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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 fZxEE~Q1  
                 1@^*tffL:  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         /f!ze|  
                 .:SY:v r  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) p8E6_%Rw  
Sfffm$H  
目   录 mX@!O[f%9e  
     -JXCO <~k  
一    课程设计书                            2 }h9f(ZyJn  
U#(#U0s*-  
二    设计要求                              2  TsI%M  
p9*Ak U&]  
三    设计步骤                              2 B>e},!  
     JcW<<7R  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 "jP{m; p  
    2. 电动机的选择                                4 ;PWx#v+vwF  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 W7q!F  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 %OT?2-d  
    5. 设计V带和带轮                              6 *|3G"B{w6  
    6. 齿轮的设计                                  8 rL6Y4u0e%  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 - D^v:aC  
    8. 键联接设计                                  26 |SwW*C  
    9. 箱体结构的设计                              27 3TNj*jo  
    10.润滑密封设计                                30 h`V#)Q  
    11.联轴器设计                                  30 `:fh$V5J>  
     m+pFU?<|  
四    设计小结                              31 Y| F~w~Cb  
五    参考资料                              32  *#sY-Gd  
Q=F4ZrNqD  
一. 课程设计书 L9,O,f  
设计课题: ^eCMATE  
    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 n4DKLAl  
表一: =.t3|5U8  
         题号 }+GIrEDId  
JnXVI!+JDL  
参数    1     fO 6Jug  
运输带工作拉力(kN)    1.5     fH ?s~X]  
运输带工作速度(m/s)    1.1     lVo}DFZ  
卷筒直径(mm)    200     ,];QzENw  
~zL DLr=  
二. 设计要求 ~cb7]^#u1l  
1.减速器装配图一张(A1)。 +YCKd3/  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 0z`-fQfK  
3.设计说明书一份。 NrWgaPO)i  
i5Dq'wp  
三. 设计步骤 Tu_4kUCR!f  
    1.  传动装置总体设计方案 `z?h=&N  
    2.  电动机的选择 xA]}/*  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 k/2TvEV3=  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 )]3_o!o  
    5.  “V”带轮的材料和结构 a0 8Wt  
    6.  齿轮的设计 3 cF4xUIZ  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 G"nGaFT~  
    8、校核轴的疲劳强度 d9.~W5^fC  
    9.  键联接设计 !6l}s$1i|  
    10.  箱体结构设计 X.J$ 5b  
    11. 润滑密封设计 th`pf   
    12. 联轴器设计 aW;DfH  
     d3tr9B  
1.传动装置总体设计方案: p\ _&  
%v, a3^Qu  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 HAdDr!/`  
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, u/(~ew I  
要求轴有较大的刚度。 v)%0`%nSR  
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。 0^ >b=a  
其传动方案如下: ?[c{pb ,|  
        ,<!v!~Iy  
图一:(传动装置总体设计图) W|AK"vf  
*`~]XM@H  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 l3HfaCP6:  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。  } @4by<  
     传动装置的总效率 Oe"nNvu/  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; Ln"D .gpq  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, ['Y"6[1  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, in#lpDa[  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 ;U]Ym48  
,qT+Vqpr{  
  2.电动机的选择 JXF0}T)C  
_Z_R\  
    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, .0?A0D?sP  
    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, _o'a|=Osx>  
    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。 s |!lw  
     A#8J6xcSrL  
    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, LW!>_~g-  
     NY"+Qw@$  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 *1g3,NMA  
     >.&E-1[+:  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 SGK 5  
                                                  @|EWif|  
sMgRpem;  
方案    电动机型号    额定功率 H_FT%`iM  
P vC!B}~RG  
kw    电动机转速 x,LY fy"0  
    电动机重量 |./{,",  
N    参考价格 e5#?@}?  
元    传动装置的传动比     ;*njS1@  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     ?.^n,[2  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     !nL>Ly  
  pch8A0JAl)  
   中心高 ;L[N.ZY!  
        外型尺寸 `wKd##v'@  
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     W<>R;~)  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     2B b,ZC*  
C2H2*"  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 jbWgL$  
~- eB  
(1)       总传动比 %\T#Ik~3  
    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 OM?FpRVU8  
    (2)       分配传动装置传动比 |J$ Bj?  
    =× /<1zzeHRSD  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 13fyg7^JP  
    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 fLZ mQO  
4.计算传动装置的运动和动力参数 17#t7Yk  
(1) 各轴转速 zE+^WeH|  
  ==1440/2.3=626.09r/min M}]4tAyT  
  ==626.09/5.96=105.05r/min c!N#nt_<  
(2) 各轴输入功率 @]etW>F_  
    =×=3.05×0.96=2.93kW eI98J"h%?  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW IO7cRg'-F  
    则各轴的输出功率:   BAojP1}+,  
=×0.98=2.989kW zMh`Uqid  
=×0.98=2.929kW U#:N/ts*(  
各轴输入转矩 Yf_/c*t\5  
   =××  N·m i,,mt_/,  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· UJ><B"  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m (dwb{+HW  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m # J^ >7v  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m o)+C4f[G4  
=×0.98=242.86N·m Oj '^Ww m  
运动和动力参数结果如下表 kn+@)3W:*  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     'EC0|IT)c  
    输入    输出    输入    输出         VFq7nV/O  
电动机轴        3.03        20.23    1440     Z-3("%_$/  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     kRV]`'u,  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     ki|OowP  
rJ(AO'=  
5、“V”带轮的材料和结构 B.L_EIw  
  确定V带的截型 Wr`<bLq1vs  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 mbHMy[R  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 Z%JAX>v&B  
      V带截型      由图6-13                        B型 0E9 lv"3o  
   -Gjz+cRns  
  确定V带轮的直径 I#;.; %u  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm Zt}b}Bz  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s r,q.RWuII  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm #vc!SI  
   H(kxRPH4@]  
  确定中心距及V带基准长度 ~5>TMIDiuR  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 &5*t*tI  
                          360<a<1030 >7z(?nQYT^  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm mR$0Ij/v  
     / 2MhP=,  
  初定V带基准长度 WR_B:%W.  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm 89t"2|9 u  
       :lu"14  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm _o&NbDH  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm 7Kpv fyL{  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 _-2;!L#/  
   AC!yc(^<  
   确定V带的根数 goNDS5}  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw >8&fFq  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 eN`G2eE  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 JW"`i   
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 Q_dMuoI  
         "LH3ZPD  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 %3. np  
                             VxE;tJ>1  
                       取Z=2 kOC0d,  
V带齿轮各设计参数附表 Pa"Kk9!o36  
CZ>Ujw=&k  
各传动比 ]W5p\(1g  
M"-.D;sa1  
    V带        齿轮     ]YOWCFAQot  
    2.3        5.96     - Rx;"J.H  
  [;UI8St w  
2. 各轴转速n 5BK3ix*L  
    (r/min)        (r/min)     uo ;m  
    626.09        105.05     P6({wx  
y1[@4TY]  
3. 各轴输入功率 P %*RZxR):  
    (kw)        (kw)     tKds|0,j|  
    2.93       2.71     [.6bxK  
AUES;2WL  
4. 各轴输入转矩 T GL,[32~C  
    (kN·m)        (kN·m)     jv6>7@<G  
43.77        242.86     Sggl*V/q  
h")7kjM  
5. 带轮主要参数 b|iIdDK  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         +|x%a2?x:  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     4UK>Vzn  
带的根数z     I!Mkss xc  
    160        368        708        2232        B        2     ux,eY  
GkI{7GD:z  
6.齿轮的设计 )1$H 7|  
Nq|y\3]  
(一)齿轮传动的设计计算 @Kw&XKe`  
`u_k?)lK  
齿轮材料,热处理及精度 p#3G=FV  
    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 \HQ.Pwr 6  
    (1)       齿轮材料及热处理 FlY"OU*  
       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 1QnaZhu'  
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 Zv* uUe  
      ② 齿轮精度 "-j96 KD  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 N vTp1kI]  
     T0.sL9  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 ooP{Q r  
按齿面接触强度设计 J25/Iy*byG  
8 qZbsZi4  
确定各参数的值: ;jO+<~YP!  
①试选=1.6 L3 KJ~LI  
选取区域系数 Z=2.433   \ Co Z+  
     fI'+4 )@x  
    则 .F[5{XV  
    ②计算应力值环数 wD W/?lT&  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) B~J63Os/  
    =1.4425×10h V|*3*W  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) XQmg^x[,A  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 ZwiXeD+4  
    ④齿轮的疲劳强度极限 8dJ+Ei~M  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: ?_ v_*+b_  
    []==0.93×550=511.5 3Jq GLR`z3  
D9hq$?  
    []==0.96×450=432         IWI$@dng6  
许用接触应力   z46Sh&+  
         WM4,\$  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   !lA~;F  
         =1 %?F$3YN,  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 " BLJh)i  
    =4.47×10N.m $vn)(zn+  
    3.设计计算 y{~tMpo<  
①小齿轮的分度圆直径d 6E(..fo:"  
     JNP6qM  
    =46.42 VW;E14  
    ②计算圆周速度 +Fh,!`  
    1.52 "$ISun=8  
    ③计算齿宽b和模数 = H}x  
计算齿宽b ,f<J4U:Y  
       b==46.42mm H ]!P[?  
计算摸数m qv4r !x  
  初选螺旋角=14 ,DEcCHr,  
    = _::ssnG3jT  
    ④计算齿宽与高之比 {M= *>P]E  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 ic l]H  
=46.42/4.5 =10.32 B@ ms Gb C  
⑤计算纵向重合度 i CB:p  
=0.318=1.903 vj]h[=:  
⑥计算载荷系数K Ug4o2n0sk  
使用系数=1 &5[+p{2  
根据,7级精度, 查课本得 BxZ7Bk  
动载系数K=1.07, q]*jTb  
查课本K的计算公式: @2hOy@V  
K= +0.23×10×b 0F%?< : &  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 +oHbAPs8  
查课本得: K=1.35 [$:L| V!{  
查课本得: K==1.2 o` dQ  
故载荷系数: nwqA\  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 h-SKw=n  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 PzhC *" i}  
    d=d=50.64 e@/' o/  
    ⑧计算模数 (.L?sDQ</z  
    = p _3xW{I  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 8!@}\6qM  
    由弯曲强度的设计公式 MD3iWgM  
    ≥ |ZXz&Xor  
j *;.>akY7  
⑴   确定公式内各计算数值 {) sE;p-  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m vo2GFo  
         确定齿数z G)_Zls2 ;  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 EWv[Sp  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 :_=YH+bZ  
    Δi=0.032%5%,允许 .])X.7@x  
    ②      计算当量齿数 @ `mke4>_  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  U6y`:G;.  
    z=z/cos=144/ cos14=158 wb h=v;  
    ③       初选齿宽系数 'C#[iRG4  
     按对称布置,由表查得=1 H0.A;`  
    ④       初选螺旋角 S1m5z,G  
    初定螺旋角 =14 Pf?15POg&B  
    ⑤       载荷系数K ]9JH.fF  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 %Y5F@=>&  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y S 2W@;XvV  
    查得: $j v"$0Fc  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 n[# **s  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 W/CZ/Mc  
     h^''ue"  
    ⑦       重合度系数Y I:YgKs)[  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 GhjqStjS&l  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 N|ZGc{?  
=14.07609 HS\'{4P  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 U\-.u3/  
    ⑧       螺旋角系数Y L .}sN.  
 轴向重合度 =1.675, U}5]Vm$]  
    Y=1-=0.82 ?I"?J/zm  
     {y%@1q%"  
    ⑨       计算大小齿轮的 @L0)k^:  
 安全系数由表查得S=1.25 oJ/=&c  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 -%{+\x2  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 5P 5Tgk  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 | qelvK*  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   TqOH(= {  
    小齿轮     大齿轮 2t45/:,  
t)~$p#NS  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数:  a3a:H  
    K=0.86        K=0.93   ZA@zs,o%  
2 &_>2"=<@  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 yx;K&>  
      []= "QD>:G;u  
      []= ?|!m  
       l m(mY$B*_  
       }qZ^S9  
        大齿轮的数值大.选用. xj3{Ke`6  
     A:pD:}fm}D  
⑵   设计计算 I{.t-3hp  
     计算模数 2k&Voa  
>Ad`_g6Wew  
-pQ?ybQ  
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: pEX Q  
P4|A\|t  
z==24.57  取z=25 =ReSlt  
40dwp*/!  
那么z=5.96×25=149           N%e^2O)  
  qG g29  
②   几何尺寸计算 n1PvZ~^3  
    计算中心距     a===147.2 8qxZ7|Y@  
将中心距圆整为110 5 [4{1v  
S?OCy4dk:  
按圆整后的中心距修正螺旋角 8=?U7aw  
^<   
=arccos kr!>rqN5  
(<}?}{YX0  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. _?$w8 S%  
#MiO4zXgd  
计算大.小齿轮的分度圆直径 BJ fBY H,M  
     %Q;:nVt  
    d==42.4 &h=f  
,6"[vb#*3  
d==252.5 Rz6kwh=q  
Xr88I^F;  
计算齿轮宽度 }h8U.k?v  
!0):g/2h  
B= L6ypn)l  
>enP~uW[#  
圆整的       <DII%7q,6/  
bBGg4{  
                                            大齿轮如上图: SbsdunW+?  
J{L d)Q,^  
Ay%]l| Gm  
P\z1fscnK  
7.传动轴承和传动轴的设计 w=0zVh_`(  
P*hYh5a  
1.  传动轴承的设计 h53G$Ol.  
Ln/*lLIOb  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 f2v~: u  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min 54RexB o  
T1=43.77kn.m [=u@6Y  
⑵.  求作用在齿轮上的力 47A[-&y*X  
    已知小齿轮的分度圆直径为 uv{*f)j/d  
        d1=42.4 r|/9'{!  
而  F= |I|,6*)xg  
     F= F Gvr>n@n  
q 1u_r  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N _eH@G(W(  
s= z$;1C  
Q^?$2ck=  
JxM32?Rm*w  
⑶.   初步确定轴的最小直径 'gsO}xj  
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 g|4>S<uC  
*GdJ<B$  
T/J1 b-  
             q>6,g>I  
     从动轴的设计 %Rk0sfLvn  
       l SuNZY aO  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, >gn@NJ2N  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M xr!A>q+@i  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 pNu?DF{ 3  
    已知大齿轮的分度圆直径为 i=fhK~Jd  
        d2=252.5 |t#s h  
而  F= i"E_nN"V  
     F= F sp0_f;bC  
:cP u  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N Z1 (!syg  
K;TTGK  
X [?E{[@Z  
2%`8  
⑶.   初步确定轴的最小直径 vJ&35nF&  
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 (?.h<v1}  
yV&]i-ey  
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 a<((\c_8G  
查表,选取 ]a:T]x6'  
F0kQ/x  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 .l,NmF9  
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 ma`sv<f4-!  
X'2%'z<  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 Lr`Gyl62  
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  。 kkj_k:Eah  
HEK?z|Ne  
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. s>TC~d82  
wMM1Q/-#  
            D        B                轴承代号     ZCfd<NS?  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     h{?f uoZj%  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     S7R*R}  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     = mhg@N4  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     KF`mOSP  
4@M}5WJ7  
     ya;(D 8x)  
T 7M];@q  
     a6/ETQ  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 Jp~[Dm  
    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, Maiyd  
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.     b1Ba}  
)_Iu7b  
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. gO]8hLT  
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, 3BB/u%N}  
高速齿轮轮毂长L=50,则 !B#tJD  
>R\!Qk  
L=16+16+16+8+8=64 !zfV (&  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. 7TZ,bD_  
o;pJjC]  
5.    求轴上的载荷   #*}cc  
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, n."XiXsN  
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.  w4UJXc  
01+TVWKX  
q6P5:@  
+1Rz+  
c>#3{}X|x%  
*o=( w5   
h<BTu7a`r  
z,SNJIsx  
g}I{-  
     s 8lfW6  
w|ct="MG  
传动轴总体设计结构图: B)qcu'>iy  
     nA+gqY6 6|  
                             byIP]7Ld  
Dh9C9<Ta:  
                             (主动轴) :Z3]Dk;y  
G-DOI  
W!a'KI'  
        从动轴的载荷分析图: iUf?MDE  
kg$w<C@#"  
6.     校核轴的强度 sTi3x)#xB  
根据 +?0r%R%\  
== H$xUOqL  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 c+UZ UgP  
查表15-1得[]=60MP %lGg}9k'  
〈 []    此轴合理安全 4'L.I%#tZ  
eXtlqU$  
8、校核轴的疲劳强度. !7Z?VEZ  
⑴.   判断危险截面 ZV~9{E8  
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. (gUxS.zU  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 G5$YXNV  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 Odbm"Y  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 y~rtYI  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 ;QQ/bM&I  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 NO.5Vy  
截面上的弯曲应力 h.aXW]]}(P  
bO+L#Kf  
截面上的扭转应力 #lx(F3  
== - !s=`9o  
轴的材料为45钢。调质处理。 ljk,R G  
由课本得: ]bAw>1,NVD  
           /SJI ~f+$  
因             iiV'-!3w  
经插入后得 bU_P@GKB  
2.0         =1.31 *En4~;l  
轴性系数为 {o8K&XU#&t  
       =0.85 %Yny/O\e%  
K=1+=1.82 e `IL7$  
    K=1+(-1)=1.26 s^-o_K\*c  
所以               pt9fOih[  
u!I=|1s  
综合系数为:    K=2.8 4Kn)5>  
K=1.62 w)%/Me3o  
碳钢的特性系数        取0.1 QQX7p!~E  
   取0.05 VKHzGfv  
安全系数 Cq<k(TKAX  
S=25.13 sm;\;MP*yH  
S13.71 *!yY7 ~#  
≥S=1.5    所以它是安全的 m7,;Hr(  
截面Ⅳ右侧 OG2&=~hOz-  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 _t\)W(E&  
Mt(;7q@1c  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 Y j*Y*LB~  
pL{:8Ed  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 NpF)|Ppb{  
uE,j$d  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 D P+W* 87J  
截面上的弯曲应力   F;)qM|7  
截面上的扭转应力 }1Km h]  
==K= (KdP^.7  
    K= 3("E5lI(g:  
所以                 -v?)E S  
综合系数为: 8jfEvwY  
K=2.8    K=1.62 ,:?=j80m  
碳钢的特性系数 +We=- e7  
    取0.1       取0.05 hO4* X  
安全系数 &W-1W99auE  
S=25.13 T+)#Du  
S13.71 j'nrdr6n  
≥S=1.5    所以它是安全的 >I;J!{  
2"L a}Vx2  
9.键的设计和计算 ]d50J@W c  
GQ= Pkko  
①选择键联接的类型和尺寸 qc@v"pIz'S  
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. Ky6 d{|H  
根据    d=55    d=65 rb<9/z5-  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 1F94e)M)"  
                     b=20     h=12     =50 MnD^jcx   
K&/!3vc  
②校和键联接的强度 o.KE=zp&z  
  查表6-2得      []=110MP Ihg1%.^V\  
工作长度  36-16=20 RWINdJZ  
    50-20=30 :N ]H"u9X  
③键与轮毂键槽的接触高度 _gI1@uQw  
     K=0.5 h=5 S]}W+BF3  
    K=0.5 h=6 38gEto#q  
    由式(6-1)得: !vH={40]  
           <[] oq9gG)F  
           <[] .+dego:  
    两者都合适 Ls(l  
    取键标记为: DjQgF=;  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 }X^CH2,R  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 tY6QhhuS:  
10、箱体结构的设计 :, Ad1(  
减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, yu @u0vlc  
大端盖分机体采用配合. 4#2iq@s  
U~YjTjbd  
1.   机体有足够的刚度 4+4C0/$Y  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 nT xN>?l2E  
[p&2k&.XYe  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 4dI =  
]:F?k#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 OA{PKC  
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 ,ku3;58O<  
$%0A#&DVh  
3.   机体结构有良好的工艺性. ^DOQ+  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. /H<tv5mX J  
3IDX3cM9  
4.   对附件设计 x] j&Knli  
A  视孔盖和窥视孔 OZi4S3k  
在机盖顶部开有窥视孔,能看到 传动零件齿合区的位置,并有足够的空间,以便于能伸入进行操作,窥视孔有盖板,机体上开窥视孔与凸缘一块,有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封,盖板用铸铁制成,用M6紧固 %][6TZ}  
B  油螺塞: b<"LUM*;  
放油孔位于油池最底处,并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔处的机体外壁应凸起一块,由机械加工成螺塞头部的支承面,并加封油圈加以密封。 `Uy'YfYF  
C  油标: PHQ99&F1  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 Kzf^ras4u  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. ?D S|vCae  
|FxTP&8~  
D  通气孔: cux<7#6af  
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. p-,(P+Np  
E  盖螺钉: D./3,z  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 T$Rj/u t1  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. ]O.Z4+6w  
F  位销: 40R7@Vaf  
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. %6HJM| {H  
G  吊钩: =Z}=nS?4  
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. |;MW98 A  
o1]ZeF  
减速器机体结构尺寸如下: T~b6Zu6  
4'BZ+A,p  
名称    符号    计算公式    结果     b 3i34,  
箱座壁厚                10     mVdg0  
箱盖壁厚                9     TwLQ;Q  
箱盖凸缘厚度                12     fVx_]5jM  
箱座凸缘厚度                15     cSWn4-B@l  
箱座底凸缘厚度                25     1]]#HTwX  
地脚螺钉直径                M24     Nvj0MD{ X  
地脚螺钉数目        查手册        6     l fJ lXD  
轴承旁联接螺栓直径                M12     );oE^3]f  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     fs6 % M]u  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     ^P}c0}^  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     $|pD}  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     "E}38  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 SQJ }$#=  
    22 o%.0@W  
    18      - j_  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 $3je+=ER  
    16     uhO-0H  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     JPGEE1!B{b  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     Yo;Mexo!  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     ZAa:f:[#f  
机盖,机座肋厚                9    8.5     DZ5QC aA  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) d<+@cf_9  
150(3轴)     HlC[Nu^6U  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) !@wG22iC4d  
150(3轴)     Bl!R bh\  
     QDpzIjJj  
11. 润滑密封设计 J'#R9NO<  
mqk tM6  
    对于二级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度. jpRC6b?  
    油的深度为H+ [|{m/`8C  
         H=30  =34 )R@M~d-o  
所以H+=30+34=64 j#[%-nOT  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 E{W(5.kb;i  
     M&~cU{9c  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 +#MQ8d  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为      TDR2){I  
    密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 2"C,u V@F!  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 0V5{:mzA  
     lJ/{.uK  
12.联轴器设计 !y syb  
<9yB& ^  
1.类型选择. X Cf!xIv  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 F`U YgN  
2.载荷计算. gi5Ffvs$  
公称转矩:T=95509550333.5 Z&j?@k,k  
查课本,选取 f$p7L.d<  
所以转矩   $3D#U^7i  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 <Z^qBM  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm fw+ VR.#2H  
71inHg  
四、设计小结 #;~dA  
    经过两周紧张的课程设计,终于体会到了什么叫设计。原来设计并非自己想的那么简单、随便,比如说,设计减速器时,里面的每一个零件几乎都有其国家标准,我们设计时必需得按标准进行设计,最后才能符合要求。我觉得从事设计工作的人一定得要有很好的耐性,并且要有足够的细心,因为设计过程中我们要对数据不断的计算,对图形不断的修改,这需要耐心。因此,我觉得我们有必要从现在就开始培养这样一种耐心的工作态度,细心的工作作风,以便以后更快的进入到工作中,避免不必要的错误。 5KvqZ1L  
    我觉得,虽然这次设计出的结果与自己所想的有一定差距,但我想至少是自己动手了,并且通过这次设计,使自己更明白自己在这方面的欠缺和不足之处,懂得要从头到尾自己设计出一样东西是多么的不容易。因此,我想在剩下的一年半时间里,我会针对自己专业方面欠缺知识进行提高,拓宽。我想不管谁找出了自己的弱点,一定要努力的去改进、提高它,这样自己才会不断的进步,虽然“人无完人”,但我想我们不断的改进、提升自己,最后会使自己成为比现在的自己更强,更优秀的人的。我想这是我这次课程设计的最大收获。 A.@Af+  
五、参考资料目录 y&{ Z"+B5  
[1]《机械设计课程设计》,高等教育出版社,王昆,何小柏,汪信远主编,1995年12月第一版; nk^-+olm  
[2]《机械设计(第七版)》,高等教育出版社,濮良贵,纪名刚主编,2001年7月第七版; z}f;_NX  
[3]《简明机械设计手册》,同济大学出版社,洪钟德主编,2002年5月第一版; vB;$AFh{  
[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; Cv;\cI"&  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 v'X=|$75  
[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; KM jnY2  
[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? O)i]K`jk  
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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