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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 >\Ww;1yV ]@Uq=?% 课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计
S :<Nc{C _<OSqE 专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) {R?U.eJW l|k`YC x 目 录 uvG]1m# Xn%pNxUL 一 课程设计书 2 F ;2w1S^ ~15N7=wCM 二 设计要求 2 Y*vW!yu 7*Ej. HK 三 设计步骤 2 4s*ZS}]
o ~,B5Hc 2 1. 传动装置总体设计方案 3 65aK2MS@ 2. 电动机的选择 4 c:o]d )S 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 !*%WuyCgr4 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 8Hn|cf0 5. 设计V带和带轮 6 j4uvS! 6. 齿轮的设计 8 ?}U(3 7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 io{@^1ab 8. 键联接设计 26 c5D) 9. 箱体结构的设计 27 @8ppEFw 10.润滑密封设计 30 5E zw
~hn 11.联轴器设计 30 qtQ6cqLd W1|0Yd ;P 四 设计小结 31 rcC<Zat,| 五 参考资料 32 +N:o-9 9E>|=d|(d 一. 课程设计书 KQg]0y
d 设计课题: e(GP^oK 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 E{Ov>osq 表一: Wg<(ms dj 题号 qfMo7e@6* B=^)Ub5' 参数 1 +>{Y.`a;Jo 运输带工作拉力(kN) 1.5 ^5h]Y;tx 运输带工作速度(m/s) 1.1 K+3IWZ&+dG 卷筒直径(mm) 200 t7j);W%e6 F.=2u"[*& 二. 设计要求
G(G{RAk> 1.减速器装配图一张(A1)。 rp!oO>F 2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 fj;y}t1E] 3.设计说明书一份。 W;!}#o|%s {^7Hgg 三. 设计步骤 5?3Me59 1. 传动装置总体设计方案 q#,f 4P 2. 电动机的选择 YSTv\y 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 O06"bi5Y 4. 计算传动装置的运动和动力参数 ~nh:s|l6%M 5. “V”带轮的材料和结构 ;kS&A( 6. 齿轮的设计 '+?"iVVo 7. 滚动轴承和传动轴的设计 %}Ss,XJ 8、校核轴的疲劳强度 +RYls|f 9. 键联接设计 z6jc8Z=O 10. 箱体结构设计 LXC9I/j/ 11. 润滑密封设计 qQ?"@>PALD 12. 联轴器设计 3TY5 ;6 ;7 E7!t^ 1.传动装置总体设计方案: 4,CXJ2 r0+6evU2 1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 b`~p.c%( 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, }NzpiY9 要求轴有较大的刚度。 `lO[x.[ 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。 ,+meT`'vn 其传动方案如下: 0 yuW*z GzI yP(U 图一:(传动装置总体设计图) hRrn$BdLX X.f>'0i 初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 R3;Tk^5A 选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 V-Sd[ 传动装置的总效率 w[S pw<Z η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; ^Eb.:}!D6 为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, YW_Q\|p]M η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, zMm#Rhn 为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 QxVq^H <SgM@0m 2.电动机的选择 ktFhc3);! #Ssx!+q? 电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, [<g?WPCcC 经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, c#Sa]n 则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 .!$*:4ok a!<8\vzg 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, [y'f|XN m'6&9Jak 选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0
-QM:
q toya fHf 额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。
|)b6>.^ 9F)z4 C":32_q 方案 电动机型号 额定功率 5_I->-< P ;t<QTGJ kw 电动机转速 gQxbi1!;9 电动机重量 [E!oQVY N 参考价格 ![YX]+jqNp 元 传动装置的传动比 ftvG\T f 同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 K?B{rE Lp 1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 RrX[|GLSJ a(kg/s 中心高 }XV+gyG=@ 外型尺寸 75"f2; 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 wkA+j9. 132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 .aAL]-Rj
FbaEB RM 3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 -Zf@VW,NI Kwefs;<E? (1) 总传动比 Rot@x r7Hc 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 z3&]%Q& (2) 分配传动装置传动比 ,SynnE68 =× *1p|5!4c 式中分别为带传动和减速器的传动比。 M)'HCnvs' 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 q|o}+Vr 4.计算传动装置的运动和动力参数 iOR_[ y, (1) 各轴转速 01r 8$+ ==1440/2.3=626.09r/min cC=[Saatsf ==626.09/5.96=105.05r/min # {w9s0: (2) 各轴输入功率 'Jt]7;04p =×=3.05×0.96=2.93kW tZ=E')!\ =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW 96 q_K84K 则各轴的输出功率: R< ,`[* Z =×0.98=2.989kW 87<-kV =×0.98=2.929kW !c}O5TI|# 各轴输入转矩 e,F1Xi#d =×× N·m >XY`*J^ 电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· VL%UR{ 所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m 1rv)&tKs =×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m rai3<_W< 输出转矩:=×0.98=43.77 N·m LR.Hh =×0.98=242.86N·m U=DmsnD, 运动和动力参数结果如下表 TD1 [ 轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min Izhee%c 输入 输出 输入 输出 A?CcHw
rT 电动机轴 3.03 20.23 1440 ?WF/|/ 1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 |X0Y- 2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 wfU7G[ TD'L'm|2 5、“V”带轮的材料和结构 c(:f\Wc3Z 确定V带的截型 q*\x0"mS/ 工况系数 由表6-4 KA=1.2 :`-,Lbg 设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 56+s~hG V带截型 由图6-13 B型 QW$G $}J5xG,}$ 确定V带轮的直径 jGXO\:sO 小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm b7NM#Hb 验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s U7`A497Z 大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm CK,7^U 9z}uc@#D=m 确定中心距及V带基准长度 zo +nq%= 初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 }`W){]{kO 360<a<1030 p[hZ@f(z 要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm (@%gS[] RA KFU 初定V带基准长度 :p]'32FA! Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm +Vm}E0Ov Fy`(BF\ V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm n#q<`}u, 传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm a=DcZ_M 小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 &>%T^Y|J4 .QA }u ,EN 确定V带的根数 4a'N>eDR 单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw FN\E*@>X= 额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 V n* 包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 zaah^.MA| 带长修正系数 由表6-2 KL=1 jUSmqm' <\NY<QIwFw V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 ?Cl%{2omO }dp=?AFg 取Z=2 A%`[mc]4# V带齿轮各设计参数附表 2$?C7(kW a^`rtvT 各传动比 J3n-`k8 ;.TRWn# V带 齿轮 ?YZ- P{rTS 2.3 5.96 JBJhG<J x7~r,x(xM 2. 各轴转速n KVD8YfF (r/min) (r/min) UD8op]>L 626.09 105.05 XmEq2v !q9+9 *6 3. 各轴输入功率 P |2abmuR0 (kw) (kw) T(t+
iv 2.93 2.71 VH+%a<v" <)u`~$n2 4. 各轴输入转矩 T yp$_/p O=2 (kN·m) (kN·m) {5F-5YL+> 43.77 242.86 WN01h=1J_ 73xAG1D$r 5. 带轮主要参数 o| #Qu8Lk 小轮直径(mm) 大轮直径(mm) OU8Lldt 中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 !{^PO<9 带的根数z
yls
^ cyX 160 368 708 2232 B 2 +xrr?g ZaL.!g 6.齿轮的设计 Z/t+8;TMR, f6p-s
y> (一)齿轮传动的设计计算 D'J0wT# S"xKL{5 齿轮材料,热处理及精度 P%#<I}0C 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 B)qWtMZx (1) 齿轮材料及热处理 !4^C #{$ 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 7PtN?;rP 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 M+w=O!dq ② 齿轮精度 ~S8* t~ 按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 tD+9kf2 UPG9)aF 2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 i'#E) 按齿面接触强度设计 XDFx.)t 3?1`D/ 确定各参数的值: /7}It$|nhy ①试选=1.6 4<k9?)~(J 选取区域系数 Z=2.433 K%^V?NP*{Z RLLTw ?]$ 则 q U]gj@R ②计算应力值环数 l]8D7(g N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) #6+@M =1.4425×10h vTJ}8 N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) cVv;Jn ③查得:K=0.93 K=0.96 bT^I" ④齿轮的疲劳强度极限 jO!y_Y]B 取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: JV]^zW []==0.93×550=511.5 aB7+Tb Hm%;=`:' []==0.96×450=432 DV<` K$ET 许用接触应力 ,u`B<heoLU Mf&{7% ⑤查课本表3-5得: =189.8MP z7Q?D^miy =1 MLRK74D T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 IW@PF7 =4.47×10N.m .HkL2m 3.设计计算 cm&I* 0\ ①小齿轮的分度圆直径d YKO){f5 kw"SwdP5 =46.42 .ys6"V|31 ②计算圆周速度 <gJU?$ 1.52 D"ND+*Q[X ③计算齿宽b和模数 7z!tKs"TMT 计算齿宽b h-Fn? b==46.42mm XqW@rU 计算摸数m L1Iz<> 初选螺旋角=14 ?<(m
5Al7 = eS<lwA_ ④计算齿宽与高之比 gG-BVl"59 齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 iVy7elT;R =46.42/4.5 =10.32 2@%$;. ⑤计算纵向重合度 @+ BrgZv` =0.318=1.903 ,'p2v)p^4 ⑥计算载荷系数K @@8J6*y 使用系数=1 %2XHNW 根据,7级精度, 查课本得 D"J!\_o 动载系数K=1.07, (&+kl q 查课本K的计算公式: $CY't'6Hn K= +0.23×10×b \Dd-Xn_b =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 ds?v'| 查课本得: K=1.35 o[cV1G 查课本得: K==1.2 1#0{@35 故载荷系数: =y/8^^ K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 V??dYB( ⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 Kd=%tNp d=d=50.64 yjhf
⑧计算模数 ub;ZtsM,% = >|twyb 4. 齿根弯曲疲劳强度设计 bZ|FnY}FB 由弯曲强度的设计公式 2UFv9 ≥ hA33K #bC 1$%V{4bJ ⑴ 确定公式内各计算数值 tb$LriN ① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m p TeOW9 确定齿数z j4;0|zx-i 因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 A@sZ14+f 传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 WV #%PJ Δi=0.032%5%,允许 H
Ge0hl[n ② 计算当量齿数 `kU/NKq z=z/cos=24/ cos14=26.27 U5He? z=z/cos=144/ cos14=158 Um: Hrjw ③ 初选齿宽系数 j&
<i& 按对称布置,由表查得=1 Oh'Y0_oB> ④ 初选螺旋角 o]p|-<I Q 初定螺旋角 =14 JXu$ew>q ⑤ 载荷系数K Xt#4/>dlR K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 ;uW}`Q< ⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y Sp^9&^ 查得: 9\]^|?zQ` 齿形系数Y=2.592 Y=2.211 U)o$WH.b 应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 Qbyv{/ `/~8}Y{ ⑦ 重合度系数Y QC X8IIHG 端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 j'BMAn ? =arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 iTV) NsC} =14.07609 7?kIVP1r 因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 ;\\@q"n%< ⑧ 螺旋角系数Y ]- 4QNc= 轴向重合度 =1.675, RhvfC5Hq Y=1-=0.82 k:#P|z$UD V`7FKL@" ⑨ 计算大小齿轮的 ]f_6 '|5A 安全系数由表查得S=1.25 {FG|\nPw 工作寿命两班制,8年,每年工作300天 K!] 1oy'V 小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 6'RrQc=q 大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 =@8H"&y` 查课本得到弯曲疲劳强度极限 aN $}? 小齿轮 大齿轮 'qF#<1& E4W zU 查课本得弯曲疲劳寿命系数: X0M1(BJgGo K=0.86 K=0.93 A^2Uzmzl? qg}O/K 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 ^+m+zd_ []=
u*#ZXW []= LI6hEcM= 3RR_fmMT) Q]w&N30 大齿轮的数值大.选用. *s>BG1$< -M1YE ⑵ 设计计算 8-Hsgf.* 计算模数 \a=D NSFs\a@1 nYt/U\n! 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: XxaGp95so {vN}<f` z==24.57 取z=25 ^-a8V' YTjkPj: 那么z=5.96×25=149 CCX8>09 j$TwL; ② 几何尺寸计算 W5' 3$,X9 计算中心距 a===147.2 'D%w|Pe?Q 将中心距圆整为110 yx<WSgWZ[ <6G11-K 按圆整后的中心距修正螺旋角 wprX!)w<i TcGoSj<Z =arccos l?q%?v8 @5[kcU> 因值改变不多,故参数,,等不必修正. |/| [F[K^xYTlg 计算大.小齿轮的分度圆直径 Y&^ P"Dw U7DCx=B d==42.4 fI7j):h; $\"9<o|h d==252.5 o8Z[+; #%FN>v3e 计算齿轮宽度 V`-vR2( &BvZF B= ZJjTzEV%^B Bs MuQ|! 圆整的 /2m?15c+ $7'gRb4 大齿轮如上图: "sgjWo6 !gmH$1w ,o7hk{fR* w?,M}=vg 7.传动轴承和传动轴的设计 Ol')7d& p<v.Q 1. 传动轴承的设计 )kJH5/ 0liR ⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 q,2]5' P1=2.93KW n1=626.9r/min /n4pXT T1=43.77kn.m O`$#Pg ⑵. 求作用在齿轮上的力 Do]*JO)( 已知小齿轮的分度圆直径为 "aF8l<1xn d1=42.4 T'fcc6D5p 而 F= nCKbgM'" F= F pfd#N[c A`u$A9[ F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N 6UE(f@ "|m|E/Z-9 z1!6%W_. Sc]P<F7N] ⑶. 初步确定轴的最小直径 dtAbc7 先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 K$
v"Uk %Z8vdU# l 0~ &" XTDE53Js& 从动轴的设计 xc?}TPpt FhIqy %X 求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, SjdZyJa P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M ba3-t;S
⑵. 求作用在齿轮上的力 ?R5'#|EyX 已知大齿轮的分度圆直径为 Uw<&Wm`' d2=252.5 LjdYsai- 而 F= fB+b}aoV F= F ^I]{7$6^ t!_x(u F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N :h:@o h_= t?^9HP1b_ o;[bJ
Z\^x 4UAvw ⑶. 初步确定轴的最小直径 9B)(>~q 先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 ^UA(HthY
0v^: 输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 RH~3M0'0 查表,选取 Z v0C@r x"(9II* 因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 !~lW3 选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 V8O.3fo`[` 9YF$CXonE= ⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 Ewo*yY> 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 。 PG,U6c # [$ : 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. \%,&~4
! ;TZGC).6 D B 轴承代号 !ax;5 @J 45 85 19 58.8 73.2 7209AC S2~@nhO`U( 45 85 19 60.5 70.2 7209B Qrz4}0 50 80 16 59.2 70.9 7010C :k46S<RE 50 80 16 59.2 70.9 7010AC J fcMca wUi(3g|A GLKO]y AV @\ +0 OYf{?-QD 对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 uC~g#[I QM 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, ^ua12f 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. "uu)2Xe r@T| 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. c!&Qj 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, oTOfK} 高速齿轮轮毂长L=50,则 `HUf v@5 oVZ4bRl L=16+16+16+8+8=64
"7?js $ 至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. |0{ i9.= Fc0jQ@4= 5. 求轴上的载荷 /BH.>R4`A 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, 015Owi 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.
SNvb1& )LswSV CKTrZxR" p27p~b& +Z?[M1g GYgWf1$8_D +0pW/4x D6!t VdnVe DY><qk R'EW7}& sT<{SmBF 传动轴总体设计结构图: s!h5hwBY L+Pc<U)T+ R!{7OkC NyJnOw( (主动轴) @
t@|q ;]h.m)~| `F,zenk= 从动轴的载荷分析图: PN\V[#nS Qp&?L"U)2 6. 校核轴的强度 ,o&<WMD 根据 8Nvr93T, == [&n|\! 前已选轴材料为45钢,调质处理。 vug-n 8 查表15-1得[]=60MP 5X;?I/9 〈 [] 此轴合理安全 z\[(g i$#,XFFp~ 8、校核轴的疲劳强度. Kcn\g. ⑴. 判断危险截面 0=m&^Jpp 截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. |'@[N, ⑵. 截面Ⅶ左侧。 @+0V& jc 抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 \|!gPc%s 抗扭系数 =0.2=0.2=25000 luF#OP C 截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 a97Csxf;7 截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 gY\mXM*^ 截面上的弯曲应力 >H?uuzi =n
}Yqny 截面上的扭转应力 -eYL*Pa == NhtEW0xCr 轴的材料为45钢。调质处理。 ZPYH#gC&T 由课本得: Ij$)RSPtH [Ye5Y? 因 ~mcZUiP9 经插入后得 I:/4t^% 2.0 =1.31 2^bgC~2C1 轴性系数为 _U=S]2QW =0.85 %jgg59 K=1+=1.82 N('3oy#8 K=1+(-1)=1.26 7X:hIl 所以 %f#\i#G<k jhcuK:`L 综合系数为: K=2.8 {9:hg9;E* K=1.62 }u7D9_KU 碳钢的特性系数 取0.1 ~6fRS2u 取0.05 @YrGyq 安全系数 `L">"V`$Bj S=25.13 }Y$VB%&Hy S13.71 ;l#?SYY ≥S=1.5 所以它是安全的 kpY%& 截面Ⅳ右侧 "
xxXZGUp 抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 6fQ*X~| p a~F u 抗扭系数 =0.2=0.2=25000 Z0z) ^1vq{/ X 截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 `bi
k/o=% W-!dMa 截面Ⅳ上的扭矩为 =295 'U*udkn 2] 截面上的弯曲应力
z8tt+AU 截面上的扭转应力 X~#@rg!" ==K= ^zkd{ov K= TR_(_Yd?36 所以 ~CJYQFt 综合系数为: ;p .j K=2.8 K=1.62 &,Uc>L%m 碳钢的特性系数 H|'$dO)W 取0.1 取0.05 L;kyAX@^ 安全系数 E'fX&[ S=25.13 {bxhH)a' S13.71 H.f9d.<W% ≥S=1.5 所以它是安全的 q
w"e0q% ) gZ~y}@Ly 9.键的设计和计算 W|FNDP0 5@""_n&FV ①选择键联接的类型和尺寸 8F.(]@NY 一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. Psg +\ 14 根据 d=55 d=65 rjt O`Mt` 查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 R2 'C s b=20 h=12 =50 b<48#Qy~l #0xm3rFy4 ②校和键联接的强度 d9ZDpzxB 查表6-2得 []=110MP s-y'<(ll 工作长度 36-16=20 WodF -bE 50-20=30 pZW}^kg= ③键与轮毂键槽的接触高度 \"{/yjO|4 K=0.5 h=5 mq>*W'M K=0.5 h=6 9?v) 由式(6-1)得: VK"[=l <[] >V3W>5 X <[] P2s^=J0@ 两者都合适 !<JG&9ODP 取键标记为: \0xzBs1! 键2:16×36 A GB/T1096-1979 8'>.#vyMGv 键3:20×50 A GB/T1096-1979 i,\t]EJAU 10、箱体结构的设计 Nj"_sA
p 减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, |J@| 大端盖分机体采用配合. IiQWs1 %@)U/G6s} 1. 机体有足够的刚度 p=je"{ 在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 Y>c5:F; C _k_D 2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。
9QO!vx ~W5>;6f\ 因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H为40mm
3RG/X 为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 ~6pCOS} 9;'>\ImI 3. 机体结构有良好的工艺性. uugzIV) 铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. K'ed5J =D;UMSf 4. 对附件设计 !^Qb[ev A 视孔盖和窥视孔 \Mh4X`<e 在机盖顶部开有窥视孔,能看到 传动零件齿合区的位置,并有足够的空间,以便于能伸入进行操作,窥视孔有盖板,机体上开窥视孔与凸缘一块,有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封,盖板用铸铁制成,用M6紧固 7zi^{] B 油螺塞: Ji)a%j1V9 放油孔位于油池最底处,并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔处的机体外壁应凸起一块,由机械加工成螺塞头部的支承面,并加封油圈加以密封。 A_8`YN"Xk C 油标: (W{ rv6cq 油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 +$Ddd`J' 油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. GNj/jU<o! cviN$oL D 通气孔: =!Baz} 由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. zYNM<W; E 盖螺钉: "Hsq<oV8 启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 Z\oAE<$ 钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. pU\xzL D F 位销: P,+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. V9);kD G 吊钩: +5seT}h 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. !S$oaCxM s}pGJ&C 减速器机体结构尺寸如下: &'oacV= zrWq!F*-V\ 名称 符号 计算公式 结果 *=KexOa9 箱座壁厚 10 p'9
V._h 箱盖壁厚 9 9#.NPfMF 箱盖凸缘厚度 12 t8wz'[z 箱座凸缘厚度 15 9x
6ca 箱座底凸缘厚度 25 dk,
I?c& 地脚螺钉直径 M24 QL|:(QM 地脚螺钉数目 查手册 6 S]e~)IgO 轴承旁联接螺栓直径 M12 `)xU;- 机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 :)3$&QdHT 轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 c Gaz$=/ 视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 t=@Jw 定位销直径 =(0.7~0.8) 8 au9Wo<mR ,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 5)o-]S> 22 |rms[1<_ 18 1V?Sj ,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 SS<+fWXE 16 `Mh<S+/ 外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 %<#$:Qb. 大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 th>yi)m 齿轮端面与内机壁距离 > 10 VHY<(4@ 机盖,机座肋厚 9 8.5 MjF.>4 轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) zI*/u)48 150(3轴) "Jv,QTIcS 轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) m@
'I|!^ 150(3轴) IUBps0.T\ VAB&&AL
11. 润滑密封设计 L)//-
k9 B}xo|:f!zj 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. _bV=G#qKK 油的深度为H+ (nP* H=30 =34 m3v*,~ 所以H+=30+34=64 )9sr,3w 其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 U"R.!=v S:GUR6g8D 密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 uB)6\fkTB 凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 9j>sRE1 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 NbK?Dg8WJG 大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 laRKt"A {XUfxNDf 12.联轴器设计 0 VgnN &oEq& 1.类型选择. N?<@o2{ 为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 B7jlJqV 2.载荷计算. D+U/ ]sW 公称转矩:T=95509550333.5 y:`` |*+ 查课本,选取 'krMVC- 所以转矩 %'~<:>:"E 因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 _"t.1+-K 选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm a0j.\g %D6Wlf+^n 四、设计小结 0FR%<u 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。 q,>F#A' 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。 ^~IcQ!j/5 五、参考资料目录 m_U6"\n 5 [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; ?g*T3S" [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; bb_jD^ [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; [/,6O [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; GB0b|9(6D" [5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 3g
"xm [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; 9@EnmtR [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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