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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 #,;X2%c  
                 &BE'~G  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         C@OY)!x!  
                 7q@>d(xho  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) HwxME%w  
!8}x6  
目   录 hZ~ \Z S7  
     k|; [)gE  
一    课程设计书                            2 Rd:wMy$  
dU.H9\p  
二    设计要求                              2 us>$f20T  
2[~|6 @n  
三    设计步骤                              2 @ $2xiE.[  
     't#E-+o  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 BkJNu_{m?  
    2. 电动机的选择                                4 <~iA{sY)O  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 0=I:VGC3  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 J`[He$7)  
    5. 设计V带和带轮                              6 ~O~R,h>  
    6. 齿轮的设计                                  8 >Ni<itze$i  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 |n*<H|  
    8. 键联接设计                                  26 bFwc>  
    9. 箱体结构的设计                              27 c~v(bK  
    10.润滑密封设计                                30 hM~zO1XW  
    11.联轴器设计                                  30 `>N_A!pr`  
     HK4 *+  
四    设计小结                              31 s*UO!bHa  
五    参考资料                              32 RJ~I?{yR0[  
[.LbX`K:  
一. 课程设计书 +@jX|  
设计课题:  HV\l86}  
    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 b&xlT+GN  
表一: &'A8R;b}-?  
         题号 sFa5#w*>  
+/Qgl  
参数    1     `uLH3sr  
运输带工作拉力(kN)    1.5     &C6Z{.3V  
运输带工作速度(m/s)    1.1     K-,8~8[  
卷筒直径(mm)    200     ?n V& :~eY  
pipqXe  
二. 设计要求 <L>$Y#wU  
1.减速器装配图一张(A1)。 KQ2jeJ/pj  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 qJq2Z.>hy  
3.设计说明书一份。 Bv(c`JE~;  
kzXmiBL<9  
三. 设计步骤 ;nZN}&m   
    1.  传动装置总体设计方案 L6f$ID:  
    2.  电动机的选择 mrId`<L5l{  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 sEm064  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 ?h7(,39^>  
    5.  “V”带轮的材料和结构 E'wJ+X9 +  
    6.  齿轮的设计 e{fm7Cc)D  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 QX >Pni  
    8、校核轴的疲劳强度 w//L2.  
    9.  键联接设计 #t?tt,nc}  
    10.  箱体结构设计 ^Uq"hT(41  
    11. 润滑密封设计 GEQ3r'B|  
    12. 联轴器设计 XXA1%Lw%  
     CH4 ~9mmE  
1.传动装置总体设计方案: \SQwIM   
#0gwN2Nv"L  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 t-3y`31i.  
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, \'.#of  
要求轴有较大的刚度。 _5JwJcQ  
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。 kZJ.G  
其传动方案如下: jce^Xf  
        `D9AtN] R  
图一:(传动装置总体设计图) l4smAT  
'v:%} qMv  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 0tyS=X;#e  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 '980.  
     传动装置的总效率 Ql.abU  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; - }2AXP2q  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, 6im!v<1Qx  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, ( S=RFd  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 R0_O/o+{  
M^3pJ=;5  
  2.电动机的选择 U f <hzP  
 mZ^ev;  
    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, :UDT! 5FNO  
    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, %jnSJjcq  
    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。 `am]&0g^+(  
     <C6*-j1oz  
    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, U-0A}@N  
     hA!kkNqV  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 SFQYrY  
     F,'rW:{HMt  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 =vc8u&L2  
                                                  \C eP.,<  
TqN4OkCm/  
方案    电动机型号    额定功率 .,$<waGD  
P \n`)>-  
kw    电动机转速 q|_t=YM@  
    电动机重量 Q>[Xm)jr:  
N    参考价格 Sp>v`{F  
元    传动装置的传动比     c>3AR17+5  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     *%,{<C,Y  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     %=GF  
  fu]mxGPc  
   中心高 1{pU:/_W  
        外型尺寸 BJ,9C.|  
L×(AC/2+AD)×HD        底脚安装尺寸A×B    地脚螺栓孔直径K    轴伸尺寸D×E        装键部位尺寸F×GD     d?Y|w3lB  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     nnol)|C{5Y  
4T<4Rb[  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 jQIb :\0#  
4>I >y@^  
(1)       总传动比 Nt5`F@;B  
    由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 OqcM3#  
    (2)       分配传动装置传动比 ejjL>'G/|%  
    =× Z2cumx(  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 ]#*S.  r]  
    为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 mtunD;_Dek  
4.计算传动装置的运动和动力参数 rrL gBeQa  
(1) 各轴转速 Tb@r@j:V  
  ==1440/2.3=626.09r/min `HO_t ek  
  ==626.09/5.96=105.05r/min t6JM%  
(2) 各轴输入功率 ].e4a;pt  
    =×=3.05×0.96=2.93kW 1O{(9nNj  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW Zl4X,9Wt  
    则各轴的输出功率:   Or9"T]z  
=×0.98=2.989kW O7of9F~"  
=×0.98=2.929kW eGF+@)K1"  
各轴输入转矩 _hz}I>G@B  
   =××  N·m Uzzt+Iwm  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· B2/d%B  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m 4 [K"e{W3  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m v%2@M  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m >nqCUhS   
=×0.98=242.86N·m {k"t`uo_  
运动和动力参数结果如下表 .4&pi  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     -\dcs?  
    输入    输出    输入    输出         1](PuQm7+  
电动机轴        3.03        20.23    1440     4J9VdEKk  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     3)6&)7`*  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     L)qDtXd4  
`k]2*$%  
5、“V”带轮的材料和结构 RNMd,?dj  
  确定V带的截型 %UXmWXF4$  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 )nM<qaI{  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 mY 1Gm|  
      V带截型      由图6-13                        B型 :H(wW   
   Z&![W@m@0N  
  确定V带轮的直径 =lOdg3#\a  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm 9m+ejTK{U  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s `$oy4lDKQ  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm BV-(`#~:y  
   1&.q#,EMn(  
  确定中心距及V带基准长度 .X](B~\!  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 qvs&*lBY  
                          360<a<1030 Svl; Ul  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm Zb4+zps^-  
     ]p-x ds#d  
  初定V带基准长度 >.o<}!FW  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm epm ~  
       8W"Xdv{  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm 5 !Ho[  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm ]*]#I?&'Hx  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 ]VcuD05"C  
   b'1m 9T780  
   确定V带的根数 >.1d1#+b  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw |QHIB?C?`  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 zb,YYE1  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 ?[#4WH-G  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 f!K{f[aDa  
         m8,jVR  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 I1 +A$<Fa  
                             U)6Ew4uRxV  
                       取Z=2 %$6?em_  
V带齿轮各设计参数附表 ,~G:>q$ad  
H g04pZupN  
各传动比 8JojKH  
's\rQ-TV  
    V带        齿轮     Ie7S'.Lmq  
    2.3        5.96     9 Eqv^0u  
  Y;1s=B9  
2. 各轴转速n >uP1k.z'I  
    (r/min)        (r/min)     1deK}5'  
    626.09        105.05     J;S Z"I'  
XYze*8xUb  
3. 各轴输入功率 P R q .2  
    (kw)        (kw)     U&o ~U] rm  
    2.93       2.71     k[a5D/b  
?`3G5at)9f  
4. 各轴输入转矩 T >>T,M@s-:  
    (kN·m)        (kN·m)     L~!Lq4]V\g  
43.77        242.86     C {G647  
Q;k D Jo  
5. 带轮主要参数 %4x,^ K]  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         7? ]wAH89  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     "\O{!Hj8  
带的根数z     p>1Klh:8.'  
    160        368        708        2232        B        2     Exz(t'  
i;<K)5Z  
6.齿轮的设计 7e:7RAX  
YDaGr6y4i  
(一)齿轮传动的设计计算 :a*F>S!  
ow7*HN*  
齿轮材料,热处理及精度 49Hgq/uO  
    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 asL!@YE  
    (1)       齿轮材料及热处理 L"'L@ A|U  
       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 (G 9Ku 8Y  
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 tN_~zP  
      ② 齿轮精度 fiQ/ &]|5  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 \79aG3MyK  
     2#Y5*r's\  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 -ze@~Z@  
按齿面接触强度设计 X=[`+=  
uiq;{!dop  
确定各参数的值: rW[7 _4  
①试选=1.6 _/5xtupxE  
选取区域系数 Z=2.433   Qy\K oo  
     W:1GY#Pe  
    则 t<yOTVah  
    ②计算应力值环数 xz){RkVzP  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) 7,ffY/  
    =1.4425×10h fvM|Jb  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) $*;ke5Dm4  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 Q@- h  
    ④齿轮的疲劳强度极限 R QCKH]&!  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: #IxCI)!I{[  
    []==0.93×550=511.5 , R $ZZ4  
aq$adPtu  
    []==0.96×450=432         2rqYm6  
许用接触应力   ol@LLT_m  
         Os)}kkja  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   to3D#9Ep  
         =1 iYz!:TxP  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 4fau 9bW  
    =4.47×10N.m J-Wphc!m  
    3.设计计算 QO3QR/Ww  
①小齿轮的分度圆直径d jHpFl4VPz  
     q6zKyOE  
    =46.42 +"D*0gYD  
    ②计算圆周速度 0BQ<a  
    1.52 ym6gj#2m  
    ③计算齿宽b和模数 #3((f[  
计算齿宽b 8\rHSsP  
       b==46.42mm [(/IV+  
计算摸数m <m+$@:cO  
  初选螺旋角=14 2w67 >w\  
    = qb$f,E[  
    ④计算齿宽与高之比 r^!P=BS{  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 v`9n'+h-c6  
=46.42/4.5 =10.32 I~NQt^sg  
⑤计算纵向重合度 `"<tk1Kq"  
=0.318=1.903 'E~[I"0  
⑥计算载荷系数K Oz7WtN  
使用系数=1 l;'c6o0e  
根据,7级精度, 查课本得 5mF"nY&lI  
动载系数K=1.07, .RxAYf|  
查课本K的计算公式: VD-2{em  
K= +0.23×10×b I:,D:00+  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 (f?&zQ!+  
查课本得: K=1.35 R{A$hnhW6  
查课本得: K==1.2 O;~d ao  
故载荷系数: A+bU{oLr  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 8Qi@z Jq,  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 mqb6MnK -  
    d=d=50.64 V-%Am  
    ⑧计算模数 pm}!?TL  
    = Oj^qh+r  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 VJ$UpqVm  
    由弯曲强度的设计公式 :,BKB*a\  
    ≥ |HMpVT-;j  
_ya_Jf*  
⑴   确定公式内各计算数值 J\x.:=V  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m (lR9x6yf  
         确定齿数z "1Oe bo2  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 2q ,> *B?  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 q(I`g;MF  
    Δi=0.032%5%,允许 Ff @Cs0R  
    ②      计算当量齿数 ?\NWKp  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  sZ9VXnz24  
    z=z/cos=144/ cos14=158 J)leRR&  
    ③       初选齿宽系数 enJgk(  
     按对称布置,由表查得=1 \%+5p"Z<  
    ④       初选螺旋角 p!xCNZ(m  
    初定螺旋角 =14 @>sZ'M2mq  
    ⑤       载荷系数K c})f&Z@<  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 I?!7]Sn$  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y 2RC|u?+@  
    查得: _r&,n\ T  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 y,QJy=?  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 [:(^n0%  
     *eonXJYD  
    ⑦       重合度系数Y .#[==  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 &KS*rHgt?  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 vMB`TpZ  
=14.07609 `gFE/i18  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 Dw6mSsC/  
    ⑧       螺旋角系数Y z<c%Xl\$%  
 轴向重合度 =1.675, d`+@ _)ea  
    Y=1-=0.82 UfWn\*J&k  
     }hy, }2(8  
    ⑨       计算大小齿轮的 fyE#8h_>4  
 安全系数由表查得S=1.25 W dNOE;R  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 jA}b=c  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 wfXm(RYM  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 M'D l_dx-  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   2)zAX"#/  
    小齿轮     大齿轮 d1rIU6  
vRQ7=N{3  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: %!X|X,b^O  
    K=0.86        K=0.93   L d;))e  
O<o>/HH$  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 H ]x-s  
      []= _^5OoE"}!  
      []= g VPtd[r  
       C6T?D5  
       GZwz4=`  
        大齿轮的数值大.选用. <+mYC'p  
     L H8iHB  
⑵   设计计算 (:P-ef$]C  
     计算模数 ^L@2%}6b`  
?8GggJC  
i=^!? i  
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: /eO :1c  
zG. \xmp  
z==24.57  取z=25 "A]Xe[oS  
8$TSQ~  
那么z=5.96×25=149           R#^.8g)t  
  [ u.r]\[J  
②   几何尺寸计算 qG<3H!Z!ky  
    计算中心距     a===147.2 NlG~{rfI  
将中心距圆整为110 f~0CpB*X  
nde_%d$  
按圆整后的中心距修正螺旋角 %Y:"5fH  
:+q d>;yf#  
=arccos h7"c_=w+  
s1GR!*z>  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. hRwj-N%C  
iX|K4.Pz{  
计算大.小齿轮的分度圆直径 .;$Ub[  
     CVt:tV  
    d==42.4 :yi?<  
G=ly .  
d==252.5 =} D9sT  
Oe~x,=X)  
计算齿轮宽度 y<5RV>"Vg  
3HEm-pok  
B= LGdM40  
 B8~JUGD  
圆整的       ouE/\4'NB  
*t%Z'IA  
                                            大齿轮如上图: K!,T.qA&=  
(xdC'@&  
?l9j]  
YEPQ/Pc  
7.传动轴承和传动轴的设计 [2$mo;E?  
8 v}B-cS  
1.  传动轴承的设计 -Lhq.Q*a  
{U'\2Ge<m  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 {Z,_/@}N  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min v8} vk]b  
T1=43.77kn.m Ls` [7w  
⑵.  求作用在齿轮上的力 teKx^ 'c'  
    已知小齿轮的分度圆直径为 CBr(a'3{Z  
        d1=42.4 (hJ&`Tt  
而  F= { MV,>T_  
     F= F  mPL0s  
kz\Ss|jl  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N xfa-   
f OasX!=  
64i*_\UKe  
.0Kc|b=w  
⑶.   初步确定轴的最小直径 XkPE%m_5D  
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 :N^+!,i  
p9>1a j2a  
er8T:.Py  
             l+a1`O  
     从动轴的设计 _70Z1_ ;  
       &,l(2z[  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, QR2S67-  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M 9 {wRqY  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 bu9.Hv T'  
    已知大齿轮的分度圆直径为 4`B3Kt`o  
        d2=252.5 n_4 r'w  
而  F= j'k <  
     F= F u4h0s1iI  
N[r Ab*iT  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N Vel}lQD  
V3>tW,z  
\%|Xf[AX  
g<N;31:c\  
⑶.   初步确定轴的最小直径 #;yxn.</  
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 fX.1=BjXi  
byFO^pce  
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 uGv|!UQw  
查表,选取 0|Xz-Y  
1<tJ3>Xl  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 !Ii[`H  
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 `a%MD>R_Lg  
=EYWiK77a  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 pM^ZC  
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  。 RfOJUz  
gBky ZK  
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. $g^D1zkuDT  
RA!q)/ +  
            D        B                轴承代号     Mf2F LrAh  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     $J^fpXO  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     AhD C5ue=  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     j^7A }fz  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     u0GHcpOm  
@c-  
     d:k n%L6k_  
lm6hFvEZ  
     xeL"FzF:V  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 \{}dn,?Fv  
    右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, 0,nz*UDk  
③   取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm.     :r@t'  
{#:31)P  
④    轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取l=50. z&WtPSyGj  
⑤    取齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮间的距离c=20.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16, 9vz\R-un  
高速齿轮轮毂长L=50,则 J\Hv42  
i!zFW-*5  
L=16+16+16+8+8=64 pB4Uc<e  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. qm3H/cC9+  
1X[^^p~^  
5.    求轴上的载荷   fd4C8>*7G  
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, 3 3|t5Ia  
查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. =gs-#\%  
+U1 Ir5Lx  
=#/Kg_RKL  
f4fBUZ^ A  
p]%di8&;N  
qXg&E}]:=  
s(nT7x+W  
":_II[FPY  
d)e mTXB(  
     00.x*v  
Jup)A`64  
传动轴总体设计结构图: :{#O   
     QXZyiJX}  
                             GPGE7X'  
_Z Sp$>)/  
                             (主动轴) Bz<hP*.O  
Lx wi"ndP  
aknIrblS\  
        从动轴的载荷分析图: d?8OY  
HJ]xZ83pC  
6.     校核轴的强度 ;U|(rM;  
根据 bDM},(  
== a$ "nNmD?  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 w.-x2Zg},  
查表15-1得[]=60MP VD$5 Djq  
〈 []    此轴合理安全 jZ |M$I3*  
uhh7Ft#H  
8、校核轴的疲劳强度. `UTPX'Vz  
⑴.   判断危险截面 >!t3~q1Cn  
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. dMH_:jb  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 $ ]s^M=8  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 F#gA2VCm  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 3uocAmY  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 ,7LfvZj4[  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 [zx|3wWAX-  
截面上的弯曲应力 /)6T>/  
.;]WcC<3  
截面上的扭转应力 Cgx:6TRS  
== d ItfR'$  
轴的材料为45钢。调质处理。 $<v4c5r]O  
由课本得: Hw o _;fV  
           az F!V  
因             5c` ;~  
经插入后得 Jh3  
2.0         =1.31 F:!6B b C  
轴性系数为 Z*m^K%qJ  
       =0.85 y>EW,%leC  
K=1+=1.82 @."K"i'Bl  
    K=1+(-1)=1.26 (oG YnN,2  
所以               gz~oQ l)zJ  
?4bYb]8Z  
综合系数为:    K=2.8 k( :Bl  
K=1.62 a+E 8s7C/D  
碳钢的特性系数        取0.1 s<zN`&t  
   取0.05 f~NS{gL*  
安全系数 x/DV>Nfn  
S=25.13 ,VS\mG/}s  
S13.71 $@L;j  
≥S=1.5    所以它是安全的 9"S2KT@8  
截面Ⅳ右侧 VcrMlcnO  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 H~Uf2A)C  
g8Ex$,\,  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 c["1t1G  
: :>|[ND  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 ~JT`q: l-q  
#yochxF_  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 <=NnrZOF  
截面上的弯曲应力   klUV&O+=%  
截面上的扭转应力 \6|y~5Hw{r  
==K= gy}3ZA*F  
    K= k+9F;p7  
所以                 rRRh-%.RU  
综合系数为: !, BJO3&  
K=2.8    K=1.62 :^]Po$fl  
碳钢的特性系数 9WG=3!-@  
    取0.1       取0.05 f6Y?),`  
安全系数 @rYZ0`E9  
S=25.13 /(^-= pAX  
S13.71 l ms^|?  
≥S=1.5    所以它是安全的 =Fz mifTc  
B~I ]3f  
9.键的设计和计算 -s 0SQe{!_  
".>#Qp%  
①选择键联接的类型和尺寸 hoFgs9  
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. g$uiwqNA%  
根据    d=55    d=65 -dM~3'  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 ;5/Se"Nd  
                     b=20     h=12     =50 ^UvL1+  
#`_W?-%^  
②校和键联接的强度 nk|(cyt)  
  查表6-2得      []=110MP R|RGoGE6g  
工作长度  36-16=20 QT%`=b  
    50-20=30 e8`d<U  
③键与轮毂键槽的接触高度 &`m.]RV  
     K=0.5 h=5 5$U49j  
    K=0.5 h=6 (csk   
    由式(6-1)得: Qr R+3kxM  
           <[] zu}uW,XH-  
           <[] 16Qu{K  
    两者都合适 12 )  
    取键标记为: =#2%[kGq  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 ~;HASHu  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 9BakxmAc  
10、箱体结构的设计 r.?dT |A  
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, Ov(k:"N  
大端盖分机体采用配合. cUug}/!I  
@>z.chM;  
1.   机体有足够的刚度 O.dZ3!!+  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 >(2;(TbQm0  
CZzt=9  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 '@24<T]  
:tV"uWZFU  
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 ]4O!q}@Cd  
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 ar@,SKU'K  
e[fld,s  
3.   机体结构有良好的工艺性. r`ftflNh(  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. Nn_b  
/*g0M2+OZo  
4.   对附件设计 eF;Jj>\R+i  
A  视孔盖和窥视孔 s[4qC  
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 .\`M oH  
B  油螺塞: /\fR6|tJ  
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。 &kf \[|y  
C  油标: lGet)/w;c  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 -wUT@a  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. xRZ K&vkKE  
\ $TM=Ykj  
D  通气孔: V~Guw[RA  
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. ~p+ `pwjY1  
E  盖螺钉: *[>{ 9V  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 Cno[:iom  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. <DqFfrpc  
F  位销: <OiH%:G/1  
为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度,在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销,以提高定位精度. &#C|  
G  吊钩: yTc&C)Jba  
在机盖上直接铸出吊钩和吊环,用以起吊或搬运较重的物体. `m V(:  
VVF9X(^rQ  
减速器机体结构尺寸如下: F`;q9<NYRW  
uGC%3!f!  
名称    符号    计算公式    结果     -Nr*na^H9#  
箱座壁厚                10     pl}W|kW}  
箱盖壁厚                9     fda2dY;  
箱盖凸缘厚度                12     pw))9~XU  
箱座凸缘厚度                15     >8NUji2I  
箱座底凸缘厚度                25     1< b~="  
地脚螺钉直径                M24     <'T DOYb  
地脚螺钉数目        查手册        6     4[Ko|  
轴承旁联接螺栓直径                M12     6Po {tKU  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     ~- aUw}U  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     lE+Duap:  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     c*w0Jz>@.7  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     IM,d6lN6s  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 Ut%{pc 7^F  
    22 a/CY@V-  
    18     ZXj*Vu$_4  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 4Qi-zNNB  
    16     '0Q/oU  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     (\'lV8}U  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     B&(/,.  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     Qp@}v7Due  
机盖,机座肋厚                9    8.5     IUWJi\,  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) )eX{a/Be  
150(3轴)     2L.6!THG  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) 2Z9ck|L>  
150(3轴)     XB[EJGaX  
     zGL.+@  
11. 润滑密封设计 `OZiN;*|  
-Zg.o$  
    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. J6 A3Hrg  
    油的深度为H+ Dz$dJF1 8  
         H=30  =34 G[d]t$f=  
所以H+=30+34=64 Cpn!}!Gnf  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 on7? V<  
     1yS: `  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 'v(b^x<ZS  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     aMK\&yZD  
    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 "?_ af  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 Qdy/KL1]  
     kK&AK2  
12.联轴器设计 ] P_yN:~  
~A(^<  
1.类型选择. %4wHiCOg  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 .8|"@  
2.载荷计算. +wGvY r  
公称转矩:T=95509550333.5 !%D;H~mQ  
查课本,选取 !@h)3f]`1G  
所以转矩   $}H,g}@0  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 Rx@0EPV  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm #A~7rH%hi  
JGYJ;j{E]  
四、设计小结 e\ZV^h}TQ  
    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。 H@|m^1  
    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。 b6""q9S!  
五、参考资料目录 a3[,3  
[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; RRpCWc Iv"  
[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; b-J6{=k^  
[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; iML?`%/vN  
[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; 94lz?-j  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 CE4Kc33OU|  
[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; ( _MY;S  
[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? gZL,xX  
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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