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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 !87ebo u]}Xq{ZN 课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 |X sW)/ )yK!EK\ 专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) @<YZa$` mdk:2ndP 目 录 $yt|nO zJ\I%7h* 一 课程设计书 2 Ywni2-)< cB<Zez 二 设计要求 2 =gj]R snK/,lm. 三 设计步骤 2 rF5<x3 |k^X!C 0 1. 传动装置总体设计方案 3 ,Pl[SMt! 2. 电动机的选择 4 41:Z8YL( 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 mX#T<_=d 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 <l\FHJhjq 5. 设计V带和带轮 6 f(3#5288 6. 齿轮的设计 8 \UiuJ+ 7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 ]s<Q-/X 8. 键联接设计 26 /r)d4=1E 9. 箱体结构的设计 27 gC'GZi^ 10.润滑密封设计 30 gcz1*3) 11.联轴器设计 30 'Hq}h)` {!,+C0 四 设计小结 31 R &-bA3w$ 五 参考资料 32 RpreW7B_Q* a E#s#Kv 一. 课程设计书 B
(BWdrG 设计课题: wOOPuCw? 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 SY)o<MD 表一: yyXJ_B 题号 = 7jkW (Q
:&Ul 参数 1 a MzAA 运输带工作拉力(kN) 1.5 6I>W(_T 运输带工作速度(m/s) 1.1 tV<Au 卷筒直径(mm) 200 >si<VCO $1w8GI\J 二. 设计要求 8`im4.~#% 1.减速器装配图一张(A1)。 r[hfN2,# 2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 O ~"^\]\ 3.设计说明书一份。 l
lQ<x wi&m(f(~ 三. 设计步骤 `]fY9ZDKs 1. 传动装置总体设计方案 R=E )j^<F 2. 电动机的选择 v!W,h2:J 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 te:@F]A 4. 计算传动装置的运动和动力参数 $H5Xa[ 5. “V”带轮的材料和结构 5:YtBdP 6. 齿轮的设计 MRiETd" 7. 滚动轴承和传动轴的设计 Lrz>00(*4 8、校核轴的疲劳强度 aZmSCi:&' 9. 键联接设计 @ws3X\`<C 10. 箱体结构设计 &gq\e^0CRZ 11. 润滑密封设计 KC 12. 联轴器设计 QjRVdb> e#08,wgW 1.传动装置总体设计方案: }|x]8zL8G AN^;~m ^ 1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 or(Z-8a_ 2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, \l#=p+x5 要求轴有较大的刚度。 m+1MoeR 3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 G66vzwO 其传动方案如下: k8w8I$QEM .lqo>Ta
y 图一:(传动装置总体设计图) sYeZ.MacU Mj[v _&N 初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 >YLwWU<X 选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 7|H !( a' 传动装置的总效率 cz.-cuD[iD η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; 6n<:ph,h; 为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, 'os-+m@ η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, "&7v.-Yk( 为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 .O~)zMx ]2tX'=X 2.电动机的选择 "bRck88V + 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, .(3B}}gB> 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, V5M_N;h 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。 wxF9lZz 5.idC-\ 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, VNaa(Q 17J|g.]m-& 选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 @|r*yi E5.)ro=$ 额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 KeY)%{ +xB!T1pD H<"{wUPT0 方案 电动机型号 额定功率 (5VP*67 P YS/{q~$t kw 电动机转速 ]"aC
wr 电动机重量 G{YLyl/9 N 参考价格 Xv6z>z. 元 传动装置的传动比 oO!@s` 同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 R)ejIKtY 1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 /1t(e._ 6]7iiQz"H 中心高 8la.N* 外型尺寸 EcFYP"{U L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD Rm"lRkY4I[ 132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 F<
Qjoaz c.,eIiL 3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 OP%h` :,6dW?mun6 (1) 总传动比 X 1^f0\k 由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 ,~%Qu~\ (2) 分配传动装置传动比 U3az\E)HV =× @UE0.R< 式中分别为带传动和减速器的传动比。 .}%$l.#a 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 8kX3.X` 4.计算传动装置的运动和动力参数 d8/lEmv[ (1) 各轴转速 !uy?]l ==1440/2.3=626.09r/min H>a3\M ==626.09/5.96=105.05r/min v`bX#\It (2) 各轴输入功率 *~4w%U4T0 =×=3.05×0.96=2.93kW s>E4.0[I% =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW &YDb/{|CIC 则各轴的输出功率: tihb38gE =×0.98=2.989kW }mk9-7 =×0.98=2.929kW 'P39^rb 各轴输入转矩 )k- 7mwkZ =×× N·m m},nKsO 电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· `yNNpSdS1 所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m ,`B*rCOa =×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m qdjRw#LS^q 输出转矩:=×0.98=43.77 N·m "-90:"W =×0.98=242.86N·m ` L6H2:pf 运动和动力参数结果如下表 [P`Q_L,+ 轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min LX!16a@SxA 输入 输出 输入 输出 +TfMj1Zx 电动机轴 3.03 20.23 1440 0&$e:O'v 1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 LPvyfD;Zy 2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 3q{H=6 (<=qW_iW 5、“V”带轮的材料和结构 m{I_E
G 确定V带的截型 x.<^L] " 工况系数 由表6-4 KA=1.2 Oh5(8.<y 设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 yAi#Y3!:: V带截型 由图6-13 B型 HRC5z<k% +g@@|&B 确定V带轮的直径 VABrw t 小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm XK{`x< 验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s 4ehajK 大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm qd%5[A 1Hy 确定中心距及V带基准长度 kS[k*bN0 初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 hSQP
'6 360<a<1030 oy;N3 要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm Xa Yx avq \V +$2
:A 初定V带基准长度 4;7<)&#h Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm r9yUye} (uD(,3/Cw V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm eN,s#/ip] 传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm =uYSZR 小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 ghx8dX} fc+P`r 确定V带的根数 J<H$B +;qR 单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw :nd
}e 额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 `Btdp:j8i 包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 ;_F iiBk7( 带长修正系数 由表6-2 KL=1 _r+9S.z i/,G=yA V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 +wY3E*hU 6<(HT#=# 取Z=2 =9LC"eI&| V带齿轮各设计参数附表 BO#fzq% tV[?WA[xt 各传动比 Ra;e#)7X 'B8fc-n V带 齿轮 a`~$6
"v 2.3 5.96 tPDV"Md#m< ePrbG4xv 2. 各轴转速n ahhVl=9/ao (r/min) (r/min) Y~,[9:SR 626.09 105.05 +0^ N#0) $lU~3I) 3. 各轴输入功率 P \@*cj8e (kw) (kw) *,_Qdr^F 2.93 2.71 &+J5GHt@ /7h}_zs6 4. 各轴输入转矩 T Ipb4{A&"\ (kN·m) (kN·m) s><RL]+{G+ 43.77 242.86 Zdr
+{- j0kEi+!TVq 5. 带轮主要参数 %[B &JhT 小轮直径(mm) 大轮直径(mm) n?YGXW/ 中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 $*G]6s 带的根数z cJ&l86/l1 160 368 708 2232 B 2 Rdwr?:y(] E IsA2 f 6.齿轮的设计 lh(A=hn"n UDt.w82 (一)齿轮传动的设计计算 $gJMF( ~N>[7I"* 齿轮材料,热处理及精度 o5BOe1_Pw 考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 [77]0V7 (1) 齿轮材料及热处理 .^,fw=T|1 ① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24 E-E+/.A 高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 HqcXP2 ② 齿轮精度 cd)<t8^KE 按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 ]m=* =LLC -x:Wp*, 2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 DS=kSkW^&5 按齿面接触强度设计 ]^8:"Ky' 4w*F!E2H\} 确定各参数的值: R+]Fh4t ①试选=1.6 pZlBpGQf 选取区域系数 Z=2.433 BXZ( %tnY `w[0q?}"` 则 9P{5bG0o8 ②计算应力值环数 sN5x\9U N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) xZGR<+t =1.4425×10h yE{l
Xp; N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) {|%5}\% ③查得:K=0.93 K=0.96 >^+Q`"SN ④齿轮的疲劳强度极限 G?<L{J2"Q 取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: Hu1w/PLq []==0.93×550=511.5 o!sxfJKl :2 QA# []==0.96×450=432 Q\m"n^XN 许用接触应力 O JvEq@ yc_(L-'n ⑤查课本表3-5得: =189.8MP !xj >~7 =1 4JU#3 T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 BL]!j#''KE =4.47×10N.m e7]IEBbX2O 3.设计计算 v:JFUn} ①小齿轮的分度圆直径d K~x G+Kh "y_$!KY% =46.42 o1GWcxu*\ ②计算圆周速度 ?9mWMf%t 1.52 &X}9D)\UJ ③计算齿宽b和模数 gA" =so 计算齿宽b qe`W~a9x b==46.42mm kki]6_/n 计算摸数m q'C'S#qqn 初选螺旋角=14
4>0xS- = |+suGqo ④计算齿宽与高之比 hYb!RRGn 齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 bnB}VRal =46.42/4.5 =10.32 OWtN=Gk ⑤计算纵向重合度 ~qFi0<-M =0.318=1.903 ?#J~X\5 ⑥计算载荷系数K /5U?4l(6[f 使用系数=1 9#O"^.Z ! 根据,7级精度, 查课本得
{3_M&$jN 动载系数K=1.07, <0JW[m 查课本K的计算公式: nzhQ\'TC K= +0.23×10×b 4&$hBn=! =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 _Xsn1 查课本得: K=1.35 p1J%= 查课本得: K==1.2 M?)>,
!Z) 故载荷系数: D2>=^WP6+ K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 i+21t G$ ⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 F'pD_d9]e d=d=50.64 Vi5RkUY] ⑧计算模数 j><.tA~i = 5OpK~f5 4. 齿根弯曲疲劳强度设计 )oAK)e 由弯曲强度的设计公式 \W/cC' ≥ Pg*ZQE[ME8 i`Lt=)@& ⑴ 确定公式内各计算数值 xQWZk`6~L ① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m f{*G% 确定齿数z 7F)HAbIS 因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 -_b}b)2iYN 传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 `S$BBF; Δi=0.032%5%,允许 Nl;rg*@o ② 计算当量齿数 rIS \#j z=z/cos=24/ cos14=26.27 f.rHX<%q9B z=z/cos=144/ cos14=158 t)$>++i ③ 初选齿宽系数 >qcir~ & 按对称布置,由表查得=1 MttVgNV ④ 初选螺旋角 +c\fDVv 初定螺旋角 =14 @-!w,$F)%d ⑤ 载荷系数K bG2!5m4L K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 g>VkQos5" ⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y XK(<N<Z@|e 查得: ]9;WM. 齿形系数Y=2.592 Y=2.211 b*?="%eE( 应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 h+N75 T][\wyLx1 ⑦ 重合度系数Y BR"*-$u0; 端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 ~3/>;[! =arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 "xnek8F =14.07609 A/BL{ U} 因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 JMO"(? ⑧ 螺旋角系数Y H'Z[3e 轴向重合度 =1.675, #_|b;cf Y=1-=0.82 ]J_Dn\ S`"IM? ⑨ 计算大小齿轮的 NpH)K:$#% 安全系数由表查得S=1.25 ?z
Ms; 工作寿命两班制,8年,每年工作300天 rpDH>Hzq 小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 mIl^ 大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 )M'#l<9B 查课本得到弯曲疲劳强度极限 RFQa9Rxk 小齿轮 大齿轮 F4">go |D`Zi>lv 查课本得弯曲疲劳寿命系数: <<4G GO K=0.86 K=0.93 2 B5kpmH: pS0-<-\R 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 !7^fji []= w7w$z_P []= :^J(%zy jf .ikxm cZ^$!0 大齿轮的数值大.选用. #Cbn"iYee s^3t18m&1 ⑵ 设计计算 {l_R0 计算模数 kTs)u\r. ad
i5h ;) (qRZd6 对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: _;X# &S(q- -D{~7& z==24.57 取z=25 B3XVhUP B^{bXhDp 那么z=5.96×25=149 bF?EuL r `28fC ② 几何尺寸计算 1sn!! 计算中心距 a===147.2 Njz,y}\ 将中心距圆整为110 l|j&w[c[Q0 oaRPYgh4 按圆整后的中心距修正螺旋角 B'atwgI0 49HtI9@ =arccos ?#slg8[ v%86JUlK. 因值改变不多,故参数,,等不必修正. od?Q&'A >:Q:+R;3o 计算大.小齿轮的分度圆直径 cnCUvD]' "0zMx`Dh d==42.4 >2>xr" *~2jP;$ d==252.5 Kq6m5A]z jwAO{.}T1r 计算齿轮宽度 _lyP7$[:
c sOU_j4M{ B= 98o;_tU' Ldt7?Y(V( 圆整的 ~~ )&? \N ukq9Cjs 大齿轮如上图: I%{^i d@ ;#fB=[vl"; S,Zjol %p "%A[%7LY 7.传动轴承和传动轴的设计 "eh"'Z eQ9{J9)? 1. 传动轴承的设计 '>'h7F=tY bs%]xf
~D; ⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 3S'V>: P1=2.93KW n1=626.9r/min fa5($jJ& T1=43.77kn.m If!0w
;h ⑵. 求作用在齿轮上的力 #8nF8J<4 已知小齿轮的分度圆直径为 },[S 9I`p d1=42.4 =CRaMjN 而 F= >[
72]<6 F= F .7E- t#Yyo$9 F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N hTVN`9h7 ub4(mS w[4SuD VFA1p)n ⑶. 初步确定轴的最小直径 D8[&}D4 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=`*cSU> 3%|<U51 #c/v2 vbwEX 6 从动轴的设计 b;!ilBc sPc\xY 求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, B#EF/\5 P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M
36Wuc@<H ⑵. 求作用在齿轮上的力 PO)5L 已知大齿轮的分度圆直径为 &[RC 4^;\V d2=252.5 Kau*e8 而 F= <!DOCvd F= F IwWo-WN7. Q&M(wnl5 F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N ;]nU-> 5bZ`YO ' P-K}Y >|z=-hqPK ⑶. 初步确定轴的最小直径 0Vy*
0\{S 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 8h AI l #+ n
& 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 ZMx_J 查表,选取 *bv
Iqa $RA"NIZ:! 因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 ;'J L$= 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 "OK(<x]3;> ;?n*w+6< ⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 C:
e}}8i 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 。 kN>d5q9b%X rZpc"<U 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. 2sittP WQ"ZQ D B 轴承代号 Y6{p|F?&" 45 85 19 58.8 73.2 7209AC deu+ i 45 85 19 60.5 70.2 7209B {bc<0 50 80 16 59.2 70.9 7010C |h6@hB\ 50 80 16 59.2 70.9 7010AC dHOz;4_ UI;!_C_ VK`b'U&l" R9=,T0Y
p ={feN L 对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 D 3Int0n 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, 5l)p5Bb48c 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. iZ_R
oJ typ*.j[q 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. Bpk%,*$*) ⑤ 取齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮间的距离c=20.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16, ""WZpaw 高速齿轮轮毂长L=50,则 n\cP17dr fDbs3"H Q L=16+16+16+8+8=64 2'pxA: 至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. 0/] @#G2 9`09.`U9[ 5. 求轴上的载荷 j j$'DZk 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, D=dY4WwG 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. }3?M0 : Ir}&|"~H Wm3H6o* d[SC1J }#yRaIp \sRRLDj% I [e7Up <D4)gRRo c\;}ov+ ~*2PmD"+: hc[GpZcw, 传动轴总体设计结构图: 9Z+@i:_} S?8q.59 uHf~KYL p.l]%\QI (主动轴) _k
j51= crhck'?0 (bBetX 从动轴的载荷分析图: hw1ZTD:Y ]AHi$Xx 6. 校核轴的强度 X=.+XP] 根据 LRbevpZ, == {yG)Ii 前已选轴材料为45钢,调质处理。 kbMIMZC/G 查表15-1得[]=60MP U7ajDw 〈 [] 此轴合理安全 s lPFDBx 0kiW629o 8、校核轴的疲劳强度. '2.F-~ ⑴. 判断危险截面 :+R||qi 截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. a7d782~ ⑵. 截面Ⅶ左侧。 ?29
KvT;#] 抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 @u$oqjK 抗扭系数 =0.2=0.2=25000 x]{h$yI 截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 PGw"\-F 截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 $[|8bE 截面上的弯曲应力 [tBIABr m&$H?yXW> 截面上的扭转应力 ,*%8*]<= == Cu|n?Uk 轴的材料为45钢。调质处理。 )FHaJ*&d 由课本得: [J*)r8ys H$[--_dI{ 因 D(r|sw
经插入后得 VKs$J)6 2.0 =1.31 /Fv1Z=:r 轴性系数为 %3C,jg =0.85 1-qQp.Wj K=1+=1.82 4XKg3l1 K=1+(-1)=1.26 MK"Yt<e(o 所以 p@Qzg
/X o0<T|zgF5, 综合系数为: K=2.8 dj]sr!q+ K=1.62 hrXN38- 碳钢的特性系数 取0.1 [&zP$i& 取0.05 -iW[cj
R`$ 安全系数 wZOO#&X#r S=25.13 h]D=v B S13.71 (Bmjz*%M ≥S=1.5 所以它是安全的 O=-|b kO 截面Ⅳ右侧 Y&j6;2-Z 抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 qrdA?VV Xz5=fj& 抗扭系数 =0.2=0.2=25000 t^7R6y P!vBS"S 截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 xw=B4u'z r7IhmdA 截面Ⅳ上的扭矩为 =295 'l;?P 截面上的弯曲应力 Np=*B_ @8 截面上的扭转应力 ", |wG7N
K ==K= ++kiCoC K= NuP@eeF>, 所以 2R5]UR S 综合系数为: Et- .[ K=2.8 K=1.62 =W4cWG?+ 碳钢的特性系数 2`Pk@,:_ 取0.1 取0.05 o%|1D'f^ 安全系数 J,q: S=25.13 dIf Jr}ih S13.71 L?Lp``%bI7 ≥S=1.5 所以它是安全的 s@q54 {bNnhW*qOu 9.键的设计和计算 oZ8SEC"] F_-yT[i ①选择键联接的类型和尺寸 G_o/ lIz" 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. PD$'xY|1= 根据 d=55 d=65 S9L3/P] 查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 Dnp^yqz* b=20 h=12 =50 &R8zuD`# R]r~TJ o ②校和键联接的强度 tb=(L 查表6-2得 []=110MP B;-oa;m:E= 工作长度 36-16=20 " 7aFVf 50-20=30 `Y[zF1$kz^ ③键与轮毂键槽的接触高度 -\I0*L'$|\ K=0.5 h=5 /qp`xJ K=0.5 h=6 gVD!.
由式(6-1)得: F1+2V"~ <[] -meKaQv <[] 91,\y 两者都合适 bX9}G#+U 取键标记为: \fKv+ 键2:16×36 A GB/T1096-1979 F0|T%!FB>% 键3:20×50 A GB/T1096-1979 Y Jv{Z^;M 10、箱体结构的设计 dE^'URBiA 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, lS,Hr3Lz 大端盖分机体采用配合. )V>FU= u.arkp 1. 机体有足够的刚度 FINM4<s) 在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 :,7VqCh3@ i@p?.%K{ 2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 \l[5U3{ :*8@MjZ4 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 6F<L4*4U
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 6[CX[=P30 0\mM^+fO 3. 机体结构有良好的工艺性. ce;9UBkOg2 铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. s+CWyW@ ~<$8i}7 4. 对附件设计 ?ph"|LyL A 视孔盖和窥视孔 QvqBT 在机盖顶部开有窥视孔,能看到 传动零件齿合区的位置,并有足够的空间,以便于能伸入进行操作,窥视孔有盖板,机体上开窥视孔与凸缘一块,有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封,盖板用铸铁制成,用M6紧固 p\,lbrv B 油螺塞: "w A8J%: 放油孔位于油池最底处,并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔处的机体外壁应凸起一块,由机械加工成螺塞头部的支承面,并加封油圈加以密封。 @4Y>)wn&; C 油标: :l7\7IT 油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 8"4`W~ 3 油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. jK{CjfCNz !",@,$ D 通气孔: cis~]x% 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. z1L. E 盖螺钉: &,#VhT![ 启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 xqG`
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l 钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. \q,w)BE F 位销: N-NwGD{ 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. qD9B[s8 G 吊钩: #{]=>n)j 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. zL_X?UmV -&HN h\ 减速器机体结构尺寸如下: >DV0!'jW Gis'IX( 名称 符号 计算公式 结果 @Xh4ZMyEx 箱座壁厚 10 5}By2Tx 箱盖壁厚 9 P(Lwpa,S
箱盖凸缘厚度 12 3NJ-.c@(p 箱座凸缘厚度 15 omY?`(= 箱座底凸缘厚度 25 }%:?s6Ler 地脚螺钉直径 M24 u}$U|Cw-;T 地脚螺钉数目 查手册 6 9np<r82 轴承旁联接螺栓直径 M12 W6*(Y 机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 6)?TWr'K e 轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 co*5NM^ 视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 FTB"C[> 定位销直径 =(0.7~0.8) 8 69L s"e ,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 6Qo6T][ 22 .a^/r'? 18 rDSt
~l ,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 L,:U _\HQ 16 *}0Q S@FN 外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 @hv9=v+ 大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 %ZxKN ; 齿轮端面与内机壁距离 > 10 w68qyG|wM 机盖,机座肋厚 9 8.5 H;Bj\-Pa 轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) $iB(N ZV 150(3轴) BpKP]V 轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) Q/+a{m0f 150(3轴) !YoKKG~_0 |UBJu `% 11. 润滑密封设计 .Kv@p jOr h&Sl8$jVp 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. &v`kyc 油的深度为H+ : Z.mM5 H=30 =34 5<S1,u5 所以H+=30+34=64 ES+&e/G"ds 其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 .3Ap+V8? !7w-?1?D 密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 P_Zo}.{ 凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 9V;m;sz 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 w(@`g/b 大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 00Rk %QV ?@u
&3/& 12.联轴器设计 mHhm~u v|e\o~2D` 1.类型选择. hVID~L$ 为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 !l&lb]Vcz 2.载荷计算. 44]ae~@a 公称转矩:T=95509550333.5 |)lo<}{ 查课本,选取 :Rq D0>1 所以转矩 oNdO@i%.q4 因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 'R$~U?i8 选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm nQgn^z# 1|%$ie 四、设计小结 ^.4<#Qs 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。 u|Ai<2b$ 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。 %1lLUgf3G/ 五、参考资料目录 K[9 <a>D` [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; `?>OY&( [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; 'dg OE [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; ?,!qh [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; VP"L_Um [5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 D`gY6wX [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; ;Rt,"W) [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。
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