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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 *c'nPa$+|S  
                 f@U\2r  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         ,Y 1&[  
                 -=_bXco}  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) <X9  T}g  
'6U~|d  
目   录 QH%Zbt2qS  
     pm$ZKM  
一    课程设计书                            2 e45gjjts  
9+<%74|,  
二    设计要求                              2 i oCoFj  
7-a[W   
三    设计步骤                              2 rUZRYF4C  
     :EOx>Pf_9)  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 Q|40 8EM  
    2. 电动机的选择                                4 )X*?M?~\  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 g%()8QxE1  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 c32IO&W4  
    5. 设计V带和带轮                              6  !]]QbB  
    6. 齿轮的设计                                  8 4u} "ng   
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 _ 4:@+{  
    8. 键联接设计                                  26 eZDqW)x  
    9. 箱体结构的设计                              27 =@%;6`AVcp  
    10.润滑密封设计                                30 /7WN,a  
    11.联轴器设计                                  30 `m2e *  
     ;A^0="x&  
四    设计小结                              31 *Z0Y:"  
五    参考资料                              32 :|hFpLt  
RiHOX&-7  
一. 课程设计书 /*g9drwaa  
设计课题: xs<~[l  
    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 [e1kfw  
表一: [Xp{z tGE  
         题号 (!F Uu  
z@!zQ Vp  
参数    1     Q y(Gy'q~  
运输带工作拉力(kN)    1.5     |$[WnYP  
运输带工作速度(m/s)    1.1     R#j -Z#/"  
卷筒直径(mm)    200     a*4"j2j v  
,(aOTFQS  
二. 设计要求 t;BvKH77  
1.减速器装配图一张(A1)。 q^{Z"ifL  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 u{%gB&nC  
3.设计说明书一份。 |ocIp/ $  
nya-Io.  
三. 设计步骤 HN'r ZAZ(  
    1.  传动装置总体设计方案 J?/.|Y]e  
    2.  电动机的选择 -[-LR }u  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 1rhsmcE  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 ml7nt 0{  
    5.  “V”带轮的材料和结构 Izrf42 >k  
    6.  齿轮的设计 f.f5f%lO~  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 $lkd9r1   
    8、校核轴的疲劳强度 eF8!}|*N  
    9.  键联接设计 k< b`v&G  
    10.  箱体结构设计 JQVu&S  
    11. 润滑密封设计 y'sy]Q~  
    12. 联轴器设计 bkmW[w:M  
     S<n3wR"^  
1.传动装置总体设计方案: z4l O  
H^jFvAI,8  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 ucm 3'j  
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, }gw `,i  
要求轴有较大的刚度。 BKoc;20;  
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 q|PB[*T  
其传动方案如下: GH%'YY3|  
        xl5n(~g)p  
图一:(传动装置总体设计图) >`rK=?12<  
p%304oP6  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 wn*z*  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 %qA +z Pf  
     传动装置的总效率 75Xi%mlE7  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; oo\0X  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, Ph&AP*Fq  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, MWSx8R)PN  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 z-G|EAON"/  
T!6H5>zA  
  2.电动机的选择 8kZ ~  
&fBLPF%6  
    电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, 2A3;#v  
    经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, Uo{h. .7?  
    则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 yjvH)t/!.  
     W(*:8}m,p  
    综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, {8M=[4_`l  
     xG<H${ k;  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 E-,74B&H  
     4!lbwqo  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 -&Fxg>FrYb  
                                                  fFXG;Q8&  
& -  
方案    电动机型号    额定功率 1E Lzzn  
P ok5 {c  
kw    电动机转速 v _Bu  
    电动机重量 jY-i`rJN  
N    参考价格 ZTG*|  
元    传动装置的传动比     8VvoPlo  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     bo&!oY#  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     = PldXw0  
  g~d}?B\<@  
   中心高 JH2?^h|{  
        外型尺寸 sm}q&m]ad  
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     G8`q-B}q  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     -tT{h 4  
/LhAQpUQT5  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 Ygn"7  
p}.P^`~j  
(1)       总传动比 3+m#v8h1  
    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 h$ M+Yo+  
    (2)       分配传动装置传动比 !@-j!Ub  
    =× >]"5K<-1  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 I/9ZUxQCyG  
    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 P0$q{ j  
4.计算传动装置的运动和动力参数 sSOI5W3A  
(1) 各轴转速 ?/"@WP9  
  ==1440/2.3=626.09r/min 9;Ezm<VQ  
  ==626.09/5.96=105.05r/min 3y>.1  
(2) 各轴输入功率 xkl'Y*  
    =×=3.05×0.96=2.93kW zsI0Q47\  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW I"3Qdi  
    则各轴的输出功率:   7"=  
=×0.98=2.989kW BZ1@?3  
=×0.98=2.929kW ^BjwPh4Z#  
各轴输入转矩 fl~k')s  
   =××  N·m IDzP<u8v  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· !.L%kw7z  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m +IVVsVp  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m r4NI(\gU  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m ;: Hfkyy]  
=×0.98=242.86N·m 8_f0P8R!y  
运动和动力参数结果如下表 iAf, :g  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     133lIX+(k  
    输入    输出    输入    输出         dk({J   
电动机轴        3.03        20.23    1440     }*$-rieg  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     Y,WcHE  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     3z: rUhA  
+n9&q#ah  
5、“V”带轮的材料和结构 [x!T<jJ  
  确定V带的截型 U_!"&O5lr  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 qfppJ8L  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 6luCi$bL  
      V带截型      由图6-13                        B型 "eI-Y`O,  
   dz5bW>  
  确定V带轮的直径 :<ujk  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm _@sqCf%|  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s D8h ?s  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm 3w {4G<I  
   8c+i+gp!  
  确定中心距及V带基准长度 *|$s0ga C  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知  2b1LC!'U  
                          360<a<1030 %S>lPt  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm -sO EL{  
     :@_CQc*yB  
  初定V带基准长度 ]ZO^@sH  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm I=f1kr pR  
       @[zPN[z .  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm BAm H2"  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm QEUg=*3W=  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 JS&l h  
   M0c"wi@S_  
   确定V带的根数 XPUH\I=  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw 8 gOK?>'9  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 bvEk.~tC'  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 OD>-^W t;%  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 TKoO\\  
         tDEpR  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 /CKkT.Le  
                             E'[pNU*"x-  
                       取Z=2 7_#v_ A^  
V带齿轮各设计参数附表 ?]kIztH  
U <4<8'  
各传动比 _PNU*E%s<  
BT d$n!'$n  
    V带        齿轮     LfOGq%&  
    2.3        5.96     5?9}^s4  
  jE2ziK  
2. 各轴转速n b^Rg_,s  
    (r/min)        (r/min)     s}|IRDpp  
    626.09        105.05     p4{?Rhb6  
aM?7'8/  
3. 各轴输入功率 P 7jts;H=  
    (kw)        (kw)     (O&~*7D*  
    2.93       2.71     c~R ElL  
'O\K Wj{  
4. 各轴输入转矩 T Q:_pW<^  
    (kN·m)        (kN·m)     n6Q 3X  
43.77        242.86     T a/G  
YqNhD6  
5. 带轮主要参数 v%zI~g.L  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         7 hnTHL  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     h3@mN\=h'  
带的根数z     (CZRX9TT1  
    160        368        708        2232        B        2     pk;bx2CP8  
0pkU1t~9  
6.齿轮的设计 cO(|>&tJ  
rX;(48Y  
(一)齿轮传动的设计计算 dqF--)Nb  
)}WG`  
齿轮材料,热处理及精度 vNE91  
    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 &rw|fF|]  
    (1)       齿轮材料及热处理 ZP%^.wxC  
       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 i9.5 2  
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 : ] Y=  
      ② 齿轮精度 p' /$)klt  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 C?hw$^w7T  
     $ P#k|A  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 o`RTvG Xk  
按齿面接触强度设计 []LNNO],X  
{Qw,L;R  
确定各参数的值: (x.K%QC)  
①试选=1.6 FpW{=4yk  
选取区域系数 Z=2.433   p(0!TCBs  
     GVEjB;  
    则 3)Paf`mr  
    ②计算应力值环数 aYPzN<"%  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) ,qvz:a  
    =1.4425×10h b;x^>(It  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) W&bh&KzCW  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 ~f%gW  
    ④齿轮的疲劳强度极限 4qyL' \d[  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: 5vP*oD  
    []==0.93×550=511.5 M6 0(yTm  
x5PQ9Bw,  
    []==0.96×450=432         Q3oVl^q  
许用接触应力   Q'Q+mt8u5  
         (V e[FhA  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   /3+7a\|mKr  
         =1 w #1l)+  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 lZ_i~;u4@v  
    =4.47×10N.m G3?8GTH  
    3.设计计算 7Bmt^J5i&t  
①小齿轮的分度圆直径d YToRG7X#  
     y!aq}YS  
    =46.42 uOW9FAW  
    ②计算圆周速度 ~^VcTSY@<L  
    1.52 +Do7rl  
    ③计算齿宽b和模数 1Z`<HW"  
计算齿宽b YtIJJH  
       b==46.42mm z),l&7  
计算摸数m RqcX_x(p  
  初选螺旋角=14 KZDB\T  
    = pQEHWq"Q  
    ④计算齿宽与高之比 Gm>8= =c  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 b(~NqV!i  
=46.42/4.5 =10.32 0c:CA>F  
⑤计算纵向重合度 %AW  
=0.318=1.903 bLNQ%=FjO  
⑥计算载荷系数K =|?w<qc  
使用系数=1 y f+/Kj< a  
根据,7级精度, 查课本得 gQ/zk3?k  
动载系数K=1.07, jRq>Sz{8  
查课本K的计算公式: U'lrdc"Q  
K= +0.23×10×b # <&=ZLN  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 QZ{:#iuig  
查课本得: K=1.35 tnKzg21%  
查课本得: K==1.2 C(?lp  
故载荷系数: yil{RfBEr_  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 B>~E6j7[Mp  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 A?6b)B/e?  
    d=d=50.64 d~[ >%&  
    ⑧计算模数 q:nYUW o   
    = +F67g00T|  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 e#W@ep|n  
    由弯曲强度的设计公式 8vaqj/  
    ≥ :.sK:W("v  
$wX5`d 1  
⑴   确定公式内各计算数值 zHu:Ec7  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m nC`=quM9  
         确定齿数z u2U@Qrs2  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 h!)(R<  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 q .?D{[2  
    Δi=0.032%5%,允许 "pHQ  
    ②      计算当量齿数 Dy8Go4  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  w@oq.K  
    z=z/cos=144/ cos14=158 <vbk@d  
    ③       初选齿宽系数 ^{Mx?]z  
     按对称布置,由表查得=1 ,~G[\2~p  
    ④       初选螺旋角 ZY][LU~l8  
    初定螺旋角 =14 Uvz9x"0[u  
    ⑤       载荷系数K w|$;$a7)  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 eL-92]]e  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y ^&Qaf:M  
    查得: dn`#N^Od  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 n287@Y4Ru  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 s!UC{)g,  
     b\;QR?16R  
    ⑦       重合度系数Y {~d4;ht1Y  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 Q2k\8i  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 9K%E+_7b  
=14.07609 vguqk!eo4  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 ~}TVM%0RTq  
    ⑧       螺旋角系数Y H)(Jjk-O  
 轴向重合度 =1.675, U>:p`@  
    Y=1-=0.82 6%fU}si,  
     i44KTC"sB  
    ⑨       计算大小齿轮的 j[=f;&1  
 安全系数由表查得S=1.25 ql_aDo j  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 e4?}#6RF  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 UkeW2l`:  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 )DoY*'Cl  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   wGbD%=  
    小齿轮     大齿轮 vbA9 V<c&  
mk[=3!J  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: 8 A2k-X,  
    K=0.86        K=0.93   1_<'S34  
 ^mG-O  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 2M|jWy_  
      []= #>!!#e!*  
      []= N(F9vZOs  
       N!btj,vx  
       ~omX(kPzK  
        大齿轮的数值大.选用. YJr@4!j*  
     Ba@UX(t  
⑵   设计计算 }.e*=/"MB  
     计算模数 "*TnkFTR  
H#Vs3*VK  
HgG"9WBe%  
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: I,q3J1K  
*a\1*Jk  
z==24.57  取z=25 ]l&_Pv!!  
JJ[J'xl@  
那么z=5.96×25=149           N!HiQ  
  ;i Ud3 '*  
②   几何尺寸计算 =SLJkw&w6  
    计算中心距     a===147.2 u QCQ$  
将中心距圆整为110 QDSB <0j  
Is%-r.i  
按圆整后的中心距修正螺旋角 3D%I=p(  
 +/AW6  
=arccos _L&C4 <e'  
!9V_U  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. x/5%a{~j2  
xNl_Q8Z?R^  
计算大.小齿轮的分度圆直径 5qUyOkI  
     yPuT%H&i  
    d==42.4 E[ e ''  
-_A0<A.  
d==252.5 .PxtcC.K  
.7cQKdvcC  
计算齿轮宽度 E+[K?W5  
}0qgvw  
B= uvZ|6cM  
lZ E x0  
圆整的       dp-8,Seu  
2sWM(SN  
                                            大齿轮如上图: "4i(5|whp?  
QBDi;Xzb+  
kg9ZSkJr  
)I`B+c:  
7.传动轴承和传动轴的设计  ;-U :t4  
\>M3E  
1.  传动轴承的设计 D1x~d<j  
Y+j|T`d  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 h<.&,6R  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min  xUzfBn  
T1=43.77kn.m 9?@M Zh  
⑵.  求作用在齿轮上的力 y \V!OY@  
    已知小齿轮的分度圆直径为 _fa2ntuS=f  
        d1=42.4 .gx*gX1<  
而  F= 62a{Ggs{  
     F= F LB U]^t@ M  
l.Qj?G  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N -=2tKH`Q  
,in`JM<o  
$)z(4Ev  
*|ubH?71%Y  
⑶.   初步确定轴的最小直径 ~B|K]&/]  
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 29 ')Y|$,  
~ B1)!5Z  
YG!~v~sV  
             U(.Ln@sq  
     从动轴的设计 O-5H7Kd-  
       SU Hyg/|F  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, 3Sf <oYF  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M 3zv_q&+8b  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 !fZ{ =  
    已知大齿轮的分度圆直径为 k G4v>  
        d2=252.5 c$bb0J%  
而  F= 9;sebqC?  
     F= F `a98+x?JF  
D$!(Iae  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N {!Jw+LPv$$  
.G4(Ryh  
cZPv6c_w  
*oKc4S+  
⑶.   初步确定轴的最小直径 ?tV$o,11  
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 2LEf"FH0~  
gW$X8ECX  
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 o.* 8$$  
查表,选取 K!0vvP2H  
nV@k}IJg:?  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 cxp>4[gH  
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 e4j:IK>  
Myg &H(~  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 pa`"f&JO  
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  。 _>S."cm}!k  
71Q-_Hi  
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. f{t5r  
.|G([O^H  
            D        B                轴承代号     .m9s+D]fI  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     7%b?[}y4  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     \U\ W Q  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     ~C\R!DN,  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     [daUtKz  
~Uz,%zU#3  
     [:&4Tp*C  
&$:1rA_v  
     xRuAt/aC  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 W]}y:_t4  
    右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, {U= Mfo?AH  
③   取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm.     \_bk+}WJ]s  
rF'_YYpr>  
④    轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取l=50. p~J|l$%0rQ  
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, U(4>e!  
高速齿轮轮毂长L=50,则 kc Q~}uFB  
^_0zO$z,  
L=16+16+16+8+8=64 (P%{Tab  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. 3MPmLV#f  
8E`A`z  
5.    求轴上的载荷   dUegHBw_`R  
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, qb'4x){  
查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. F%Oy4*4  
o EXN$SIs  
X0wvOs:  
pN|BtrN{  
7:awUoV8f  
$Y& 8@/L  
D"UCe7  
JVy-Y  
tbG^9d  
     'M8wjU  
t@m!k+0  
传动轴总体设计结构图: =BW;n]ls  
     F6^Xi"R[  
                             {"k}C2K'r  
olda't  
                             (主动轴) " iAwD8-  
Q"rQVO  
j]Y`L?!Q  
        从动轴的载荷分析图: 2%o@?Rp  
U?]}K S;6  
6.     校核轴的强度 wyWe2d  
根据 hq+j8w}<-  
== .S4c<pMap  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 PggjuPPh  
查表15-1得[]=60MP \zOo[/-<  
〈 []    此轴合理安全 b{4@ ~>i  
G)5R iRcs  
8、校核轴的疲劳强度. 'y_<O|-  
⑴.   判断危险截面 w1>uD]  
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ  B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. Dfz3\|LJ  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 5A Fy6Ab  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 &}}UdJ`  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 +8p4\l$<`  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 EGJ d:>k  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 T'C^,,if  
截面上的弯曲应力 &=ZVU\o:  
)c432).Z  
截面上的扭转应力 LKC^Y) 6o  
== _TLB1T^/4  
轴的材料为45钢。调质处理。 my1FW,3  
由课本得: d-k`DJ!  
           y@GqAN'DK[  
因             ^UJB%l  
经插入后得 WK$d<:"  
2.0         =1.31 nev@ykP6  
轴性系数为 B=!&rKF  
       =0.85 J]mG!#9  
K=1+=1.82 ;YGCsLT<xt  
    K=1+(-1)=1.26 WZh%iuI{C  
所以               , yd]R4M  
}Zuk}Og9+  
综合系数为:    K=2.8 "2m (*+  
K=1.62 8_*31Y   
碳钢的特性系数        取0.1 } X|*+<  
   取0.05 GycW3tc]_&  
安全系数 gPT<%F  
S=25.13 M_BG :P5  
S13.71 'GyO  
≥S=1.5    所以它是安全的 cVb&Jzd  
截面Ⅳ右侧 _dQg5CmlG  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 xa"8"8  
(g HCu  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 THN/ /}d  
,;D$d#\"  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 E&z`BPd  
/8Wfs5N  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 j-$F@p_2F  
截面上的弯曲应力   3bU(ea^e$  
截面上的扭转应力 5 *R{N ~>  
==K= @'AjEl:&-_  
    K= fV(WUN+  
所以                 o(L8 -F  
综合系数为: _Jt  
K=2.8    K=1.62 ~vPR9\e  
碳钢的特性系数 '73g~T%$^*  
    取0.1       取0.05 /}kG$ ~  
安全系数 =tS#t+2S  
S=25.13 T%Nm  
S13.71 QKB*N)%6  
≥S=1.5    所以它是安全的 % S vfY{  
iZ( U]  
9.键的设计和计算 E3vYVuw  
7{ JIHY+  
①选择键联接的类型和尺寸 o)]mJb~XG-  
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. VzTHW5B  
根据    d=55    d=65 Kg;u.4.-M  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 WeiDg,]e$b  
                     b=20     h=12     =50 &# < M o  
b0| ;v-v  
②校和键联接的强度 fw3P?_4;*  
  查表6-2得      []=110MP 7TU(~]Z  
工作长度  36-16=20 V<A$eb>6  
    50-20=30 r gw@  
③键与轮毂键槽的接触高度 1Qk]?R/DN  
     K=0.5 h=5 '>:c:Tewy  
    K=0.5 h=6 k[Ue}L|  
    由式(6-1)得: pf8M0,AY  
           <[] Z<IN>:l  
           <[] ,j!%,!n o  
    两者都合适 FGey%:p9$  
    取键标记为: |MMaaW^"  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 W/@-i|v  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 7 .y35y  
10、箱体结构的设计 J\l'nqS"  
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, 5Y4#aq  
大端盖分机体采用配合. +ktubJ@Qgj  
;.U<Lr^9#  
1.   机体有足够的刚度 MHqk-4Mz  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 dMw}4c3E  
I83 _x|$FZ  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 uc>]-4  
kxH` c  
因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H为40mm zI.%b7wq  
为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 <N(r -  
8= "01  
3.   机体结构有良好的工艺性. fNk0&M  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. f2iA5 rCV]  
){I!orQ  
4.   对附件设计 aoHAB<.C  
A  视孔盖和窥视孔 Ud& '*,  
在机盖顶部开有窥视孔,能看到 传动零件齿合区的位置,并有足够的空间,以便于能伸入进行操作,窥视孔有盖板,机体上开窥视孔与凸缘一块,有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封,盖板用铸铁制成,用M6紧固 oJ.5! Kg  
B  油螺塞: ua!43Bp  
放油孔位于油池最底处,并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔处的机体外壁应凸起一块,由机械加工成螺塞头部的支承面,并加封油圈加以密封。 %7hf6Xo=  
C  油标: ],-(YPiAD  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 Am@:<J  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. -P:o ^_)g  
mW=9WV  
D  通气孔: T f40lv+{  
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. `$t|O&z  
E  盖螺钉: z'01V8e  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 "lRxatM  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. -, uT8'  
F  位销: -2B3 xIZJ  
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. %Y-5L;MI  
G  吊钩: 0.kC|  
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. 1|dXbyUd  
M2Jb<y]  
减速器机体结构尺寸如下: 9]%2Yb8SC  
A5E^1j}h@  
名称    符号    计算公式    结果     Yb\d(k$h  
箱座壁厚                10     f=A`{ 8^  
箱盖壁厚                9     5t,X;  
箱盖凸缘厚度                12     xzXNcQ  
箱座凸缘厚度                15     3Z}v%=5 "  
箱座底凸缘厚度                25     &~:+2  
地脚螺钉直径                M24     QlMv_|`9  
地脚螺钉数目        查手册        6     YSbe Cyv  
轴承旁联接螺栓直径                M12     4I8QM&7  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     oU|_(p"e|  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     ~"VM_Lz]5  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     3b?8<*  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     g(C/J9J  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 ?c<uN~fC=  
    22 xW|8-q  
    18     .*B@1q  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 w>e+UW25Y  
    16     LP'~7FG  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     O7oq1JI]Y  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     M5:j)o W  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     vNHvuw K  
机盖,机座肋厚                9    8.5     hmB`+?,z*  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) NJCSo(O  
150(3轴)     v7/k0D .  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) uO>pl37@  
150(3轴)     /r8sL)D+  
     qpjiQ,\:b  
11. 润滑密封设计 Y;"jsK{$  
t?H sfN  
    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. d;nk>6<|  
    油的深度为H+ 3^iVDbAW{  
         H=30  =34 CfT(a!;Eox  
所以H+=30+34=64 6_&S ?yA  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 p fR~?jYzm  
     LYr9a(  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 yeam-8  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     L}7 TM:%  
    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 mV0u:ws  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 ^{YK'60  
     ;9<?~S  
12.联轴器设计 {55f{5y3 c  
m%nRHT0KAf  
1.类型选择. 6~l+wu<$  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 6tGF  
2.载荷计算. ,/qY 9eh  
公称转矩:T=95509550333.5 )NK#}c~5  
查课本,选取 N85ZbmU~  
所以转矩   \]g51U!'  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 o;21|[z  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm SkmKf~v  
Z_a@,k:+[  
四、设计小结 /Ny#+$cfk  
    经过两周紧张的课程设计,终于体会到了什么叫设计。原来设计并非自己想的那么简单、随便,比如说,设计减速器时,里面的每一个零件几乎都有其国家标准,我们设计时必需得按标准进行设计,最后才能符合要求。我觉得从事设计工作的人一定得要有很好的耐性,并且要有足够的细心,因为设计过程中我们要对数据不断的计算,对图形不断的修改,这需要耐心。因此,我觉得我们有必要从现在就开始培养这样一种耐心的工作态度,细心的工作作风,以便以后更快的进入到工作中,避免不必要的错误。 N_G84wxx  
    我觉得,虽然这次设计出的结果与自己所想的有一定差距,但我想至少是自己动手了,并且通过这次设计,使自己更明白自己在这方面的欠缺和不足之处,懂得要从头到尾自己设计出一样东西是多么的不容易。因此,我想在剩下的一年半时间里,我会针对自己专业方面欠缺知识进行提高,拓宽。我想不管谁找出了自己的弱点,一定要努力的去改进、提高它,这样自己才会不断的进步,虽然“人无完人”,但我想我们不断的改进、提升自己,最后会使自己成为比现在的自己更强,更优秀的人的。我想这是我这次课程设计的最大收获。 IBUFXzl  
五、参考资料目录 1p$*N  
[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; 1SH]$V4C  
[2]《机械设计(第七版)》,高等教育出版社,濮良贵,纪名刚主编,2001年7月第七版; >[&ser  
[3]《简明机械设计手册》,同济大学出版社,洪钟德主编,2002年5月第一版; <rvM)EJv|  
[4]《减速器选用手册》,化学工业出版社,周明衡主编,2002年6月第一版; [dXa,  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 4|4 *rhwp  
[6]《机械制图(第四版)》,高等教育出版社,刘朝儒,彭福荫,高治一编,2001年8月第四版; ^M\X/uq$E  
[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? 76] Z~^Y  
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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