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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 +4  h!;i  
                 v2I? 5?j  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         4BSqL!i(  
                 4i PVpro  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) ' '(rC38  
lWe cxD$  
目   录 "X^<g{]  
     "g)V&Lx#X  
一    课程设计书                            2 O ,9^R  
3@qv[yOE  
二    设计要求                              2 5|=J\Lp2I  
@gfW*PNjlP  
三    设计步骤                              2 d!UxFY@  
     -|Zzs4bx  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 0k{\W  
    2. 电动机的选择                                4 Q`W2\Kod]  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 Xl<iR]lda  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 4g"%?xN  
    5. 设计V带和带轮                              6 +ZwoA_k{  
    6. 齿轮的设计                                  8 3LT~- SvL  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 pr,,E[  
    8. 键联接设计                                  26 e MHz/;I  
    9. 箱体结构的设计                              27 E*u*LMm  
    10.润滑密封设计                                30 {x?qz~W  
    11.联轴器设计                                  30 #G.eiqh$a  
     e`S\-t?Z  
四    设计小结                              31 [gpO?'~  
五    参考资料                              32 4qz+cB_  
ROmmak(y8  
一. 课程设计书 D*Zj oU  
设计课题: l'/`2Y1  
    设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V 3i7EF.  
表一: FGx)?  
         题号 QM#Vl19>j(  
^8;MY5Wbs  
参数    1     g{Al:}u>  
运输带工作拉力(kN)    1.5     CNefk$/cR  
运输带工作速度(m/s)    1.1     aTTkj\4  
卷筒直径(mm)    200     9zb1t1[ W  
w8w0:@0(  
二. 设计要求 (0 H=f6N  
1.减速器装配图一张(A1)。 S )rr  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 CYLab5A  
3.设计说明书一份。 ?W{+[OXs  
HoABo:  
三. 设计步骤 m~5 unB9  
    1.  传动装置总体设计方案 fwv^dEe  
    2.  电动机的选择 Vf&U`K  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 &J&'J~N  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 *: @KpYWx"  
    5.  “V”带轮的材料和结构 O{_t*sO9q*  
    6.  齿轮的设计 Tc/^h 4xH  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 }[;ZZm?  
    8、校核轴的疲劳强度 ea"X$<s>-  
    9.  键联接设计 xeSch?}  
    10.  箱体结构设计 6X*vCylI  
    11. 润滑密封设计 >) u;X  
    12. 联轴器设计 BV B2$&eJ  
     7DJEx~"!2-  
1.传动装置总体设计方案: ywAvqT,  
1H-Y3G>jN  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 FC] *^B  
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, Dj(PH3^  
要求轴有较大的刚度。 Tse#{  
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。 <#h,_WP*  
其传动方案如下: ; R}>SS'  
        Y7.+ Ma#|  
图一:(传动装置总体设计图) A7Ql%$v7^  
|@u2/U9  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 o>r P\  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 {P8d^=#q  
     传动装置的总效率 K9#kdo1 2  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; <=">2WP{  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, ks0Q+YW  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, C8|V?bL  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 -U/)y:k!%  
fWmc$r5n](  
  2.电动机的选择 7H Dc]&z  
x#EE_i/W  
    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, MW 7~=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, |reA`&<q  
    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。 a yA;6Qt  
     T]De{nHu  
    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, i wgt\ux.  
     Zo<)r2|O.  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 OJcS%-~  
     e P@#I^_  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 v0\l~_|H  
                                                   `Eh>E,  
 4u:SE   
方案    电动机型号    额定功率 4=^_VDlpd  
P T)\}V#iA*  
kw    电动机转速 eL}w{Hlk T  
    电动机重量 ?:\/-y)Sp  
N    参考价格 hik.qK  
元    传动装置的传动比     _"1RidhH  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     =wh[D$n$~  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     o pTXI*QA  
  :*}Q/]N  
   中心高 ab2FK  
        外型尺寸 efXnF*Z  
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     G4@r_VP\  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     Z\nDR|3  
<N vw*yA  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 E{orezP  
msmW2Zc  
(1)       总传动比 Kv| x -_7  
    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 n5$#M  
    (2)       分配传动装置传动比 L!cOg8Z  
    =× qq5X3K2&  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 <,M"kF:  
    为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 1CB&z@  
4.计算传动装置的运动和动力参数 J#(AX6  
(1) 各轴转速 5%I3eL%s  
  ==1440/2.3=626.09r/min 'zI(OnIS  
  ==626.09/5.96=105.05r/min ^lHy)!&A  
(2) 各轴输入功率 ]=~dyi  
    =×=3.05×0.96=2.93kW cyCh^- <l@  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW zgwez$  
    则各轴的输出功率:   \l59/ZFan  
=×0.98=2.989kW DG;7+2U  
=×0.98=2.929kW g+#awi7  
各轴输入转矩 wEjinP$2  
   =××  N·m +x2JC' -H  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· ,Pa*; o\  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m ?\o~P  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m lb_N"90p  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m 1wR[nBg*|  
=×0.98=242.86N·m  QHNyH  
运动和动力参数结果如下表 )]P(!hW.  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     ?h}NL5a  
    输入    输出    输入    输出         ,';|CGI cP  
电动机轴        3.03        20.23    1440     |&#N&t  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     2{=]Pf  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05      L8`v  
k'o[iKlu  
5、“V”带轮的材料和结构 #gC [L=01  
  确定V带的截型 m4/qxm"Dx:  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 =z'(FP5!0  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 7P<VtS  
      V带截型      由图6-13                        B型 &E&~9"^hQL  
   wMVUTm  
  确定V带轮的直径 }t^wa\   
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm l2Sar1~1  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s .y s_'F-]0  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm R #wZW&N  
    LSC[S:  
  确定中心距及V带基准长度 j}uL  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 V#ELn[k  
                          360<a<1030 H7+"BWc  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm  R0Vt_7  
     &Sd5]r@+  
  初定V带基准长度 yI^Yh{  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm bLg!LZ|S0s  
       #Pg#\v|7#>  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm 3RtVFDIZA"  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm !/p|~K  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 D)-LZbPa  
   SMZ*30i  
   确定V带的根数 1?.CXq K  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw Wr[LC&  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 Z|_V ;*  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 6y^ zC?  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 p(RF   
         J2Dn  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 7rdmj[vu  
                             WR #XPbk  
                       取Z=2 Ic&~iqQ  
V带齿轮各设计参数附表 *P' X[z  
('7?"npd  
各传动比 .JKH=?~\  
zLl-{Kk  
    V带        齿轮     iFUiw&  
    2.3        5.96     {qw'gJmX  
  YIk@{V  
2. 各轴转速n 0o8`Y  
    (r/min)        (r/min)     tpS gbGzp  
    626.09        105.05     3rRIrrYO  
Py*WHHO  
3. 各轴输入功率 P Kii@Z5R_?  
    (kw)        (kw)     uT]$R  
    2.93       2.71     le^Fik   
g}`g>&l5  
4. 各轴输入转矩 T  !y@\w  
    (kN·m)        (kN·m)     #_ulmB;  
43.77        242.86     S<(i/5Z+  
;X+0,K3c  
5. 带轮主要参数 |gV~U~A]  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         FqJd  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     0-PT%R  
带的根数z     ~0CNCP  
    160        368        708        2232        B        2     RV@B[:  
kt Z~r. +  
6.齿轮的设计 zji9\  
8/2Wq~&  
(一)齿轮传动的设计计算 Eet/l]e#a  
:&5u)  
齿轮材料,热处理及精度 3T(ft^~  
    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,@nD@  
    (1)       齿轮材料及热处理 &5jc &CS  
       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 zk }SEt-  
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 3K(/=  
      ② 齿轮精度 "LYhYkI  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 )%/ Ni^  
     >WO;q  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 Af]BR_-  
按齿面接触强度设计 q: F6MW  
)cgNf]oy  
确定各参数的值: LP7jCt  
①试选=1.6 lx$Z/f  
选取区域系数 Z=2.433   Lniz>gSc  
     S]E|a@kD3  
    则 0(5qVJ12  
    ②计算应力值环数 l [ m_<1L  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) g:^Hex?Yfd  
    =1.4425×10h ! j6CvclT  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) ER`;0#3[9u  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 Yh,,(V6  
    ④齿轮的疲劳强度极限 {JQV~rfh`  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: i @M^l`w  
    []==0.93×550=511.5 j0cB#M44  
f#38QP-T  
    []==0.96×450=432         aB&a#^5CI  
许用接触应力   !y1qd  
         7CU<R9Kl  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   M&(0n?R"R  
         =1 h^zcM_  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 y7b>>|C  
    =4.47×10N.m >U:.5Tch'V  
    3.设计计算 /GP:W6:6z6  
①小齿轮的分度圆直径d /KgP<2p  
     1A7(s0J8 :  
    =46.42 AhV V  
    ②计算圆周速度 x1+V  
    1.52 yEL5U{  
    ③计算齿宽b和模数 r[nvgzv@  
计算齿宽b ;:~-=\  
       b==46.42mm Eye.#~  
计算摸数m #"JtH"pF  
  初选螺旋角=14 H3 |x  
    = 78zwu<ET  
    ④计算齿宽与高之比 D14i]  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 -H](2}  
=46.42/4.5 =10.32 !X{>?.@~  
⑤计算纵向重合度 :&=`xAX-  
=0.318=1.903 `yua?n  
⑥计算载荷系数K zqGo7;;#  
使用系数=1 cY%6+uJ1  
根据,7级精度, 查课本得 s#C~HK  
动载系数K=1.07, )tR@\G>%  
查课本K的计算公式: gO]jeO  
K= +0.23×10×b GPU,.s"&(  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 +J(@.  
查课本得: K=1.35 C1SCV^#  
查课本得: K==1.2 S5xum_Dq  
故载荷系数: ^@AIXBe  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 <(dg^;  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 Jhr3[A  
    d=d=50.64 z+qrsT/?L  
    ⑧计算模数 )2y# cM*  
    = =S}SZYw l  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 gKWsmx!["  
    由弯曲强度的设计公式 N3QDPQ  
    ≥ 5Uha,Q9SA  
DE_ <LN  
⑴   确定公式内各计算数值 <vUhJgN2/  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m  Oa/#2C~  
         确定齿数z U%E364;F  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 MY" 8!  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 S[5e,E w  
    Δi=0.032%5%,允许 S"G`j!m1  
    ②      计算当量齿数 d\A!5/LG  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  BEnIyVU;L  
    z=z/cos=144/ cos14=158 On4tK\l @  
    ③       初选齿宽系数 N9=1<{Z  
     按对称布置,由表查得=1 Hklgf  
    ④       初选螺旋角 qrZ*r{3  
    初定螺旋角 =14 Y+0HC2(o  
    ⑤       载荷系数K 6A,-?W'\  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 o+I'nFtnI  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y $K}Y  
    查得: }{( J *T  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 .1#G*A|  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 @_4E^KgF  
     deVbNg8gs  
    ⑦       重合度系数Y 5`H.{4@  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 rVF7!|&  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 GB\1'  
=14.07609 k1HVvMD<  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 _,{R3k  
    ⑧       螺旋角系数Y gOL-b9W  
 轴向重合度 =1.675, ('Doy1L  
    Y=1-=0.82 CE;J`;  
     7ts`uI<E@7  
    ⑨       计算大小齿轮的 *j"u~ N F  
 安全系数由表查得S=1.25 tVFydN~  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 kK&M>)&o#  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 (dgBI}Za  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 hF;TX.Y6  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   Q$XNs%7w5,  
    小齿轮     大齿轮 $l+DkR+  
[oS4W P  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: _KZ&/  
    K=0.86        K=0.93   &&$,BFY4  
S<nf"oy_K  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 fjP(r+[  
      []= J_eu(d[9  
      []= &V77Wn OY  
       v-ZTl4j$  
       i2&I<:  
        大齿轮的数值大.选用. %`)lCK)2  
     U6x$R O!  
⑵   设计计算 6haw\ *  
     计算模数 >O$ JS,  
d$qi. %<kh  
*VV#o/Q p  
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: )kk10AZV-E  
M7gb3gw6  
z==24.57  取z=25 'dvi@Jx  
Z66h  
那么z=5.96×25=149           M'|?* aNK  
  u ?7^+z  
②   几何尺寸计算 ?d' vIpzO!  
    计算中心距     a===147.2 X+[h]A  
将中心距圆整为110 <IO@Qj1*  
KD^n7+w%  
按圆整后的中心距修正螺旋角 VOGx  
a&Z;$  
=arccos BT^HlW<  
X 4CiVV  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. p1!-|Sqq  
g#lMT%  
计算大.小齿轮的分度圆直径 *?rO@sQy]  
     'l $ViNq;  
    d==42.4 G#YBfPmr  
X:mm<4  
d==252.5 I(uM`g  
:_[pZ;-@  
计算齿轮宽度 sL], @z8<k  
#H;1)G(/  
B= $6]1T>  
^VsE2CX  
圆整的       "Pl.G[Buc-  
:Z.P0=  
                                            大齿轮如上图: yG2rAG_ G&  
VE)) `?  
?OFfU  4  
9L>73P{_  
7.传动轴承和传动轴的设计 Z5eM  
\$!D^%~;  
1.  传动轴承的设计 G^:?)WRG  
gI00@p:m  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 D*'sOB(  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min `SQobH  
T1=43.77kn.m d^8n  
⑵.  求作用在齿轮上的力 [e o=  
    已知小齿轮的分度圆直径为 gOr%N!5  
        d1=42.4 =1\mLI}@  
而  F= f^lhdZ\  
     F= F q4g)/x%nc  
HMhdK  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N 8?ip,Q\  
h-\Ov{~  
"JE->iD  
K{:[0oIHc  
⑶.   初步确定轴的最小直径 m#<Jr:-  
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 P 1  
lUdk^7:M  
rONz*ly|i  
             }*S`1IWMj  
     从动轴的设计 ;rV+eb)I  
       .>S1do+  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, <d O ~;  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M |.;]e[&  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 ~[=d{M!$W  
    已知大齿轮的分度圆直径为 7=s0Pm  
        d2=252.5 IC1nR u2I  
而  F= gf}*}8D  
     F= F LW#U+bv]Dq  
y}?PyPz  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N ,L4zhhl!_  
H?,Dv>.#*  
ev4_}!  
q>wO=qWx  
⑶.   初步确定轴的最小直径 =uEpeL~d;+  
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 qJ2Z5  
}^VikT]>1  
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 gk;hpO  
查表,选取 ?9>wG7cps7  
`jyyRwSoe  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 %m [l/,2x  
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 k~I]Y,  
M8$e MS1  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 |'I>Ojm  
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与  。 /t! 5||G  
k~3\0man  
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. TY5R=jh=  
n-{d7haOa  
            D        B                轴承代号     IP@3R(DS%  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     1Kr$JIcd  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     (h= ]Ox  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     #9 Fk&Lx  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     u&[L!w  
E'98JZ5ga  
     hc3tzB  
ofw&? Sk0  
     LI&E.(:  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 W7gY$\1<&  
    右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, 'Bxj(LaV-  
③   取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm.     r:$*pC&{  
B3D}'<  
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. G-|c%g!ejf  
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, i*$~uuY  
高速齿轮轮毂长L=50,则 |)" y  
hdcB*j?4  
L=16+16+16+8+8=64 6xwjKh:9  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. *OdmKVw6G  
7R m\#  
5.    求轴上的载荷    8y  
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, !Ur.b @ke  
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. <66%(J>  
esE!i0%  
,x!r^YO=  
],[<^=|  
_b>{:H&\  
!bCL/[  
uDkX{<_Xe  
]0 = |?n$7  
nxBP@Td  
     FG{,l=Z0  
&+A78I   
传动轴总体设计结构图: ,!alNNY  
     3**t'iWQ  
                             dlCiqY: }  
jP_s(PQ  
                             (主动轴) oqysfLJ  
oIx|)[  
rC!"<  
        从动轴的载荷分析图: 0A~UuH0.  
j<~T:Tk  
6.     校核轴的强度 $ (xdF  
根据 ~Js kA5h|&  
== kSc~gJrne  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 g] }!  
查表15-1得[]=60MP ",vK~m2W_  
〈 []    此轴合理安全 Sew*0S(  
3h=kn@I  
8、校核轴的疲劳强度. #\}FQl6  
⑴.   判断危险截面 V>Z4gZp5sc  
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. z#PaQp5F  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 3<M yb  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 +_pfBJ_$%  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 ;zo|. YD  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 ~+t@7A=  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 W!O/t^H>  
截面上的弯曲应力 uQx/o ^  
*VJISJC  
截面上的扭转应力 ,vf#e= Z  
== r5nHYV&7  
轴的材料为45钢。调质处理。 !DSm[Z1  
由课本得: Y7p@NG&1q  
           d|Wqx7t]P  
因             ^JMG'@x  
经插入后得 W3>9GY90R  
2.0         =1.31 \a|~#N3?  
轴性系数为 $"|r7n5[  
       =0.85 UxHI6,b  
K=1+=1.82 pQ0*)}l,  
    K=1+(-1)=1.26 5rck]L'  
所以               ?uL-qsU  
s6!&4=ZA  
综合系数为:    K=2.8 O9By5j 4  
K=1.62 =gJ{75tV3  
碳钢的特性系数        取0.1 f9>pMfi:@  
   取0.05 Hqs-q4G$  
安全系数 @Z'i7Z  
S=25.13 l#^?sbG  
S13.71 WZ,k][~  
≥S=1.5    所以它是安全的 \ Xh C  
截面Ⅳ右侧 \rUKP""m  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 #>:S&R?2t  
&gS-.{w "  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 EU:N9oT  
4<UAT|L^`  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 ai?J  
vO9=CCxvq  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 NV/paoyx:*  
截面上的弯曲应力   mUP!jTF  
截面上的扭转应力 B;8Zlm9  
==K= )O+Zbn  
    K= :qj^RcmVPL  
所以                 <aaT,J8%[  
综合系数为: x(EwHg>;  
K=2.8    K=1.62 1@'I eywg  
碳钢的特性系数 0 !%G #~th  
    取0.1       取0.05 ;/4x.t#b  
安全系数 T'lycc4~a  
S=25.13 .3_u5N|[=W  
S13.71 }L|B@fW  
≥S=1.5    所以它是安全的 l{^s4  
~e,l2 <  
9.键的设计和计算 <uFj5.  
GL9'dL|  
①选择键联接的类型和尺寸 58HAl_8W  
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. w]h8KNt  
根据    d=55    d=65 <a_ (qh@B  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 H2[0@|<<  
                     b=20     h=12     =50 [8Z#HjhQ  
T ?A3f]U  
②校和键联接的强度 {*8G<&  
  查表6-2得      []=110MP ^uw]/H3?L  
工作长度  36-16=20 $A,YQH+  
    50-20=30 3jW&S  
③键与轮毂键槽的接触高度 AH'3 5Kf)  
     K=0.5 h=5 QAo/d4  
    K=0.5 h=6 JP( tf+  
    由式(6-1)得: #Q=c.AL{  
           <[] tG9C(D`G  
           <[] =tA;JB  
    两者都合适 I} Q+{/?/  
    取键标记为: <f.Eog  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 #k &#d9}  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 )'7Qd(4WT  
10、箱体结构的设计 pih 0ME}z  
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, |-*50j l  
大端盖分机体采用配合. ]D,_<Kk  
up8d3  
1.   机体有足够的刚度 tV pXA'"!x  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 bJ6C7-w:wa  
>P}XCAU  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 k}}'f A  
C}jrx^u>  
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 .ej+?QYwC  
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 hz<TjWXv'  
!v%>W< 3Q  
3.   机体结构有良好的工艺性. &~B8~U4%  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. *h).V&::O  
>X iT[Ru  
4.   对附件设计 .YB/7-%M[  
A  视孔盖和窥视孔 }1Mf0S  
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 }F9#3W&`c  
B  油螺塞: &{qKoI]  
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。 ~h=iZ/g_^_  
C  油标: )^6Os2  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 H=Cj/jE  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. 6<5:m:KE  
FK-q-PKO#.  
D  通气孔: i tk/1  
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. q*a~9.i @  
E  盖螺钉: WMWMb3  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 >mEfd=p  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. Sx0{]1J  
F  位销: R4k+.hR  
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. ^rjUye%EK  
G  吊钩: ?(Plb&kR  
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. IQ-l%x[fue  
"f~OC<GdYs  
减速器机体结构尺寸如下: Hfo<EB2Y9N  
q0vZR"y  
名称    符号    计算公式    结果     e:.?T\  
箱座壁厚                10     SK 5]7C2  
箱盖壁厚                9     ,7k1n{C)  
箱盖凸缘厚度                12     ,]]IJ;:w  
箱座凸缘厚度                15     H/;AlN|!  
箱座底凸缘厚度                25     7-u'x[=m  
地脚螺钉直径                M24     |Sua4~yL(  
地脚螺钉数目        查手册        6     ];b+f@  
轴承旁联接螺栓直径                M12     \n^[!e"`  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     b7T;6\[m  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     ]?oJxW.  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     zfg+gd)Z  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     Zkqq<  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 &%qDi_UD  
    22 gNA!)}m\  
    18     S{f,EBE  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 C+5X8  
    16     KT>Y^  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     8pftc)k  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     DQ c\[Gq&  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     /;1O9HJa  
机盖,机座肋厚                9    8.5     U[8F{LX  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) 3G2iRr.o  
150(3轴)     r3-<~k-  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) a l6y=;\jZ  
150(3轴)     l(}L-:@A  
     ~/z%yg  
11. 润滑密封设计 T JZ~Rpq  
:l1-s]  
    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. 4dLnX3 v  
    油的深度为H+ y@1QVt04  
         H=30  =34 -zqpjxU:  
所以H+=30+34=64 8TP~=qU  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 >P\eHR,{-  
     Ak kF6d+  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 x|dP-E41\  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     ?CC.xE  
    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 H>;,r ,  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 C<I?4WM  
     eB1NM<V  
12.联轴器设计 !X~NL+  
xE^G*<mj:  
1.类型选择. H@$K /  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 oq!\100  
2.载荷计算. Dr V[1Z  
公称转矩:T=95509550333.5 ort*Ux)  
查课本,选取 0Ui_Trlc  
所以转矩   .ve_If-Hg  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 U:n~S  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm vN],9 q  
%7aJSuQN%  
四、设计小结 L/-SWid)  
    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。 )e`9U.C  
    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。 0=6mb]VUi=  
五、参考资料目录 stUv!   
[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; |UWIV  
[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; zNrn|(Y%Y  
[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; __QnzEF  
[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; V61oK  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 H,w8+vZ4\  
[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; 4_j_!QH87  
[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? =#9#unvE!  
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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