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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 =BZ?-mIU  
                 Yp4c'Zk  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         [W,-1.$!dM  
                 xqHL+W  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) p&K\]l}  
 !=*.$4  
目   录 >LF&EM]  
     7=*VpX1  
一    课程设计书                            2 ]wuy_+$  
.#5l$['  
二    设计要求                              2 Jll-X\O`-  
nD,{3B#  
三    设计步骤                              2 !|m9|  
     tO.$+4a  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 <V_7|)'/A  
    2. 电动机的选择                                4 RwTzz] M  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 czBi Dk4  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 aN^IP  
    5. 设计V带和带轮                              6 hQgN9S5P  
    6. 齿轮的设计                                  8 3LlU]  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 0d\~"4 R  
    8. 键联接设计                                  26 QlW=_Ymv{  
    9. 箱体结构的设计                              27 f8:$G.}i  
    10.润滑密封设计                                30 I/UQ'xx  
    11.联轴器设计                                  30 /b.oEGqZX  
     PtKTm\,JL0  
四    设计小结                              31 27#8dV?  
五    参考资料                              32 i|\{\d  
}&G]0hCT!  
一. 课程设计书 mT_GrIl[  
设计课题: U 0ZB^`  
    设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V Ds5N Ap:x  
表一: "'eWn6O(  
         题号 @PcCiGZ  
ZcZ;$*  
参数    1     sS,#0Qt.  
运输带工作拉力(kN)    1.5     +*t|yKO>[  
运输带工作速度(m/s)    1.1     e!o(g&wBj  
卷筒直径(mm)    200     $+:(f{Va*  
vg5NY =O  
二. 设计要求 mpef]9  
1.减速器装配图一张(A1)。 9)yG.9d1  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 =[(1my7  
3.设计说明书一份。 .u< U:*  
p~bkf>  
三. 设计步骤 i;lE5  
    1.  传动装置总体设计方案 7>x;B  
    2.  电动机的选择 KZK,w#9.  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 |R'i:=  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 J#7(]!;F  
    5.  “V”带轮的材料和结构 <7g Ml  
    6.  齿轮的设计 Z! YpklZ?~  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 H%Y%fQ ~^  
    8、校核轴的疲劳强度 OKQLv+q5K)  
    9.  键联接设计 !s-/0ugZ  
    10.  箱体结构设计 I>((o`  
    11. 润滑密封设计 _ +KmNfR  
    12. 联轴器设计 >}F?<JB  
     yH(V&Tv  
1.传动装置总体设计方案: 3Hm7 uBZ  
#,P(isEZ"  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 9N}W(>  
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, ~N[|bPRmhE  
要求轴有较大的刚度。 mG}k 3e-  
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。 kukaim>K  
其传动方案如下: zH+<bEo=1=  
        ]7F)bIG[  
图一:(传动装置总体设计图) WTu{,Q  
? -{IsF^  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 NS 5 49S  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 Y\u_+CG*  
     传动装置的总效率 /'Bdq?!B&  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; M,L@k  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, hgj0tIi/  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, w)<4>(D  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 *eoq=,O  
AJWLEc4XK  
  2.电动机的选择 W]~ZkQ|P  
#wD7 \X-f  
    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, 7xR|_+%~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, *(VbPp_H_  
    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。 h*l4Y!7  
     n +d J c  
    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, w#d} TY  
     .9I_N G  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 s'AQUUrb <  
     j@V $Mbv  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 wL'C1Vr  
                                                  Deog4Ol"/  
}1\?()rB  
方案    电动机型号    额定功率 9T]va]w?#  
P Qf~| S9,  
kw    电动机转速 _"v~"k 90^  
    电动机重量 H>Sf[8w)%  
N    参考价格 vF+YgQ1H  
元    传动装置的传动比     9 G((wiE  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     g` kZ T} h  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     4Q/r[x/&C  
  5#BF,-Jv  
   中心高 .^GFy   
        外型尺寸 C*]AL/  
L×(AC/2+AD)×HD        底脚安装尺寸A×B    地脚螺栓孔直径K    轴伸尺寸D×E        装键部位尺寸F×GD     %y3:SUOdx  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     =G[ H,;W  
wz)m{:b<  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 |/2LWc?  
]uJM6QuQ  
(1)       总传动比 gBfX}EK7F  
    由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 TR|;,A[%v#  
    (2)       分配传动装置传动比 l4DeX\ly7f  
    =× |M]sk?"^  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 ,$o-C&nC  
    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 ]P JH'=  
4.计算传动装置的运动和动力参数 7!mJhgGc  
(1) 各轴转速 \S'cW B  
  ==1440/2.3=626.09r/min @],Z 2  
  ==626.09/5.96=105.05r/min  s"#CkG  
(2) 各轴输入功率 ?#U0eb5u  
    =×=3.05×0.96=2.93kW V_{vZ/0e  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW ]C+eJ0"A  
    则各轴的输出功率:   nO-d" S*  
=×0.98=2.989kW 57'q;I  
=×0.98=2.929kW V5cb}xx  
各轴输入转矩 xqU^I5Z  
   =××  N·m i:\bqK  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· ,7QBJ_-;QJ  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m Bfu/9ad  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m >_n:_  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m m]E o(P4+  
=×0.98=242.86N·m osI- o~#>  
运动和动力参数结果如下表 wYC9 ~ms-  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     xAFek;GY?  
    输入    输出    输入    输出         4p*?7g_WVH  
电动机轴        3.03        20.23    1440     (}VuiNY<3  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     1w(<0Be  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     p.qrf7N$  
p, !1 3X  
5、“V”带轮的材料和结构 t- !h X/  
  确定V带的截型 ojiM2QT}m  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 3`mC"a b /  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 +k# mvPq  
      V带截型      由图6-13                        B型 oM/B.U2a  
   5R$=^gE  
  确定V带轮的直径 ftDVxKDE?S  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm  ]v/t8`  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s =]8f"wAh*  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm R:SIs\%o  
   `#-p,NElV  
  确定中心距及V带基准长度 /W7&U =d9  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知  pb,{$A  
                          360<a<1030 h[vAU 9f)  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm ?*B;514  
     = ?y^O0v  
  初定V带基准长度 _SU,f>  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm FjK Ke7  
       c%o5 E%  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm kfH9Y%bOy  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm w@<<zItSo  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 ^!zJf7(+<>  
   c80"8r  
   确定V带的根数 D'U\]'.  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw "j *fVn  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 RlG'|xaT  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 Lh8# I&x  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 ^XjvJa  
         Y- z~#;  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 U"jUMOMZ;  
                             bQ${8ZO  
                       取Z=2 WV9[DFU  
V带齿轮各设计参数附表 N^nDWK  
s (l+{b &  
各传动比 q[T_*X3o  
r;@:S~  
    V带        齿轮     XFLjVrX[  
    2.3        5.96      mP`,I"u  
  AmUe0CQ:k'  
2. 各轴转速n .)oQM:F (h  
    (r/min)        (r/min)     |\yDgs%EGy  
    626.09        105.05     gwkZk-f\p  
#,Fx@3y\a  
3. 各轴输入功率 P FQv02V+&<  
    (kw)        (kw)     hfP(N_""S  
    2.93       2.71     lcuH]z  
^@l5u=  
4. 各轴输入转矩 T HzFt  
    (kN·m)        (kN·m)     ~a0d .dU  
43.77        242.86     r(`8A:#d  
}K qw\]`  
5. 带轮主要参数 .1l[l5$  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         1bFEx_  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     |\{J` 5gr  
带的根数z     A=l?IC@O  
    160        368        708        2232        B        2     p]J]<QaZD  
o9(#KC?3  
6.齿轮的设计 '<U[;H9\  
123-i,epg  
(一)齿轮传动的设计计算 >ZOZv  
Y }g6IK}  
齿轮材料,热处理及精度 E!oJ0*@  
    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 }T^v7 LY  
    (1)       齿轮材料及热处理 hyr5D9d  
       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 =-#iXP@  
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 j2C^1:s@m  
      ② 齿轮精度 `cy"-CJS  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 Sd/d [  
     '!2  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 (kD?},Z  
按齿面接触强度设计 e>s.mH6A  
>O[^\H!\  
确定各参数的值: 2{Lc^6i(t  
①试选=1.6 o2t@-dNi  
选取区域系数 Z=2.433   Ky{I&}+R|  
     !IrKou)/_  
    则 d#$i/&gE  
    ②计算应力值环数 /ux#U]x  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) +HVG5l  
    =1.4425×10h I "+|cFq.  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) |Z +E(F  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 S@rsQ@PA  
    ④齿轮的疲劳强度极限 OYCFx2{  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: }j5@\c48  
    []==0.93×550=511.5 f+(w(~O  
;z=C^'  
    []==0.96×450=432         aWi]t'_  
许用接触应力   %PNm7s4x2  
         R;I-IZS:  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   N"Nd$4  
         =1 -O,O<tOm  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 $y |6<  
    =4.47×10N.m 0yEyt7 ~@  
    3.设计计算 SGT-B.  
①小齿轮的分度圆直径d mfi'>o#  
     d%|#m)  
    =46.42 OA5md9P;d  
    ②计算圆周速度 nCmrt*&}  
    1.52 nV6g]#~ @  
    ③计算齿宽b和模数 97=YFK~*  
计算齿宽b FWx*&y~$  
       b==46.42mm x'PjP1  
计算摸数m ^i,0n}>  
  初选螺旋角=14 za 4B+&JJ  
    = [/`Hz]R  
    ④计算齿宽与高之比 *d*;M>  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 hdWp  
=46.42/4.5 =10.32 Yka yT0!  
⑤计算纵向重合度  /o3FK  
=0.318=1.903 o\Vt $  
⑥计算载荷系数K ,'0oj$~S:  
使用系数=1 rG'k<X~7  
根据,7级精度, 查课本得 loVvr"&g  
动载系数K=1.07, m##z  
查课本K的计算公式: RwLdV+2\R`  
K= +0.23×10×b }qX&*DU_@  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 9YsO+7[  
查课本得: K=1.35 =kkA  
查课本得: K==1.2 MrjB[3Td  
故载荷系数: h]z|OhG  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 4BL,/(W] x  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 ]3cf}Au  
    d=d=50.64 GHrT?zEX  
    ⑧计算模数 .0/Z'.c 8  
    = \:^n-D*fX  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 5 /VB'N#7s  
    由弯曲强度的设计公式 =-& iF  
    ≥ ]cY'6'}Hz  
w9h5f  
⑴   确定公式内各计算数值 "f$A0RL  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m ?ew]i'9(  
         确定齿数z tQ<2K*3]  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 ju 6_L<  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 PqeQe5  
    Δi=0.032%5%,允许 ;SP3nU))  
    ②      计算当量齿数 ^mb*w)-p?  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  uy%PTi+A  
    z=z/cos=144/ cos14=158 aWK7 -n  
    ③       初选齿宽系数 ZuV  
     按对称布置,由表查得=1 ?UZ yu 4O%  
    ④       初选螺旋角 DcM+K@1E4^  
    初定螺旋角 =14 9Qd'=JQl  
    ⑤       载荷系数K +004 2Yi  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 @WE$%dr  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y f }e7g d]M  
    查得: WkmS   
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 _Dt TG<E  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 U?C{.@#w  
     oW9rl]+  
    ⑦       重合度系数Y ]8z6gDp  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 tHo/uW_~I  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 cjpl_}'L:  
=14.07609 tH!z7VZ  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 AV`7> @  
    ⑧       螺旋角系数Y :G)x+0u  
 轴向重合度 =1.675, {u][q &n  
    Y=1-=0.82 L{Zy7O]"d  
     O&%T_Zk@@  
    ⑨       计算大小齿轮的 D1/$pA+B  
 安全系数由表查得S=1.25 ^(B*AE.  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 >QPS0Vx[  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 :S2MS{>Mo  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 \OB3gnR  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   q+Q)IVaU81  
    小齿轮     大齿轮 4x >e7Kf  
T!E LH!  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: &(7Io?  
    K=0.86        K=0.93   GDntGTE~sk  
*mt v[  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 ?2Dz1#%D  
      []= s2kynQ#a  
      []= ?Fw/c0  
       Hn.UJ4V  
       34+}u,=  
        大齿轮的数值大.选用. mY9K)]8  
     5eJd$}Lbc  
⑵   设计计算 s*Ll\#  
     计算模数 n&JP/P3Y  
4'*K\Ul).H  
0^^i=iE-u  
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: &Gl&m@-j  
85]UrwlA4  
z==24.57  取z=25 mer{Jy s  
2 {0VyLx  
那么z=5.96×25=149           : r=_\?  
  sP7(1)\  
②   几何尺寸计算 "f+2_8%s+  
    计算中心距     a===147.2 sq$|Pad[  
将中心距圆整为110 WdnP[x9  
5#PhaVc  
按圆整后的中心距修正螺旋角 ;C%EF  
?i"FdpW  
=arccos x.Y,]wis  
!8].Z"5J  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. fZC,%p  
/|f]L9)2<  
计算大.小齿轮的分度圆直径 K<(R Vh  
     .S;/v--F  
    d==42.4 h'+ swPh  
xOlkG*3c  
d==252.5 @So"(^  
Tc :`TE=2  
计算齿轮宽度 w8Yff[o  
' r/1+.  
B= DSp@  
C/=ZNl9"fn  
圆整的       I(SE)%!%S  
oxZ(qfjS  
                                            大齿轮如上图: @ Ia ~9yOY  
th{h)( +H  
^8)d8?}  
eNX-2S  
7.传动轴承和传动轴的设计 Qd&j~cG@  
TEtZ PGFl  
1.  传动轴承的设计 S6 *dp68  
Rx.0P6s  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 V'B 6C#jT  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min @B6[RZR  
T1=43.77kn.m ;N|6C+y  
⑵.  求作用在齿轮上的力 U<x3=P  
    已知小齿轮的分度圆直径为 Y9N:%[ :>W  
        d1=42.4  "d'@IN  
而  F= Z)<>d.  
     F= F `/O_6PQ}  
dj#<,e\  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N x8[8z^BV?e  
{<lV=0]  
'E9jv4E$n  
ej~ /sO  
⑶.   初步确定轴的最小直径 eM}Xn^}  
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 _ i8}ld-  
J7H1<\=cJb  
4{TUoI6ii  
             (`&g  
     从动轴的设计 _z;N|Xe  
       9ccEF6o0=  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, " 1 Bn/Q  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M LS`Gg7]S  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 4s~o   
    已知大齿轮的分度圆直径为 &AzA0r&,  
        d2=252.5 <_5z^@N3$  
而  F= Kxq~,g=t  
     F= F fqi5 84  
+q1@,LxN  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N \*7Tj-#  
I'";  
.._wTOSq  
ev>: 3_ s  
⑶.   初步确定轴的最小直径 "2)T=vHi#  
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 ^U52 *6  
nxG vh4'i8  
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 <B)lV'!Bd  
查表,选取 F~m tE8B:  
+XsY*$O  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 ^;'3(m=  
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 $ysC)5q.  
1.+MX(w  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 qVf~\H@  
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  。 GB0] |z5  
 h /on  
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. =T1i(M#  
| .PLfc;  
            D        B                轴承代号     W6Hiqu+  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     TR#5V@e.m  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     ]5^u^  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     RxqXGM`4  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     :Z<-J`  
BQm H9g|2  
     j0Q ;OKu  
SQ@@79A  
     DY1o!thz)  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 $]O\Ryf6  
    右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, "B.l j)  
③   取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm.     _r&#Snp  
[Ga 9^e$Zv  
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. ^CX~>j\(  
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, 9khD7v   
高速齿轮轮毂长L=50,则 x.'O_7c0:  
*p VKMmU  
L=16+16+16+8+8=64 A w83@U  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. ^K3{6}]  
vHWw*gg(/E  
5.    求轴上的载荷   :z.< ||T  
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, ^NP" m  
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. /q8n_NR  
/7*u!CNm  
{W@Y4Qqq  
#bnFR  
Q|:\  
__)9JF  
) ~X\W\  
QQqWJq~  
fuQ? @F  
     #\w~(Nm-  
"xw2@jGpG  
传动轴总体设计结构图: ndN 8eh:OR  
     UeE&rA]  
                             )PZ'{S  
"",V\m  
                             (主动轴) w+P bT6;  
*Bc= gl$  
e%"L79Of6)  
        从动轴的载荷分析图: 8eL[ ,uw  
R(3V ! ph  
6.     校核轴的强度 Si!W@Jm  
根据 $$AKz\  
== .I[uXd  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 ,_p_p^Ar\4  
查表15-1得[]=60MP Ip|7JL0Z  
〈 []    此轴合理安全 wOINcEdx  
\S3C"P%w  
8、校核轴的疲劳强度. JeuW/:Wv  
⑴.   判断危险截面 Ot5 $~o  
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ  B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. v@[MX- ,8  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 s>^*GQw  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 bc%7-%  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 #BF(#1:  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 !\^c9Pg|v  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 zS]Yd9;X1  
截面上的弯曲应力 ,Epg&)wC]  
(',G Ako  
截面上的扭转应力 8&B{bS  
== BHqJ~2&FDW  
轴的材料为45钢。调质处理。 gQh;4v  
由课本得: Gb\}e}TB[  
           buq3t+0  
因             n~k;9`  
经插入后得 -&y{8<bu4H  
2.0         =1.31 t: r   
轴性系数为 ~%m-}Sxc  
       =0.85 RR*<txdN  
K=1+=1.82 8g^OXZ   
    K=1+(-1)=1.26 Cj,fP[p#7  
所以               U5%EQc-"P  
e%o6s+"  
综合系数为:    K=2.8 P*Uu)mG)G  
K=1.62 0 ; M+8  
碳钢的特性系数        取0.1 h{VCx#!]  
   取0.05 XQ.JzzY$  
安全系数 8tY],  
S=25.13 \ @3i=!  
S13.71 ySL 31%  
≥S=1.5    所以它是安全的 Xq1n1_Z  
截面Ⅳ右侧 6uOR0L  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 JO1KkIV  
!zVuO*+  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 48Z{wV,  
JIQS'r  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 z{7&=$  
;a*i*{\Rm  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 J+kxb"#d  
截面上的弯曲应力   1ki##v[ W8  
截面上的扭转应力 eOE7A'X   
==K= ^D ;X  
    K= @_YlHe&W  
所以                 z<hy#BIjnd  
综合系数为: OIe {Sx{y  
K=2.8    K=1.62 !Z`~=n3bk  
碳钢的特性系数 ke!)C[^7z  
    取0.1       取0.05 cL7je  
安全系数 uL1e?  
S=25.13 80x %wCY`  
S13.71 l%oie1g l  
≥S=1.5    所以它是安全的 @q}.BcSg  
T4F}MVK  
9.键的设计和计算 %e+hM $Q  
ck){N?y  
①选择键联接的类型和尺寸 g~S>_~WL  
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. LsS/Sk  
根据    d=55    d=65 x;?4AJ{  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 @{:E&K1f  
                     b=20     h=12     =50 z AacX@  
=) $a>N  
②校和键联接的强度 u`xmF/jhQ  
  查表6-2得      []=110MP s =! y%  
工作长度  36-16=20 ?54=TA|5`F  
    50-20=30 N4}j,{#  
③键与轮毂键槽的接触高度 .DMeW i  
     K=0.5 h=5 }5z6b>EI9a  
    K=0.5 h=6 a]>gDDF  
    由式(6-1)得: 3?|Fn8dQR.  
           <[] 4L85~l  
           <[] Ia=wf"JS)  
    两者都合适 0m(/hK  
    取键标记为: {OL*E0  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 f<= #WV  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 EW%%W6O6  
10、箱体结构的设计 q.yS j  
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, Cg |_ ) _w  
大端盖分机体采用配合. lbZ,?wm  
 Jx9S@L`  
1.   机体有足够的刚度 ^/47 *vcN5  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 3k` "%R.H  
y\$B9KX  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 ( \{9W  
2`Ub;Nn29  
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 /pan{.< k  
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 b8P/9D7K?  
+AhR7R!  
3.   机体结构有良好的工艺性. #o SQWC=T  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. G"T)+! 6t  
UO47XAO  
4.   对附件设计 5"u-oE&  
A  视孔盖和窥视孔 =QHW>v  
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 8  k9(iS  
B  油螺塞: qL091P\F  
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。 ~ ' 81  
C  油标: {mY<R`Ee  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 V@&zn8?  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. i[`nu#n/  
7(rTGd0  
D  通气孔: [yM{A<\L  
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. $~`a,[e<  
E  盖螺钉: PX65Z|~>_  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 <6Q]FH!6  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. O`~G'l&@T  
F  位销: Dq/[ g,(  
为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度,在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销,以提高定位精度. MNzq,/Wf  
G  吊钩: mf=,6fx28  
在机盖上直接铸出吊钩和吊环,用以起吊或搬运较重的物体. ^N#kW-i  
;2q;RT`h  
减速器机体结构尺寸如下: mq`N&ABO!K  
"(PJh\S>S  
名称    符号    计算公式    结果     K++pH~o  
箱座壁厚                10     g e)g?IP4  
箱盖壁厚                9     { :xINQ=}D  
箱盖凸缘厚度                12     O6LZ<}oUR  
箱座凸缘厚度                15     [X0Wfb}{  
箱座底凸缘厚度                25     ]`0(^)U &  
地脚螺钉直径                M24     B;XFPQ#b  
地脚螺钉数目        查手册        6     q{@j$fMt0  
轴承旁联接螺栓直径                M12     pXL_`=3Q  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     zuUf:%k}I  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     z)xGZ*{=  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     b)9bYkd  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     osyY+)G'sV  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 A(X~pP &oF  
    22 A ^ $9[_  
    18     b2u_1P\  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 }WS%nQA  
    16     o[q Kf  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     Ay;=1g)8+f  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     dFD0l?0N  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     S9d+#6rn  
机盖,机座肋厚                9    8.5     8~AO~  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) V9z/yNo  
150(3轴)     mV^+`GWvo  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴)  Q<B=m6~  
150(3轴)     fT [JU1  
     mj=$[ y(  
11. 润滑密封设计 Yf&x]<rkCp  
'<5Gf1 @|  
    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. s`GwRH<#  
    油的深度为H+ @;2,TY>Di  
         H=30  =34 .>DqdtP[  
所以H+=30+34=64 YQe9g>G&  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 Z7% |'E R  
     %myg67u  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 e#JJd=  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     g+;m?VJ  
    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 s <Pk[7`*  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 Bm2"} =  
     o#gb+[  
12.联轴器设计 r7o63]  
a<7Ui;^@  
1.类型选择. eE5U|y)_  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 sYM3&ikyHI  
2.载荷计算. "f/lm 2<  
公称转矩:T=95509550333.5 W(a31d  
查课本,选取 jR`q  y<  
所以转矩   }md[hiJ  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 uq~$HXdc  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm LPX@oha  
fa9c!xDt  
四、设计小结 Fl<|/DCg  
    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。 S"0<`{Gv  
    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。 f#}P>,TP  
五、参考资料目录 ,<s'/8Ik  
[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; H4p N+  
[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; h'YC!hjp   
[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; |1C=Ow*"  
[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; T(zE RWo  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 4<g,L;pUU  
[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; Lb;:<  
[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? A+v6N>}*  
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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