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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 >\Ww;1yV  
                 ]@Uq=?%  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         S :<Nc{C  
                 _<OSqE  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) {R? U.eJW  
l|k`YC x  
目   录 uvG]1m#  
     Xn%pNxUL  
一    课程设计书                            2 F ;2w1S^  
~15N7=wCM  
二    设计要求                              2 Y*vW!yu  
7*Ej. HK  
三    设计步骤                              2 4s*ZS}] o  
     ~,B5Hc 2  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 65aK2MS@  
    2. 电动机的选择                                4 c:o]d)S  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 !*%WuyCgr4  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 8Hn|cf0  
    5. 设计V带和带轮                              6 j4uvS!  
    6. 齿轮的设计                                  8 ?}U(3  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 io{@^1ab  
    8. 键联接设计                                  26 c5D)   
    9. 箱体结构的设计                              27 @8pp EFw  
    10.润滑密封设计                                30 5Ezw ~hn  
    11.联轴器设计                                  30 qtQ6cq Ld  
     W1|0Yd ;P  
四    设计小结                              31 rcC<Zat,|  
五    参考资料                              32 +N:o-9  
9E>|=d|(d  
一. 课程设计书 KQg]0y d  
设计课题: e(GP^oK  
    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 E{Ov>osq  
表一: Wg<(ms dj  
         题号 qfMo7e@6*  
B=^)Ub5'  
参数    1     +>{Y.`a;Jo  
运输带工作拉力(kN)    1.5     ^5h]Y;tx  
运输带工作速度(m/s)    1.1     K+3IWZ&+dG  
卷筒直径(mm)    200     t7j);W%e6  
F.=2u"[*&  
二. 设计要求 G(G{RAk>  
1.减速器装配图一张(A1)。 rp!oO>F  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 fj;y}t1E]  
3.设计说明书一份。 W;!}#o|%s  
{^7Hgg  
三. 设计步骤 5?3Me59  
    1.  传动装置总体设计方案 q#,f 4P  
    2.  电动机的选择 Y STv\y  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 O06"bi5Y  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 ~nh:s|l6%M  
    5.  “V”带轮的材料和结构 ;kS&A(  
    6.  齿轮的设计 '+?"iVVo  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 %}Ss,XJ  
    8、校核轴的疲劳强度 +RYls|f  
    9.  键联接设计 z6jc8Z=O  
    10.  箱体结构设计 LXC9I/j/  
    11. 润滑密封设计 qQ?"@>PALD  
    12. 联轴器设计 3TY5;6  
     ;7 E7!t^  
1.传动装置总体设计方案: 4,CXJ2  
r0+6evU2  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 b`~p.c%(  
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, }NzpiY9  
要求轴有较大的刚度。 `lO[x.[  
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。 ,+meT`'vn  
其传动方案如下: 0 yuW*z  
        GzI yP(U  
图一:(传动装置总体设计图) hRrn$BdLX  
X.f>'0i  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 R3;Tk^5A  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 V-Sd[  
     传动装置的总效率 w[S pw<Z  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; ^Eb.:}!D6  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, YW_Q\|p]M  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, zMm#Rhn  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 QxVq^H  
<SgM@0m  
  2.电动机的选择 ktFhc3);!  
#Ssx!+q?  
    电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, [<g?WPCcC  
    经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, c#Sa]n  
    则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 .!$*:4ok  
     a!< 8\vzg  
    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, [y'f|XN  
     m'6&9Ja k  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0  -QM: q  
     toya fHf  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 |)b6>.^  
                                                  9F)z4  
C":32_q  
方案    电动机型号    额定功率 5_I->-<  
P ;t<QTGJ  
kw    电动机转速 gQxbi1!;9  
    电动机重量 [E!oQVY  
N    参考价格 ![YX]+jqNp  
元    传动装置的传动比     ftvG\Tf  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     K?B{rE Lp  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     RrX[|GLSJ  
  a(kg/s  
   中心高 }XV+gyG=@  
        外型尺寸 75"f2;  
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     wkA+j9.  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     .aAL]-Rj  
FbaEB RM  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 -Zf@VW,NI  
Kw efs;<E?  
(1)       总传动比 Rot@x r7Hc  
    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 z3&]%Q&  
    (2)       分配传动装置传动比 ,SynnE68  
    =× *1p|5!4c  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 M)'HCnvs'  
    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 q|o}+Vr  
4.计算传动装置的运动和动力参数 iOR_[y,  
(1) 各轴转速 01r 8$+  
  ==1440/2.3=626.09r/min cC=[Saatsf  
  ==626.09/5.96=105.05r/min # {w9s 0:  
(2) 各轴输入功率 'Jt]7;04p  
    =×=3.05×0.96=2.93kW tZ=E')!\  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW 96 q_ K84K  
    则各轴的输出功率:   R< ,`[*Z  
=×0.98=2.989kW  87<-kV  
=×0.98=2.929kW !c}O5TI|#  
各轴输入转矩 e,F1Xi #d  
   =××  N·m >XY`*J^  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· VL% UR{  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m 1rv)&tKs  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m rai3<_W<  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m LR.Hh   
=×0.98=242.86N·m U=DmsnD,  
运动和动力参数结果如下表 TD1 [  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     Izhee%c  
    输入    输出    输入    输出         A?CcHw rT  
电动机轴        3.03        20.23    1440     ? WF/|/  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     |X0Y-  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     wfU7G[  
TD'L'm|2  
5、“V”带轮的材料和结构 c(:f\Wc3Z  
  确定V带的截型 q*\x0"mS/  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 :`-,Lbg  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 56+s~hG  
      V带截型      由图6-13                        B型 QW $G  
   $}J5xG,}$  
  确定V带轮的直径 jGXO\:s O  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm b7 NM#Hb  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s U7 `A497Z  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm CK,7^U  
   9z}uc@#D=m  
  确定中心距及V带基准长度 zo+nq%=  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 }`W){]{k O  
                          360<a<1030 p[hZ@f(z  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm (@%gS[]  
     R A KFU  
  初定V带基准长度 :p]'32FA!  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm +V m}E0Ov  
        Fy`(BF\  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm n#q<`}u,  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm a= DcZ_M  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 &>%T^Y|J4  
   .QA }u ,EN  
   确定V带的根数 4a'N>eDR  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw FN\E*@>X=  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 V n*  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 zaah^.MA|  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 jUSmq m'  
         <\NY<QIwFw  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 ?Cl%{2omO  
                             }dp=?AFg  
                       取Z=2 A%`[mc]4#  
V带齿轮各设计参数附表 2 $?C7(kW  
a^`rtvT  
各传动比 J3n-`k8  
;.TRWn#  
    V带        齿轮     ?YZ- P{rTS  
    2.3        5.96     JBJhG<J  
  x 7~r,x(xM  
2. 各轴转速n KVD8YfF  
    (r/min)        (r/min)     UD8op]>L  
    626.09        105.05     XmEq2v  
!q9+9 *6  
3. 各轴输入功率 P |2abmuR0  
    (kw)        (kw)     T(t+ iv  
    2.93       2.71     VH+%a<v"  
<)u`~$n2  
4. 各轴输入转矩 T yp$_/p O=2  
    (kN·m)        (kN·m)     {5F-5YL+>  
43.77        242.86     WN01h=1J_  
73xAG1D$r  
5. 带轮主要参数 o| #Qu8Lk  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)          OU8Lldt  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     !{^PO <9  
带的根数z     yls ^cyX  
    160        368        708        2232        B        2     +xrr? g  
ZaL.!g  
6.齿轮的设计 Z/t+8;TMR,  
f6p-s y>  
(一)齿轮传动的设计计算 D'J 0wT#  
S" xKL{5  
齿轮材料,热处理及精度 P %#<I}0C  
    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 B)qWtMZx  
    (1)       齿轮材料及热处理 !4^C #{$  
       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 7PtN?;rP  
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 M+w=O!dq  
      ② 齿轮精度 ~S8*t~  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 tD+9kf2  
     UPG9)aF  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 i'#E )  
按齿面接触强度设计 XDFx.)t  
3?1`D/  
确定各参数的值: /7}It$|nhy  
①试选=1.6 4<k9?)~(J  
选取区域系数 Z=2.433   K%^V?NP*{Z  
     RLLTw ?]$  
    则 q U]gj@R  
    ②计算应力值环数 l]8D7(g  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) #6+@M  
    =1.4425×10h vTJ}8  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) cVv;Jn  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 bT^I"  
    ④齿轮的疲劳强度极限 jO!y_Y]B  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: JV]^zW  
    []==0.93×550=511.5 aB7+Tb  
Hm%;=`:'  
    []==0.96×450=432         DV<` K$ET  
许用接触应力   ,u`B<heoLU  
         Mf&{7%  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   z7Q?D^miy  
         =1 MLRK74D  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 IW@PF7  
    =4.47×10N.m .HkL2m  
    3.设计计算 cm&I* 0\  
①小齿轮的分度圆直径d YKO){f5  
     kw"SwdP5  
    =46.42 .ys6"V|31  
    ②计算圆周速度 <gJU?$  
    1.52 D"ND+*Q [X  
    ③计算齿宽b和模数 7z!tKs"TMT  
计算齿宽b h-Fn?  
       b==46.42mm XqW@rU  
计算摸数m L1Iz<>  
  初选螺旋角=14 ?<(m 5Al7  
    = e S<lwA_  
    ④计算齿宽与高之比 gG-BVl"59  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 iVy7elT;R  
=46.42/4.5 =10.32 2@%$;.  
⑤计算纵向重合度 @+ BrgZv`  
=0.318=1.903 ,'p2v)p^4  
⑥计算载荷系数K @@8J6*y  
使用系数=1 %2XHNW  
根据,7级精度, 查课本得 D"J!\_o  
动载系数K=1.07, (&+kl q  
查课本K的计算公式: $CY't'6Hn  
K= +0.23×10×b \Dd-Xn_b  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 ds?v'|  
查课本得: K=1.35 o[cV1G  
查课本得: K==1.2 1#0{@35  
故载荷系数: =y/8 ^^  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 V??dYB(  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 Kd=%tNp  
    d=d=50.64 yjhf   
    ⑧计算模数 ub;ZtsM,%  
    = >|twyb  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 bZ|FnY}FB  
    由弯曲强度的设计公式 2UFv9  
    ≥ hA33K #bC  
1$%V{4bJ  
⑴   确定公式内各计算数值 tb$LriN  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m p TeOW9  
         确定齿数z j4;0|zx-i  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 A@sZ14+f  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 WV#%PJ  
    Δi=0.032%5%,允许 H Ge0hl[n  
    ②      计算当量齿数 `kU/NKq  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  U5He?  
    z=z/cos=144/ cos14=158 Um: Hrjw  
    ③       初选齿宽系数 j& <i&  
     按对称布置,由表查得=1 Oh'Y0_oB>  
    ④       初选螺旋角 o]p|-<I Q  
    初定螺旋角 =14 JXu$ew>q  
    ⑤       载荷系数K Xt#4/>dlR  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 ;uW}`Q<  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y S p^9& ^  
    查得: 9\]^|?zQ`  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 U)o$WH.b  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 Qbyv{/   
     `/~8}Y{  
    ⑦       重合度系数Y QCX8IIHG  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 j'BMAn ?  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 iTV) NsC}  
=14.07609 7?kIVP1r  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 ;\\@q"n%<  
    ⑧       螺旋角系数Y ]- 4QNc=  
 轴向重合度 =1.675, R hvfC5Hq  
    Y=1-=0.82 k:#P|z$UD  
     V`7FKL@"  
    ⑨       计算大小齿轮的 ]f_6 '|5 A  
 安全系数由表查得S=1.25 {FG|\nPw  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 K!]1oy'V  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 6'RrQc=q  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 =@8H"&y`  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   aN $}?  
    小齿轮     大齿轮 'qF#<1&  
E4W zU  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: X0M1(BJgGo  
    K=0.86        K=0.93   A^2Uzmzl?  
qg}O/K  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 ^+m+zd_  
      []= u*#ZXW  
      []= LI6hE cM=  
       3RR_fmMT)  
       Q]w&N30  
        大齿轮的数值大.选用. *s>BG1$<  
     -M1YE  
⑵   设计计算 8-Hsgf.*  
     计算模数 \a=D  
NSFs\a@1  
nYt/U\n!  
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: XxaGp95so  
{ vN}<f`  
z==24.57  取z=25 ^-a8V'  
YTjkPj:  
那么z=5.96×25=149           CCX8>09  
  j $TwL;  
②   几何尺寸计算 W5'3$,X9  
    计算中心距     a===147.2 'D%w|Pe?Q  
将中心距圆整为110 yx<WSgWZ[  
<6G1 1-K  
按圆整后的中心距修正螺旋角 wprX!)w<i  
TcGoSj<Z  
=arccos l?q%?v8  
@5[kcU>  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. | /|  
[F[K^xYTlg  
计算大.小齿轮的分度圆直径 Y&^P"Dw  
     U7DCx=B  
    d==42.4 fI7j):h;  
$\"9<o|h  
d==252.5 o8Z[+;  
#%FN>v3e  
计算齿轮宽度 V`-vR2(  
& BvZF  
B= ZJjTzEV%^B  
Bs M uQ|!  
圆整的       /2m?15c+  
$7'g Rb4  
                                            大齿轮如上图: " sgjWo6  
!gmH$1w  
,o7hk{fR*  
w?,M}=vg  
7.传动轴承和传动轴的设计 Ol')7d&  
p<v.Q   
1.  传动轴承的设计 )kJH5/  
0liR  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 q,2]5 '  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min /n4pXT  
T1=43.77kn.m O`$#Pg  
⑵.  求作用在齿轮上的力 Do]*JO)(  
    已知小齿轮的分度圆直径为 "aF8l<1xn  
        d1=42.4 T'fcc6D5p  
而  F= nCKbgM'"  
     F= F pfd#N[c  
A`u$A9[  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N 6UE(f@  
"|m|E/Z-9  
z1!6%W_.  
Sc]P<F7N]  
⑶.   初步确定轴的最小直径 dtAbc7  
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 K$ v"Uk  
%Z8vdU#l  
0~& "  
             XTDE53Js&  
     从动轴的设计 xc?}TPpt  
       FhIqy %X  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, SjdZyJa  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M ba3-t;S  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 ?R5'#|EyX  
    已知大齿轮的分度圆直径为 Uw<&Wm`'  
        d2=252.5 LjdYsai-  
而  F= fB+b}aoV  
     F= F ^I]{7$6^  
t!_x(u  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N :h:@o h_=  
t?^9HP1b_  
o;[bJ Z\^x  
4 UAvw  
⑶.   初步确定轴的最小直径 9B)(>~q  
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 ^UA(HthY  
 0v^:  
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 RH~3M0'0  
查表,选取 Z v0C@r  
x "(9II*  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 !~lW3  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 V8O.3fo`[`  
9YF$CXonE=  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 Ewo*yY>  
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  。 PG,U6c #  
[$ :  
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. \%,&~4 !  
;T ZGC).6  
            D        B                轴承代号     !ax;5@J  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     S2~@nhO`U(  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     Qrz4}0  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     :k46S<RE  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     J  fcMca  
wUi(3g|A  
     GLKO]y  
AV@\ +0  
     OYf{?-QD  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 uC~g#[I QM  
    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, ^ua12f  
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.     "uu)2Xe  
 r@T| e  
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. c!&Qj  
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, oTOfK}  
高速齿轮轮毂长L=50,则 `HUf v@5  
oVZ4bRl   
L=16+16+16+8+8=64 "7?js $  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. |0{ i9 .=  
Fc0jQ@4=  
5.    求轴上的载荷   /BH.>R4`A  
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, 0 15Owi  
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.  SNvb1&  
)LswSV  
CKTrZxR"  
p27p~b&  
+Z? [M1g  
GYgWf1$8_D  
+0pW/4x  
D6!tVdnVe  
DY><qk  
     R'EW7}&  
sT<{SmBF  
传动轴总体设计结构图: s!h5hwBY  
     L+Pc<U)T+  
                             R!{7OkC  
NyJnOw(  
                             (主动轴) @ t@|q  
;]h.m)~|  
`F,zenk=  
        从动轴的载荷分析图: PN\V[#nS  
Qp&?L"U)2  
6.     校核轴的强度  ,o&<WMD  
根据 8Nvr93T,  
== [&n|\!  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 vug-n 8  
查表15-1得[]=60MP 5X;?I/9  
〈 []    此轴合理安全 z\[(g  
i$#,XFFp~  
8、校核轴的疲劳强度. Kcn\g.  
⑴.   判断危险截面 0=m&^Jpp  
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ  B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. |' @[N,  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 @+0V& jc  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 \|!gPc%s  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 luF#OPC  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 a97Csxf;7  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 gY\mXM*^  
截面上的弯曲应力 >H?uuzi  
=n }Yqny  
截面上的扭转应力 -eYL*Pa  
== NhtEW0xCr  
轴的材料为45钢。调质处理。 ZPYH#gC& T  
由课本得: Ij$)RSPtH  
           [Ye5Y?  
因             ~mcZUiP9  
经插入后得 I:/4t^%  
2.0         =1.31 2^bgC~2C1  
轴性系数为 _U=S]2 Q W  
       =0.85 %jgg59  
K=1+=1.82 N('3oy#8  
    K=1+(-1)=1.26 7X:hIl   
所以               %f#\i#G<k  
jhcuK:`L  
综合系数为:    K=2.8 {9:hg9;E*  
K=1.62 }u7D9_KU  
碳钢的特性系数        取0.1 ~6fRS2u  
   取0.05 @ YrGyq  
安全系数 `L">"V`$Bj  
S=25.13 }Y$VB%&Hy  
S13.71 ;l#?SYY  
≥S=1.5    所以它是安全的 kpY%&  
截面Ⅳ右侧 " xxXZGUp  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 6fQ*X~| p  
a~ F u  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 Z0z)  
^1vq{/ X  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 `bi k/o=%  
W -!dMa  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 'U*udkn 2]  
截面上的弯曲应力    z8tt+AU  
截面上的扭转应力 X~#@rg!"  
==K= ^zkd{ov  
    K= TR_(_Yd?36  
所以                 ~CJYQFt  
综合系数为: ;p.j  
K=2.8    K=1.62 &,Uc>L%m  
碳钢的特性系数 H|'$dO)W  
    取0.1       取0.05 L;kyAX@^  
安全系数 E'fX&[  
S=25.13 {bxhH)a'  
S13.71 H.f9d.<W%  
≥S=1.5    所以它是安全的 q w"e0q%)  
gZ ~y}@L y  
9.键的设计和计算 W|FNDP0  
5@""_n&FV  
①选择键联接的类型和尺寸 8F.(]@NY  
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. Psg +\14  
根据    d=55    d=65 rjt O`Mt`  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 R2'C s  
                     b=20     h=12     =50 b<48#Qy~l  
#0xm3rFy4  
②校和键联接的强度 d9ZDpzx B  
  查表6-2得      []=110MP s-y'<(ll  
工作长度  36-16=20 WodF -bE  
    50-20=30 pZW}^kg=  
③键与轮毂键槽的接触高度 \"{/yjO|4  
     K=0.5 h=5 mq>*W' M  
    K=0.5 h=6 9? v)  
    由式(6-1)得: VK"[=l  
           <[] >V3W>5X  
           <[] P2s^=J0@  
    两者都合适 !<JG&9ODP  
    取键标记为: \0xzBs1!  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 8'>.#vyMGv  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 i,\t]EJAU  
10、箱体结构的设计 Nj"_sA p  
减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, |J @|  
大端盖分机体采用配合. IiQWs1  
%@)U/G6s}  
1.   机体有足够的刚度 p=je"{  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 Y>c5:F;  
C _ k_D  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 9QO!vx  
~W5>;6f\  
因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H为40mm 3RG/X  
为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 ~6pCOS}  
9;'>\ImI  
3.   机体结构有良好的工艺性. uugzIV)  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. K'ed5J  
= D;UMSf  
4.   对附件设计 !^Qb[ev  
A  视孔盖和窥视孔 \Mh4X`<e  
在机盖顶部开有窥视孔,能看到 传动零件齿合区的位置,并有足够的空间,以便于能伸入进行操作,窥视孔有盖板,机体上开窥视孔与凸缘一块,有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封,盖板用铸铁制成,用M6紧固 7zi^{]  
B  油螺塞: Ji)a%j1V9  
放油孔位于油池最底处,并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔处的机体外壁应凸起一块,由机械加工成螺塞头部的支承面,并加封油圈加以密封。 A_8`YN"Xk  
C  油标: (W{rv6cq  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 +$Ddd`J'  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. GNj/jU<o!  
cviN$oL  
D  通气孔: =!Baz&#}  
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. zYNM<W;  
E  盖螺钉: "Hsq<oV8  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 Z\o AE<$  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. pU\xzLD  
F  位销: P,+ 0   
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. V9);kD  
G  吊钩: +5seT}h  
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. ! S$oaCxM  
s}p GJ&C  
减速器机体结构尺寸如下: &' oacV=  
zrWq!F*-V\  
名称    符号    计算公式    结果     *=KexOa9  
箱座壁厚                10     p'9 V. _h  
箱盖壁厚                9     9# .NPfMF  
箱盖凸缘厚度                12     t8wz'[z  
箱座凸缘厚度                15     9x 6ca  
箱座底凸缘厚度                25     dk, I?c &  
地脚螺钉直径                M24     QL|:(QM  
地脚螺钉数目        查手册        6     S]e~)I gO  
轴承旁联接螺栓直径                M12     `)xU;-  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     :)3$&QdHT  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     c Gaz$=/  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     t=@Jw  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     au9Wo<mR  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 5)o-]S>  
    22 |rms[1<_  
    18     1V?Sj  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 SS<+fWXE  
    16     `Mh<S+/  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     %<#$:Qb.  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     th>yi)m  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     V HY<(4@  
机盖,机座肋厚                9    8.5     MjF.>4  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) zI*/u)48  
150(3轴)     "Jv,QTIcS  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) m@ 'I|!^  
150(3轴)     IUBps0.T\  
     VAB&&AL  
11. 润滑密封设计 L)//- k9  
B}xo|:f!zj  
    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. _bV=G#qKK  
    油的深度为H+ (nP*  
         H=30  =34 m3v* ,~  
所以H+=30+34=64 )9sr,3w  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 U"R.!=v  
     S:GUR6g8D  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 uB)6\fkTB  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     9j>sRE1  
    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 NbK?Dg8WJG  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 laRKt"A  
     {XUfxNDf  
12.联轴器设计 0 Vgn N  
&oEq&  
1.类型选择. N?<@o2{  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 B7jlJqV  
2.载荷计算. D+U/]sW  
公称转矩:T=95509550333.5 y:``|*+  
查课本,选取 'krMVC-  
所以转矩   %'~<:>:"E  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 _"t.1+-K  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm a0j.\g  
%D6Wlf+^n  
四、设计小结 0FR%<u  
    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。 q,>F#A '  
    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。 ^~IcQ!j/5  
五、参考资料目录 m_U6"\n 5  
[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; ?g*T3S"  
[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; bb_jD^  
[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; [/,6O  
[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; GB0b|9(6D"  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 3g "xm  
[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; 9@EnmtR  
[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? _~q^YZ  
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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