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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 b&) 5:&MI  
                 /a9 !Cf  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         Sb2v_o  
                 ;r\(p|e  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向)  gJN0!N'  
Q[n\R@  
目   录 :Sg&0Wj+#j  
     LwqC ~N  
一    课程设计书                            2 B:TR2G9UT  
NR%Y+8^M  
二    设计要求                              2 }Rvm &?~O  
cV K7  
三    设计步骤                              2 unl1*4e+  
     @r^!{  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 -[7O7'  
    2. 电动机的选择                                4 gApoX0nrv  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 +ZsX*/TOn  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 Y qdWctUY  
    5. 设计V带和带轮                              6 <Cpp?DW_  
    6. 齿轮的设计                                  8 \5 pu|2u  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 x+5p1sv6  
    8. 键联接设计                                  26 MZv]s  
    9. 箱体结构的设计                              27 hi2sec|;<  
    10.润滑密封设计                                30 3k$[r$+"  
    11.联轴器设计                                  30 U 5w:"x  
     %u\26[/  
四    设计小结                              31 Fqq6^um  
五    参考资料                              32 \0;(VLN'U  
R,2=&+ e  
一. 课程设计书 NUJ~YWO;  
设计课题: $& ~;@*[  
    设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V S0/usC[r  
表一: K/_9f'^  
         题号 P,pnga3Wu  
w FtN+  
参数    1     Ds8 EMtS  
运输带工作拉力(kN)    1.5     [s1pM1x  
运输带工作速度(m/s)    1.1     yoe}$f4  
卷筒直径(mm)    200     Yj(4&&Q  
^H'a4G3  
二. 设计要求 iTo k[uJ}  
1.减速器装配图一张(A1)。 ?^#lWx q  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 >RI>J.~  
3.设计说明书一份。 E:E4ulak  
=1;=  
三. 设计步骤 9%)=`W  
    1.  传动装置总体设计方案 H4-qB Z'  
    2.  电动机的选择 ^nK7i[yF.k  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 !/{+WHxIr|  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 \(UKd v  
    5.  “V”带轮的材料和结构 +#J,BKul  
    6.  齿轮的设计 hIv@i\`  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 j5$BK[p.  
    8、校核轴的疲劳强度 vH %gdpxX  
    9.  键联接设计 )U<Y0bZA!  
    10.  箱体结构设计 ~|Y>:M+0Z  
    11. 润滑密封设计 g+8hp@a  
    12. 联轴器设计 9a$56GnW1  
     X26   
1.传动装置总体设计方案: " K*  
0o&MB Dp  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 -ZOBAG*  
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, >k7q g$  
要求轴有较大的刚度。 YA(@5CZ  
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。 ra '  
其传动方案如下: AF,BwLN  
        m(OvD!  
图一:(传动装置总体设计图) >?W[PQ5yx  
%~ |HFYd  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 G28O%jD?  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 DrW#v-d  
     传动装置的总效率 Q-TV*FD.  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; L *[K>iW  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, + bhym+  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, [p r"ZQ]  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 4IdT'  
X*oMFQgP  
  2.电动机的选择 N@o?b  
s$h] G[x  
    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, QvPD8B  
    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, w>?Un,K  
    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。 -5G)?J/*  
     ]Al;l*yw  
    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, %Tn#-  
     CE NVp"C/`  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 v]:=K-1n  
     {y kYW%3s  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 jMBiaX`F  
                                                  5 +9 Ze9  
o;F" {RZ  
方案    电动机型号    额定功率 H/F+X?t$0  
P u?+bW-D'd  
kw    电动机转速 n7LfQWc  
    电动机重量 DmqX"x%P  
N    参考价格 m@Ev~~;  
元    传动装置的传动比     ?0*8R K  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     Y o0FUj  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     (3vHY`9  
  )YW<" $s  
   中心高 :Gqy>)CxX  
        外型尺寸 )(Iy<Y?#  
L×(AC/2+AD)×HD        底脚安装尺寸A×B    地脚螺栓孔直径K    轴伸尺寸D×E        装键部位尺寸F×GD     -l+P8:fL~  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     %n0;[sD0A  
JYqSL)Ta*t  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 C}g9'jY  
"T/>d%O1b  
(1)       总传动比 Tq<2`*Qs  
    由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 "+"{+k5t  
    (2)       分配传动装置传动比 ^u)z{.z'H/  
    =× >v;8~pgO  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 f}%D"gz  
    为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 Sywu=b  
4.计算传动装置的运动和动力参数 K2_Qu't0$  
(1) 各轴转速 K5Wg"^AHY/  
  ==1440/2.3=626.09r/min D8K-K]W@  
  ==626.09/5.96=105.05r/min H( -Y  
(2) 各轴输入功率 <M?:  
    =×=3.05×0.96=2.93kW k ^'f[|}  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW s)A<=)w/e  
    则各轴的输出功率:   UsVMoX^  
=×0.98=2.989kW :)f7A7:;  
=×0.98=2.929kW Ha>*?`?yI  
各轴输入转矩 z5\;OLJS,  
   =××  N·m Lju7,/UD  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· W3W'oo  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m OY-w?'p?W  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m R  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m FwKj+f"  
=×0.98=242.86N·m 5}ie]/[|  
运动和动力参数结果如下表 H14Ic.&  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     ! {,F~i9  
    输入    输出    输入    输出         d87vl13  
电动机轴        3.03        20.23    1440     ,"-Rf<q/  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     YEu1#N  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     F7m?xy  
"tit\a6\(  
5、“V”带轮的材料和结构 dth&?/MERL  
  确定V带的截型 txql 2  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 Fh7'[>onw  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 I<b?vR 'F  
      V带截型      由图6-13                        B型 N<|$h5isq  
   ?C0l~:j7D  
  确定V带轮的直径 jd`},X/  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm MjfFf} @  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s _:n b&B  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm  q}Z3?W  
   v ]Sl<%ry  
  确定中心距及V带基准长度 wu<])&F  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 31+;]W=  
                          360<a<1030 07T70[G  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm _;A $C(  
     57{oh")  
  初定V带基准长度 Dz=k7zRg"  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm 5y2? f  
       F,Xo|jjj  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm x Ha=3n  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm y@bcYOh3  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 xynw8;Y ,  
   .N4  
   确定V带的根数 7DW]JK l  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw XALI<ZY  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 ~H)4)r^  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 ?i\B^uB  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 BIaDY<j90  
         QlFZO4 P3|  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 B (/U3}w-  
                             rR ES8/  
                       取Z=2 +eQe%U  
V带齿轮各设计参数附表 *x~xWg9^  
vqslirC  
各传动比 %HQ.|  
;T]d M fO  
    V带        齿轮     _fFU#k:MU  
    2.3        5.96     z><5R|Gf  
  b/$km?R  
2. 各轴转速n a~h:qpg c  
    (r/min)        (r/min)     "Y`3DxXz  
    626.09        105.05      , iNv'  
{C`GW}s{4  
3. 各轴输入功率 P |9xI_(+{kP  
    (kw)        (kw)     TG48%L  
    2.93       2.71     D8{D [fJ;  
U8#xgz@  
4. 各轴输入转矩 T 5/",<1  
    (kN·m)        (kN·m)     e[u?_h  
43.77        242.86     -!RtH |P  
D\~zS`}  
5. 带轮主要参数 05Fz@31~  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         uxn)R#?  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     )'4P.>!!aQ  
带的根数z     %OR|^M  
    160        368        708        2232        B        2     ;?fS(Vz~  
uy_wp^  
6.齿轮的设计 aeyNdMk -  
&hHW3Q(1  
(一)齿轮传动的设计计算 gC%G;-gm  
%z]U LEYrZ  
齿轮材料,热处理及精度 P;ZU-G4@   
    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 kB:Uu }(=N  
    (1)       齿轮材料及热处理 #$~ba %t9%  
       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 2N#$X'8  
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 ?rVy2!  
      ② 齿轮精度 Z0!5d<  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 2'jOP" G  
     mM.*b@d-  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 <>xJn{f0c  
按齿面接触强度设计 KAA-G2%M  
j!~l,::$"X  
确定各参数的值: uf<@ruN  
①试选=1.6 ~\p]~qQ\K  
选取区域系数 Z=2.433   l} ^3fQXI  
     =.<@`1  
    则 0l*]L`]L#  
    ②计算应力值环数 5V[oE\B  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) gwrYLZNGI  
    =1.4425×10h sKz`aqI  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) ;a=w5,h:  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 W/z7"#  
    ④齿轮的疲劳强度极限 1sE?YJP-  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: U/ V  
    []==0.93×550=511.5 [%~ :@m  
'oNO-)p\#!  
    []==0.96×450=432         5IOFSy`  
许用接触应力   +cJy._pi!  
         C`=p +2I]  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   exh/CK4;  
         =1 pA.J@,>`}  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 Ng><n}  
    =4.47×10N.m <H3ezv1M  
    3.设计计算 -50 HB`t  
①小齿轮的分度圆直径d 3<=,1 cU  
     ;Mm7n12z C  
    =46.42 ^m#-9-`  
    ②计算圆周速度 ` 8W*  
    1.52 f:*vr['d  
    ③计算齿宽b和模数 Sw^X2$h  
计算齿宽b ~AY N  
       b==46.42mm a8u 9aEB  
计算摸数m 1XG!$ 4DW  
  初选螺旋角=14 ]A FI\$qB\  
    = h1 WT  
    ④计算齿宽与高之比 L!/\8-&$P  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 NW~z&8L  
=46.42/4.5 =10.32 =/<LSeLxH  
⑤计算纵向重合度 g71[6<D  
=0.318=1.903 kP#e((f,  
⑥计算载荷系数K Z nFi<@UB)  
使用系数=1 A[G0 .>Wk  
根据,7级精度, 查课本得 _AV1WS;^^8  
动载系数K=1.07, O/:UJ( e{  
查课本K的计算公式: s}5cSU!|  
K= +0.23×10×b ,1'4o3  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 PFUO8>!pA\  
查课本得: K=1.35 GdB.4s^  
查课本得: K==1.2 VxP&j0M>  
故载荷系数: _X ~87  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 6nhMP$h  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 4'W'}o|{  
    d=d=50.64 'c\iK=fl  
    ⑧计算模数 nEzf.[+9/  
    = pEECHk  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 f= >O J!:  
    由弯曲强度的设计公式 |6G m:jV  
    ≥ wf, 7==  
.xf<=ep  
⑴   确定公式内各计算数值 G!4(BGx&  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m .4. b*5  
         确定齿数z Y*_)h\f  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 kq\)MQ"/X  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 at2FmBdu C  
    Δi=0.032%5%,允许 oYWR')8g  
    ②      计算当量齿数 :akT 'q#  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  -}K<ni6  
    z=z/cos=144/ cos14=158 !lo/xQ<  
    ③       初选齿宽系数 aq7~QX_0G  
     按对称布置,由表查得=1 !w BJ,&E  
    ④       初选螺旋角 ,C3,TkA]  
    初定螺旋角 =14 04r$>#E  
    ⑤       载荷系数K d[rv1s>i  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 XMG]Wf^%\<  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y tabT0  
    查得: HF|oBX$_  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 -OSa>-bzNx  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 Jk,;JQ  
     Z{'i F   
    ⑦       重合度系数Y j,]Y$B  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 H@]MXP[_  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 {Ay"bjZh  
=14.07609 hY`\&@  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 phO;c;y}  
    ⑧       螺旋角系数Y zbJT&@z  
 轴向重合度 =1.675, g^zs,4pPU<  
    Y=1-=0.82 !!Z?[rj  
     O12eH  
    ⑨       计算大小齿轮的 yCCrK@{oo  
 安全系数由表查得S=1.25 j65<8svl  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 vv26I  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 ]qhPd_$?D'  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 +S Jd@y@fR  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   ;# Q%j%J  
    小齿轮     大齿轮 LdJYE;k Ju  
4@xE8`+b G  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: H#ClIh?'b  
    K=0.86        K=0.93   W456!OHa  
(p%>j0<  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 =-p$jXVW%  
      []= [z 7bixN  
      []= ID/ F  
       ?7{H|sI  
       $ImrOf^qt  
        大齿轮的数值大.选用. Y))NK'B5  
     1^gl}^|B  
⑵   设计计算 :%IoME   
     计算模数 '] +Uu'a  
=hl}.p  
mc4i@<_?  
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: /hO1QT}xd  
5atYOep  
z==24.57  取z=25 2#k5+?-c61  
'(/7[tJ  
那么z=5.96×25=149           Q|@4bzi)  
  NIw\}[-Z0E  
②   几何尺寸计算 |fo0  
    计算中心距     a===147.2 itMg|%B%  
将中心距圆整为110 H= X|h)  
S{3nM<  
按圆整后的中心距修正螺旋角 fDSv?crv  
^Ox3XC  
=arccos u(G*\<z-  
9?k_y ZV  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. q:g2Zc'Y~W  
W6Y@U$P#G  
计算大.小齿轮的分度圆直径 )+fh-Ui  
     t%8d-+$  
    d==42.4 X]'7Ov  
2PG [7u^  
d==252.5 /7 Cn(s5o  
!^ _ "~  
计算齿轮宽度 YID4w7|  
~zw]5|  
B= M+x,opl  
+zs4a96[  
圆整的       ,UuH}E  
r hfb ftw  
                                            大齿轮如上图: ccL~#c0P7  
h\'n**f_x  
4 uQT5  
ZzX~&95G  
7.传动轴承和传动轴的设计 ."Y e\>k  
/Ju;MeE9  
1.  传动轴承的设计 x|vqNZ\F  
|n] d34E  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 S<J}[I7V  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min ,\@O(; mF  
T1=43.77kn.m ^,]B@ t2  
⑵.  求作用在齿轮上的力 BXyo  
    已知小齿轮的分度圆直径为 QMZ)-ty"  
        d1=42.4 d \35a4l  
而  F= )K2HK&t:  
     F= F &@3H%DP}Ql  
%D[0nt|X  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N 1PatH[T[  
&e8s65`  
]EpWSs!"g  
[2Ud]l:6E  
⑶.   初步确定轴的最小直径 ZGd!IghL  
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 ~ _!F01s  
42qYg(tZ  
4f;HQ-Iv  
             S1?-I_t+]  
     从动轴的设计 H8On<C=  
       /7YF mI/0  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, d0,s"K7@  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M LA)[ip4  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 jfqopiSi  
    已知大齿轮的分度圆直径为 j.@\3'  
        d2=252.5 @n": w2^B  
而  F= tmtT (  
     F= F #KiRfx4G  
y? co|  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N .?hP7;hhI  
@W9x$  
GbaEgA'fa  
@#-q^}3  
⑶.   初步确定轴的最小直径 XSZ k%_  
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 bv*,#Qm  
5hy""i  
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 +PuPO9jKO@  
查表,选取 "^]cQ"A  
"l*`>5Nn9  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 'uxX5k/D@t  
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 I'0@viF"Nx  
,kn"> k9  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 |x-S&-  
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  。 x a06i#  
QhK#Y{xY  
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. >#y^;/bb  
]]wA[c~G  
            D        B                轴承代号     9,r rQQD_  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     xcf%KXJf6  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     JC3m.)/  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     =Yt R`  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     _}En/V_  
ksN+ ?E4w  
     =Fr(9 (  
byfJy^8G  
     <N9[?g)  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 y7i*s^ys{  
    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, DY?Kfvef  
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.     7fba-7-P  
9& 83n(m  
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. +qwjbA+  
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, lh;:M -b9  
高速齿轮轮毂长L=50,则 & J2M1z%  
F;<xnC{[  
L=16+16+16+8+8=64 #: [<iSk  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. Q{lpKe0  
9c6gkt9eB  
5.    求轴上的载荷   KW^7H  
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, &E=>Hj(dTG  
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. LMAE)]N  
y`XU~B)J1  
-#HA"7XOE  
d>t<_}  
Rw:*'1  
G8Y<1%`<  
E`uY1B[c  
E }nH1  
Kiu_JzD  
     9uA>N  
EpX&R,Rxk  
传动轴总体设计结构图: cbT7CG  
     ,~]tg77  
                             pv Gf\pu  
"*srx]  
                             (主动轴) K$E3QVa  
?qWfup\S  
Y/ .Z .FD`  
        从动轴的载荷分析图: ?3.b{Cq{-  
'GS"8w~j  
6.     校核轴的强度 ^>hWy D  
根据 %*0^0wz  
== EKsT~SS  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 @8pp EFw  
查表15-1得[]=60MP &b fA.& `  
〈 []    此轴合理安全 ZWKg9%y7  
5?F__Hx*2  
8、校核轴的疲劳强度. Dw<bn<e-  
⑴.   判断危险截面 < F.hZGss7  
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. O4V.11FnW  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 j+uLV{~g6  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 n4R(.N00  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 Ke2ccN  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 J2xw) +  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 s)6U_  
截面上的弯曲应力 ^!<BQP7  
P>NF.B Cq  
截面上的扭转应力 rFj-kojg  
== Pu*6"}#~  
轴的材料为45钢。调质处理。 w.YiO5|y  
由课本得: dE4L=sTEsy  
           |6K+E6H  
因             U<_3^  
经插入后得 <YhB8W9 P  
2.0         =1.31 K k-S}.E  
轴性系数为 z4jR[x,  
       =0.85 @ W[f1  
K=1+=1.82 UJ CYs`y  
    K=1+(-1)=1.26 /7|V+6jV  
所以               ~l]ve,W[  
W"}M1o  
综合系数为:    K=2.8 %)/P^9I6  
K=1.62 Tk:h@F|B.|  
碳钢的特性系数        取0.1 XH}\15X  
   取0.05 0"\H^  
安全系数 ?&63#B,iZ  
S=25.13 g" .are'7  
S13.71 p8h9Ng* &`  
≥S=1.5    所以它是安全的 ~,oMz<iMV  
截面Ⅳ右侧 =E.t`x=  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 ;h*K}U  
FrL]^59a  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 >aj7||K  
1p/3!1  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 DVB{2~7 4  
=F]FP5V  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 zxbpEJzpn  
截面上的弯曲应力   W;'!gpa  
截面上的扭转应力 M42 Ssn)  
==K= X\@C.H2ttY  
    K= ,!Z *5  
所以                 h?BFvbAt  
综合系数为: ^=RffrlZU  
K=2.8    K=1.62 $o0 iLFIX/  
碳钢的特性系数 'rO!AcdLU  
    取0.1       取0.05 *E/`KUG]  
安全系数 D6>2s\:>vp  
S=25.13 @|63K)Xy  
S13.71 W&& ;:Fr  
≥S=1.5    所以它是安全的 T|7}EAR=b  
c#Sa]n  
9.键的设计和计算 .!$*:4ok  
a!< 8\vzg  
①选择键联接的类型和尺寸 B8V>NvE~o  
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. ?'@8kpb  
根据    d=55    d=65 Sa?ksD2IaB  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 (Pf+0,2  
                     b=20     h=12     =50 zF8dKFE~  
AX;8^6.F3  
②校和键联接的强度 zr+zhpp  
  查表6-2得      []=110MP 4'g;TI^  
工作长度  36-16=20 aT)BR?OYSJ  
    50-20=30 0=* 8  
③键与轮毂键槽的接触高度 l_P-j 96WD  
     K=0.5 h=5 OWjk=u2Lz  
    K=0.5 h=6 P"y`A}Bx  
    由式(6-1)得: %C~1^9uq  
           <[] e;Ti&o}  
           <[] h|VeG3H  
    两者都合适 6:Ch^c+IZ  
    取键标记为: #(#Wv?r6  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 -:2$ %  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 8\^}~s$$A  
10、箱体结构的设计 u frW\X  
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, }=gx#  
大端盖分机体采用配合. ?Z Rs\+{vG  
Rz bj  
1.   机体有足够的刚度 kP#B5K_U|  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 TUV&vz{  
L+Xc-uv["p  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 (l-tvk4Ln  
E^ P,*s  
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 QDs^Ije  
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 C([phT;  
01r 8$+  
3.   机体结构有良好的工艺性. y#Fv+`YDl  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. A+SE91m  
}.3nthgz  
4.   对附件设计 -fwoTGlX  
A  视孔盖和窥视孔 { /K.3  
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 Qy^1*j<@&  
B  油螺塞: .y_/Uwu  
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。 @&%'4j&+  
C  油标: i]Fp..`v~  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 z.$4!$q  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. o<<xY<  
U1DXe h~V  
D  通气孔: ROg(U8 N  
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. 6+.uU[x@  
E  盖螺钉: A<5ZF27  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 %\D)u8}  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. Kqp(%8mf  
F  位销: !/}O>v~o  
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. r"``QmM  
G  吊钩: ';TT4$(m  
在机盖上直接铸出吊钩和吊环,用以起吊或搬运较重的物体. tZ} v%3  
6l5:1|8b,!  
减速器机体结构尺寸如下: ^T ?RK "p  
?]Pmxp H}  
名称    符号    计算公式    结果     jNLw=  
箱座壁厚                10     NLUT#!Gr  
箱盖壁厚                9     `tHvD=`m.  
箱盖凸缘厚度                12     BGOuDKz9C  
箱座凸缘厚度                15     UUzYbuS>&l  
箱座底凸缘厚度                25     g .onTFwN  
地脚螺钉直径                M24     XWA:J^  
地脚螺钉数目        查手册        6     ^HV>`Pjd}=  
轴承旁联接螺栓直径                M12     B:gjAb}9T  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     bu:S:`  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     \R|4( +]x  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     DB-l$rj  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     xl6,s>ob  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 w8kOVN2b  
    22 lz YEx  
    18     tE@;X=  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 zA$k0p  
    16     u+'tfFds&  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     ^aH \7J@Y  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     aa>xIW,u  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     wF|fK4F  
机盖,机座肋厚                9    8.5     txiP!+3OWB  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) i\KQ!f>A  
150(3轴)     JHz [7  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) Min ^>  
150(3轴)     <F}_ /q1  
     AWP"b?^G|  
11. 润滑密封设计 k p<OJy  
7w'wjX-  
    对于二级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度. [x9KVd ^d  
    油的深度为H+ IB[)TZ2m  
         H=30  =34 Tav*+  
所以H+=30+34=64 c lNkph  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 :?/cPg'D  
     *MJX?  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 x 7~r,x(xM  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     !P)O(i=  
    密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 k 9L? +PD  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 +pR[U4$  
     a#>Yh;FA  
12.联轴器设计  ~ ip,Nl  
.v$D13L(o  
1.类型选择. B?4boF?~  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 oW<5|FaN  
2.载荷计算. VO$ iNK  
公称转矩:T=95509550333.5 xn5l0'2  
查课本,选取 p(~Yx3$*  
所以转矩   poToeagZ~Q  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 }HY-uQ%@g  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm BaSZ71>9]r  
Wzw7tLY._  
四、设计小结 S4G^z}{_  
    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。 .u4 W /  
    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。 :P<]+\m  
五、参考资料目录 B5X(ykaX~  
[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; Vl:^>jTki  
[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; 4"(<X  
[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; cUA7#1\T=  
[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; {buo^kgj`]  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 hRs&t,{&  
[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; Kac' ;1  
[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? )?X-(4  
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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