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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 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$# 9. 箱体结构的设计 27 pz
IMj_ 10.润滑密封设计 30 ,"VQ0Z1 11.联轴器设计 30 {n{}Y. Fi/G, [q 四 设计小结 31 +e:ZN
tr9 五 参考资料 32 udZ: OU< -9*WQU9R 一. 课程设计书 2!otVz!Mh 设计课题: Xbtv}g<0c 设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V >C}RZdO~ 表一: N]<gHGj} 题号 `k|nf9_ %UJ4wm 参数 1 _z 5CplO 运输带工作拉力(kN) 1.5 yrs3`/ 运输带工作速度(m/s) 1.1 KUyJ"q<W 卷筒直径(mm) 200 LG|,g3& w;$+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 "y0A<-~ 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 ^UQq 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{;VKgK 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, 8I0Tu ~!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 fHe0W 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$.4 2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 k)5_1 y 9jMC|oE 5、“V”带轮的材料和结构 ?H[5O+P[ 确定V带的截型 7O+Ij9+{n 工况系数 由表6-4 KA=1.2 'o/N}E!Pt 设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 d2A
wvP V带截型 由图6-13 B型 S?Bc~y %R5Com 确定V带轮的直径 dgco*TIGO 小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm S~k 0@ 验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s ,ykPQzO 大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm `&u<aLA ,l$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-5Pas `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=zd 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。 $u:<x O{~KR/ 2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 5i6VZv 按齿面接触强度设计 ]* 0(-@ vyE{WkZxR 确定各参数的值:
R6 ;jY/*# ①试选=1.6 =tq1ogE 选取区域系数 Z=2.433 hje! w` z^'n*h 则 G(3;;F7" ②计算应力值环数 byafb+x N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) Uls+n@\! =1.4425×10h ]a M-p@ N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) q]K'p,' ③查得:K=0.93 K=0.96 l_6e I ④齿轮的疲劳强度极限 -OWZ6#v( 取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: QCWf.@n []==0.93×550=511.5 ?z3] +s ULo []==0.96×450=432 >Co)2d] 许用接触应力 8&%Cy'TIz4 <KX&zi<L) ⑤查课本表3-5得: =189.8MP ul$,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 B X*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?cR 计算齿宽b h/HHKn 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.5Vhx 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 =ewy Q
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 uR: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%:GeW 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 $NG++N 查课本得到弯曲疲劳强度极限 +ts0^;QO2{ 小齿轮 大齿轮 <+tD z ( s\3q!A?S3 查课本得弯曲疲劳寿命系数: w/m:{c Hk K=0.86 K=0.93 5kMWW*Xtf | C+o; 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 1[PMDS_X []= 6QZp@ []= r{K;|'d%h 2`bdrRD0 3yO=S0` 大齿轮的数值大.选用. VaLs`q&3> ?Bx./t>< ⑵ 设计计算 >)**khuP7 计算模数 ,o#kRWRG r'4:)~]s 8e2?tmWM 对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: #Dy?GB08 8P: spD0 z==24.57 取z=25 wCKj7y[
%X1x4t] 那么z=5.96×25=149 u8L$]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~ =o 7}]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 kU l K7)kS r ,(Mu 7.传动轴承和传动轴的设计 ~N0sJ% mTDVlw0dh 1. 传动轴承的设计 a[!%Ld 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[ra %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$:S is;XmF*5= ;^u*hZN[Up hn)a@ (主动轴) rZ1Hf11C k_|^ kdWJ l;X|=eu' 从动轴的载荷分析图: zoDZZ%{ p0p4Xh1e 6. 校核轴的强度 P'Q$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-)BlDC 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 aT l c 抗扭系数 =0.2=0.2=25000 F51.N{' 截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 eLD?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 =8G&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 [BbutGvj 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 &(rWw Oo6 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=61Mb 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. Cz#Z <: OY-w?'p?W 1. 机体有足够的刚度 ^y viV
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 $V>98M>j 为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 n#Dv2 E=6 Zx }&c |Q 3. 机体结构有良好的工艺性. "e3["' 铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. %3;Fgk y .@ C{3$,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 6Q4X6U: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) .Hhh i 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+ JE5 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; NqHy%'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。
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