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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  D6!+  
                 -j=&J8Za  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         Jas|P}{=fT  
                 IoHkcP[H  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) 4e\`zy  
TvG:T{jwy  
目   录 ! E#.WX  
     4bi\$   
一    课程设计书                            2 (tLQX~Ur  
i\4"FO?v  
二    设计要求                              2 XaS_3d  
8*~:gZ7:  
三    设计步骤                              2 3[i !2iL.  
     A;`U{7IST  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 Ty:Ir  
    2. 电动机的选择                                4 ~dr1Qi#j?  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 y-q?pqt  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 SFgIY]  
    5. 设计V带和带轮                              6 W3/Stt$D  
    6. 齿轮的设计                                  8 v oS"X  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 l@J|p#0q  
    8. 键联接设计                                  26 f\r4[gU@  
    9. 箱体结构的设计                              27 3U.qN0]  
    10.润滑密封设计                                30 g E+OQWu  
    11.联轴器设计                                  30 yB{o_1tc  
     {,2_K6#  
四    设计小结                              31 dq/?&X  
五    参考资料                              32 "g1;TT:1~  
!!O{ ppM  
一. 课程设计书 'nt,+`.y6  
设计课题: b!~%a  
    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 pyJOEL]1F  
表一: FS+^r\)  
         题号 ZboJszNb;  
!Lug5U}  
参数    1     z n8ig/C  
运输带工作拉力(kN)    1.5     >d V@9  
运输带工作速度(m/s)    1.1     }lpm Hvs  
卷筒直径(mm)    200     24/~gft  
|5B9tjJ"  
二. 设计要求 }V,M0b>  
1.减速器装配图一张(A1)。 je3n'^m  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 -gGK(PIf  
3.设计说明书一份。 Ic!83-  
#R4KBXN  
三. 设计步骤 o"M^ sKz47  
    1.  传动装置总体设计方案 BQ0PV  
    2.  电动机的选择 cNc _ n<M  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 A0u:Fm{E  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 ;iNx@tz4  
    5.  “V”带轮的材料和结构 |L{dQ)-'l  
    6.  齿轮的设计 uCS  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 F+S#m3X  
    8、校核轴的疲劳强度 A8(PI)Ic.  
    9.  键联接设计 svjFy/T(lL  
    10.  箱体结构设计 !Qa7-  
    11. 润滑密封设计 \9zC?Cw  
    12. 联轴器设计 F <Z=%M3e  
     T-i]O*u  
1.传动装置总体设计方案: IjAity.Xrq  
=8_TOvSJ4p  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 `~TGVa`D  
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, v 8a  
要求轴有较大的刚度。 { F8,^+b|  
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。 gdNp2b  
其传动方案如下: XPTB,1g+f  
        rqJj!{<B  
图一:(传动装置总体设计图) .cog9H'  
}"H900WE|  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 &B7KWvAy  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 ]%hI-  
     传动装置的总效率 nDw9  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; Y @&nW  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, x[6Bc  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, 8}T3Fig,q  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 x:lf=D lA  
RE$-{i  
  2.电动机的选择 E |3aiC,5  
!Sh5o'D28  
    电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, nz l,y,  
    经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, dL)5~V8s  
    则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 ;0q6 bp(<H  
     5] %kWV>  
    综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, 0k<%l6Bq  
     &H{>7q#r  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 1bs95Fh9Q  
     <sOB j'  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 '8 #*U  
                                                  k"zHrn"$  
QNEaj\   
方案    电动机型号    额定功率 )6WU&0>AU8  
P Big-)7?  
kw    电动机转速 p?nVPTh  
    电动机重量 QLl44*@  
N    参考价格 CP^^ct-C  
元    传动装置的传动比     H/f= 2b  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     S/jHyJ,  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     li^E$9oWC  
  w2GY,,R  
   中心高 HjD= .Q  
        外型尺寸 -+/|  
L×(AC/2+AD)×HD        底脚安装尺寸A×B    地脚螺栓孔直径K    轴伸尺寸D×E        装键部位尺寸F×GD     30"G%DFd  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     4HAfTQ 1G  
 ^k=[P  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 n1h+`nsf  
kfV}w,  
(1)       总传动比 JJXf%o0yq  
    由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 k2;yl _7  
    (2)       分配传动装置传动比 gO36tc:ce  
    =× ]d FWIvC  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 eO#)QoHj^  
    为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 [$X(i|6  
4.计算传动装置的运动和动力参数 p*A//^wQ  
(1) 各轴转速 -xlI'gNg7  
  ==1440/2.3=626.09r/min q~C6+  
  ==626.09/5.96=105.05r/min YQJ_t@0C  
(2) 各轴输入功率 FliN@RNo  
    =×=3.05×0.96=2.93kW **"sru;@=  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW uIBV1Qz  
    则各轴的输出功率:   S1JB]\  
=×0.98=2.989kW V qf}(3K0  
=×0.98=2.929kW M Cz3RZK  
各轴输入转矩 [gDvAtTZ5  
   =××  N·m 2J$Uz,@  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· X.Kxio $o  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m Zzs pE}  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m X8<ygci+.5  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m y|ZJ-[qg  
=×0.98=242.86N·m = 8n*%NC  
运动和动力参数结果如下表 JaEyVe  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     WqAP'x 1  
    输入    输出    输入    输出         yL1\V7GI{[  
电动机轴        3.03        20.23    1440     6|9fcIh]B  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     I| hG"i  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     nr}H;wB  
$!t!=  
5、“V”带轮的材料和结构 F6 Ixu_s  
  确定V带的截型 4 Q.70  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 3D3K:K!FK  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 y g7z?AZ  
      V带截型      由图6-13                        B型 v,s]:9f`\>  
   DE tq]|80m  
  确定V带轮的直径 |<S9nZg%p  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm uG<+IT|x  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s 6K &V}  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm u:k#1Nn!  
   f;*\y!|lg~  
  确定中心距及V带基准长度 w t}a`hxu  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 wTLHg2'y^  
                          360<a<1030 3j2}n o8O  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm 2ZnTT{]_m  
     G{:L^2>  
  初定V带基准长度 /3fo=7G6  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm MTQdyTDHl  
       ?mMd6U&J  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm +r '  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm ?tBEB5  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 .w`8_v&Y  
   7G xNI  
   确定V带的根数 @|M10r9E  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw +`ZcYLg)#  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 5p750`n  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 }=++Lr4*  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 5s0H4?S  
         ?/O+5rjA  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 X|b~,X%N  
                             2'++G[z  
                       取Z=2 _)ERi*}x8  
V带齿轮各设计参数附表 ks! G \<I  
-7lJ  
各传动比 /dCZoz~~T  
BPW:W }  
    V带        齿轮     - Q,lUP  
    2.3        5.96     sI`Lsd'V  
  \aG>(Mr  
2. 各轴转速n R|_?yV[  
    (r/min)        (r/min)     atY m.qb  
    626.09        105.05     YoXXelO&  
4bmpMF-  
3. 各轴输入功率 P z\v\T|C  
    (kw)        (kw)     rZ^DiFR  
    2.93       2.71     b afYjF< 3  
S\Q/ "Y  
4. 各轴输入转矩 T @o8\`G  
    (kN·m)        (kN·m)     D:f0W v  
43.77        242.86     a7ZPV1k  
jn]{|QZ  
5. 带轮主要参数 K2!KMhvQ  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         >RRb8=[J  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     W"$'$ h  
带的根数z     =3sBWDB[  
    160        368        708        2232        B        2      IF uz'  
/QG8\wXE2  
6.齿轮的设计 , !c.  
O||M |  
(一)齿轮传动的设计计算 .' #_Z.zr  
D\>CEBt  
齿轮材料,热处理及精度 <V9L AWeS  
    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 7j5l?K-  
    (1)       齿轮材料及热处理 e1K,4 Bq  
       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 ]XU?Wg  
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 53#7Yy  
      ② 齿轮精度 3:!+B=woR  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 gVk_<;s  
     ;g*ab  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 MAhcwmZNy  
按齿面接触强度设计 EI]NOG 0  
HA>b'lqBM  
确定各参数的值: #R@{Bu=C  
①试选=1.6 [|e7oNT(Q  
选取区域系数 Z=2.433   ?~;G)5  
     59IxY ?  
    则 *s<FEF  
    ②计算应力值环数 !XQG1!|ww  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) eQNo'cz  
    =1.4425×10h }h>QkV,{2  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) GAV|x]R  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 Zn|vT&:Hg  
    ④齿轮的疲劳强度极限 q@H?ohIH  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: "^yTH/m  
    []==0.93×550=511.5 xn}sh[<:P  
$Ic: c  
    []==0.96×450=432         8NWvi%g  
许用接触应力   YeK PoW  
         fHdPav f,S  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   3w#kvtDVm  
         =1 1 f).J  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 Yu`b[]W  
    =4.47×10N.m nJNdq`y2  
    3.设计计算 LS*^TA(I[  
①小齿轮的分度圆直径d  k/ls!e?  
     d\+smED  
    =46.42  Q47Rriw  
    ②计算圆周速度 7FMO' 'x  
    1.52 }mzM'9JH  
    ③计算齿宽b和模数 ggIz) </  
计算齿宽b I MpEp}7  
       b==46.42mm |W<wPmW_{+  
计算摸数m ^W{+?q'  
  初选螺旋角=14 K FvNsqd  
    = xQT`sK+  
    ④计算齿宽与高之比 a 39Kl_\  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 T}jryN;J5  
=46.42/4.5 =10.32 ppP7jiGo  
⑤计算纵向重合度 icOh/G=N;  
=0.318=1.903 `9SuDuw;s  
⑥计算载荷系数K 3XjM@D  
使用系数=1 T1.`*,t)=  
根据,7级精度, 查课本得 :''^a  
动载系数K=1.07, m_wBRan  
查课本K的计算公式: R-+k>_96|  
K= +0.23×10×b +q[puFfl  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 4{7O}f  
查课本得: K=1.35 c$ya{]a  
查课本得: K==1.2 Ii_X^)IL(  
故载荷系数: -}_-#L!Q  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 x'tYf^Va28  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 o|F RG{TJ  
    d=d=50.64 ^NKB  
    ⑧计算模数 sS7r)HV&GI  
    = 4 IuQQ  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 HdQd =q(  
    由弯曲强度的设计公式 SRuNt3wW6  
    ≥ Y; JV9{j  
,{!~rSq-l  
⑴   确定公式内各计算数值 Q[O[,Rk  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m `uo'w:Q  
         确定齿数z Lwm2:_\_b  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 ?]+{2&&$  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 ^kA^> vi  
    Δi=0.032%5%,允许 u^&2T(xG i  
    ②      计算当量齿数 ~vgm; O  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  8(J&_7u  
    z=z/cos=144/ cos14=158 q'{LTg0kk  
    ③       初选齿宽系数 hY X H9:  
     按对称布置,由表查得=1 ,R_ KLd  
    ④       初选螺旋角 Q$ r1beA  
    初定螺旋角 =14 !c,=%4Pb  
    ⑤       载荷系数K d#6'dKV$  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 /ZlPEs)  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y {eo4J&as  
    查得: MdM^!sk&`  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 3}V`]B#a  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 /<,LM8n  
     |>(d^<nR^v  
    ⑦       重合度系数Y #Ux*":  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 0EiURVX  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 t ' _Au8  
=14.07609 ~7a(KJgvd"  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 jSNUU.lur  
    ⑧       螺旋角系数Y =>Ss:SGjT  
 轴向重合度 =1.675, t-7^deG'/n  
    Y=1-=0.82 wn2+4> |~p  
     m!{Xuy  
    ⑨       计算大小齿轮的 FrXFm+8 F  
 安全系数由表查得S=1.25 =8FV&|fP  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 g$+u;ER5  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 t:y} 7un  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 -ZwQL="t  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   6M^P]l  
    小齿轮     大齿轮 g_'F(An  
49. @Uzo  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: MR:GH.uM:  
    K=0.86        K=0.93   WrWJ!   
&s m7R i  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 >b9nc\~  
      []= !}%,rtI  
      []= mHcxK@qw  
       Zq wxi1  
       e_mUO"  
        大齿轮的数值大.选用. m]LR4V6k|  
     /'vCO |?L  
⑵   设计计算 ` O;+N"v  
     计算模数 1NJ,If]  
EAiE@r>4  
5m2`$y-nb  
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: [>+}2-#  
OT-!n  
z==24.57  取z=25 Np$peT[  
JBX#U@k>I  
那么z=5.96×25=149           FnkB z5D  
  =~;SUO  
②   几何尺寸计算 $@]tTz;b  
    计算中心距     a===147.2 Lbb{z  
将中心距圆整为110 dMkDNaH,  
rzmd`)g  
按圆整后的中心距修正螺旋角 a3}#lY):  
|M&i#g<A;  
=arccos )nJo\HFXv  
pPr/r& r  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. v.Fq.  
]WZ_~8  
计算大.小齿轮的分度圆直径 />1Ndj  
     "$)Nd+ny  
    d==42.4 nsO!   
:|%dV}j  
d==252.5 k&Z3v.  
wk @-O}W  
计算齿轮宽度 _3_d;j#G U  
QiDf,$t|,  
B= MDETAd  
FFE IsB"9  
圆整的       o80?B~o  
t{)Z$ )'  
                                            大齿轮如上图: InI^,&<  
wPhN_XV  
'n'83d)z  
v=n'#:k  
7.传动轴承和传动轴的设计 R7'a/  
Sw##C l#  
1.  传动轴承的设计 ^A9D;e6!-  
z}XmRc_Ko  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 X6_m&~}15  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min Q_p!;3  
T1=43.77kn.m UsT+o  
⑵.  求作用在齿轮上的力 Z<7FF}i  
    已知小齿轮的分度圆直径为 ^Y mq<*X  
        d1=42.4 *e E&ptx1  
而  F= OyTEd5\3  
     F= F 1.+w&Y5   
`o7m)T')  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N ` oBlv  
S<RJ46  
We^! (G  
Y yI4T/0s_  
⑶.   初步确定轴的最小直径 R-xWZRl>  
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 RI,Z&kXj2o  
1UR ;}  
qEd!g,Sx  
             7|~j=,HU+Z  
     从动轴的设计 l}|KkW\y  
       ~N</;{}fL4  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, )ESF)aKMiz  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M jI`1>>N&1  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 EH;w <LvT  
    已知大齿轮的分度圆直径为 E_VLI'Hn?  
        d2=252.5 _J<^'w^;%  
而  F= etY/K0  
     F= F GWs[a$|  
-49z.(@ki  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N n}8J-/(|+  
y1DP`Ro  
.A;D-"!  
,TuDG*YA  
⑶.   初步确定轴的最小直径 & w{""'  
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 zE"ME*ou  
cE7xNZ;Bh  
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 aL63=y  
查表,选取 5w:   
2{t i])  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 A aLj.HR  
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 E;l|I A/7  
-7_`6U2"  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 f<.43kv@  
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  。 $4yv)6G  
l V[d`%(  
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. "tu BfA+f  
!2dA8b  
            D        B                轴承代号     L4th 7#  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     \k?uh+xl  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     mmC&xZ5f  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     uus}NZ:*l  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     p"9a`/  
1(V>8}zn  
     &V;^xMO!  
xpo<1Sr>S  
     cnm&o C 6  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 r3a$n$Qw  
    右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, "e WN5 2  
③   取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm.     q$vATT  
kz]vXJ  
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. q'kZ3 G   
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, K/;FP'.  
高速齿轮轮毂长L=50,则 ]d#Lfgo  
iV X12  
L=16+16+16+8+8=64 r3X|*/  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. w*.q t<rH)  
F,0 @z/8a  
5.    求轴上的载荷   i~\fpay  
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( @y#09  
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. / d S!  
Tjo K]]  
}V.Wp6"S   
4&r+K`C0  
Kg0Vbzvb  
]^,<Ez  
:O:Rfmr~  
m=&j2~<i  
0RY{y n3  
     uPk`9c52%  
zNT~-  
传动轴总体设计结构图: ~YO-GX(  
     [;M31b3  
                             'LZF^m _<<  
@-dM'R6C  
                             (主动轴)  /1-  
f(.@]eu X  
\-k X-Tq  
        从动轴的载荷分析图: jRN*W2]V  
srfFJX7*  
6.     校核轴的强度 $ JI`&  
根据 l,Un7]*  
== t59" [kQ  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 /3D!,V,  
查表15-1得[]=60MP &.ZW1TxE8  
〈 []    此轴合理安全 &wRdUIc  
Ojj:YLlY>  
8、校核轴的疲劳强度. j""I,$t  
⑴.   判断危险截面 *z4n2"<l  
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. Dt,b\6  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 yoTbIQ  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 &Im{p7gf!b  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 uG2(NwOL  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 v)@EK6Nty  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 QC.WR'.  
截面上的弯曲应力 /G$8j$  
0T2h3,  
截面上的扭转应力 Eq-fR~< 9  
== ? lC. Pq  
轴的材料为45钢。调质处理。 96;17h$  
由课本得: Iu6KW:x  
           U JG)-x  
因             iMRb` \KH  
经插入后得 FUzIuz 6  
2.0         =1.31 wsp&U .z  
轴性系数为 BQVpp,]  
       =0.85 b_Ns Ch3@  
K=1+=1.82 &T?>Kx  
    K=1+(-1)=1.26 J{' u  
所以               U#G[#sd> K  
f !t2a//  
综合系数为:    K=2.8 ul~>eZ  
K=1.62 |M|'S~z  
碳钢的特性系数        取0.1 b u%p,u!  
   取0.05 jI@0jxF  
安全系数 ]Po9a4w#  
S=25.13 "~x\bSY  
S13.71 _3<J!$]&p  
≥S=1.5    所以它是安全的 ey<u  
截面Ⅳ右侧 ,Iq+v  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 u2K{3+r`'  
~rE U83  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 2%0z PflT  
q@;WXHO0  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 `we2zT  
GutH}Kz"&  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 .!0),KmkK  
截面上的弯曲应力   vC~];!^  
截面上的扭转应力 M= !Fb  
==K= &,+G}  
    K= p,}-8#K[  
所以                  g#~jF  
综合系数为: `L`*jA+_  
K=2.8    K=1.62 !o~% F5|t  
碳钢的特性系数 Acr\2!))  
    取0.1       取0.05 >FPE%X0+  
安全系数 x P{L%.  
S=25.13 #C,M8~Q7  
S13.71 x{<WJ|'B  
≥S=1.5    所以它是安全的 ~PaD _W#xP  
%@q52ZQ  
9.键的设计和计算 YIb5jK `  
bs U$mtW  
①选择键联接的类型和尺寸 yCkfAx8 ]  
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.  ])}{GW  
根据    d=55    d=65 h8 >7si  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 iaXNf ])?  
                     b=20     h=12     =50 4XK*sR0-`  
.Tt \U  
②校和键联接的强度 .:Bjs*  
  查表6-2得      []=110MP Zoj.F  
工作长度  36-16=20 `,H\j?  
    50-20=30 (: 2:_FL  
③键与轮毂键槽的接触高度 8lI#D)}  
     K=0.5 h=5 9 Am&G  
    K=0.5 h=6 Ei Wy`H;  
    由式(6-1)得: R'qB-v.  
           <[] qu BTRW9  
           <[] W?~G_4  
    两者都合适 KL# F5\ E  
    取键标记为: zkn K2e,$  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 s4P8PDhz  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 _1hc^j  
10、箱体结构的设计 F6h3M~uR  
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, \k0%7i[nZ/  
大端盖分机体采用配合. } IFZ$Y  
kt%9PGw  
1.   机体有足够的刚度 v 2k/tT$t  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 Z"'rc.>a  
+oBf\!{cW  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 { ,.1KtrSN  
'IBs/9=ZC  
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 LgRx\*[C*  
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 /XS6X  
5^cPG" 4@  
3.   机体结构有良好的工艺性. mfFC@~|g  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. 4ao oBY$  
2,puu2F  
4.   对附件设计 4Ub_;EI>  
A  视孔盖和窥视孔 hJ.XG<?]$  
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 I? dh"*Js&  
B  油螺塞: y/mxdP w  
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。 En8-Hc#NC  
C  油标: *!%y.$\cE  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 9vCn^G%B  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. ~[Mk QJxe  
,,mkB6;  
D  通气孔: 'cy35M  
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. _o~<f)E[9  
E  盖螺钉: \.myLkm  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 15VOQE5Fl`  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. v3[Z ]+ ]  
F  位销: bBAZr`<&U  
为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度,在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销,以提高定位精度. Sd' uXX@  
G  吊钩: T nAd!  
在机盖上直接铸出吊钩和吊环,用以起吊或搬运较重的物体. \:4WbM:B  
jC ,foqL  
减速器机体结构尺寸如下: dMw7Lp&  
&|iFhf[o  
名称    符号    计算公式    结果     rOyK==8/Fg  
箱座壁厚                10     !tCw)cou  
箱盖壁厚                9     1lfkb1BM  
箱盖凸缘厚度                12     8NudY3cU!  
箱座凸缘厚度                15     8HX(1nNj}  
箱座底凸缘厚度                25     3m#v|52oj  
地脚螺钉直径                M24     Xw`vf7z*  
地脚螺钉数目        查手册        6     =#^%; 66z  
轴承旁联接螺栓直径                M12     n%I%Kbw  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     -Vn9YeH+  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     c 6}d{B[  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     ?,%vndI  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     uTA /E9OY  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 yJWgz`/L  
    22 &zlwV"W  
    18     A|CW4f,  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 qg:R+`z  
    16     n*CH,fih:  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     3qiE#+dC  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     `Q1S8i$  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     R3d>|`) +  
机盖,机座肋厚                9    8.5      "@Bc eD  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) ?}m/Q"!1  
150(3轴)     6LL/wemq  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) w3PE.A"Q  
150(3轴)     A1{P"p!  
     699z@>$}  
11. 润滑密封设计 " _jIqj6C  
{r`l  
    对于二级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度. rhMsZ={M  
    油的深度为H+ @R9zLL6#7  
         H=30  =34 Pr{?A]dQ  
所以H+=30+34=64 m8rKH\FD}  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 |rH;}t|un  
     ]NNLr;p  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 C<r7d [  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     Z%D*2wm4  
    密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太  8;4vr@EV  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 R5ZnkPEA  
     zPe4WE|  
12.联轴器设计 =#&K\  
1HskY| X  
1.类型选择. (;$ J5  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 'BpK(PlUh  
2.载荷计算. [g]ks   
公称转矩:T=95509550333.5 -?!|W-}@G=  
查课本,选取 #57nm]?  
所以转矩   VFT G3,kI  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 A,W-=TC  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm H?sl_3- #  
xoTS?7  
四、设计小结 ;tf1 #6{  
    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。 3q R@$pm  
    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^ <  
五、参考资料目录  02Ur'|  
[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; T[N:X0  
[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; xQ>c.}J/i  
[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; ' jZ2^  
[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; [y\ZnoB  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 b3wE8Co  
[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; 5`{+y]  
[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? 5{zXh  
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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