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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 yyrCO"eh  
                 1^R@X  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         +GgWd=X.Y  
                 M'W@K  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) QR'"Zw&q5/  
J& +s  
目   录 B @UaaWh  
     |t|+pBB  
一    课程设计书                            2 FJv=5L  
,Vt7Kiu  
二    设计要求                              2 WYwsTsG{_  
42:\1B#[  
三    设计步骤                              2 &6PZX0M  
     on(F8%]zE  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 G[r_|-^S  
    2. 电动机的选择                                4 57)S"  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 E*7B5  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 ME1lQ7E4B  
    5. 设计V带和带轮                              6 ]OM|Oo  
    6. 齿轮的设计                                  8 CY0|.x  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 [L|H1ll  
    8. 键联接设计                                  26 b'O>&V`  
    9. 箱体结构的设计                              27 [sTr#9Z  
    10.润滑密封设计                                30 sZPPS&KoP3  
    11.联轴器设计                                  30 A"\kdxC  
     Vur$t^zE  
四    设计小结                              31 EkEM|<GNd  
五    参考资料                              32 5l2Ph4(  
,JN2q]QPP  
一. 课程设计书 NM/?jF@j*  
设计课题: oU$Niw9f  
    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 @ I LG3"  
表一: Eg5|XV  
         题号 utQE$0F  
 <G{m=  
参数    1     <O?iJ=$  
运输带工作拉力(kN)    1.5     bAeC=?U  
运输带工作速度(m/s)    1.1     Va\dMv-b  
卷筒直径(mm)    200     J8J~$DU\Gv  
V? w;YTg  
二. 设计要求 _,=A\C_b@  
1.减速器装配图一张(A1)。 >,y291p2  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 nyi}~sB  
3.设计说明书一份。 XN5EZ#  
a:Y6yg%1>  
三. 设计步骤 `ndesP  
    1.  传动装置总体设计方案 he wX)  
    2.  电动机的选择 cTHSPr?<  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 I(#Y\>DG  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 (8qMF{  
    5.  “V”带轮的材料和结构 KIC5U50J  
    6.  齿轮的设计 _:Tjq)  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 wP/&k`HQ#i  
    8、校核轴的疲劳强度 2#kR1rJP  
    9.  键联接设计 sk\U[#ohH  
    10.  箱体结构设计 >t)vQ&:;u  
    11. 润滑密封设计 f/~"_O%  
    12. 联轴器设计 ePq(:ih  
     P \tP0+at  
1.传动装置总体设计方案: 5:Pp62  
]U!vZY@\  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 |o6 h:g  
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, 8s/gjEwA  
要求轴有较大的刚度。 u01 'f-h  
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 =\B{)z7@6D  
其传动方案如下: 4[ M!x  
        Jor >YB`X  
图一:(传动装置总体设计图) C~ t?<  
^I~2t|}  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 wOOBW0tj  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 A07g@3n  
     传动装置的总效率 8V>j-C  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; Gi~p-OS,  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, >N@tInE  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, +(x^5~QX  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 a*$to/^r  
7*^-3Tt83  
  2.电动机的选择 jGl8y!aM  
_7'9omq@  
    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, ;n%SjQ'%  
    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, nT..+ J)  
    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。 :'91qA%Wr  
     NeAkJG=<  
    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, iZ<^p1i  
     a|SgGtBtT4  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 15+>W4v  
     E0!}~Z)  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 `uM:>  
                                                  n$ $^(-g@)  
Py$Q]s?\1  
方案    电动机型号    额定功率 ']Gqa$(YC  
P 'MRvH lCM  
kw    电动机转速 >A5R  
    电动机重量 -G e5gQ=  
N    参考价格 N+ZDQa[  
元    传动装置的传动比     a yn6k=F  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     @wy|l)%  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     Aayh'xQ  
  Qz\yoI8JA,  
   中心高 rl4B(NZi}  
        外型尺寸 ZQXv-"  
L×(AC/2+AD)×HD        底脚安装尺寸A×B    地脚螺栓孔直径K    轴伸尺寸D×E        装键部位尺寸F×GD     t ~ruP',~\  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     \ZX5dFu0  
fOJ 0#^Z  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 l9KL P  
xI}o8GKQq  
(1)       总传动比 8@]*X,umc  
    由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 0<_|K>5dS|  
    (2)       分配传动装置传动比 5b45u 6  
    =× `bT!_Ru  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 rt%?K.S/  
    为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 >$S P2(Y~  
4.计算传动装置的运动和动力参数 ,@kD9n5#  
(1) 各轴转速 W2/FGJD  
  ==1440/2.3=626.09r/min gNF8&T  
  ==626.09/5.96=105.05r/min TG7Ba[%  
(2) 各轴输入功率 >}Qj|05G  
    =×=3.05×0.96=2.93kW }P(RGKQ Z"  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW 3[I; 3=O  
    则各轴的输出功率:   :f%FM&b  
=×0.98=2.989kW (XA=d 4  
=×0.98=2.929kW yTzP{I  
各轴输入转矩 5OeTOI()&5  
   =××  N·m J!5BH2bg  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· KiYO,nD;\  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m 1{l18B`  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m u$ C@0d  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m B?A c  
=×0.98=242.86N·m #[0:5$-[  
运动和动力参数结果如下表 Ck;O59A"&-  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     @)s;u}H  
    输入    输出    输入    输出         QR4rQu  
电动机轴        3.03        20.23    1440     )*#Pp )Q  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     maAZI-H{  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     kms&o=^  
wI.i\ S  
5、“V”带轮的材料和结构 Q|QVm,m  
  确定V带的截型 ^?PU:eS  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 :*bv(~FW  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 GslUN% UJr  
      V带截型      由图6-13                        B型 j_N><_Jc  
   [ []'U'  
  确定V带轮的直径 'F%4[3a$\n  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm 5tPBTS<<"L  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s U |I>CDp  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm 4;"^1 $  
   wKF #8Y  
  确定中心距及V带基准长度 @_"B0$,-i  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 1Vq]4_09g1  
                          360<a<1030 F*V<L   
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm @sQ^6FK0G  
     1HQh%dZZ  
  初定V带基准长度 fxfzi{}uj  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm v{{Cj83S+  
       &y` MDyXz  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm n8<o*f&&9>  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm @X`~r8&  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 AA][}lU:5  
   GMmz`O XN  
   确定V带的根数 VBc[(8o  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw n]M1'yU  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 l`lo5:w  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 is=sV:j:  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 x._IP,vRx^  
         W: Rs 0O  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 &<I*;z6%t  
                             (vte8uQe  
                       取Z=2 5dffF e  
V带齿轮各设计参数附表 k=w;jX&;`  
1I({2@C  
各传动比 }e3M5LI1L  
~wnTl[:  
    V带        齿轮     .G[y^w)w}  
    2.3        5.96     7#n<d879e%  
  [8*Ovd  
2. 各轴转速n xdWfrm$;ZA  
    (r/min)        (r/min)     p.KX[I  
    626.09        105.05     ' Cy^G;  
rkhQoYZ[  
3. 各轴输入功率 P xe^*\6Y  
    (kw)        (kw)     5,=Yi$x  
    2.93       2.71     [?3*/*V  
(]wi^dE  
4. 各轴输入转矩 T B5J!&suX  
    (kN·m)        (kN·m)     *S_e:^  
43.77        242.86     %M8Egr2|0  
gLv|Hu7  
5. 带轮主要参数 ;/i"W   
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)          Q(SVJ  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     ?]%JQ]Gf*  
带的根数z     FFXDt"i2  
    160        368        708        2232        B        2     d q=>-^o  
-_=0PW5{  
6.齿轮的设计 v+-f pl&  
YArNJ5z=  
(一)齿轮传动的设计计算 iO=xx|d  
x_1JQDE  
齿轮材料,热处理及精度 8Ml&lfn_8  
    考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 y e!Bfz>  
    (1)       齿轮材料及热处理 F\1nc"K/(  
       ① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮  280HBS  取小齿齿数=24 zx^]3}  
高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮  240HBS    Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 C("PCD   
      ② 齿轮精度 b ABx' E  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 &SS"A*xg  
     M,V+bt  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 >yvP[$]!6  
按齿面接触强度设计 ${'gyD  
G%)?jg@EA  
确定各参数的值: Wd4fIegk  
①试选=1.6 7}bjJR "  
选取区域系数 Z=2.433   GZT}aMMSJ  
     khT&[!J{>  
    则 P# 2&?.d\  
    ②计算应力值环数 .lu:S;JSnS  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) /2^cty.BXw  
    =1.4425×10h m%V+px  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=)  k*|dX.C:  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 .fcU&t  
    ④齿轮的疲劳强度极限 j`Lf/S!}  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: O;M_?^'W  
    []==0.93×550=511.5 KsYT3  
 l|`FW  
    []==0.96×450=432         FtN1ZZ"<*  
许用接触应力   .;WJ(kB\U  
         ~WuElns  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   UCYhaD@sP  
         =1 475yX-A  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 &QE^i%6>\  
    =4.47×10N.m 7ka^y k@Q  
    3.设计计算 [rqe;00]  
①小齿轮的分度圆直径d hM E|=\  
     'R*gSqx~  
    =46.42 7UHqiA`L  
    ②计算圆周速度 $oE 4q6b  
    1.52 Qv8#{y@U  
    ③计算齿宽b和模数 W9 y8dw.  
计算齿宽b FcIH<_r  
       b==46.42mm m6V1m0M  
计算摸数m rP ;~<IxEr  
  初选螺旋角=14 oT 8  
    = !boKrSw  
    ④计算齿宽与高之比 ;]fpdu{  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 iMx+y5O  
=46.42/4.5 =10.32 .Q"3 [  
⑤计算纵向重合度 MIa].S#  
=0.318=1.903 L:YsAv  
⑥计算载荷系数K A`(p6 H"s  
使用系数=1 ~m!>e])P?X  
根据,7级精度, 查课本得 j-gLX  
动载系数K=1.07, +Smv<^bW  
查课本K的计算公式: 3FUZTX]Q1  
K= +0.23×10×b f<SSg* A;  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 mXc/sh")X  
查课本得: K=1.35 *B}vYX  
查课本得: K==1.2 'G(N,vu[@  
故载荷系数: $Fz/&;KX!  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 \!ESmxSa;  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 W/oRt<:E  
    d=d=50.64 ?y<n^`  
    ⑧计算模数  %W"\  
    = 2DQ'h}BI  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计  hPr  
    由弯曲强度的设计公式 H[@}ri<  
    ≥ F/j=rs,*|D  
N["c*=x  
⑴   确定公式内各计算数值 C*Ws6s>+z  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m IX7d[nm39  
         确定齿数z mMN oR]  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 C,2IET  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 I.x0$ac7  
    Δi=0.032%5%,允许 q,nj|9z V  
    ②      计算当量齿数 R5]R pW=G  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  L*FmJ{Yf  
    z=z/cos=144/ cos14=158 Byldt  
    ③       初选齿宽系数 q 4 Ye  
     按对称布置,由表查得=1 4n3QW%#  
    ④       初选螺旋角 %J.Rm0FD:  
    初定螺旋角 =14 um ,/^2A  
    ⑤       载荷系数K hph 3kfR  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 Va=0R   
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y [-6j4D  
    查得: P]Gsc  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 zN5i}U=|r  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 !LIWoa[ F.  
     YY7:WQS  
    ⑦       重合度系数Y *qOo,e  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 [Hd^49<P2  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 0RoI`>j'  
=14.07609 =1yUH9\,b  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 K:'pK1zy  
    ⑧       螺旋角系数Y &)s A(  
 轴向重合度 =1.675, ?'T>/<(  
    Y=1-=0.82 Kjz,p^Y\  
     ?-@h Nrx  
    ⑨       计算大小齿轮的 s ^)W?3t]  
 安全系数由表查得S=1.25 1Za\T?V  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 O')Ivm,E  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 }1R k]$XC  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 *[.\ S3K`  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   [j93Mp  
    小齿轮     大齿轮 +e ?ixvld  
8 6L&u:o:  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: N# ,4BU  
    K=0.86        K=0.93   uN$X3Ls_  
mnil1*-c0  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 3N]pN<3@  
      []= =HoiQWQs`  
      []= !5A nr  
       p~3CXmUc~  
       kdmVHiGF  
        大齿轮的数值大.选用. sXhtn' <v  
     a 3O_8GU  
⑵   设计计算 Wb4sfP_  
     计算模数 Q;aZpi-E"  
J=\Y4- "  
*f4KmiQ~ %  
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: /@wm?ft6Gk  
m2_&rjGz  
z==24.57  取z=25 q>Q|:g&:  
RIJBHOa  
那么z=5.96×25=149           '|]zBpz  
  %djx0sy  
②   几何尺寸计算 gcv,]v 8  
    计算中心距     a===147.2 KO5Q;H  
将中心距圆整为110 Kjf#uU.7  
'm2,7]  
按圆整后的中心距修正螺旋角 w e} sC,  
^ g4)aaBZ  
=arccos ,#c-"x Y  
8"<!8Img  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. DG:=E/@  
y!v$5wi  
计算大.小齿轮的分度圆直径 ^)fB "!s  
     (O<lVz@8  
    d==42.4 }XXE hOO  
5:s]z#8)  
d==252.5 \DQ;v  
W:) M}}&H  
计算齿轮宽度 )E4COw+  
+pF z&)?  
B= r} ,|kb  
D:F!;n9  
圆整的       3[e@mcO  
d->b9  
                                            大齿轮如上图: t 1&p> v  
>yWJk9h f  
jWoo{+=D  
fe0 Y^vW  
7.传动轴承和传动轴的设计 Iy,)>V%iZV  
B[$SA-ZHi  
1.  传动轴承的设计 qb9%Y/xy  
o3W5FHFAv  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 Hv`Zc*  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min ;J5oO$H+68  
T1=43.77kn.m X'u`\<&W  
⑵.  求作用在齿轮上的力 :qT>m  
    已知小齿轮的分度圆直径为 P,%|(qB  
        d1=42.4 PAc~p8S  
而  F= "Km`B1f`  
     F= F +Rh'VZJs  
 (&gCVf  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N UbYKiLDF)  
 LSfj7j`  
(%r:PcGMEV  
*1%g=vb  
⑶.   初步确定轴的最小直径 %!=YNm  
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 x[?_F  
h]=chz  
!*cf}<Kmw  
             V*TG%V -  
     从动轴的设计 6 S&#8l  
       D{4 Y:O&J  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, zH_q6@4  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M *CG2sAeB  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 O7K))w  
    已知大齿轮的分度圆直径为 +|0m6)J]  
        d2=252.5 T8\,2UWsj2  
而  F= LNg1q1 P3  
     F= F givK{Yt<B  
>2|#b  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N ]6aM %r=c  
Y.73I83-j  
eGE%c1H9a  
|'J3"am'  
⑶.   初步确定轴的最小直径 hh?'tb{  
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 DTJ  
pQ/:*cd+M  
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 ENmo^O#,u  
查表,选取 K4rr.f6  
)CmuC@ Q"  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 J^XH^`'  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 vIREvj#U  
4a 5n*6G!  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 Kzm_AHA)  
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与  。 f^]AyU;F:  
@<2pYIi 8  
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. w Vof_'F1  
:Hd<S   
            D        B                轴承代号     +-Dd*yD6<  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     lz*PNT{E  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     CxRp$;rk  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     UtutdkaS  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     EvYw$ j  
X XF9oy8  
     ^Y&Cm.w  
Cam}:'a/`  
     Cb13Qz  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 S ~_%  
    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, w(yU\ N  
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.      ZBXGu f  
bXW)n<y  
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. q! ,do2T  
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, <r kW4  
高速齿轮轮毂长L=50,则 cU>&E* wD  
V ;6M[ic}  
L=16+16+16+8+8=64 bDkE*4SRX  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. 2eK\$_b_  
miKi$jC}vq  
5.    求轴上的载荷   gB"Tc[l1  
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, Fv: %"P^  
查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. d3$<|mG$  
yI%> w4Z  
HB}gn2 .1&  
^M9oTNk2  
~ /[Cgh0  
c>R(Fs|6  
,dp?'_q {  
vP4Ij  
jysV%q 3  
     Id*^H:]C#  
;!}SgzSH}  
传动轴总体设计结构图: JXAyF6 $  
     z]YhQIU4n8  
                             {|gJC>f@  
U{_s1  
                             (主动轴) EVL;"   
acZHb[w  
9c^EoYpy-  
        从动轴的载荷分析图: 5%`Ul  
*N r|G61  
6.     校核轴的强度 `Y;gMrp  
根据 jq]"6/xxb  
== de6dLT>m  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 {t:ND  
查表15-1得[]=60MP eh>E).  
〈 []    此轴合理安全 $te,\$&}  
EAB+kY  
8、校核轴的疲劳强度. `.W;ptZ6  
⑴.   判断危险截面 % 4"~O _S  
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. B|=maz:_  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 N]}+F w\5  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 }# x3IE6'  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 zrO|L|F&P  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 ;8T=uCi  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 I 6YT|R  
截面上的弯曲应力 \#jDQ  
3x0wk9lND  
截面上的扭转应力 FBAC9}V"  
== ebe@.ZVSi  
轴的材料为45钢。调质处理。 *F*fH>?C#  
由课本得: x2sOEkcQ  
           vx@p;1RU`  
因             $jm<' 4  
经插入后得 a.IF%hP0xo  
2.0         =1.31 AV4HX\`{P0  
轴性系数为 U_;J.{n  
       =0.85 ]~Vu-@ /}  
K=1+=1.82 'F?Znd2L  
    K=1+(-1)=1.26 Mgs|*u-5  
所以               [0ffOTy  
W+ '}O<  
综合系数为:    K=2.8 QeJ.o.m{  
K=1.62 T;r];Y(b*  
碳钢的特性系数        取0.1 64']F1p0  
   取0.05 ENWB|@B  
安全系数 R(83E B~_  
S=25.13 d.j'0w"   
S13.71 So *Wk "  
≥S=1.5    所以它是安全的 fKz"z{\,0  
截面Ⅳ右侧 m'(;uR`  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 Hq\E 06S@  
<o7#?AcPu  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 Y0yO `W4  
x<j"DS}S)D  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 50GYL5)q  
,e FQ}&^A  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 UxcDDa/j2T  
截面上的弯曲应力   L sDzV)  
截面上的扭转应力 NZC='3Uz  
==K= iynS4]`U  
    K= <S8W~ wC  
所以                 kad;Wa#h  
综合系数为: Ipz 1+ #s'  
K=2.8    K=1.62 c`i=(D<  
碳钢的特性系数 bjPbl2K  
    取0.1       取0.05 zt[4_;2Y  
安全系数 aMvK8C%7  
S=25.13 T$^>Fiz{Se  
S13.71 q$?7 ~*M;x  
≥S=1.5    所以它是安全的 k g,ys4  
@>Ghfh>~D  
9.键的设计和计算 y+";  
i$JG^6,O  
①选择键联接的类型和尺寸 R=amKLD?  
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. !P~ PF:W~|  
根据    d=55    d=65 |aS~"lImh  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 'y6!%k*  
                     b=20     h=12     =50 ,|. *,  
mfngbFa1  
②校和键联接的强度 {Bq"$M!Y  
  查表6-2得      []=110MP hX8gV~E=y  
工作长度  36-16=20 %O&m#)|  
    50-20=30 U+*oI*  
③键与轮毂键槽的接触高度 HZDaV&)@  
     K=0.5 h=5 0Z A#T:4  
    K=0.5 h=6 " _:iK]  
    由式(6-1)得: prlyaq;4  
           <[] -4vHK!l  
           <[]  ^%5~ ;  
    两者都合适  !u53 3  
    取键标记为: q: TT4MUj<  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 V5u}C-o  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 Db#W/8 a8k  
10、箱体结构的设计 [%7;f|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, oEenm\ZI  
大端盖分机体采用配合. 1 ;\]D9i  
E/~"j  
1.   机体有足够的刚度 CGd[3}"  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 \)^,PA3  
'&-5CpDUs  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 `;5VH]V  
hJw |@V  
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 Y ]~ HAv '  
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 3?.1~"-J  
.'^6QST  
3.   机体结构有良好的工艺性. s- ,=e  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. ;wJ7oj<  
z^gQ\\,4  
4.   对附件设计 c<=`<!FS[  
A  视孔盖和窥视孔 E!zd(  
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 Qp kKVLi  
B  油螺塞: >JKnGeF  
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。 "x#]i aDjf  
C  油标: t7um [  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 UAsF0&]  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. ~\IF9!  
+{,N X  
D  通气孔: ny12U;'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. pqyWv;  
E  盖螺钉: BIxV|\k  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 2BoFyL*  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. T} n N=Q4  
F  位销: MV"E?}0  
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. 5^/,aI  
G  吊钩: `zdH1p^w  
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. k $e D(cW$  
9W{,=.%MX$  
减速器机体结构尺寸如下: %f3c7\=C  
w^06z,  
名称    符号    计算公式    结果     BFBR/d[&  
箱座壁厚                10     2[jL^ XMM  
箱盖壁厚                9     F&=I7i  
箱盖凸缘厚度                12     8weSrm  
箱座凸缘厚度                15     UWQtvQ f  
箱座底凸缘厚度                25     y;Qy"-)qb  
地脚螺钉直径                M24     )Rjb/3*!  
地脚螺钉数目        查手册        6     E]?)FH<oP  
轴承旁联接螺栓直径                M12     r_b8,I6{]  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     }1QI"M*  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     EzR%w*F>Q  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     <RhOjZgyZ  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     PT3>E5`Nu  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 u?Fnln e4@  
    22 Y\.-v\uJu  
    18     8';m)Jc  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 # v{Y=$L  
    16     :lUX5j3  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     "yg.hK`  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     IikG /8lP  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     L ;6b+I  
机盖,机座肋厚                9    8.5     ?q\FLb%"7  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) 3^{8_^I  
150(3轴)     )VNM/o%Q  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) +T9Q_e*  
150(3轴)     Vwjk[ DOL  
     k/%#>  
11. 润滑密封设计 he"L*p*H  
q[-|ZA bbr  
    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. }K2 /&kZ  
    油的深度为H+ Yl $X3wi  
         H=30  =34 lK0s=4c{  
所以H+=30+34=64 Vzpt(_><  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 <"<Mbbp  
     KacR?Al  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 Kl{-zX  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     YQ; cJ$  
    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 ^V[/(Lq  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 JjQ8|En  
     C@1CanL@3  
12.联轴器设计 u^Vh .g]  
1!vPc93 $$  
1.类型选择. <j;]!qFR  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 j.DHqHx  
2.载荷计算. %dc3z"u  
公称转矩:T=95509550333.5 nP<S6:s:  
查课本,选取 wzd`l?o,  
所以转矩   Ejv%,q/T(  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 ]fZ<`w8u}  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm t-WjL@$F/  
w!\3ICB  
四、设计小结 Y(_KizBY  
    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。 Wbe0ZnM]  
    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。 -IadHX}]t  
五、参考资料目录 ygN>"eP  
[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; L1sqU-gt  
[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; /be=u@KV  
[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; 4jQ'+ 2it  
[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; @D~B{Hg  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 Z&Ue|Z4Qt  
[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; [F+,YV%t  
[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? T_LLJ}6M  
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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