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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 F"3LG"  
                 e?Pzhh a  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         5hVp2 w-  
                 .RI{\i`  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) B74L/h  
Z!@<[Vo6  
目   录 H5L~[\ 5t  
     @Axwj   
一    课程设计书                            2 Im NTk  
*, /ADtL  
二    设计要求                              2 UDJ{ iZ  
E]^wsS>=  
三    设计步骤                              2 a(+.rf;  
     ZT UaF4k j  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 ^)r^k8y'  
    2. 电动机的选择                                4 (+@ Lnz\  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 9#:b+Amzz  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 \#(3r1(  
    5. 设计V带和带轮                              6 24ojjxz+  
    6. 齿轮的设计                                  8 $=7'Cm ?  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 `MMh"# xN  
    8. 键联接设计                                  26 Ca: jN0  
    9. 箱体结构的设计                              27 NWuJ&+gcO5  
    10.润滑密封设计                                30 .'zXO  
    11.联轴器设计                                  30 bB|UQaCl  
     a ?LrSk`  
四    设计小结                              31 =")}wl=s  
五    参考资料                              32 ZRDY `eK  
'baew8Q#  
一. 课程设计书 hJqLH ?Ri  
设计课题: @a AR99M  
    设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V )!h(oR  
表一: q Ee1OB  
         题号 [dm&I#m=  
jOJ$QT  
参数    1     }b9"&io  
运输带工作拉力(kN)    1.5     G_GPnKdd  
运输带工作速度(m/s)    1.1     2$>"4 N  
卷筒直径(mm)    200     ]0`*gKA  
%SKp<>;9  
二. 设计要求 P\;L#2n  
1.减速器装配图一张(A1)。 ` u#'  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 jo75M Sj  
3.设计说明书一份。 QXXB>gOY5  
{1RI!#[\  
三. 设计步骤 {K\l3_=5qb  
    1.  传动装置总体设计方案 TO&ohATp  
    2.  电动机的选择 8]@)0q {r  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 VO _! +  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 =x9SvIm/tH  
    5.  “V”带轮的材料和结构 Ekb9=/  
    6.  齿轮的设计 =oZHN,  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 rToZN!q\S  
    8、校核轴的疲劳强度 G ZxM44fP  
    9.  键联接设计 :%[=v (G[  
    10.  箱体结构设计 'H"wu /#  
    11. 润滑密封设计 en"]u,!  
    12. 联轴器设计 \8Mn[G9TL  
     mR3)$!  
1.传动装置总体设计方案: R+'$V$g\X  
 %+\ PN  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 _lWC)bv`  
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, d~i WV6Va  
要求轴有较大的刚度。 sVk+E'q  
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。 ^/nj2"  
其传动方案如下: 81m3j`b  
        UDjmXQ2,  
图一:(传动装置总体设计图) }6;K+INT  
@J`o pR  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 |Z]KF>S]  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 )e#KL$B)v  
     传动装置的总效率 #BB,6E   
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; "Di27Rq  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, j_` [Z  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, []i/\0C^  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 nz{ ;]U1  
s)Gnj;  
  2.电动机的选择 bW"bkA80  
-s?f<f{  
    电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, B,Pbm|U1  
    经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, #xUX1(  
    则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 d:Y!!LV-@L  
     p>4tPI}bf  
    综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, baLO~C  
     j@N z  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 -^1}J  
     F52%og~N  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 W''%{A/'  
                                                  #?x!:i$-  
{e'P* j  
方案    电动机型号    额定功率 i D6f/|g  
P '}4z=f`}  
kw    电动机转速 u|;?FQ$M  
    电动机重量 vbt0G-%Z  
N    参考价格 <WXGDCj  
元    传动装置的传动比     #7 )&`  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     \9HpbCHr  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     ~]sj.>P  
  b 7XTOB_HO  
   中心高 % G'{G  
        外型尺寸 *~h@KQm7  
L×(AC/2+AD)×HD        底脚安装尺寸A×B    地脚螺栓孔直径K    轴伸尺寸D×E        装键部位尺寸F×GD     6tx5{Xl-o  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41      lu_kir~  
OC?a[^hB^)  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 +9^V9]{Vo  
.uh>S!X, ]  
(1)       总传动比 GHs,,J;  
    由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 iXoEdt)  
    (2)       分配传动装置传动比 /)%$xi  
    =× C VXz>oM  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 (vR9vOpJ  
    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 CpE LLA<  
4.计算传动装置的运动和动力参数 O{vVW9Q  
(1) 各轴转速 lfJvN  
  ==1440/2.3=626.09r/min aru;yR  
  ==626.09/5.96=105.05r/min &i(\g7%U  
(2) 各轴输入功率 _p^?_  
    =×=3.05×0.96=2.93kW #QUQC2P(~  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW X-,mNv z  
    则各轴的输出功率:   {yzo#"4Oy  
=×0.98=2.989kW  ff;9P5X  
=×0.98=2.929kW B*OEG*t  
各轴输入转矩 T`zUgZ]  
   =××  N·m Ad}Nc"O  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· ;L*Ku'6Mt  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m C vOH*K'  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m >P9|?:c  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m /f*QxNZ,p  
=×0.98=242.86N·m }5Zmc6S{  
运动和动力参数结果如下表 ts:YJAu+F  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     ^)nIf)9}7  
    输入    输出    输入    输出         3(oB[9]s  
电动机轴        3.03        20.23    1440     5i0vli /L  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     7&hhKEA  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     im-XP@<  
ykS-5E`  
5、“V”带轮的材料和结构 h@2YQgw`  
  确定V带的截型 iW?z2%#  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 ^XgBkC~  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 5y~ Srb?2  
      V带截型      由图6-13                        B型 &cpqn2Z  
   @$7'{*  
  确定V带轮的直径 !'z"V_x~  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm V;LV),R?  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s ]as+gZ8  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm >ufLRGL>  
   Q,LDn%+;B*  
  确定中心距及V带基准长度 oHPh2b0  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 )p`zN=t  
                          360<a<1030 5M&<tj/[a0  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm YlC$L$%Zd.  
     'PvOOhm,  
  初定V带基准长度 z.T>=C  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm hnnVp_<]  
       I_s*pT  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm |W\U9n  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm M:*)l(  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 ;S?ei>Q  
   5v[2R.eT-  
   确定V带的根数 w }=LC#le  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw P,s>xM  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 S }3?  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 M^&^g  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 *5KDu$'(e  
         Y`*h#{|  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 U?xa^QVhj  
                             ,Ma%"cWVC  
                       取Z=2 zi_0*znw  
V带齿轮各设计参数附表 a|-ozBFR  
V4ybrUWK  
各传动比 Y#zHw< <E  
f;%=S:3  
    V带        齿轮     \'6%Ld5km  
    2.3        5.96     pG^>y0  
  +F92_a4  
2. 各轴转速n i<M F8 $  
    (r/min)        (r/min)     QKIg5I-  
    626.09        105.05     ckkm}|&m  
5 )z'=  
3. 各轴输入功率 P 6J<R;g23R]  
    (kw)        (kw)     >{{0odBF  
    2.93       2.71     U E-1p  
wW, n~W  
4. 各轴输入转矩 T C.RXQ`-P}  
    (kN·m)        (kN·m)     Z_4|L+i<{  
43.77        242.86     .|i/ a%J  
PQrc#dfc |  
5. 带轮主要参数 k!V@Q!>,  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)          ^+wA,r.  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     1nR\ m+{  
带的根数z     6lm<>#_  
    160        368        708        2232        B        2     S|O#KE  
G4^6o[x  
6.齿轮的设计 r8>Qs RnU%  
fwi -   
(一)齿轮传动的设计计算 |qf ef &  
ZKJhmk  
齿轮材料,热处理及精度 o|APsQE  
    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 ~{ucr#]C  
    (1)       齿轮材料及热处理 @!*I mNMI  
       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 O jH"qi  
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 !8|?0>3)  
      ② 齿轮精度 _2WW0  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 ujr"_ofI  
     Uka(Vr:  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 t4UL|fI  
按齿面接触强度设计 s)#TT9BbV  
:)F0~Q  
确定各参数的值: F{E`MK~f_  
①试选=1.6 C8O<fwNM  
选取区域系数 Z=2.433   p2hPLq  
     3F$N@K~s  
    则 _adW>-wQ!d  
    ②计算应力值环数 +o]J0Gu  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) P}w0=  
    =1.4425×10h oK3PA  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) )O8w'4P5  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 ,MUgww!.  
    ④齿轮的疲劳强度极限 hX:yn:P~  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: C3KAQ U  
    []==0.93×550=511.5 7w}]9wCN?  
L-Mf{z  
    []==0.96×450=432         drJUfsxV  
许用接触应力   ;pqS|ayl  
         jxZ_-1  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   LCqWL1  
         =1 4veXg/l  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 G[]h1f!  
    =4.47×10N.m ~<"{u-q#K  
    3.设计计算 !?z"d  
①小齿轮的分度圆直径d s0'6r$xj  
     ^@<Ia-x  
    =46.42 SmV}Wf  
    ②计算圆周速度 (8(P12l  
    1.52 'M fVZho{  
    ③计算齿宽b和模数 vBV_aB1{  
计算齿宽b 'OU`$K7n  
       b==46.42mm dB8 e  
计算摸数m F#z1 sl'  
  初选螺旋角=14 NYeL1h)l  
    = HMw}pp:  
    ④计算齿宽与高之比 ])#?rRw  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 =(Y+u  
=46.42/4.5 =10.32 "Mh}n-oju  
⑤计算纵向重合度 1cV0TUrz  
=0.318=1.903 Zbf~E {  
⑥计算载荷系数K M&KJZ  
使用系数=1 W(EN01d\  
根据,7级精度, 查课本得 o4,9jk$  
动载系数K=1.07, >fp_$bjd  
查课本K的计算公式: ;".]W;I*O  
K= +0.23×10×b A`V:r2hnb  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 &H%z1Lp  
查课本得: K=1.35 4+Y9":<  
查课本得: K==1.2 #KDN  
故载荷系数: ^ R3g7 DG  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 G*g*+D[HM  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 1~S'' [  
    d=d=50.64 1_> w|6;e  
    ⑧计算模数 [ub)`-6 u  
    = ?+L7Bd(EF%  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 1%7zCM0s  
    由弯曲强度的设计公式 +< )H2  
    ≥ [@0Hmd7  
eY_BECJ+OO  
⑴   确定公式内各计算数值 6>[J^k%~w)  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m yJ!,>OQ%'  
         确定齿数z e'~<uN>  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 %V92q0XW  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 } A}Vd:#  
    Δi=0.032%5%,允许 Fyc":{Jd  
    ②      计算当量齿数 +XAM2uN5_.  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  x";4)u=  
    z=z/cos=144/ cos14=158 7lAnGP.;  
    ③       初选齿宽系数 v"dl6%D"  
     按对称布置,由表查得=1 h4c4!S  
    ④       初选螺旋角 $S U<KNMZ  
    初定螺旋角 =14 9w-;d=(Q  
    ⑤       载荷系数K tY60~@YO&  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 wdRk+  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y P?zL`czWd  
    查得: J74kK#uF=  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 3# idXc  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 .19_EQ>+  
     T8Ye+eP}  
    ⑦       重合度系数Y :~~\{fm  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 :Y4G^i  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 Obc wmL  
=14.07609 Z )X(  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 J:\O .F#Fi  
    ⑧       螺旋角系数Y "gt*k#  
 轴向重合度 =1.675, ) Hqn  
    Y=1-=0.82 _ Uv3g lK  
     <\L=F8[  
    ⑨       计算大小齿轮的 VKy3tW/_&  
 安全系数由表查得S=1.25 Yz>8 Nn'_  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 7+m.:~H3}  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 Zrq\:KxX  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 xsg55`  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   ]u%Y8kBe  
    小齿轮     大齿轮 E\VKlu4  
JgB"N/Oz  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: h[gKyxZ/t  
    K=0.86        K=0.93   <^adt *m  
d4LH`@SUZ-  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 B &)wJG  
      []= Oma G|2u  
      []= mnM$#%q;%  
       da$ErN '{  
       }SGb`l  
        大齿轮的数值大.选用. /+f3jy:d  
     1P/4,D@  
⑵   设计计算 78E<_UgcB  
     计算模数 J_&G\b.9/  
0;"  >.  
K}Lu1:~  
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: :BUr8%l  
~.Cu,>fV  
z==24.57  取z=25 !3Q^oR  
%kiPE<<x  
那么z=5.96×25=149           y{QF#&lW  
  *YWk.  
②   几何尺寸计算 ksQw|>K  
    计算中心距     a===147.2 e;&fO[ 2  
将中心距圆整为110 n)rSgzI  
Ce_l\J8G  
按圆整后的中心距修正螺旋角 Og"\@n  
^j7]> I  
=arccos $!:xjb  
9w$+Qc  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. 4z,n:>oH  
nY_+V{F  
计算大.小齿轮的分度圆直径 %~qY\>  
     _Zbgmasb  
    d==42.4 c 4L++ u#  
MW)=l | G  
d==252.5 ;h7O_|<%  
3!u:*ibt  
计算齿轮宽度 >2K:O\&  
+<n8O~h  
B= x$24Nc1a'  
r#WAS2.TP  
圆整的       41\V;yib  
m"mU:-jk`  
                                            大齿轮如上图: tCr? !Y~  
(?~*.g!  
KgEfhO$W  
r<-@.$lf  
7.传动轴承和传动轴的设计 %o#|zaK  
/7Ft1f  
1.  传动轴承的设计 cy#N(S[ 1  
Z_[jah  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 hB-<GGcO <  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min 9E]7Etfw  
T1=43.77kn.m A{a`%FAV  
⑵.  求作用在齿轮上的力 4AuJ1Z  
    已知小齿轮的分度圆直径为 &BQ%df<y\  
        d1=42.4 +zSdP2s  
而  F= |BA<> WE  
     F= F z|i2M8  
FY<77i  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N VseeU;q  
d]QCk &XU  
<^wqN!/  
+v"%@lC};  
⑶.   初步确定轴的最小直径 y7Y g$)sL  
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 '@eH)wh@m)  
!gFUC<4bu  
KZ/ 2#`  
             ?\![W5uuXG  
     从动轴的设计 kS$m$ D  
       ,SSq4  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2,  g=x1}nm  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M f)!7/+9>  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 [5QbE$  
    已知大齿轮的分度圆直径为 5 _ a-nWQ  
        d2=252.5 jd?NN:7  
而  F= 6*=7ifS  
     F= F -87]$ ax  
=hB0p^a  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N n ^_B0Rkv  
?u_O(eg  
${)s ~[  
odC}RdN  
⑶.   初步确定轴的最小直径 bdkxCt  
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 `d. 4 L.],  
|!H@{o  
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 ad[oor/7|  
查表,选取 3eP7vy  
Z7Xic5PI{4  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 2@#`x"0  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 088"7 s  
p) ea1j>N  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 Gmp`3  
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与  。 uV+.(sjH  
YN 31Lo  
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. Z@b GLS  
N"rZK/@}  
            D        B                轴承代号     {Qr0pjE7R  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     gTjhD(  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     g?d*cwtU  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     IYk^eG:;  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     iHL`r1I!  
JW-!m8  
     H{nYZOf/  
j: /cJt  
     !_SIq`5]@  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的  _F9O4Q4  
    右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, +qzCy/_gd  
③   取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm.     |8YP8o  
' 5%`[&  
④    轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取l=50. {f<\`  
⑤    取齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮间的距离c=20.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16, +1 j+%&).  
高速齿轮轮毂长L=50,则 rc9Y:(S1l  
%1jApCJ  
L=16+16+16+8+8=64 EU"J'?  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. O F CA~sR  
<OC|z3na_  
5.    求轴上的载荷   "~HV!(dRMC  
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, T^~9'KDd  
查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. ^HasT4M+x  
auS.q5 %  
]~A<Q{  
lSk<euCYs  
@*rED6zH  
wu2C!gyBo  
%"> Oy&3  
3@7<e~f  
Cq-#| +zr  
     O#5ll2?  
?dcR!-3  
传动轴总体设计结构图: 9?_ybO~Oq  
     >&3ATH;&(  
                             k;9"L90  
s"solPw  
                             (主动轴) e;/C}sK:  
p!~{<s]  
T|&2!Sh  
        从动轴的载荷分析图: +#d}3^_]  
g}]EIv{  
6.     校核轴的强度 \O7Vo<B&D  
根据 FTg4i\Wp  
== 7JNy;$]/  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 l6S6Y  
查表15-1得[]=60MP ?9 8]\pI  
〈 []    此轴合理安全 qJ|n73yn  
3koXM_4_{)  
8、校核轴的疲劳强度. 7q] @Jx9  
⑴.   判断危险截面 Twj?SV  
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. /<s $Am  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 XI*_ti  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 ;|Z;YK@20  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 s;0eD5b>x  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 g}-Ch#  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 $.z~bmH"D  
截面上的弯曲应力 ab=s+[r1  
R;XR?59:.  
截面上的扭转应力 y ;4h'y>#  
== v0dFP0.;&  
轴的材料为45钢。调质处理。  yq ?_#r  
由课本得: Uq,M\V \  
           h CLXL  
因             g1uqsqYt  
经插入后得 ] _/d  
2.0         =1.31 #dLp<l)  
轴性系数为 Rro{A+[,X  
       =0.85 LxGE<xj|V%  
K=1+=1.82 E00zf3Jgv'  
    K=1+(-1)=1.26 y%H;o?<WX  
所以               B=;pyhc  
J9LS6~ 7  
综合系数为:    K=2.8 sJlX ]\RLQ  
K=1.62 k"P2J}4eO  
碳钢的特性系数        取0.1 MGO.dRy_  
   取0.05 lK^Q#td:`  
安全系数 .'SXRrn&:C  
S=25.13 t#y   
S13.71 K;f'&9-+i,  
≥S=1.5    所以它是安全的 4M8AYh2)  
截面Ⅳ右侧 ;UgRm#  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 gkpNT)  
_^RN C)ol  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 {zGIQG9  
UZdE ^Q[  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 xLZQ\2q  
\QUvImT  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 s9A'{F  
截面上的弯曲应力   ISr~JQr  
截面上的扭转应力 B-[SUmHr  
==K= ucj)t7O   
    K= 71tMX[x  
所以                 s8|#sHT  
综合系数为: =tcPYYD  
K=2.8    K=1.62 EGwY|+3  
碳钢的特性系数 b,a\`%m}  
    取0.1       取0.05 B>?Y("E  
安全系数 {I 7pk6Qd  
S=25.13 LM'` U-/e$  
S13.71 }bznx[4?I  
≥S=1.5    所以它是安全的 x#0C+cU  
>*}qGk  
9.键的设计和计算 y`Pp"!P"O  
1TQ $(bI  
①选择键联接的类型和尺寸 (?\ZN+V)  
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. 9L#B"lh  
根据    d=55    d=65 16N8h]l  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 oQ;f`JC^  
                     b=20     h=12     =50 ID+'$u &  
6sy%KO*A  
②校和键联接的强度 zF i+6I$  
  查表6-2得      []=110MP qd|*vE  
工作长度  36-16=20 ;D8Nya>%  
    50-20=30 Vd<= y  
③键与轮毂键槽的接触高度 e+R.0E  
     K=0.5 h=5 ap%o\&T;  
    K=0.5 h=6 )dL?B9d:  
    由式(6-1)得: ,.`^Wx6F  
           <[] 3}:pD]`h  
           <[]  (+]k{  
    两者都合适 )N=b<%WD   
    取键标记为: )Elr8XLw  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 }2c}y7B,_  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 ^}1RDdQ"U  
10、箱体结构的设计 a3c4#'c|D  
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, 1yB;"q&Xd  
大端盖分机体采用配合. $PS5xD~@  
@I"Aet'XV  
1.   机体有足够的刚度 d7^XP  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 uBE,z>/,;  
hYd8}BvA  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 w|nVK9.  
1UM]$$:i  
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 J/<`#XZB   
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 &yA<R::o  
oM7^h3R  
3.   机体结构有良好的工艺性. ?^ErrlI_  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. \7j)^  
rbtV,Y  
4.   对附件设计 =h_gj >  
A  视孔盖和窥视孔 _@OYC<  
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 kN$70N7I;  
B  油螺塞: xRY5[=97  
放油孔位于油池最底处,并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔处的机体外壁应凸起一块,由机械加工成螺塞头部的支承面,并加封油圈加以密封。 Uqpvj90sw  
C  油标: M<p)@p  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 Y+jKP*ri  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. kTk?[BK  
| fI%L9  
D  通气孔: ;:e,C@Fm  
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. R]Yhuo9,&n  
E  盖螺钉: #] GM#.  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 j>b OnCp~  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. PjP%,-@1  
F  位销: .~U9*5d  
为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度,在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销,以提高定位精度. ^]DWrmy  
G  吊钩: OX`n`+^D  
在机盖上直接铸出吊钩和吊环,用以起吊或搬运较重的物体. *=7[Ip< X  
~+np7  
减速器机体结构尺寸如下: Vx*q'~4y!|  
aOD"z7}U  
名称    符号    计算公式    结果     y%,BDyK  
箱座壁厚                10     P8VU&b\  
箱盖壁厚                9     tQ~B!j]  
箱盖凸缘厚度                12     `SwnKg  
箱座凸缘厚度                15     <di_2hN  
箱座底凸缘厚度                25     J7_H.RPa  
地脚螺钉直径                M24     qC4-J)8 Wk  
地脚螺钉数目        查手册        6     _)l %-*Z7p  
轴承旁联接螺栓直径                M12     6-=_i)kzq  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     EC~t 'v  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     m%V[&"5%e  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     0|ps),  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     H+;wnI>@  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 eI}VHBAz  
    22 W*<]`U_.  
    18     /( V=Um^0  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 ifs*-f  
    16     x]ti3?w  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     MP,*W}@  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     @EY}iK~  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     S0+zq<  
机盖,机座肋厚                9    8.5     QC4T=E]` j  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) /=@vG Vp6  
150(3轴)     lz(,;I'x  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) !T*B{+|  
150(3轴)     #FB>}:L{h*  
     =b7&(x  
11. 润滑密封设计 "AouiZkh  
M: "ci;*$  
    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. 9>R|k$`  
    油的深度为H+ q&E5[/VK:  
         H=30  =34 ?i~/gjp  
所以H+=30+34=64 Y/0O9}hf  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 A E&n^vdQW  
     / D ]B  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 1J"9r7\  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     5S]P#8  
    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 HzV+g/8>A  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 $-]setdY  
     HiG/(<bs9O  
12.联轴器设计 M:M>@|)  
0lCd,a 2:  
1.类型选择. E ZKz-}  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 +&,\ J9'B  
2.载荷计算. (u&yb!`  
公称转矩:T=95509550333.5 4p8jV*:@{  
查课本,选取  #U52\3G  
所以转矩   _CJr6Evs  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 uS#Cb+*F  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm !>y}Xq{bm3  
)m8>w6"  
四、设计小结 E$tk1SVo  
    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。 W<91m*  
    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<'$`z|s  
五、参考资料目录 Zk#i9[g9*  
[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; .eNwC.8i  
[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; HoE.//b  
[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; ]8>UII,US  
[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; MD4 j~q\ g  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 |D`b7h  
[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; sLa)~To  
[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|OSE  
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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