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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 rUgTJx&ds  
                 9?W!E_  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         fP 4  
                 MoAZ!cF8  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) Eci,];S7  
e+416 ~X v  
目   录 F&pJ faig  
     )/uu~9SFd  
一    课程设计书                            2 Qn0 1ig  
&\Kp_AR  
二    设计要求                              2 =?9z6=  
BuwJR Ql.  
三    设计步骤                              2 Qmbl_#  
     P:Nj;Cxh  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 )S~ySiJ<U  
    2. 电动机的选择                                4 XQW9/AzNf  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 ]&;M 78^6  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 >2kjd  
    5. 设计V带和带轮                              6 R8"qDj  
    6. 齿轮的设计                                  8 b@9>1d$  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 `]*BDSvE  
    8. 键联接设计                                  26 PO1|l-v<Yq  
    9. 箱体结构的设计                              27 m~$S]Wf  
    10.润滑密封设计                                30 UB5X2uBv  
    11.联轴器设计                                  30 Fke_ms=I^  
     qC|$0  
四    设计小结                              31 `)Z+]5:  
五    参考资料                              32 %p wpRD@  
;~nz%L J  
一. 课程设计书 &n 1 \^:  
设计课题: uIeD.I'@{5  
    设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V 6xfG`7Az  
表一: 9pY`_lxa>  
         题号 F@C^nX9  
6B pm+}  
参数    1     i7 *cpNPO  
运输带工作拉力(kN)    1.5     E 0k1yA  
运输带工作速度(m/s)    1.1     R\VM6>SN'S  
卷筒直径(mm)    200     dF (m!P/R  
]Sl]G6#Iwv  
二. 设计要求 f*uD9l%/  
1.减速器装配图一张(A1)。 c+_F}2)  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 97XGJ1HI  
3.设计说明书一份。 zLeId83>  
vbn'CY]QU  
三. 设计步骤 qYi<GI*|@  
    1.  传动装置总体设计方案 d|~A>YZ  
    2.  电动机的选择 +|SvJ  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 Hf^Tok^6@]  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 }3rWmo8V  
    5.  “V”带轮的材料和结构 !"dn!X  
    6.  齿轮的设计 ;?-`n4B&  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 ww0m1FzX  
    8、校核轴的疲劳强度 fxR}a,a  
    9.  键联接设计 }zK/43Vx  
    10.  箱体结构设计 =2BB ~\G+  
    11. 润滑密封设计 Wd0$t    
    12. 联轴器设计 q/|WkV `m  
     74hQ?Atw:  
1.传动装置总体设计方案: c[a1 Md&  
tOu:j [  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 E#cW3\)  
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, dE[_]2];P  
要求轴有较大的刚度。 T-'B-g  
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。 GNv5yWQ@  
其传动方案如下: JW`Kh*,~<  
        I,0]> kx  
图一:(传动装置总体设计图) Aj22t   
IdvBQ [Gj  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 @|2}*_3\  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 tFYIKiq2  
     传动装置的总效率 cv'Fc  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; &dC #nw  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, HOb-q|w  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, j5cc"s  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 o4Bl!7U  
gUrb&#\X  
  2.电动机的选择 7%(|)3"V  
]:Q7Gys  
    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, .)wj{(>TJ  
    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, CwV1~@{-  
    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。 SwDUg}M~  
     >VAZ^kgi  
    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, 9t$%Tc#Z  
     , yC-QFQE  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 z~g7O4#  
     $LPu_FJ  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 E"[^^<I  
                                                  _n3Jf<Y  
N1V qK  
方案    电动机型号    额定功率 ;5*)kX  
P Wu 71q=  
kw    电动机转速 VH{SE7  
    电动机重量 + njE  
N    参考价格 lB\ "*K;  
元    传动装置的传动比     .2xp.i{  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     O ).1>  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     \w 6%J77  
  %5_eos&<^)  
   中心高 zr0_SCh;2  
        外型尺寸 !d1}IU-h  
L×(AC/2+AD)×HD        底脚安装尺寸A×B    地脚螺栓孔直径K    轴伸尺寸D×E        装键部位尺寸F×GD     o E&Zf/  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     ?-FSDNQ  
NLJD}{8Ot  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 5k`[a93T  
!U"1ZsO)l  
(1)       总传动比 Y/t:9Aau  
    由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 I +,D,Vg  
    (2)       分配传动装置传动比 '_n{+eR74  
    =×  *it(o  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 qj71 rj  
    为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 ?=<vC  
4.计算传动装置的运动和动力参数 Zq|oj^  
(1) 各轴转速 }9=\#Le~\  
  ==1440/2.3=626.09r/min Rk PY@>  
  ==626.09/5.96=105.05r/min sz.(_{5!  
(2) 各轴输入功率 EX>|+zYL  
    =×=3.05×0.96=2.93kW r\Wp\LfY&{  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW N(?yOB4gt  
    则各轴的输出功率:   E<3hy  
=×0.98=2.989kW q{UP_6O F  
=×0.98=2.929kW tUq* -9 V  
各轴输入转矩 /Q"nQSG  
   =××  N·m oHmU|  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· !oU$(,#9  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m Ep}KIBBO  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m Z'GO p?  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m 0k5Z l?  
=×0.98=242.86N·m yI9l*'  
运动和动力参数结果如下表 *DX6m  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     'uUp1+  
    输入    输出    输入    输出         @A6\v+ih  
电动机轴        3.03        20.23    1440     (ju-r*0  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     qy@gW@IU  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     a#1LGH7E8  
=&,zWNz)  
5、“V”带轮的材料和结构 @2 dp5  
  确定V带的截型 gFJ& t^yL  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 ',0~\V  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 uL b- NxQ-  
      V带截型      由图6-13                        B型 lN+NhPF  
   ^h^2='p  
  确定V带轮的直径 F|V_i C+  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm g\ @nA4  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s t1B0M4x9  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm d\, 4Wet;#  
   MPO!qSS]  
  确定中心距及V带基准长度 i#1T68y}  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知  ~u8}s4  
                          360<a<1030 n<CJx+U  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm  b6S86>  
     ok'0Byo  
  初定V带基准长度 C3 0b}2  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm -baGr;,Cu  
       c6s(f  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm (eJr-xZ/  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm ;k7` `  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 Dt1{]~30  
   9;Wz;p  
   确定V带的根数 Ph]e\  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw Njq#@*>[p  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 6FSw_[)  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 \9se~tAl3  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 Lj(hk @  
         w}NgFrL  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 N,'JQch},8  
                             "MC&!AMv  
                       取Z=2 j#&sZ$HQ4  
V带齿轮各设计参数附表 Jkm\{;  
r'&9'rir2  
各传动比 um#;S;  
0 nWV1)Q0=  
    V带        齿轮     wc bs-arH  
    2.3        5.96     YhLtf(r  
  {,APZ`q|  
2. 各轴转速n W %R h2l  
    (r/min)        (r/min)     4C01=,6ye  
    626.09        105.05     bHS2;K~  
bvG").8$  
3. 各轴输入功率 P 5Tu#o ()  
    (kw)        (kw)     m3_e]v3{o  
    2.93       2.71     mu"]B]  
0A?w,A`"  
4. 各轴输入转矩 T d*A>P  
    (kN·m)        (kN·m)     U%k e 5uwP  
43.77        242.86     d'[aOH4}  
lBG* P>;  
5. 带轮主要参数 }lpcbm  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         >j`*-(`2fa  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号      QV .A.DK  
带的根数z     i+&= "Z@  
    160        368        708        2232        B        2     'R]Z9h  
F|P2\SPL  
6.齿轮的设计 oSa FmP  
E=QL4*?   
(一)齿轮传动的设计计算 n"FOCcTIs  
6{7O  
齿轮材料,热处理及精度 Jh466; E  
    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 !+hX$_RT  
    (1)       齿轮材料及热处理 ]NFDE-Jz]  
       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 r]HLO'<]  
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 ]LSa(7>EU  
      ② 齿轮精度 Cg{$$&_(Hj  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 =JVRm 2#*  
     bLV@Ts  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 r`B+ KQ4  
按齿面接触强度设计 c(Ha"tBJ  
C>K/C!5?  
确定各参数的值: b$$XriD]  
①试选=1.6 dhVwS$O )  
选取区域系数 Z=2.433   'h= >ej*  
     \pzvoj7{  
    则 ycE<7W  
    ②计算应力值环数 SD.ze(P  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) epG;=\f}m`  
    =1.4425×10h !k s<VJh  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) %[Ds-my2  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 /GeS(xzQ  
    ④齿轮的疲劳强度极限 ;XtDz  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: 2(c#m*Q!b  
    []==0.93×550=511.5 Z^~ 6pH\  
^|K*lI/  
    []==0.96×450=432         l:|Fs=\  
许用接触应力   n9J>yud|  
         y]CJOC)/K  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   (w^&NU'e  
         =1 CD tYj  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 'P Yl%2  
    =4.47×10N.m eoL)gIM%  
    3.设计计算 B}FF |0<  
①小齿轮的分度圆直径d }>1E,3A:%G  
     iIF'!K=q  
    =46.42 ?#[K&$}  
    ②计算圆周速度 #[xNE C)  
    1.52 y(S0 2v>l  
    ③计算齿宽b和模数 #rC/y0niH  
计算齿宽b y@Or2bO#  
       b==46.42mm 5 O6MI4:  
计算摸数m 2?ednMoE  
  初选螺旋角=14 6\Z^L1973  
    = *&PgDAQ  
    ④计算齿宽与高之比 1k~jVC2VA  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 <|_Ey)1 6  
=46.42/4.5 =10.32 Aa Ma9hvT!  
⑤计算纵向重合度 Uy_= #&jg  
=0.318=1.903 Wm,,OioK  
⑥计算载荷系数K > @%!r  
使用系数=1 k^]~NP  
根据,7级精度, 查课本得 jl@8pO$  
动载系数K=1.07, 3TtW2h>M  
查课本K的计算公式: BxqCV%9o  
K= +0.23×10×b BY d3rI  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 K%k,-  
查课本得: K=1.35 dkLR Q   
查课本得: K==1.2 5jLDe~  
故载荷系数: ?7+ 2i\L  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 6GN'rVr!Z  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 ')aYkO{%sb  
    d=d=50.64 '8JaD6W9S  
    ⑧计算模数 9x1Dyz 2?F  
    = 3 /e !7  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 f1{ckHAY55  
    由弯曲强度的设计公式 8B+uNN~%]  
    ≥ gkdjH8(2  
FdqUv% (Em  
⑴   确定公式内各计算数值 ;4bu=<%  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m vKC>t95  
         确定齿数z Kv7NCpq'  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 88K*d8m  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 <b\urtoJ  
    Δi=0.032%5%,允许 3{l"E(qqZ  
    ②      计算当量齿数 4Uiqi{}  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  'n no)kQ"  
    z=z/cos=144/ cos14=158 `jHGNi  
    ③       初选齿宽系数 xpk|?/6  
     按对称布置,由表查得=1 I}WJ0}R  
    ④       初选螺旋角 +=_Pl7?  
    初定螺旋角 =14 4Rn i7qH  
    ⑤       载荷系数K k.ZfjX"  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 1 W u  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y D/WS  
    查得: Fk(5y)  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 SD&[K 8-i2  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 [oj"Tn(  
     Exr7vL  
    ⑦       重合度系数Y 1|VJND  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 YUE[eD/  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 X3[!xMij  
=14.07609 ~ #CCRUhM  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 TRZ^$<AG  
    ⑧       螺旋角系数Y IoA;q)  
 轴向重合度 =1.675, @2gMtf?<  
    Y=1-=0.82 UVK"%kW#(  
     m"R(_E5  
    ⑨       计算大小齿轮的 bnGA.b  
 安全系数由表查得S=1.25 8=~>B@'  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 4B`Rz1QBy  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 "}! rM6 h  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 8;8}Oq  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   tOw 0(-:iq  
    小齿轮     大齿轮 &[kgrRF@HU  
:3f2^(b~^  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: 7&4,',0VL  
    K=0.86        K=0.93   3U)8P6Fz  
1' m $_  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 y~7lug  
      []= dI-5%Um  
      []= AX+d?M  
       %S.U`(.  
       .TC `\mV  
        大齿轮的数值大.选用. iC-ABOOu{l  
     sFK<:ka  
⑵   设计计算 n^N]iw{G  
     计算模数 M>@R=f  
4Z }{hc\J  
(, "E9.  
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: E,7~kd~y`  
fh#_Mj+y  
z==24.57  取z=25 I0K!Kcu5Iu  
K*$#D1hG  
那么z=5.96×25=149           c'";3 6y  
  s.'\&B[  
②   几何尺寸计算 aUK4{F ;  
    计算中心距     a===147.2 j_@3a)[NY  
将中心距圆整为110 C4]%pi  
x-&v|w'  
按圆整后的中心距修正螺旋角 Jr)`shJ"  
OL5HofgNm  
=arccos 5Q`n6x|  
?(yFwR,(  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. CDj Dhs  
fhKiG%i'l  
计算大.小齿轮的分度圆直径 \_nmfTr!K  
     8"mW!M  
    d==42.4 e oSM@Isu  
JWHt|zB g  
d==252.5 N+qLxk  
PMs_K"-K  
计算齿轮宽度 )C]&ui~1  
D|j \ nQ  
B= -WvgK"k  
g)qnjeSs]  
圆整的       + <9 eN  
<[:7#Yo g  
                                            大齿轮如上图: Cfo 8gX*  
aGb. Lh9  
+\GZ(!~  
L~y tAZ,  
7.传动轴承和传动轴的设计 zK4 8vo  
P<!$A  
1.  传动轴承的设计 zL`uiZl  
cvE.r330|  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 6F.7Ws <  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min <3=qLm  
T1=43.77kn.m RS `9?c:  
⑵.  求作用在齿轮上的力 "%''k~UD 4  
    已知小齿轮的分度圆直径为 <W59mweW#5  
        d1=42.4 68<Z\WP  
而  F= Kt,yn A  
     F= F  G].__]  
tQ/ #t<4D  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N q%k(M[  
yISQYvSN  
i4zV(  
C]yQ "b  
⑶.   初步确定轴的最小直径 D&l ,SD  
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 Secq^#]8  
dM s||&|&  
1Uemsx%'k  
             {&=qM!2e  
     从动轴的设计 'nWs0iH.  
       1i/::4=  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, ,ah*!Zm.kk  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M ? x"HX|n  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 !\-4gr?`!  
    已知大齿轮的分度圆直径为 (;pi"/x[  
        d2=252.5 VkDS&g~Ws  
而  F= yvd `nV  
     F= F ur<eew@8@i  
7e c0Xh1  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N AwXt @!(  
o9Txo (tYU  
9#&W!f*qO|  
jc&/}o$K  
⑶.   初步确定轴的最小直径 +an^e'  
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 :Wg-@d  
3g0u#t{  
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 2zKo  
查表,选取 TD{=L*{+  
/MKNv'5&!%  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 $xA J9_2P  
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 Lo9G4Cu  
Xqg.kX  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 Q^lQi\[  
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  。 %l:|2s:  
&{zwM |Q@?  
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. J 0Hm)*  
qcTmsMpj  
            D        B                轴承代号     hqs$yb  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     6h2x~@  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     GG_^K#*  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     =_8 UZk.  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     1Y=AT!"V  
F_nZvv[H?  
     lk_s!<ni  
Y9i9Uc.]  
     E kBae=  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 =a)iVXSB]  
    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, >*`>0Q4y  
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.     G@!_ZM8h  
\E$1lc  
④    轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取l=50. }XCR+uAz  
⑤    取齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮间的距离c=20.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16, W$" Y%^L  
高速齿轮轮毂长L=50,则 s(AJkO'`  
(Qk&g"I  
L=16+16+16+8+8=64 3(!/["@7  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. B2~f;zy`  
xH<'GB)  
5.    求轴上的载荷   :[Qp2Gg O\  
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, m ~u|VgD  
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. 'e.q 7Jpd  
T?X^0UdJj  
_0,"vFdj  
f?%qUD_#  
v"u7~Dw# 1  
3ppuQ Q  
61/)l0 <;  
,b<9?PM  
V@vhj R4r\  
     ^|wT_k\  
/M3y)K`^  
传动轴总体设计结构图: PZys  u  
     6Z~Ya\~.g.  
                             w`L~#yu  
Zc-#;/b3T  
                             (主动轴) )xB$LJM8  
K`hz t  
WP5VcBC  
        从动轴的载荷分析图: [{`)j  
3az$:[Und}  
6.     校核轴的强度 i"L }!5  
根据 Yeqvv  
== 7}Bj|]b)~  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 1g1?zk8zO  
查表15-1得[]=60MP su&t7rJ  
〈 []    此轴合理安全 42fprt  
aH%ZetLNJ  
8、校核轴的疲劳强度. I>{!U$  
⑴.   判断危险截面 \V= &&(n#  
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. 9C_*3?6  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 u7HvdLql  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 %c]nWR+/  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 %yp5DD}|  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 cVp[ Z#B  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 7_DG 5nT  
截面上的弯曲应力 `dDa}b  
*B1x`=  
截面上的扭转应力 -'6<   
== h40'@u^W  
轴的材料为45钢。调质处理。 QU.0Elw  
由课本得: YG4WS |  
           %y>+1hakkX  
因             ;{k=C2  
经插入后得 EYkj@ .,  
2.0         =1.31 3:l DL2  
轴性系数为 AH^e]<2-  
       =0.85 |xh&p(  
K=1+=1.82 SB TPTb  
    K=1+(-1)=1.26 Vvyj  
所以               v dU%R\  
8h|M!/&2  
综合系数为:    K=2.8 4QE=f(u;h  
K=1.62 abBO93f^  
碳钢的特性系数        取0.1 U/Wrh($ #4  
   取0.05 JWWYVl VC  
安全系数 iU5P$7.p  
S=25.13 o~#f1$|Xn  
S13.71 &|b4\uj9  
≥S=1.5    所以它是安全的 RvyuGU  
截面Ⅳ右侧 mQ}Gh_'ps  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 %:3'4;jh%  
%ISq>A)%  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 #--olEj!  
d ;^  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 TnNWO+ kg  
w9f _b3  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 5;mRGY  
截面上的弯曲应力   gWOt]D&#/  
截面上的扭转应力 Z\Z,,g+WL  
==K= &vkjmiAS  
    K= %X>FVlPm  
所以                 _({@B`N}  
综合系数为: (WRMaI72(  
K=2.8    K=1.62 ZjD)? 4  
碳钢的特性系数 M+poB+K.  
    取0.1       取0.05 R`#W wx>b  
安全系数 2no$+4+z  
S=25.13 XWUP=D~  
S13.71 r|GY]9  
≥S=1.5    所以它是安全的 m`y9Cuk  
p|3b/plZ  
9.键的设计和计算 h/2/vBs  
eY,O@'"8`  
①选择键联接的类型和尺寸 1u~ MXGF  
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. &gn-Wb?  
根据    d=55    d=65 =gjDCx$|  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 CqFeF?xd8h  
                     b=20     h=12     =50 c~imE%  
Vr=OYI'A  
②校和键联接的强度 '\"G{jU@  
  查表6-2得      []=110MP 7Xg?U'X  
工作长度  36-16=20 M;jcUX_{  
    50-20=30 mR% FqaN_  
③键与轮毂键槽的接触高度 E.`6oX\L|  
     K=0.5 h=5 q0&$7GH4  
    K=0.5 h=6 &|9.}Z8U  
    由式(6-1)得: #.._c?%4/  
           <[] \X|sU:g  
           <[] tfYB_N  
    两者都合适 Kqg!,Sn|  
    取键标记为: lnh+a7a)  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 c_.-b=zm  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 IP3E9z_ L  
10、箱体结构的设计 ^/@jwZ  
减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, .cDOl_z<:G  
大端盖分机体采用配合. L',mKOej  
&~~wX,6+  
1.   机体有足够的刚度 CMW,slC_3  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 ' cBBt  
ZU{4lhe  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 YKZa$@fA?  
lv%9MW0 z  
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 d2N:^vvvR  
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 iW%8/$  
//f  
3.   机体结构有良好的工艺性. M.q=p[  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. d0'HDVd  
"V& I^YSc>  
4.   对附件设计 9'[ N1Un.=  
A  视孔盖和窥视孔 p{D4"Qn+P9  
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 Gl}Qxv#$  
B  油螺塞: r(h`XMsU  
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。 !RW `3  
C  油标: pkgjTXR2b  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 ?jx1R^  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. 4_/?:$KO  
XH}'w9VynR  
D  通气孔: em{(4!W>  
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. eHiy,IN  
E  盖螺钉: !C4!LZ0A  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 TZR)C P5  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. oU*45B`"  
F  位销: j|4C\~i  
为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度,在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销,以提高定位精度. Z?5V4F:f  
G  吊钩: <h-vjz  
在机盖上直接铸出吊钩和吊环,用以起吊或搬运较重的物体. kF"@Ngv.  
jho**TQ P  
减速器机体结构尺寸如下: s$D ^>0  
p Z: F:  
名称    符号    计算公式    结果     BZ54*\t  
箱座壁厚                10     "pP^*9FrA  
箱盖壁厚                9     hrGM|_BE  
箱盖凸缘厚度                12     c2t=_aAIPQ  
箱座凸缘厚度                15     6 5N~0t  
箱座底凸缘厚度                25     5,-U.B}  
地脚螺钉直径                M24     +Z M)bbB  
地脚螺钉数目        查手册        6     o%9*B%HO/  
轴承旁联接螺栓直径                M12     %h?x!,q Y  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     :L44]K5FL  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     fC,:{}  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     T&4qw(\G  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     [Zei0O  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 [I!6PGx  
    22 CHrFM@CM  
    18     ?=m?jNa;nC  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 WmY``  
    16     mGp.3{j  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     R}^~^#  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     Lzu.)C@Amx  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     h3LE>}6D  
机盖,机座肋厚                9    8.5     8V^oP] Y  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) i;LXu%3\  
150(3轴)     b2b^1{@h;v  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) 1N7Kv4,  
150(3轴)     1$M@]7e+!+  
     TT =b79k  
11. 润滑密封设计 *%{gYpn  
Oo"^%F~%  
    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. }:X*7 n(&  
    油的深度为H+ BZ zrRC  
         H=30  =34 &boOtl^  
所以H+=30+34=64 N"nd*?  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 ,AxdCT  
     -FU}pz/  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 ~//fN}~R  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     N[<\>Ps|u  
    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 D6>HN[D"  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 e,t(q(L  
     uc;8 K,[t  
12.联轴器设计 +=O5YR!{  
^h69Kr#d4  
1.类型选择. "jG}B.l=,  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 sBr_a5QQ#  
2.载荷计算. $0 vb^  
公称转矩:T=95509550333.5 {zMU#=EC  
查课本,选取 !o:f$6EA~C  
所以转矩   {phNds%  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 e" St_z(  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm O^oWG&Y;v  
Kx>qz.wwI?  
四、设计小结 /Mvf8v  
    经过两周紧张的课程设计,终于体会到了什么叫设计。原来设计并非自己想的那么简单、随便,比如说,设计减速器时,里面的每一个零件几乎都有其国家标准,我们设计时必需得按标准进行设计,最后才能符合要求。我觉得从事设计工作的人一定得要有很好的耐性,并且要有足够的细心,因为设计过程中我们要对数据不断的计算,对图形不断的修改,这需要耐心。因此,我觉得我们有必要从现在就开始培养这样一种耐心的工作态度,细心的工作作风,以便以后更快的进入到工作中,避免不必要的错误。 .Y&)4+ckL  
    我觉得,虽然这次设计出的结果与自己所想的有一定差距,但我想至少是自己动手了,并且通过这次设计,使自己更明白自己在这方面的欠缺和不足之处,懂得要从头到尾自己设计出一样东西是多么的不容易。因此,我想在剩下的一年半时间里,我会针对自己专业方面欠缺知识进行提高,拓宽。我想不管谁找出了自己的弱点,一定要努力的去改进、提高它,这样自己才会不断的进步,虽然“人无完人”,但我想我们不断的改进、提升自己,最后会使自己成为比现在的自己更强,更优秀的人的。我想这是我这次课程设计的最大收获。 _d5QbTe  
五、参考资料目录 19w*!FGX  
[1]《机械设计课程设计》,高等教育出版社,王昆,何小柏,汪信远主编,1995年12月第一版; r"P|dlV-  
[2]《机械设计(第七版)》,高等教育出版社,濮良贵,纪名刚主编,2001年7月第七版; Wk)OkIFR  
[3]《简明机械设计手册》,同济大学出版社,洪钟德主编,2002年5月第一版;  R}O_[  
[4]《减速器选用手册》,化学工业出版社,周明衡主编,2002年6月第一版; DGS$Ukz&T  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 vN`klDJgW[  
[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; &J+CSv,39  
[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? `sn^ysp  
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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