y-*Y  
=14.07609 _2wU(XYH  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 -S ASn  
    ⑧       螺旋角系数Y %]zaX-2dm!  
 轴向重合度 =1.675, nisW<Q`uB  
    Y=1-=0.82 JS&=V 67[  
     <yxEGjm  
    ⑨       计算大小齿轮的 _I&];WM\  
 安全系数由表查得S=1.25 !D_Qat  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 -j6&W`  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 {5$.:Y  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 ]4$t'wI.  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   C`uZr k/  
    小齿轮     大齿轮 3%g\)Cs  
{!$E\e^d  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: bw@"MF{  
    K=0.86        K=0.93   i"#36CVT~  
/]mfI&l+9  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 >A+0"5+_p  
      []= tY1M7B^~  
      []= k4:e0Wd  
       rhLm2q  
       s Y^#I  
        大齿轮的数值大.选用. &at^~ o  
     =lE_ Q[P  
⑵   设计计算 E>bK-jG  
     计算模数 :#?Z)oQpT  
E*uz|w3S)Y  
tML[~AZh  
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: @Qlh  
Jj_ t0"  
z==24.57  取z=25 fG+/p 0sJ?  
x8#bd{  
那么z=5.96×25=149           ?8g*"& cn  
  P|>pm]>C  
②   几何尺寸计算 KfSI6 Y _  
    计算中心距     a===147.2 cVx#dDdA  
将中心距圆整为110 LQ7.RK  
!,}F2z?4c  
按圆整后的中心距修正螺旋角 0gI^GJN%Y!  
LSR{N|h+)  
=arccos IfK%i/J  
d3$*z)12`  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. l"I G;qO.  
}.nHT0l  
计算大.小齿轮的分度圆直径 \c"{V-#o\  
     $IM}d"/9  
    d==42.4 qmWK8}F.cE  
69z,_p$@:  
d==252.5 7Vn;LW  
w:|BQ,  
计算齿轮宽度 J6WyFtlyLc  
xnBU)#<]S  
B= 6AM-^S@  
 rq[+p  
圆整的       b3>`%?A  
d".Xp4}f  
                                            大齿轮如上图: x&ngCB@O  
!\)9fOLs  
E{Tvjh+  
}mZ sK>  
7.传动轴承和传动轴的设计 sPu@t&$  
Wfw6(L  
1.  传动轴承的设计 MJ=(rp=YU9  
_a~uIGN  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 p41TSALq  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min 'b?Px}  
T1=43.77kn.m h{J=Rq  
⑵.  求作用在齿轮上的力 8P kw'.r  
    已知小齿轮的分度圆直径为 'Ti7}K  
        d1=42.4 6N6}3J5  
而  F= 7U@;X~c  
     F= F .L#xX1qr  
W)RCo}f  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N I6q]bQ="  
ySS kw7  
?`,Rkg0fe  
Id<3'ky<N  
⑶.   初步确定轴的最小直径 Xy0KZ !  
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 Y &G]M  
F$|Ec9  
MPexc5_  
             -0 e&>H%  
     从动轴的设计 =b{!p|  
       shn{]Y  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, l6[0i  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M mYE8]4  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 _ ?\4k{ET  
    已知大齿轮的分度圆直径为 fsA-}Qc  
        d2=252.5 XOdkfmc+s'  
而  F= c`F~vrr)X  
     F= F f&n6;N  
b <1k$0J6  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N T%opkyP>=  
YgeU>I|v  
l'K3)yQEJ  
53i7:1[uV  
⑶.   初步确定轴的最小直径 N ?RJuDW  
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 .y)Y20=o!  
"#3p=}]  
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 IK /@j  
查表,选取 Ja*k |Rz~  
ranlbxp2l  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 [pc6!qhDG&  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 _:ORu Vk  
'&|]tu:q  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 ~&UfnO  
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与  。 -UhSy>m  
Dd=iYM m7  
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. aCwb[7N  
kY$vPHZpN  
            D        B                轴承代号     t$*V*gK{  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     uia[>&2  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     dV:vM9+x  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     DaK2P;WP  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     x c[BQ|P=  
d{gj8  
     nVK`H@5fw  
z.xOT;t  
     G OzV#  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 =$^<@-;  
    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, 1>$}N?u:T  
③   取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm.     ,)CRozC\}K  
Hy_}e"  
④    轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取l=50. Z,? T`[4B  
⑤    取齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮间的距离c=20.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16, -%h0`hOG{  
高速齿轮轮毂长L=50,则 %"1*,g{  
=>_k;x  
L=16+16+16+8+8=64 +dt b~M  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. 6?CBa]QG  
8%Wg;:DZx  
5.    求轴上的载荷   }I Rx$ cKV  
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, $;ssW"7~Qn  
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. VgoN=S  
6z(eW]p  
}EW@/; kC  
"]"!"#aMv  
d- wbZ)BR  
N@z+h  
l5 FM>q  
JLZ[sWP='  
RyxEZ7dC<y  
     v+3-o/G7  
L&i_  
传动轴总体设计结构图: TDMyZ!d  
     Pdg%:aY  
                             +&T;jad2  
N~w4|q!]  
                             (主动轴) /!u#S9_B  
nhUL{ER  
oQkY@)3.w  
        从动轴的载荷分析图: [CfA\-gx<f  
CUS^j  
6.     校核轴的强度 "DW; 6<m  
根据 l9 K 3E<g  
== iTt#%Fs)4M  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 nt"8kv  
查表15-1得[]=60MP s`bC?wr5h  
〈 []    此轴合理安全 >-~2:d\M3  
/pa8>_,~  
8、校核轴的疲劳强度. )ZU=`!4  
⑴.   判断危险截面 %o~w  
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. m^8KHa  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 w84 ] s%y  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 6Wos6_  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 =h083|y>  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 $S"QyAH~-a  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 0'DlsC/`*  
截面上的弯曲应力 Qe~2'Hw#9  
W[dMf!(  
截面上的扭转应力 Dm3/i |Y  
== is3nLm(  
轴的材料为45钢。调质处理。 f[@M  
由课本得: ~okIiC]#  
           t*fG;YOg  
因             rQncW~  
经插入后得 $jd>=TU|  
2.0         =1.31 NMSpi[dr  
轴性系数为 -V'`;zE6  
       =0.85 "hRY+{m  
K=1+=1.82 YzcuS/~x  
    K=1+(-1)=1.26 a?+Ni|+  
所以               X9:(}=E V  
! ~' \Ey  
综合系数为:    K=2.8 2C@hjw(  
K=1.62 brQkVt_)EE  
碳钢的特性系数        取0.1 ^ ExA  
   取0.05 }T?MWcG4  
安全系数 ;|2h&8yX(/  
S=25.13 2u[:3K-@,  
S13.71 ^6?NYHMr=  
≥S=1.5    所以它是安全的 C +-<  
截面Ⅳ右侧 BO5gwvyI  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 G-U%  
 c|N!ZYJI  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 iA~b[20&  
z.H*"r  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 6 ~b~[gA  
5XNIX)H  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 LhZWK^!{S  
截面上的弯曲应力   CI+dIv>  
截面上的扭转应力 #]s>  
==K= :x*8*@kC  
    K= {&Kq/sRz  
所以                 ~Od4( }/G  
综合系数为: )Oq N\  
K=2.8    K=1.62 4#5w^  
碳钢的特性系数 mT.p-C  
    取0.1       取0.05 ?VMj;+'tr  
安全系数 p}KZ#"Q  
S=25.13 k_9tz}Z  
S13.71 [aF?1KxNMt  
≥S=1.5    所以它是安全的 JM{S49Lx  
'3>kDH+  
9.键的设计和计算 /EUv=89{!  
29"eu#-Qj  
①选择键联接的类型和尺寸 QZBXI3%#s  
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. ~U:{~z  
根据    d=55    d=65 Kp *nOZ  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 d7A08l{  
                     b=20     h=12     =50 }>JFO:v&  
N\<RQtDg  
②校和键联接的强度 a1p:~;f}[  
  查表6-2得      []=110MP iTU 8WWY<  
工作长度  36-16=20 t"`LJE._P  
    50-20=30 @18"o"c7j  
③键与轮毂键槽的接触高度 ?)#dP8n  
     K=0.5 h=5 P>=~\v nN#  
    K=0.5 h=6 (NUk{MTX  
    由式(6-1)得: a z 7Vy-  
           <[] p6[a"~y  
           <[] dt Q>4C"N  
    两者都合适 |U?5% L  
    取键标记为: Lj"~6l`)  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 m?-3j65z  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 8uoFV=bj\  
10、箱体结构的设计 c,KT1me  
减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, >Dpz0v  
大端盖分机体采用配合. cA"',N8!5  
W|@EKE.k  
1.   机体有足够的刚度 aG?ko*A;  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 ;$@7iL  
n.C.th >Y1  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 59";{"sw  
krZ J"`  
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 p_Fc:%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<+ ><>9  
e#K =SV!H  
3.   机体结构有良好的工艺性. hS&,Gm`^  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. bD<[OerG  
fGJPZe  
4.   对附件设计 nBL7LocvR  
A  视孔盖和窥视孔 ~oI7TP  
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 @`aR*B  
B  油螺塞: ^Sx 0t  
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。 KzZ! CB\  
C  油标: 6\)61o_1|  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 $j^Jj  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. &R/)#NAp  
/hf}f=7kH  
D  通气孔: L,.Ae i9  
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. 7]Y Le+Ds  
E  盖螺钉: $b\`N2J-_  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 `CW8Wj  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. .ps'{rl8  
F  位销: Mw@T!)(  
为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度,在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销,以提高定位精度. 9@Yk8  
G  吊钩: ?b2  
在机盖上直接铸出吊钩和吊环,用以起吊或搬运较重的物体. -;'8#"{`^  
_*6nTSL  
减速器机体结构尺寸如下: h@FDP#H  
=?T\zLN=  
名称    符号    计算公式    结果     Z}.N4 /  
箱座壁厚                10     *. l,_68  
箱盖壁厚                9     K8doYN  
箱盖凸缘厚度                12     LF <fp&C)h  
箱座凸缘厚度                15     z71.5n!C  
箱座底凸缘厚度                25     #gi0FXL  
地脚螺钉直径                M24     ?ltTJ(Po  
地脚螺钉数目        查手册        6     = ^:TW%O  
轴承旁联接螺栓直径                M12     p*F&G=ZE  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     R9D< lX0%  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     #_y#sDfzh  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     :Ts"f*  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     w"$CV@AJ  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 2hAu~#X  
    22 QIF|pZ+^  
    18     :L&Bbw(  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 G!k&'{2  
    16     !HL7a]PB  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     ;rJR+wpNa  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     fLL_{o0T  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     \%=\_"^?  
机盖,机座肋厚                9    8.5     MPA<?  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴)  Ek(. ["  
150(3轴)     _KC)f'Cx  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) qI\qpWS\  
150(3轴)     $[5ihV$u  
     Q.#@xaX'{`  
11. 润滑密封设计 {NXc<0a(  
w-};\]I  
    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.  y$7Fq'  
    油的深度为H+ LGKkT?fcSC  
         H=30  =34 X|t?{.p  
所以H+=30+34=64 "0 \U>h  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 /4+M0Pl  
     !YSAQi;I  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 ~"!F&  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     [t5:4 Iq  
    密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 bwUsE U 0  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 7$WO@yOsh  
     _,_>B8  
12.联轴器设计 _H>ABo  
o!^':mll  
1.类型选择. @FIR9XJ  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 Bx0^?>  
2.载荷计算. ~Y@(  
公称转矩:T=95509550333.5 z6S N  
查课本,选取 Dg%zNi2GS  
所以转矩   mza1Q~<  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 {^>m3  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm :M9'wg  
@4Z>;  
四、设计小结 yd[}?  
    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。 ]=of=T:  
    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。 &N GYV  
五、参考资料目录 YFOSv]w  
[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; E9HA8  
[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; %ribxgmd  
[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; J!O5`k*.C  
[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; HiCNs;t  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 GJai!$v  
[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; Xg?hh 0s  
[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? 7S LJLn3d  
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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