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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 /rF8@l  
                 {ctwo X[;  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         o0;7b>Tv  
                 {K aN,td9  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) ]H2R  
4E"d/  
目   录 7#4%\f+'t  
     fDuwgY0  
一    课程设计书                            2 ":WYcaSi  
}X1.Wt=?  
二    设计要求                              2 *M!kA65'  
<A~GW 'HB  
三    设计步骤                              2 LZWS^77  
     HY;oy(  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 oW'PO Ar  
    2. 电动机的选择                                4 'tWAuI  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 x72G^`Wv  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 <*@~n- R$  
    5. 设计V带和带轮                              6 (-(*XNC  
    6. 齿轮的设计                                  8 nTZ> |R)  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 >iy^$bqF  
    8. 键联接设计                                  26 Jirct,k  
    9. 箱体结构的设计                              27 5g NLO\  
    10.润滑密封设计                                30 QP\yaPE  
    11.联轴器设计                                  30 sMi{"`37  
     vj3isI4lU  
四    设计小结                              31 _'JRo%{xGX  
五    参考资料                              32 &tBA^igXK  
Dr 'sIH^  
一. 课程设计书 QFzFL-H~N  
设计课题: u(9X  
    设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V GoeIjuELR  
表一: }'`xu9<  
         题号 B T7Id  
hPPB45^  
参数    1     _W9&J&l0so  
运输带工作拉力(kN)    1.5     ^g]xU1] *  
运输带工作速度(m/s)    1.1     IIP.yyh>  
卷筒直径(mm)    200     t-lv|%+8  
b?k4InXh  
二. 设计要求 S8*>kM'  
1.减速器装配图一张(A1)。 A9 n41,h  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 nO_!:6o".  
3.设计说明书一份。 !QTPWA  
LVmY=d>  
三. 设计步骤 R92R}=G!  
    1.  传动装置总体设计方案 G;2[  
    2.  电动机的选择 n!?r }n8  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 Qtnv#9%Vi  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 Y`]rj-8f0B  
    5.  “V”带轮的材料和结构 6 6dTs,C  
    6.  齿轮的设计 bFn(w:1Q  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 #7C6yXb%  
    8、校核轴的疲劳强度 N(7u],(Om  
    9.  键联接设计 .D3`'K3t{[  
    10.  箱体结构设计 [0(mFMC`  
    11. 润滑密封设计 O9;dd yx  
    12. 联轴器设计 lbofF==(  
     D2?S,9+E_  
1.传动装置总体设计方案: !=knppY  
t[q3 {-  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 a|z1K  
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, S| "TP\o  
要求轴有较大的刚度。 IdmD.k0pJ  
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 z"3H{ A  
其传动方案如下: :3gFHBFDj  
        }JGq1  
图一:(传动装置总体设计图) /xf.\Z7<  
UhBz<>i;!  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 4%>+Wh[  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 XJ\_ V[WA  
     传动装置的总效率 "Y(%oJS]D  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; No~ 6s.H  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, p`L L   
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, i2U/RXu  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 \aB&{`iG  
O E]~@eU  
  2.电动机的选择 )Kr(Y.w  
AD,@,|A  
    电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, ZgK@Fl*k  
    经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, R1~7F{FW  
    则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 T5V$wmB\W  
     g.=!3e&z%  
    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, eoJFh  
     hN}5u"pS  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 Mi;Tn;3er  
     wV?[3bEhM  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 . *Z#cq0  
                                                  !Am =v=>  
.GtINhz*  
方案    电动机型号    额定功率 <%(f9j  
P vevx|<9,  
kw    电动机转速 WE7>?H*Ro  
    电动机重量 75PS^5T,  
N    参考价格 VJGwd`qo*A  
元    传动装置的传动比     we @Yw6<  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     lej^gxj/2  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     2pw>B%1WP)  
  n/Or~@pHD  
   中心高 NCp%sGBmG  
        外型尺寸 2Sv>C `FMU  
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     ;\1b{-' l  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     E=3#TBd  
%jpH:-8'2  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 -<_+-t  
+)% ,G@-`  
(1)       总传动比 &#$2;-q8+  
    由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 ;k-g _{M  
    (2)       分配传动装置传动比 /Lj%A   
    =× T$f:[ye]Z  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 PZ~`O  
    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 Bc5YW-QD  
4.计算传动装置的运动和动力参数 L,tZh0  
(1) 各轴转速 .`b4h"g:  
  ==1440/2.3=626.09r/min uF.Q ",<  
  ==626.09/5.96=105.05r/min ^"PfDTyA  
(2) 各轴输入功率 T<! \B]  
    =×=3.05×0.96=2.93kW c,+iU R<  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW nqBG]y aI  
    则各轴的输出功率:   Au~+Zz|mQ  
=×0.98=2.989kW Jx)~kK  
=×0.98=2.929kW @263)`9G  
各轴输入转矩 {H/8#y4qp&  
   =××  N·m tuX =o  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· U;^CU!a  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m VZAuUw+M  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m gF$1wV]e  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m ' }y]mFpF  
=×0.98=242.86N·m ,ZsYXW  
运动和动力参数结果如下表 qQwJJjf  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     +d|:s  
    输入    输出    输入    输出         |k/`WC6As.  
电动机轴        3.03        20.23    1440     R?1idl)  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     W9:fKP  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     z0EjIYI[N  
:Bdipc  
5、“V”带轮的材料和结构 `two|gX0K  
  确定V带的截型 qiF@7i  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 k8!hvJ)?  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 N[- %0  
      V带截型      由图6-13                        B型 *##QXyyg  
   1jR=h7^=  
  确定V带轮的直径 Q"x`+?!  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm -6.i\ B  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s U^vUdM"  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm Uqb]e?@  
   a/wUeW  
  确定中心距及V带基准长度 TyxU6<>4J4  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 O6*'gnke  
                          360<a<1030 ^T uP=q5?  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm v9X7-GJ~  
     (**-"o]HH  
  初定V带基准长度 N>W;0u!  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm G_4K+ -K  
       [u!p-  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm ]j%*"V  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm A52LH,  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 2tg/S=t}  
   E7d~#  
   确定V带的根数 'qD'PLV  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw ,)B~cic'u  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 C}M0XW  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 (1saof *p%  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 o>/uW8  
         /6i Tq^.%  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 e>ZbZy?  
                             Mo:!jS~a(Z  
                       取Z=2 L@d]RMNv  
V带齿轮各设计参数附表 ;W$w=j: O{  
Pl>nd)i`  
各传动比 iMOPD}`IX  
Y%n{`9=  
    V带        齿轮     t(uB66(_F  
    2.3        5.96     i"2J5LLv  
  i4{ /  
2. 各轴转速n &UJ Ty'  
    (r/min)        (r/min)     14@q$}sf  
    626.09        105.05     A$H+4L  
Q+y-*1   
3. 各轴输入功率 P l\A}lC0?J  
    (kw)        (kw)     L:k@BCQM  
    2.93       2.71     $w";*">:0  
rS,* s'G  
4. 各轴输入转矩 T 4X(1   
    (kN·m)        (kN·m)     f//j{P[  
43.77        242.86     flm,r<*}  
nkr,  
5. 带轮主要参数 ^Yf)lV&[  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         k`iq<b  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     )M|O;~q  
带的根数z     MZ|c7f&`  
    160        368        708        2232        B        2     gOES2 4$2  
]6i_d  
6.齿轮的设计 ya*q;D  
.LGkr@P  
(一)齿轮传动的设计计算 Hm8EYPr J  
RJ`/qXL  
齿轮材料,热处理及精度 LNyL>VHkK  
    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 LzEE]i  
    (1)       齿轮材料及热处理 $+)x)1  
       ① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮  280HBS  取小齿齿数=24 {_k!!p6  
高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮  240HBS    Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 l+3%%TV@L  
      ② 齿轮精度 !kHyLEV  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 c-3YSrY  
     UmP?}Xw6  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 NZw[.s>n  
按齿面接触强度设计 9cw4tqTm  
j .yr 5%  
确定各参数的值: =%nqMV(y  
①试选=1.6 u=ds]XP@  
选取区域系数 Z=2.433   0F;(_2V-  
     Tr}$Pb1  
    则 MRl*r K  
    ②计算应力值环数 At^DY!3vx  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) d= T9mj.@  
    =1.4425×10h )lngef /D_  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) >/OXC+=^4  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 [#3Cg%V  
    ④齿轮的疲劳强度极限 Q+%m+ /Zq  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: R^Eu}?<f  
    []==0.93×550=511.5 37M[9m|D*  
\ /X!tlwxh  
    []==0.96×450=432         !\D] \|Bo  
许用接触应力   Pi]s<3PL  
         {$QF*j  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   dO4U9{+  
         =1 nD?M;XN  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 1o"oa<*_  
    =4.47×10N.m w\8r h\Mvh  
    3.设计计算 K&gc5L  
①小齿轮的分度圆直径d c402pj  
     n-| i  
    =46.42 2" {]A;@  
    ②计算圆周速度 g9r5t';  
    1.52 {]_{BcK+  
    ③计算齿宽b和模数 yfw>y=/p  
计算齿宽b f!R^;'a  
       b==46.42mm 'r?HL;,q  
计算摸数m yOCcp+`T}  
  初选螺旋角=14 F+m4  
    = TAXkfj  
    ④计算齿宽与高之比 ([XyW{=h!  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 z&yb_A:>  
=46.42/4.5 =10.32 0 c'2rx  
⑤计算纵向重合度 OXCml(>{  
=0.318=1.903 v.^ 'x  
⑥计算载荷系数K ) eGu4iEPM  
使用系数=1 ^9V8M9  
根据,7级精度, 查课本得 @aPu}Hi  
动载系数K=1.07, Vi -!E  
查课本K的计算公式: uc(yos  
K= +0.23×10×b y8WXp_\  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 p2f WL  
查课本得: K=1.35 eq 1 4  
查课本得: K==1.2 DBh/V#* D  
故载荷系数: d~f0]O  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 QO`SnN}  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 LGg x.Z  
    d=d=50.64 MVU'GHv  
    ⑧计算模数 O}iKPY8K  
    = `&Of82*w  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 cM'[;u  
    由弯曲强度的设计公式 d~bH!P  
    ≥ ^A$XXH '  
X%\6V;zR#  
⑴   确定公式内各计算数值 d.(]V2X.J  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m >U Ich  
         确定齿数z j tkPi)QR  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 C]cT*B^  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 LFM5W&?  
    Δi=0.032%5%,允许 D@ 1^:'$V  
    ②      计算当量齿数 btz3f9  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  R#^pNJN  
    z=z/cos=144/ cos14=158 h] TVi$J  
    ③       初选齿宽系数 dE!=a|Pl  
     按对称布置,由表查得=1 ?@BaBU:o`F  
    ④       初选螺旋角 ,7nb;$]  
    初定螺旋角 =14 .B-,GD}  
    ⑤       载荷系数K #UnO~IE.m$  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 0JL6EL>_  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y M@ZpgAfq  
    查得: M#<fh:>  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 E6\~/=X=%  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 8}b[Q/h!  
     @{GxQzo  
    ⑦       重合度系数Y *1]k&#s  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 3\~fe/z'I  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 T{xo_u{Q  
=14.07609 t-m,~IoW  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 pY5HW2TsY|  
    ⑧       螺旋角系数Y ba:^zO^  
 轴向重合度 =1.675, oa|*-nw  
    Y=1-=0.82 EF{'J8AQ  
     mP+yjRw  
    ⑨       计算大小齿轮的 90k|u'ikOp  
 安全系数由表查得S=1.25 siZ_JJW  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 #EK8Qe_  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 4T\/wyq0  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 }n8;A;axi  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   dV*rnpN  
    小齿轮     大齿轮 \(t>(4s_~  
,+evP=(cX  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: 9uoj3Rh<  
    K=0.86        K=0.93   TmH13N]  
;XuE Mq,Di  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 ITPp T  
      []= >x0lSL0y  
      []= p arG  
       ``CADiM:S  
       3`8xh 9O  
        大齿轮的数值大.选用. YQsc(6  
     [`dipLkr  
⑵   设计计算 q9]L!V 9Rv  
     计算模数 m3e49 bP  
nit7|T@^  
I"?&X4%e  
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: nOzT Hg8  
bncFrzp#o  
z==24.57  取z=25 4=cq76  
eZ$1|Sj]j  
那么z=5.96×25=149           >7Q7H#~w  
  k;X1x65uP  
②   几何尺寸计算 H43D=N&  
    计算中心距     a===147.2 >?FCv7qN  
将中心距圆整为110 (fb\A6  
wajhFBJ  
按圆整后的中心距修正螺旋角 @b({QM|  
be@uHikp;v  
=arccos E.9k%%X]  
=LA@E&,j  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. S3wH M  
5nb6k,+E  
计算大.小齿轮的分度圆直径 3f8Z ?[Bb@  
     Jx?>1q=M  
    d==42.4 ,Yz+?SmSZ&  
(Ad! hyE(  
d==252.5 AW68'G*m  
C>ZeG Vq  
计算齿轮宽度 ! .}{ f;Ls  
4tWI)}+ak  
B= Fowh3go  
4N: ;Mo&B  
圆整的       . %7A7a  
,BAF?} 04=  
                                            大齿轮如上图: Ba~Iy2\x  
"KwKO8f  
KR0 x[#.*  
rfpxE>_|G  
7.传动轴承和传动轴的设计 `$-  Ib^  
INpub 5  
1.  传动轴承的设计 LcF3P 4  
OK(d&   
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 {Wo7=aR  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min rg.if"o  
T1=43.77kn.m P#PQ4uK \  
⑵.  求作用在齿轮上的力 L;`t%1  
    已知小齿轮的分度圆直径为 J K^;-&  
        d1=42.4 Bs}>#I  
而  F=  qI@_  
     F= F U)8]pUI+/P  
l-EQh*!j  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N ls Ch K  
eH{ 9w8~  
TVA1FD  
9_{!nQC.g  
⑶.   初步确定轴的最小直径 F)Lbr>H?I  
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 ba13^;fm#  
FO$Tn+\6  
Y2n*T KXI,  
             63=m11 Z4  
     从动轴的设计 lfP|+=^B  
       *2F }e4v  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, !4:,,!T  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M f'dI"o&^/d  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 6Y^o8R  
    已知大齿轮的分度圆直径为 ~l~g0J  
        d2=252.5 mZyTo/\0  
而  F= J7xmf,76w  
     F= F stPCw$@  
(6nw8vQ  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N lDeWs%n  
\ 714Pyy  
at!?"u  
3 6 ;hg #  
⑶.   初步确定轴的最小直径 Df (6DuW  
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 C#>C59  
cht#~d  
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]_NS T  
查表,选取 S J5kA`  
<=Qk^Y2k  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 <X?F :?Mk  
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 5oS\uX|  
eAMT72_  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 ,"o \_{<z  
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  。 "|if<hx+  
,ME9<3Ac  
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. N"TD$NrK\  
00i9yC8@6  
            D        B                轴承代号     bb{+  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     7 <xxOY>y  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     9[`6f8S_$  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     FWg7 e3  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     `;;!>rm  
9!LAAE`  
     \IKr+wlN8  
7F.,Xvw&@  
     f@0`,  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 &>o)7H];  
    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, \ (,2^T'$J  
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.     \cG'3\GI  
W4<}w-AoEp  
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. +-hmITJ v  
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, P]n ' q  
高速齿轮轮毂长L=50,则 <  -Nj  
(k?OYz]c  
L=16+16+16+8+8=64 Q*I/mUP&f  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. xk/(| f{L  
om1 / 9  
5.    求轴上的载荷   ]arP6 iN+  
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, ,O}zgf*H;  
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. ]Uu/1TTf  
)Ii=8etdv  
pPE4~g 05h  
.NKN2  
\4ZQop  
:9<5GF(  
{'1,JwSmb  
C.@TX  
>2a~hW|,  
     zSu2B6YU}  
jAu/] HZx  
传动轴总体设计结构图: MYjCxy-;A  
     7P  
                             IY'S<)vOY  
tm$3ZzP4  
                             (主动轴) fRiHs\+  
IoC,\$s,  
KLX>QR@  
        从动轴的载荷分析图: 9:1ZL_yf  
-8]$a6`{_  
6.     校核轴的强度 m\(a{x  
根据 R&?p^!`%  
== x-[l`k.V  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 BsJClKp/  
查表15-1得[]=60MP j'Fni4;  
〈 []    此轴合理安全 ,-):&V:jF  
WDcjj1`l  
8、校核轴的疲劳强度. t4h* re+  
⑴.   判断危险截面 FGC[yz1g:  
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. ){v nmJJ%  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 |K]tJi4fz  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 s^cHR1^  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 {'/8{dS  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 +:b| I'S  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 ?n}L+|  
截面上的弯曲应力 @ Fu|et  
|.YL 2\  
截面上的扭转应力 ;*8$BuD  
== j*GYYEY  
轴的材料为45钢。调质处理。 #soWX_>  
由课本得: +S$x}b'5q  
           .mMM]*e[0  
因             L!\I>a5C0G  
经插入后得 8{AzB8xp  
2.0         =1.31 N*eZ4s'  
轴性系数为 ~MOIrF  
       =0.85 Kg 56.$  
K=1+=1.82 OmsNo0OA  
    K=1+(-1)=1.26 kxh $R>  
所以               bi QDupTz  
Wa wOap  
综合系数为:    K=2.8 cf96z|^C  
K=1.62 z Mtx>VI  
碳钢的特性系数        取0.1 )<%GHDWL  
   取0.05 {<V{0 s%  
安全系数 Z\n nVM=  
S=25.13 06ZyR@.@v  
S13.71 6]M(ElV1H  
≥S=1.5    所以它是安全的 `rvS(p[s  
截面Ⅳ右侧 Z<`QDBN"4  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 |Gz(q4  
,#nyEE  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 vLq_l4l  
Dc U$sf*  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 L^dF )y?  
'vBuQinn  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 C-&\qAo?<:  
截面上的弯曲应力   A2..gs/  
截面上的扭转应力 Q/I/>6M7UZ  
==K= RK< uAiU  
    K= umI@ej+D  
所以                 "d% o%  
综合系数为: 09/Mg  
K=2.8    K=1.62 n&Bgpt~  
碳钢的特性系数 |Y4c+6@_  
    取0.1       取0.05 }get e'I  
安全系数 vkp_v1F%+  
S=25.13 ",Mr+;;:[  
S13.71 ;O+= 6>W  
≥S=1.5    所以它是安全的 xQ%N% `  
!#3v<_]#d  
9.键的设计和计算 |cs]98FEf  
Pd)mLs Jg  
①选择键联接的类型和尺寸 A{MMY{K3  
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. dSkMA  
根据    d=55    d=65 c~SR@ZU  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 MR}=tO  
                     b=20     h=12     =50 I;FHjnn(  
50 8v:?^'  
②校和键联接的强度 L xP%o  
  查表6-2得      []=110MP -%,=%FBi~4  
工作长度  36-16=20 ]jjHIFX  
    50-20=30 H}?"2jF  
③键与轮毂键槽的接触高度 kntYj}F(  
     K=0.5 h=5 9(6f:D  
    K=0.5 h=6 [>![ViX  
    由式(6-1)得: E6XDn`:  
           <[] gamE^Ee  
           <[] ?fW['%  
    两者都合适 iSbPOC7  
    取键标记为: 8 kvF~d ;  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 $+w:W85B  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 4( $p8J  
10、箱体结构的设计 $O3.ex V  
减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, Np7+g`nG  
大端盖分机体采用配合. `3g5n:"g\  
AO, o|,#4F  
1.   机体有足够的刚度 fYSH]!  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 F%P"T%|  
Uo?4o*}  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 C~Hhi-Xl)  
BMug7xl"  
因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H为40mm PzOnS   
为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 bMn)lrsX  
u8.F_'`z  
3.   机体结构有良好的工艺性. ,BUrZA2\U$  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. (\ge7sE-oo  
1*" 7q9x  
4.   对附件设计 [;H-HpBaa  
A  视孔盖和窥视孔 bmu]zJ  
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 h+=IxF4  
B  油螺塞: eSQkW  
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。 rGQ2 ve  
C  油标: EQN)y27poW  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 'Lq+ONX5  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. O uNPDq%  
?Z2`8]-E  
D  通气孔: fV@ [S  
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. 9#TD1B/  
E  盖螺钉: DQ(0:r  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 "AU.Eh"-1  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. h4jo<yp\  
F  位销: |.VSw  
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. FQJiLb._Z  
G  吊钩: )9^)t   
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. "4\k1H"_  
1RJFPv  
减速器机体结构尺寸如下: U0t|i'Hx  
T%% 0W J  
名称    符号    计算公式    结果     ~Oa$rqu%m  
箱座壁厚                10     BBM[Fy37!}  
箱盖壁厚                9     b"WF]x|^  
箱盖凸缘厚度                12     "MU-&**  
箱座凸缘厚度                15     qCg<g  
箱座底凸缘厚度                25     %cLS*=MO  
地脚螺钉直径                M24     [0EWIdT*b  
地脚螺钉数目        查手册        6     ;89kL]  
轴承旁联接螺栓直径                M12     yUj`vu 2  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     1~ W@[D  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     >MJ#|vO  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     :`e#I/,  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     +N=HI1^54R  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 'y\Je7  
    22 U|]cB  
    18     KF zI27r  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 ]Cj@",/3#  
    16     4XNheP;b  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     s> m2qSu  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     XHekz6_  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     kV+^1@"  
机盖,机座肋厚                9    8.5     dpTsTU!\  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) tBbOxMm0  
150(3轴)     g]lEG>y1R  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) 8'u9R~})   
150(3轴)     :~ pGHl  
     g E _+r  
11. 润滑密封设计 ZA+dtEE=f9  
.ojEKu+EJ'  
    对于二级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度. 0K[]UU=P=  
    油的深度为H+ *mzi ?3  
         H=30  =34 /kY9z~l  
所以H+=30+34=64 (oi:lC@h*  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 6LBdTnzUd  
     4d`YZNvZW/  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 B~w$j/sWU  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     >=[uLY[aK  
    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 d #1Y^3n  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 Q]YB.n3   
     ,c4HicRJ#  
12.联轴器设计 \P*_zd@%  
8 MQq3  
1.类型选择. G9f6'5 O  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 >E>yA d  
2.载荷计算. r }lGcG)  
公称转矩:T=95509550333.5 eAfi!!Z<  
查课本,选取 x "{aO6M  
所以转矩   $AZYY\1  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 P9/ (f$=  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm /~Y\KOH|  
WeM38&dWY  
四、设计小结 7v*gwBH  
    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。 %rylmioW>  
    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。 =#2c r:1  
五、参考资料目录 eR$@Q  
[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; qD{1X25O  
[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; XVqOiv)  
[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; H)Btm  
[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; OP`f[lCiL  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 n9'3~qVZ  
[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; c_3B:F7  
[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? UzxL" `^7  
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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