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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 #;*0 Pwe`  
                 Kx[u9MD  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         /xseI)y.B  
                 [->uDbtzL  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) .PHz   
A"$UU6Z4  
目   录 !rwe|"8m?u  
     ]z{f)`;I  
一    课程设计书                            2 Ta 0Ln  
Gs7#W:e7  
二    设计要求                              2 {TV6eV  
XX])B%*  
三    设计步骤                              2 Ait3KIJ9  
     _ U%fD|t  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 Fy!-1N9|l  
    2. 电动机的选择                                4 =%UX"K`  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 #4Z]/D2G  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 d 6$,N|  
    5. 设计V带和带轮                              6 v\;hI5WY  
    6. 齿轮的设计                                  8 -N4km5  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 ,cg%t9  
    8. 键联接设计                                  26 L(Ffa(i  
    9. 箱体结构的设计                              27 ?jDdF  
    10.润滑密封设计                                30 icnc5G  
    11.联轴器设计                                  30 Z[&7NJo(  
     Q, 1TD 2)h  
四    设计小结                              31 Xgs 31#K  
五    参考资料                              32 `z?6.+C  
kS@6'5U  
一. 课程设计书 +d=cI  
设计课题: *;]j#0  
    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 /N'|Vs,X  
表一: k'hJ@ 6eKS  
         题号 `!t+sX- n  
yhBf%m  
参数    1     9)Jc'd|  
运输带工作拉力(kN)    1.5     JkiMrpkuk  
运输带工作速度(m/s)    1.1     U <|h4'(@L  
卷筒直径(mm)    200     ) C?emTih  
S@N:Cj  
二. 设计要求 mF|7:zSo  
1.减速器装配图一张(A1)。 5V{ B,T  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 %#^)hX,+Q  
3.设计说明书一份。 tCw.wDq3=  
0VOj,)K=  
三. 设计步骤 _Coh11  
    1.  传动装置总体设计方案 HalkNR-eEm  
    2.  电动机的选择 ?3vOc/2@  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 aeP 6JHj  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 rps2sXGr  
    5.  “V”带轮的材料和结构 0d%p<c  
    6.  齿轮的设计 +Je(]b @  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 &$!'Cw`,  
    8、校核轴的疲劳强度 pu"`*NL  
    9.  键联接设计 ?\eq!bu  
    10.  箱体结构设计 w=r3QKm#K  
    11. 润滑密封设计 AhjUFz  
    12. 联轴器设计 7i,Z c]  
     c|s*(WljY  
1.传动装置总体设计方案: 6@2 S*\&  
R-8/BTls7  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 N0D)d  
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, j\ dY  
要求轴有较大的刚度。 k>N >_{\  
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 h7EKb-@  
其传动方案如下: ~sI$xX!  
        Zv`j+b  
图一:(传动装置总体设计图) 7d7"^M  
7H1 ii   
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 |+^-b}0  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 ;U +;NsCH  
     传动装置的总效率 RawK9K_1  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; OYWW<N+R2  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, ae)0Yu`*G7  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, V ifQ@  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 l>Nz]Ul%{  
:oH~{EQ  
  2.电动机的选择 A1zqm_X5)P  
j:yQP# U  
    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, 31w9$H N  
    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, 0]F'k8yLN  
    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。 suh@  
     V7zF5=w  
    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, ?:Y0#Btj  
     !Cm<K*c"&E  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 /ry# q% ?  
     h48JpZ"  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 ^8mF0K&  
                                                  5aF03+ko  
"%c\i-&t  
方案    电动机型号    额定功率 e7{n=M  
P Cmq.V@  
kw    电动机转速 +DWmutL  
    电动机重量 6\MJvg\;  
N    参考价格 mulK(mp  
元    传动装置的传动比     9.KOrg5}L  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     T K)Kq  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     \iQD\=o  
  OHqc,@a;+  
   中心高 w1J&c'-  
        外型尺寸 ?fog 34g  
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     k)W8%=R  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     t'uZho~^F  
}w \["r  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 D t~Jx\\  
n7 RswX  
(1)       总传动比 kIAWI;H{  
    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 |~mi6 lJ6  
    (2)       分配传动装置传动比 `<Z5/;a5W  
    =× Bi"7FF(z  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 Ni5~Buf  
    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 `.z;.&x  
4.计算传动装置的运动和动力参数 yZ[H&>  
(1) 各轴转速 ti:qOSIDTA  
  ==1440/2.3=626.09r/min ."R,j|o6  
  ==626.09/5.96=105.05r/min (C#9/WO?  
(2) 各轴输入功率 mPNT*pAO  
    =×=3.05×0.96=2.93kW }5H3DavW  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW Azx4+`!-  
    则各轴的输出功率:   :t\pi. uWt  
=×0.98=2.989kW '`q&UPg]  
=×0.98=2.929kW pYo]lO  
各轴输入转矩 VGoD2,(b^  
   =××  N·m \(t.|  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· UV%A l)3  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m nXDU8|"  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m mie<jha  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m 1F*gPhm  
=×0.98=242.86N·m i,R<`K0  
运动和动力参数结果如下表 ;BV1E|j  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     nDnSVrvd-i  
    输入    输出    输入    输出         +tL]qO BP  
电动机轴        3.03        20.23    1440     |3f?1:"Z  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     :E/]Bjq$;  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     2f1WT g)  
gc-yUH0I  
5、“V”带轮的材料和结构 *%L:soM'Ll  
  确定V带的截型 ffK A  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 c>~"Z-VtX  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 dxkq*  
      V带截型      由图6-13                        B型 SwV{t}I  
    4I7}  
  确定V带轮的直径 fu3/n@L  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm '~ RP+  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s $:V'+s4o  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm `_C4L=q"  
   <Q'J=;vV  
  确定中心距及V带基准长度 4y&%YLMpl  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 C-/<5D j  
                          360<a<1030 z=>U>  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm Hc1S:RW  
     [mKPOg-t  
  初定V带基准长度 ~"89NVk"  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm DjK:)  
       JQQP!]%}  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm {)]5o| Hx  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm t W ;1  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 k3::5&  
   ( /{Wu:e  
   确定V带的根数 /k3v\Jq{  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw 7Z0fMk  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 H(U`S  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 m.ev~Vv~  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 !E<y:$eH:  
         4$ LVl  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 2Z 4Ekq0@  
                             Su99A.w  
                       取Z=2 xMNUy B{?  
V带齿轮各设计参数附表 [+EmV>Y  
'{+5+ J  
各传动比 $s-/![ 6  
{fe[$KQ  
    V带        齿轮     _]btsv\)f  
    2.3        5.96     &GF@9BXI3  
  XlP q>@4p  
2. 各轴转速n o.IJ4'}aN  
    (r/min)        (r/min)     Vvk1 D(  
    626.09        105.05     (27bNKr  
. _j9^Ll  
3. 各轴输入功率 P rM/Ona2x  
    (kw)        (kw)     $'# hCs  
    2.93       2.71     w.w(*5[  
tQ=P.14>:  
4. 各轴输入转矩 T <7-:flQz~  
    (kN·m)        (kN·m)     (Tt\6-  
43.77        242.86     D?ojxHe  
Fd!Np7xw  
5. 带轮主要参数 Q-<N)K$F(4  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)          [@YeQ{  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     &`+tWL6L  
带的根数z     RV^ N4q4  
    160        368        708        2232        B        2     jd]Om r!  
$m{-I=  
6.齿轮的设计 h= tzG KI  
D@@J7  
(一)齿轮传动的设计计算 y&;ytNG&<  
%0 cFs'  
齿轮材料,热处理及精度 yOHVL~F  
    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 1.29%O8V_  
    (1)       齿轮材料及热处理 ;7,>2VTm  
       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 8NCu;s  
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 F/33# U  
      ② 齿轮精度 E6+c{41B  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 a`/\0~  
     kucH=96  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 ?r P'PUB  
按齿面接触强度设计 CshYUr -  
9R$0[HbI3  
确定各参数的值: 'x/pV5[hQ  
①试选=1.6 ->"Z1  
选取区域系数 Z=2.433   ~4-:;8a  
     D@.+B`bA  
    则 B?M&j  
    ②计算应力值环数 a6Zg~>vX  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) \N3A2L)l  
    =1.4425×10h >+}yI}W;e  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) )>-94xx|  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 f%#q}vK-  
    ④齿轮的疲劳强度极限 =(]yl_  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: 4v[Zhf4JM  
    []==0.93×550=511.5 nulLK28q  
hB[VU ";  
    []==0.96×450=432         MKiP3kt8  
许用接触应力   $W_sIS0\z  
         ]*/%5ZOI&  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   Mg pjC`  
         =1 c+a"sx\  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 <D}yqq@|  
    =4.47×10N.m Uw!N;QsC  
    3.设计计算 qnO>F^itF  
①小齿轮的分度圆直径d T~D2rt\  
     WR :I2-1  
    =46.42 rf\/Y"D  
    ②计算圆周速度 X0FTD':f  
    1.52 |[+/ ]Y  
    ③计算齿宽b和模数 "@s</HGo  
计算齿宽b vyS8yJUY  
       b==46.42mm 8?l/x  
计算摸数m Pl/}`H:R&  
  初选螺旋角=14 b=$(`y  
    = G*N}X3H:o  
    ④计算齿宽与高之比 =PM6:3aKh  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 Crg@05Z  
=46.42/4.5 =10.32 FTJvkcc?m  
⑤计算纵向重合度 &=>|? m8  
=0.318=1.903 ]=Tle&yM+T  
⑥计算载荷系数K q+ZN$4m  
使用系数=1 bI?uV;m>  
根据,7级精度, 查课本得 $:}sm0;  
动载系数K=1.07, G4<M@ET  
查课本K的计算公式: ]@P!Q&V #  
K= +0.23×10×b +{b3A@f|F  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 DnP "7}v  
查课本得: K=1.35 ^l8&y;-T  
查课本得: K==1.2 dTTC6?yPXf  
故载荷系数: goje4;  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 0wE)1w<C~  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 YQ$Wif:@(n  
    d=d=50.64 p|0ZP6!|  
    ⑧计算模数 9er0Ww.d  
    = A7enC,Ey  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 @3v[L<S{  
    由弯曲强度的设计公式 lHI?GiB@  
    ≥ T*1`MIkv  
`:*O8h~i^8  
⑴   确定公式内各计算数值 pPH"6   
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m ir<K"wi(2  
         确定齿数z 5sZqX.XVF  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 jccSjGX@w  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 8{B]_: -:  
    Δi=0.032%5%,允许 W6&mXJ^3L  
    ②      计算当量齿数 g;-6Hg'  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  qA>C<NL  
    z=z/cos=144/ cos14=158 \N a  
    ③       初选齿宽系数 *-,jIaL;  
     按对称布置,由表查得=1 lU8X{SV!  
    ④       初选螺旋角 LUKt!I0l  
    初定螺旋角 =14 ?Zh,W(7W  
    ⑤       载荷系数K @g%^H)T  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 ZxoAf;U~  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y Eoh{+>:6  
    查得: I4Rd2G_  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 #q9cjEd_7  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 !.c no&  
     J/>9w  
    ⑦       重合度系数Y Aq,&p,m03  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 :TRhk.  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 ,/Al'  
=14.07609 Wu@v%!0  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 KYM%U" jD  
    ⑧       螺旋角系数Y XJ6=Hg4_O  
 轴向重合度 =1.675, VpyqVbx1  
    Y=1-=0.82 8T"8C  
     ['_W <  
    ⑨       计算大小齿轮的 f5P@PG]{  
 安全系数由表查得S=1.25 U}c05GiQw  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 `7 3I}%?  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 P*g:rg  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 "VgPaz#  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   J|@kF!6  
    小齿轮     大齿轮 +z O.|`+  
Q60'5Wt  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: 'tJ@+(tqw  
    K=0.86        K=0.93   m~RMe9Qi  
W0\ n?$ZC~  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 )~C+nb '6/  
      []= #<81`%  
      []= & d@N3y  
       0I7 r{T  
       .9$ 7 +  
        大齿轮的数值大.选用. i'MpS  
     eeCrHt4;  
⑵   设计计算 c^8csQ fG  
     计算模数 r%FfJM@!  
^+u/Lw&  
G~{#%i  
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: .*{0[  
+qee8QH  
z==24.57  取z=25 j% Wip j;c  
d 6zfP1lQ  
那么z=5.96×25=149           ]}d.h!`<)  
  H{+[ ,l  
②   几何尺寸计算 zdgSqv  
    计算中心距     a===147.2 dH~i  
将中心距圆整为110 d#u*NwY}  
nRh.;G  
按圆整后的中心距修正螺旋角 NflRNu:-  
eK =v<X  
=arccos ~vw$Rnotz  
N(Xg#m   
因值改变不多,故参数,,等不必修正. H57wzG{xG  
Xr]<v%,C  
计算大.小齿轮的分度圆直径 gmdA1$c  
     MxLi'R=  
    d==42.4 r(p@{L185  
?;ovh nY)  
d==252.5 (dQsR sA  
!H4C5wDu  
计算齿轮宽度 =m/BH^|&W  
6a4-VX5  
B= MOIMW+n  
ITf4PxF  
圆整的       4&wwmAp^  
3\H0Nkubts  
                                            大齿轮如上图: a4x(lx&  
`c/mmS  
7Lx =VX#]q  
yN9setw*,M  
7.传动轴承和传动轴的设计 RZTC+ylj  
3$h yV{  
1.  传动轴承的设计 |s, Add:S  
M1_1(LSU  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 \>)#cEX5  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min k*!f@ M  
T1=43.77kn.m {7+y56[yu  
⑵.  求作用在齿轮上的力 <gjA(xT5  
    已知小齿轮的分度圆直径为 5v5K}hx  
        d1=42.4 LNI]IITx/  
而  F= 7cV GB  
     F= F /}R*'y  
C~8;2/F7  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N OG{vap)  
6w*q~{"(  
);1UbqVPD  
!z |a+{  
⑶.   初步确定轴的最小直径 ,&0iFUwN_  
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 q*d@5  
ER)to<k  
9q>rUoK^  
             f~v@;/HL  
     从动轴的设计 k8O%gO  
       ]_y0wLq  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, #6F/:j;  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M .;jp2^  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 F9 2et<y.  
    已知大齿轮的分度圆直径为 ?/FCq6o  
        d2=252.5 OQ*rxL cA  
而  F= Gu5%Pou  
     F= F T5? eb"  
BiCC72oig  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N ?b3({P  
o 12w p  
RinaGeim  
Vc?=cQ'c  
⑶.   初步确定轴的最小直径 2t 1u{  
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 v>E3|w%  
_l$X![@6=  
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   7)  
查表,选取 e2vL UlL8  
 Mt   
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 P"ATqQG%D  
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 6}^6+@LG  
V jZx{1kCR  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 m1,yf*U  
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  。 }8)iFP&"  
*|^}=ioj*  
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. RZ GD5`n  
:%kJ9zW  
            D        B                轴承代号     ,'^^OLez  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     $C`YVv%?0  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     ~2M+Me  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     #Oq~ZV|<l  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     pjrzoMF  
Lzy Ix!S  
     3v@Y"I3;  
y-=YXqj  
     ?*: mR|=  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 ^:64(7  
    右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, + -OnO7f  
③   取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm.     Gz@/:dW^vZ  
3,$G?auW  
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. X9/]< Y<!  
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, VVVw\|JB>  
高速齿轮轮毂长L=50,则 7@l.ZECJ1  
$<v{$UOh  
L=16+16+16+8+8=64 <WGx 6{  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. oH]"F  
J4>k9~q  
5.    求轴上的载荷   *7:HO{P>Y  
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, 8CN~o|uN  
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. C Ch38qBp  
YpwMfl4  
@-H D9h  
#oQDt'  
PAHkF&  
4M{]YZMw8  
5Ff1x-lQ  
H;=++Dh  
2j( ]Bt:  
     `6BjNV  
~L ufHbr  
传动轴总体设计结构图: ,~^BoH}  
     [|E|(@J  
                             $S_G:}tna  
2pn8PQfg)  
                             (主动轴) xXn2M*g  
UKfpoDhEe  
DP<[Uz&  
        从动轴的载荷分析图: $9m>(b/;n  
.L'eVLQe  
6.     校核轴的强度 )AoF-&,w  
根据 R7j'XU  
== IolKe:'>@  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 1Z| {3W  
查表15-1得[]=60MP R<AT}!mkR  
〈 []    此轴合理安全 -&3mOn& (1  
C#Y_La  
8、校核轴的疲劳强度. , s .{R  
⑴.   判断危险截面 zb=L[2;  
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%p,cz; ,  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 DgB]y6~KXl  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 C0. bjFT|  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 QXg9ah~  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 *&A/0]w  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 3Sclr/t  
截面上的弯曲应力 NP?hoqeKs  
lhRo+X#G  
截面上的扭转应力 u/g4s (a  
== dB%q`7O  
轴的材料为45钢。调质处理。 $yY\[C  
由课本得: g9K7_T #W  
           1j":j%9M  
因             Pe<}kS m4  
经插入后得 bL9EX$P  
2.0         =1.31 ;S_\- ]m&g  
轴性系数为 ~D$?.,=l  
       =0.85 Q@"mL  
K=1+=1.82 *4oj' }  
    K=1+(-1)=1.26 tP ;^;nw  
所以                XBF]|}%  
}'.k  
综合系数为:    K=2.8 vbT,! cEm  
K=1.62 B^C!UWN>%X  
碳钢的特性系数        取0.1 p z]T9ol~  
   取0.05 c4AkH|  
安全系数 f+o%N  
S=25.13 }jWZqIqj  
S13.71 mx:)&1  
≥S=1.5    所以它是安全的 ;[}<xw3):  
截面Ⅳ右侧 a$K.Or}  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 *4<Kz{NF  
`+>'18F  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 `3KXWN`.s  
L dyTB@  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 %/r}_V(UN  
+o94w^'^$b  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 1tMs\e-  
截面上的弯曲应力   v2tKk^6`(i  
截面上的扭转应力 XKEd~2h<y  
==K= ~ d!F|BH4  
    K= (" ,(@nS  
所以                 NrrnG]#p1  
综合系数为: =5QP'Qt{O  
K=2.8    K=1.62 ci~pM<+  
碳钢的特性系数 TDtS^(2A7K  
    取0.1       取0.05 6)B6c. 5o  
安全系数 ^Cm9[1p  
S=25.13 "\]NOA*  
S13.71 !qjIhZi  
≥S=1.5    所以它是安全的 B]xZ 4 Y  
-(Y(K!n  
9.键的设计和计算 f 4Yn=D=_  
`J(im  
①选择键联接的类型和尺寸 v|r=}`k=  
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. wgeR%#DW  
根据    d=55    d=65 L-}6}5[  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 _3lci  
                     b=20     h=12     =50 ;>z.wol  
~)kOO oH  
②校和键联接的强度 WHM|kt  
  查表6-2得      []=110MP /I>o6CI  
工作长度  36-16=20 }{(dG7G+  
    50-20=30 fA k]]PU  
③键与轮毂键槽的接触高度 `qnNEJL,  
     K=0.5 h=5 DnZkZ;E/  
    K=0.5 h=6 )zR(e>VX  
    由式(6-1)得: 0F495'*A  
           <[] *C*'J7  
           <[] yG`J3++ S  
    两者都合适 /4}B}"`Sl=  
    取键标记为: TI9]v(  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 >4.K>U?0FC  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 dV( "g],  
10、箱体结构的设计 ky^p\dMh  
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, _8f? H#&  
大端盖分机体采用配合. :=iP_*#  
W8$ky[2R  
1.   机体有足够的刚度 z~S(OM@olJ  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 bAsoIra  
i`Tp +e@a>  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 (rHS2SA\5  
<h*r  
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 #'@pL0dj  
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 - DO  
QQnpy.`:/  
3.   机体结构有良好的工艺性. =u5a'bp0;;  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. o<Esh;;*nm  
ODbEL/  
4.   对附件设计 kT jx.  
A  视孔盖和窥视孔 r? w^#V  
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 7H+IW4Ma  
B  油螺塞: /s'7[bSv  
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。 TvbkvK  
C  油标: u?J!3ZEtb  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 $ e<108)]  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. .}wVM`81z  
NM`5hd{  
D  通气孔: gyz#:z$p^  
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. EU@ BNja  
E  盖螺钉: X#|B*t34  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 *Va;ra(V2  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. >;$C@  
F  位销: k"kGQk4  
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. V+A9.KoI  
G  吊钩: vpS&w  
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. .d JX,^  
lhx"<kR 4  
减速器机体结构尺寸如下: "}ms|  
JZa^GW:YQh  
名称    符号    计算公式    结果     :?2@qWaL  
箱座壁厚                10     g[NmVY-o  
箱盖壁厚                9     {Tps3{|wt  
箱盖凸缘厚度                12     SWX[|sjdB  
箱座凸缘厚度                15     $j+RUelFY  
箱座底凸缘厚度                25     LXZ0up-B-  
地脚螺钉直径                M24     [{i"Au]  
地脚螺钉数目        查手册        6     ?F^$4:  
轴承旁联接螺栓直径                M12     wb#ZRmx}  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     AqdQiZ^9  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     wNk 0F7Ck  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     lR[]A  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     /#lqv)s'  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 8(6(,WwP}  
    22 B"@3Qav3  
    18     )g()b"Z #>  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 am'11a@*  
    16     z154lY}K  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     .~nk' m  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     ($h`Y;4  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     R/_bk7o]H  
机盖,机座肋厚                9    8.5     ;*H@E(g  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) (R9{wGV [  
150(3轴)     ;ewqGDe'3  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) DV8b<)  
150(3轴)     tyW5k(>  
     |g$n-t  
11. 润滑密封设计 c\J?J>xz  
]g3RVA%\l  
    对于二级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度. )w t mc4'  
    油的深度为H+ l\HLlwYO  
         H=30  =34 @X|Mguq5  
所以H+=30+34=64 } xy>uT  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 (}#8$ )  
     A"V($:>U  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 '[Ue0r<jn  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     dr[sSBTY"  
    密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 jDV;tEY#^  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 'o!{YLJ fM  
     MR?5p8S#g  
12.联轴器设计 AgBXB%).  
1Zh4)6x  
1.类型选择. `<"@&N^d  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 9i=HZ\s3  
2.载荷计算. &(Yv&j X  
公称转矩:T=95509550333.5 G[bWjw86O  
查课本,选取 vGX}zzto  
所以转矩   js$L<^7  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 ~OE1Sd:2  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm S.I3m-  
-PG81F&K  
四、设计小结 \Fs+H,S<  
    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。 Rs +),  
    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。 <73dXTZ0  
五、参考资料目录 Nueb xd  
[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; }MiEbLduN  
[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; GBvgVX<  
[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; l9P=1TL  
[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; ;h-W&i7  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 S#:yl>2  
[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; t|5T,YFG  
[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? ;S5J"1)O~  
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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