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$aCw5 B; 课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 g *}M;"
Jo%5 NXts4 专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) ,S.<qmf 9X<o8^V 目 录 cs0;:H*N* b[}f]pB@n 一 课程设计书 2 tNsiokOm =2;2_u? 二 设计要求 2 #
`}(x;ge
)*!"6d)^ 三 设计步骤 2 JBY`Y]V3 3q +C8_: 1. 传动装置总体设计方案 3 pO^gooV\ 2. 电动机的选择 4 IK#W80y 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 x4@v$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 [v 7\
6. 齿轮的设计 8 $#|iKi<Y@j 7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 {J_1.uN= 8. 键联接设计 26 H oA[UT 9. 箱体结构的设计 27 X~ca8!Dq 10.润滑密封设计 30 <G d?,}\ 11.联轴器设计 30 VK/@jrL+ k[6%+ 四 设计小结 31 d1&RK2 五 参考资料 32 *dB^B5 ]xJ5}/ 一. 课程设计书 >cVEr+r9t 设计课题: +n#kpi'T 设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V mc{gcZIm 表一: qIm?F>>@ 题号 0UV5}/2rP cY &SKV# 参数 1 <Uz~V; 运输带工作拉力(kN) 1.5 A\{dq: 运输带工作速度(m/s) 1.1 rgth2y] 卷筒直径(mm) 200 }d<xbL!# /$]#L% 二. 设计要求 Ww(($e! 1.减速器装配图一张(A1)。 AGxtmBB; 2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 SkGh@\ 3.设计说明书一份。 zGm#erE 014p = W 三. 设计步骤 [(%6]L} 1. 传动装置总体设计方案 r&^LSTU0! 2. 电动机的选择 ohI>\ 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 >MXE)= 4. 计算传动装置的运动和动力参数 \tL9`RKpg 5. “V”带轮的材料和结构 @y)'h]d 6. 齿轮的设计 #g)$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 fT7Z6$ 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;jaS3hf 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 jH4,- =× 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$O+" =×0.98=242.86N·m Kd<c'! 运动和动力参数结果如下表 4#dS.UfI 轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min e-4 Qw#cw 输入 输出 输入 输出 jcC"SqL 电动机轴 3.03 20.23 1440 %%7~<=rk 1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 ^lI>&I&1 2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 /t4#-vz nm8XHk] 5、“V”带轮的材料和结构 KOYU'hw 确定V带的截型 1N3qMm^ 工况系数 由表6-4 KA=1.2 [EdX6 设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 j'2:z# V带截型 由图6-13 B型 ,V>7eQt? HVG:q#=C 确定V带轮的直径 2@W'q=+0 小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm R6xJw2;_ 验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s @ 4ccZ&` 大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm AW\#)Em v`G [6Z 确定中心距及V带基准长度 rV5QKz6' 初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 eu^B 360<a<1030 eeOE\ 要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm @xqjAcfg `A\|qH5`W 初定V带基准长度 (8XP7c]5 Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm eHIsTL@Fp gq:2`W&5 V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm /x2MW5H 传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm x%$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 $+%eLx* i*3*)l y 各传动比 m})EYs1 xO` `X< V带 齿轮 F?3zw4Vt~ 2.3 5.96 ]Av)N6$&-Z #[<XNs!" 2. 各轴转速n :krdG%r (r/min) (r/min) .!><qVg 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$u]Yvo ②计算应力值环数 v?
VNWK2 N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) MRn;D|Q =1.4425×10h ~Y3"vdd
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) ? 016 ③查得:K=0.93 K=0.96 0**.:K<i ④齿轮的疲劳强度极限 Eqc,/ 取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: {WYHT6Z []==0.93×550=511.5 n\x@~ SzrX yo=0Ov []==0.96×450=432 CPj8`kl 许用接触应力 p~!UE/V Sph:OX8 ⑤查课本表3-5得: =189.8MP &!=[.1H< =1 /GQN34RD T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 xD|CQo}: =4.47×10N.m I_\#( 3.设计计算 ]=EYju@ ①小齿轮的分度圆直径d =SEgv;#KZ~ &qO#EEqG] =46.42 f(r=S Xa* ②计算圆周速度 UOwEA9q% 1.52 +l8`oQuG ③计算齿宽b和模数 UW?(-_8 计算齿宽b BA
9c-Ay b==46.42mm q(C <w 计算摸数m "-U`E)]w*[ 初选螺旋角=14 3gcDc~~= = j4fv-{=$ 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+$A|'<`z = :nPLQqXGQ 4. 齿根弯曲疲劳强度设计 6*({ZE 由弯曲强度的设计公式 Y4 < ≥ ,8vqzI ;Ww s;.~ ⑴ 确定公式内各计算数值 1l(_SD;90t ① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m hA0g'X2eC 确定齿数z ha%3%O8Z 因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 "kHQ}#6r 传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 Gop;!aV1* Δi=0.032%5%,允许 0bt"U=x4 ② 计算当量齿数 9P M\D@A{ z=z/cos=24/ cos14=26.27 1lJY=`8qa z=z/cos=144/ cos14=158 n>
>!dg Og ③ 初选齿宽系数 @/w($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&=V67[ <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&n gCB@O !\)9fOLs E{Tvjh+ }mZsK> 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 8Pkw'.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 mYE 8]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$0J6 F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N T%opkyP>= YgeU>I|v l'K3)yQEJ 53i7:1[uV ⑶. 初步确定轴的最小直径 N?RJuDW 先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 .y)Y20=o! "#3p=}] 输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 IK
/@j 查表,选取 Ja*k|Rz~ ranlbxp2l 因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 [pc6!qhDG& 选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 _:ORu Vk '&|]tu:q ⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 ~&UfnO 为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与 。 -UhSy>m Dd=iYMm7 初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. aCwb[7N kY$vPHZpN D B 轴承代号 t$*V*gK{ 45 85 19 58.8 73.2 7209AC uia[>&2 45 85 19 60.5 70.2 7209B dV:vM9+x 50 80 16 59.2 70.9 7010C DaK2P;WP 50 80 16 59.2 70.9 7010AC x c[BQ|P= d{gj8 nVK`H@5fw z .xOT;t GOzV# 对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 =$^<@-; 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>$}N?u:T ③ 取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm. ,)CRozC\}K Hy_}e" ④ 轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取l=50. Z,? T`[4B ⑤ 取齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮间的距离c=20.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16, -%h0`hOG{ 高速齿轮轮毂长L=50,则 %"1*,g{ =>_k ;x L=16+16+16+8+8=64 +dt b~M 至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. 6?CBa]QG 8%Wg;:DZx 5. 求轴上的载荷 }IRx$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 $jd>=TU| 2.0 =1.31 NMSpi[dr 轴性系数为 -V'`;zE6 =0.85 "hRY+{m K=1+=1.82 YzcuS/~x K=1+(-1)=1.26 a?+Ni|+ 所以 X9:(}=E
V !~'\Ey 综合系数为: K=2.8 2C@hjw( K=1.62 brQkVt_)EE 碳钢的特性系数 取0.1 ^ExA 取0.05 }T?MWcG4 安全系数 ;|2h&8yX(/ S=25.13 2u[:3K-@, S13.71 ^6?NYHMr= ≥S=1.5 所以它是安全的 C +-< 截面Ⅳ右侧 BO5gwvyI 抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 G -U%
c|N!ZYJI 抗扭系数 =0.2=0.2=25000 iA~b[20& z.H*"r 截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 6~b~[gA 5XNIX)H 截面Ⅳ上的扭矩为 =295 LhZWK^!{S 截面上的弯曲应力 CI+dIv> 截面上的扭转应力 #]s> ==K= :x*8*@kC
K= {&Kq/sRz 所以 ~Od4(
}/G 综合系数为: )Oq N\ K=2.8 K=1.62 4#5w^ 碳钢的特性系数 mT.p-C 取0.1 取0.05 ?VMj;+'tr 安全系数 p}KZ#"Q S=25.13 k_9tz}Z S13.71 [aF?1KxNMt ≥S=1.5 所以它是安全的 JM{S49Lx '3>kD H+ 9.键的设计和计算 /EUv=89{! 29"eu#-Qj ①选择键联接的类型和尺寸 QZBXI3%#s 一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. ~U:{~z 根据 d=55 d=65 Kp*nOZ 查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 d 7A08l{ b=20 h=12 =50 }>JFO:v& N\<RQtDg ②校和键联接的强度 a1p:~;f}[ 查表6-2得 []=110MP iTU8WWY< 工作长度 36-16=20 t"`LJE._P 50-20=30 @18"o"c7j ③键与轮毂键槽的接触高度 ?)#dP8n K=0.5 h=5 P>=~\v nN# K=0.5 h=6 (NUk{MTX 由式(6-1)得: a z
7Vy- <[] p6[a"~y <[] dtQ>4C"N 两者都合适 |U?5%
L 取键标记为: Lj"~6l`) 键2:16×36 A GB/T1096-1979 m?-3j65z 键3:20×50 A GB/T1096-1979 8uoFV=bj\ 10、箱体结构的设计 c,KT1me 减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, >Dpz0v 大端盖分机体采用配合. cA"',N8!5 W|@EK E.k 1. 机体有足够的刚度 aG?ko*A; 在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 ;$@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: ^ Sx0t 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]YLe+Ds E 盖螺钉: $b\`N2J-_ 启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 `CW8Wj 钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. .ps'{rl8 F 位销: Mw@T!)( 为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度,在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销,以提高定位精度. 9@Yk8 G 吊钩: ?b 2 在机盖上直接铸出吊钩和吊环,用以起吊或搬运较重的物体. -;'8#"{`^ _*6nTSL 减速器机体结构尺寸如下: h@FDP#H =?T\zLN= 名称 符号 计算公式 结果 Z}.N4 / 箱座壁厚 10 *. l,_68 箱盖壁厚 9 K8doYN 箱盖凸缘厚度 12 LF
<fp&C)h 箱座凸缘厚度 15 z71.5n!C 箱座底凸缘厚度 25 #gi0FXL 地脚螺钉直径 M24 ?ltTJ(Po 地脚螺钉数目 查手册 6 = ^:TW%O 轴承旁联接螺栓直径 M12 p*F&G=ZE 机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 R9D<lX0% 轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 #_y#sDfzh 视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8
:Ts"f* 定位销直径 =(0.7~0.8) 8 w"$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$7Fq' 油的深度为H+ LGKkT?fcSC H=30 =34 X|t?{.p 所以H+=30+34=64 "0 \U>h 其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 /4+M0P l !YSAQi ;I 密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 ~"!F& 凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 [t5:4
Iq 密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 bwUsE U 0 大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 7$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%zN i2GS 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。
|
|