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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 lFBpNUnzU  
                 6!m#;8 4  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         ; j!dbT~5  
                 yW|J`\`^T  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) .uJ J<  
gZ,h9 5'  
目   录 b w P=f.  
     PlkZ)S7C  
一    课程设计书                            2 w \b+OW  
gXdMGO>  
二    设计要求                              2 Tz @=N]D  
" ]S  
三    设计步骤                              2 #DUfEZ  
     W@T \i2r$z  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 4Hj)Av <O(  
    2. 电动机的选择                                4 )UKX\nD"0  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 lx:$EJ  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 GmH DG-  
    5. 设计V带和带轮                              6 }nd>SK4  
    6. 齿轮的设计                                  8 fN&\8SPE  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 E!9WZY  
    8. 键联接设计                                  26 :<J7g`f  
    9. 箱体结构的设计                              27 QHR,p/p  
    10.润滑密封设计                                30 EqW~K@  
    11.联轴器设计                                  30 5kiW@{m  
     qbv\uYow3k  
四    设计小结                              31 kUd]8Ff!  
五    参考资料                              32 yvYMk(LSF  
ybBmg'198  
一. 课程设计书 |.N[NY  
设计课题: XGl2rX&  
    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 ;4rhh h&  
表一: k*$WAOJEW  
         题号 &<F9Z2^  
[YOH'i&X  
参数    1     /$c87\  
运输带工作拉力(kN)    1.5     l0Q5q)U1A  
运输带工作速度(m/s)    1.1     6'#5Dqw"r  
卷筒直径(mm)    200     =:]ps<Qx  
pa>C}jk}6  
二. 设计要求 =1IK"BA2?  
1.减速器装配图一张(A1)。 _SBbd9  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 E5ce=$o  
3.设计说明书一份。 :PO./IBX  
F/oqYk9`  
三. 设计步骤 E 2n z  
    1.  传动装置总体设计方案 /|?$C7%a\D  
    2.  电动机的选择 /v 8"i^;}  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 *] i hc u  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 Ob$``31{s  
    5.  “V”带轮的材料和结构 Nfa&r  
    6.  齿轮的设计 =~1EpZ  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 IoDT  
    8、校核轴的疲劳强度 mwAN9<o  
    9.  键联接设计 bU=Utniq  
    10.  箱体结构设计 o"VKAP  
    11. 润滑密封设计 *#=Ijr~  
    12. 联轴器设计 yK*vn]}  
     W==~ 9  
1.传动装置总体设计方案: #V>R#Oh}  
`2.c=,S{  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 oZBD.s  
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, eEZgG=s  
要求轴有较大的刚度。 0AB a&'h  
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 Z [!"x&H]h  
其传动方案如下: 8 .%0JJ.3  
        TLwxP"  
图一:(传动装置总体设计图)  *&_*G~>D  
NqD]p{>Y  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 @](vFb  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 ',EI[ ]+  
     传动装置的总效率 ]\pi!oa  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; 6v)TCj/  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, :j&enP5R(q  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, j9 nw,x$  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 1:-'euA"  
s$M(-"mg  
  2.电动机的选择 f?5>V   
6 U.Jaai:  
    电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, 9?l a5  
    经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, 5u$.!l8Nl  
    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。 F^%w%E\  
     '/>Mr!H#  
    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, a'VQegP(f\  
     DDrR9}k  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 ]_s3<&R  
     Df6i*Ko|  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 {$frR "K  
                                                  tMl y*E  
 Vl_6nY;  
方案    电动机型号    额定功率 7b"fpB  
P w#.3na  
kw    电动机转速 o}AXp@cqi  
    电动机重量 alb3oipOB  
N    参考价格 R$&;  
元    传动装置的传动比     U)(R4Y6 v  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     >_}isCd,  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     Ud/>oaW?s  
  *)K 5<}V  
   中心高 [:X@|,1V!L  
        外型尺寸 ZLQmEF[>  
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     DGvuo 8  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     7By7F:[b  
o5Oig  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 owNwj  
x1gS^9MqCB  
(1)       总传动比 KXt8IMP_"y  
    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 /M2in]oH  
    (2)       分配传动装置传动比 45yP {+/-Q  
    =× p $Tk;;wm  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 =R5W KX  
    为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 #cY[c1cNv  
4.计算传动装置的运动和动力参数 Y:\msq1xp  
(1) 各轴转速 4=,J@N-  
  ==1440/2.3=626.09r/min :2/L1A)O  
  ==626.09/5.96=105.05r/min /H'- }C  
(2) 各轴输入功率 gPMR,TU  
    =×=3.05×0.96=2.93kW oG,>Pk  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW l,@>J9}Se  
    则各轴的输出功率:   k{vj,#  
=×0.98=2.989kW +<E#_)}`D6  
=×0.98=2.929kW .tRm1&Qi  
各轴输入转矩 m H:Un{,  
   =××  N·m 6))":<J  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· n.+*_c8k  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m C%4ed#  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m R0?bcP&  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m 24wDnDyh  
=×0.98=242.86N·m D,IT>^[^7  
运动和动力参数结果如下表 kff N0(MR  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     -ssb|r  
    输入    输出    输入    输出         @5Tl84@Q  
电动机轴        3.03        20.23    1440     - (s0f  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     YnpN -Y%g  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     J6#h~fpv  
QSaDa@OV  
5、“V”带轮的材料和结构 l,|Llb  
  确定V带的截型 9R=avfI  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 2$JZ(qnN  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 S. MRL,  
      V带截型      由图6-13                        B型 t jM9EP  
   =z}PR1X!  
  确定V带轮的直径 a?gF;AYk  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm &g?GF\Y  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s s9C^Cy^su  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm aR2N,<Cp5  
   }8#olZ/(q  
  确定中心距及V带基准长度 t|@5 ,J  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 (MXy\b<  
                          360<a<1030 9d1km~  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm Y1cL dQn  
     <0';2yP"  
  初定V带基准长度 IJf%OA>v  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm -'c qepC{T  
       ;Am3eJa*-  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm rl.K{Uad  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm fTEZ@#p  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 Lv+{@)  
   ]*NYuEgc  
   确定V带的根数 C).\ J !  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw H:~bWd'iz  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 fDr$Wcd~  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 hT%fM3|,e  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 ") 8l'^Mq2  
         .qE  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 C-edQWbcP  
                             ~2* LWH*@  
                       取Z=2 feX o"J  
V带齿轮各设计参数附表 P 0\`4Cr!  
Wl3S]4A  
各传动比 KaEaJ  
rQzdHA  
    V带        齿轮     {)Wf[2zJ  
    2.3        5.96     <^nS%hXEr  
  sd4eG  
2. 各轴转速n IWYQ67Yj   
    (r/min)        (r/min)     |}{gE=]  
    626.09        105.05     X!g;;DB\  
tHzgZo Bz  
3. 各轴输入功率 P {5VJprTbv  
    (kw)        (kw)     _V3z!aI  
    2.93       2.71     Fepsa;\sU  
~;?mD/0k  
4. 各轴输入转矩 T 9{(q[C5m  
    (kN·m)        (kN·m)     C6c*y\O\7  
43.77        242.86     L%H\|>k`  
.]E"w9~  
5. 带轮主要参数 cKYvNM  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         8i$|j~M a  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     ?"'+tZ=f6  
带的根数z     '-myOM7  
    160        368        708        2232        B        2     T=/c0#Q|q  
>}wFePl  
6.齿轮的设计 n U=  
BqJ|l7+  
(一)齿轮传动的设计计算 OM.-apzC  
T}J)n5U}\  
齿轮材料,热处理及精度 =m<b+@?T  
    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 , $!F,c  
    (1)       齿轮材料及热处理 PM!JjMeQh  
       ① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮  280HBS  取小齿齿数=24 n-K/d I  
高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮  240HBS    Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 NEIF1( :  
      ② 齿轮精度 H6Zo|n  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 B _ J2Bf  
     `i|!wD,=\  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 0vEQgx>  
按齿面接触强度设计 &@xm< A\S  
#[i3cn  
确定各参数的值: &W3srJo  
①试选=1.6 !]?kvf-3e  
选取区域系数 Z=2.433   R{[v#sF >#  
     v~x`a0  
    则 Cn=#oE8(A  
    ②计算应力值环数 HJb^l 4Q  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) ){mqo%{SO  
    =1.4425×10h cY+fZ=  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) n?c[ E+i;  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 TP| ogF?  
    ④齿轮的疲劳强度极限 ,2U  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: C/ VHzV%q  
    []==0.93×550=511.5 jHob{3  
VI|2vV6?  
    []==0.96×450=432         3rMi:*?  
许用接触应力   .5>]DZn6  
         <8~c7kT'  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   <k3KCt  
         =1 TPx`qyW  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 djoP`r  
    =4.47×10N.m hVyeHbx  
    3.设计计算 OI0@lSAo<  
①小齿轮的分度圆直径d %qqCpg4  
     uzb|yV'B  
    =46.42 >B``+ Z^2  
    ②计算圆周速度 ,Y| ;V  
    1.52 OW6dK #CFt  
    ③计算齿宽b和模数 *'?V>q,  
计算齿宽b Zcw <USF8  
       b==46.42mm 'ahz@+l O  
计算摸数m |F\fdB}?S:  
  初选螺旋角=14 XxeP;}  
    = Mig l  
    ④计算齿宽与高之比 B^]Gv7-  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 74NL)|M  
=46.42/4.5 =10.32 d~6UJ=]@8  
⑤计算纵向重合度 w`< {   
=0.318=1.903 h'GOO(  
⑥计算载荷系数K  6shN%  
使用系数=1 k|RY; 8_  
根据,7级精度, 查课本得 ,*9gy$  
动载系数K=1.07, E:B<_  
查课本K的计算公式: }4piZ ch  
K= +0.23×10×b BbCW3!(  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 xY.?OHgG/  
查课本得: K=1.35 9:3`LY3wW  
查课本得: K==1.2 T tWzjt  
故载荷系数: 0dsL%G~/N  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 ;jQ^8 S  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 jUZ$vyT  
    d=d=50.64 B@z ng2[  
    ⑧计算模数 x <aR|r  
    = NU'2QSU8  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 Z<=L  
    由弯曲强度的设计公式 BaUuDo/ZO  
    ≥ MLi aCG;  
p1.3)=T  
⑴   确定公式内各计算数值 `SZ-o{  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m -s)h ?D  
         确定齿数z owyQFk  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 " o 3Hd  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 L?M x"  
    Δi=0.032%5%,允许 WuI$   
    ②      计算当量齿数 FI$ -."F  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  ^xScVOdP  
    z=z/cos=144/ cos14=158 oLq N  
    ③       初选齿宽系数 |+[Y_j  
     按对称布置,由表查得=1 N9*QQ0  
    ④       初选螺旋角 {: \LFB_  
    初定螺旋角 =14 Q.3:"dT  
    ⑤       载荷系数K QX&Y6CC`]  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73  8 }AWU  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y v>mK~0.$  
    查得: rR/{Yx4  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 n{{"+;oR  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 CGb4C(%-7  
     /C <p^#g9.  
    ⑦       重合度系数Y ZCBF&.!  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 @)!N{x?  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 `}L{gssv  
=14.07609 '.gi@Sr5  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 ^ rUq{  
    ⑧       螺旋角系数Y M0?%r`  
 轴向重合度 =1.675, CY*GCkH  
    Y=1-=0.82 mfffOG  
     k!bJ&} Q(b  
    ⑨       计算大小齿轮的 19[!9ci  
 安全系数由表查得S=1.25 D6fd(=t1Z  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 *(5T?p[7  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 <5#2^(  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 \P"Ol\@  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   f+1'Ah0'E  
    小齿轮     大齿轮 Hr7pcz/#l  
r1}1lJ>7H  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: 3Of!Ykf=  
    K=0.86        K=0.93   MR5[|kHJT  
9:=:P>  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 6hcK%0z  
      []= Bga4kjfmk  
      []= m6}_kzFz  
       l[%=S!  
       {gD`yoPrV  
        大齿轮的数值大.选用. K:Z(jF!j  
     IGly x'\_  
⑵   设计计算 F ~7TE91C  
     计算模数 jffNA^e  
3Z` wU  
:>_oOn[_  
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: K_:2sDCaN  
Y}Dk>IG  
z==24.57  取z=25 0V^I.S/q  
|YV> #l  
那么z=5.96×25=149           h^1 !8oOYD  
  ma<uXq  
②   几何尺寸计算 u86@zlzd  
    计算中心距     a===147.2 !;d>}iE   
将中心距圆整为110 7`^Y*:(  
3)2{c  
按圆整后的中心距修正螺旋角 :)T*:51{#  
EAxdF u  
=arccos iC>%P&|-)|  
(ov&iNx  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. ro3%VA=V  
@t*D<B$  
计算大.小齿轮的分度圆直径 Qgv g*KX  
     0 VG;z#{J  
    d==42.4 B%k C>J  
Ai^0{kF6  
d==252.5 \d]Y#j<  
E $W0HZ'  
计算齿轮宽度 o1*P|.`  
C+%eT&OO  
B= kg7 bZ  
W2zG"Q  
圆整的       ^Oeixi@f  
qK2jJ3)>  
                                            大齿轮如上图: 'iOa j0f  
#sg dMrVQ  
#`K{vj  
H8HVmfM  
7.传动轴承和传动轴的设计 o`7 Z<HF  
7sWe32  
1.  传动轴承的设计 qdmAkYUC  
""|;5kJS4  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 .jC5 y&  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min q@ ;1{  
T1=43.77kn.m mE>{K  
⑵.  求作用在齿轮上的力 T}29(xz-(h  
    已知小齿轮的分度圆直径为 Y|J=72!]  
        d1=42.4 BSB&zp  
而  F= aSxDfYN=R  
     F= F ])%UZM6  
1CSGG'J]E  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N 'jO8C2Th%  
Doq}UWp  
^;9l3P{  
!_~ /Y/M  
⑶.   初步确定轴的最小直径 }aI>dHL  
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 F7nwV Dc*  
j72mm!  
a\oz-`ESa  
             Z#(Y%6[u  
     从动轴的设计 )PYh./_2  
       `L[q`r7  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, V[]Pya|s+  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M a~LdcUYs  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 /"m#mh L  
    已知大齿轮的分度圆直径为 RP[`\  
        d2=252.5 9^`cVjD5  
而  F= {D :WXvI  
     F= F uudd'L  
`kv7Rr}Q  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N i gjn9p&_  
?*r%*CL  
K :+q9;g  
.3XiL=^~Qp  
⑶.   初步确定轴的最小直径 t%5bDdo  
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 ~Cw7.NA{3  
4,h)<(d{  
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 /FpPf[  
查表,选取 hA1B C3  
{Oq8A.daJ  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 -"a(<JC^NI  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 +]NpcE'  
1>Vq<z  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 N#)Klq87z  
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与  。 S1@r.z2L  
4g}r+!T  
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. <SOG?Lh~  
I|K!hQ"m  
            D        B                轴承代号     ?"<m{,yQI  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     !g}@xwWax  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     gzH;`,  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     FwHqID_!:l  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     eY^zs0  
NV?XZ[<*<  
     f8qDmk5s  
y;4g>ma0  
     v*.iNA;&i  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 V?) V2>]  
    右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, u2$.EM/iae  
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.     +~o f#  
=_g#I  
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. V=5*)i/  
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, #Dz"g_d  
高速齿轮轮毂长L=50,则 qdKqc,R1{  
Ie=gI+2  
L=16+16+16+8+8=64 ahCwA}  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. \v<S:cTf  
+oO7UWs>6  
5.    求轴上的载荷    iycceZ  
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, yD.(j*bMK;  
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. >hq{:m  
q@XJ,e1A  
^-mWk?>  
LikCIO  
?1 Vx)j>|  
:V#xrH8R  
f?eq-/UR  
#Yp&yi }  
)\2KDXc  
     1|ddG010  
HrFbUK@@  
传动轴总体设计结构图: TvT>UBqj=  
     Ex*{iJ;\  
                             Fs=x+8'M  
6@FhDj2X  
                             (主动轴) Qy4Pw\  
qxHn+O!h  
jTV4iX  
        从动轴的载荷分析图: ;pOV; q3j  
`_ M+=*}  
6.     校核轴的强度 /uDcJ1u66  
根据 ;!t?*  
== &0|Z FXPd  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 ;~[}B v  
查表15-1得[]=60MP -O=xgvh"  
〈 []    此轴合理安全 UGgo;e  
}2m>S6""A  
8、校核轴的疲劳强度. P0OMu/  
⑴.   判断危险截面 t98S[Z(-%+  
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. L ed{#+  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 T;{:a-8  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 52Dgul  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 <ME>#,  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 f2SJ4"X  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 kX}sDvP3  
截面上的弯曲应力 Jc]66   
4tUt"N  
截面上的扭转应力 ~!7x45( 1#  
== 8Exky^OT|  
轴的材料为45钢。调质处理。 q{b-2k  
由课本得: !T ,=kh  
           _:5t~29  
因             6w m-uu  
经插入后得 $""k Z  
2.0         =1.31 OQ 4h8,  
轴性系数为 $XMpC{  
       =0.85 kv+^U^WoU  
K=1+=1.82 F  Qk  
    K=1+(-1)=1.26 R;A8y  
所以               k W 8>VnW  
]F>#0Rdc  
综合系数为:    K=2.8 ru`U/6 n  
K=1.62 `D=`xSEYl  
碳钢的特性系数        取0.1 cwtlOg  
   取0.05 B <qsa QG  
安全系数 I2SH j6 -  
S=25.13 uW#s;1H.)  
S13.71 Ef ?|0Gm  
≥S=1.5    所以它是安全的 8+".r2*_iO  
截面Ⅳ右侧 jA^Dk$  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 YN<vOv  
W$;qhB  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 gV h&c 4  
&V+KM"Ow  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 $G }9iV7  
|4 2;171  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 ?K2}<H-  
截面上的弯曲应力   L%{YLl-zf]  
截面上的扭转应力 j)YX=r;xM  
==K= &N6[*7  
    K= 8JF<SQ  
所以                 XD0a :T)  
综合系数为: vZ57 S13  
K=2.8    K=1.62 JhTr{8{  
碳钢的特性系数 xaoR\H  
    取0.1       取0.05 B>=D$*_  
安全系数 _~C1M&b(X3  
S=25.13 En\q. 3 5  
S13.71 g"m9[R=]6  
≥S=1.5    所以它是安全的 L Yd:S  
FeO1%#2<y  
9.键的设计和计算 J-uQF|   
$_TS]~y4}  
①选择键联接的类型和尺寸 oz,.gP%  
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. ScD E)r  
根据    d=55    d=65 9y5JV3  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 =_m3 ~=Z  
                     b=20     h=12     =50 ST?Rl@4  
XOI"BLd  
②校和键联接的强度 h*!oHS~/l  
  查表6-2得      []=110MP }' Y)"8AIA  
工作长度  36-16=20 !.t D.(XP  
    50-20=30 TBO g.y]  
③键与轮毂键槽的接触高度 "$o>_+U  
     K=0.5 h=5 ']I!1>v$[  
    K=0.5 h=6 [{GN#W|AGP  
    由式(6-1)得: N|>JLZ>  
           <[] :FH&#Eq~4  
           <[] M eep  
    两者都合适 $ xHtI]T  
    取键标记为: { gs$pBu  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 t0@AfO.'1  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 (S+/e5c)  
10、箱体结构的设计  zy"k b  
减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, kN{$-v=K  
大端盖分机体采用配合. K*b* ]hf{  
8Q)|8xpYS  
1.   机体有足够的刚度 uP r!;'J=  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 i|AWaG)  
t1J3'lS  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 ` V [4  
[+R_3'aK  
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 qhcx\eD:?  
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 W}3%BWn  
Y_jc*S  
3.   机体结构有良好的工艺性. 4Otq3s34FT  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. .s,04xW\  
"-X8  
4.   对附件设计 d4^x,hzV  
A  视孔盖和窥视孔 MusUgBQy  
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 Sa[lYMuB  
B  油螺塞: 8IxIW0  
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。 0!ZaR 6  
C  油标: %Y=r5'6l  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 [r3sk24  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. 9*K-d'm  
AH/o-$C&  
D  通气孔: ~]d9 J  
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. 4 ?PB Fbd  
E  盖螺钉: ^0}wmxDq  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 &S 66M2  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. 4;AQ12<[1  
F  位销: m;{HlDez  
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. rXMc0SPk  
G  吊钩: IO 0nT  
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. -=gI_wLbM  
*n&Sd~Mg  
减速器机体结构尺寸如下: phf{b+'#X  
\mJR^t  
名称    符号    计算公式    结果     eZ[Qhrc  
箱座壁厚                10     Db*b"/]  
箱盖壁厚                9     (}>)X]  
箱盖凸缘厚度                12     AA=rjB9  
箱座凸缘厚度                15     u pUJF`3  
箱座底凸缘厚度                25     0uW)&>W  
地脚螺钉直径                M24     V?"U)Y@Y  
地脚螺钉数目        查手册        6     w+*rbJ  
轴承旁联接螺栓直径                M12     X@tA+   
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     KA{QGaZ/  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     q. Jx|x  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     iV?8'^  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     tx9 %.)M:n  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 MnF|'t  
    22 ^w``(-[*  
    18     lt:&lIW,3  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 uE(5q!/  
    16     =A'JIssk  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     CALD7qMK  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     $^ ^M&[b-  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     ~Y*.cGA  
机盖,机座肋厚                9    8.5     F}meKc?a  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) qM26:kB{  
150(3轴)     m,q)lbRl  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) V( 0Y   
150(3轴)     g4Dck4^!4  
     GeB&S!F  
11. 润滑密封设计 0]'  2i  
.6 0yQ[aE  
    对于二级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度. z2,NWmP|w  
    油的深度为H+ StTxga|  
         H=30  =34 <b _K*]Z  
所以H+=30+34=64 !.O[@A\.-  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 *dBmb  
     8,vP']4r%  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 Oe@w$?  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     /c-k{5mH%  
    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 7SYe:^Dx  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 #`%S[)RT  
     ,98 F  
12.联轴器设计 md18q:AG)  
&Fuk+Cu{  
1.类型选择. AT3HH QD  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 { 6qxg_{  
2.载荷计算. aCQ[Uc<B:  
公称转矩:T=95509550333.5 [kr-gV  
查课本,选取 @zi0:3`#0\  
所以转矩   6}c!>n['  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 !XI9evJw  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm [] "bn9 +  
Wrp+B[ {r\  
四、设计小结 T>#~.4A0  
    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。 IV':sNV  
    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。 _]Ob)RUVH  
五、参考资料目录 G^K;+&T  
[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; $[MAm)c:]{  
[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; 55<!H-zt  
[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; z%+rI  
[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; BSd.7W;cS=  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 $kmY[FWu?  
[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; Rb:?%\=  
[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? [GI2%uA0  
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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