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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 T% J;~|  
                 C=L_@{^Rgb  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         INZycNqm,  
                 "2HSb5b"`  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) +9db1:  
UD6D![e  
目   录 42mi 7%f  
     ;=piJ%k  
一    课程设计书                            2 "X~ayn'@w,  
.RocENO0  
二    设计要求                              2 EMME?OW$  
sr%tEKba)  
三    设计步骤                              2 p#HbN#^Hy  
     "5*n(S{ks  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 pE(\q+1<  
    2. 电动机的选择                                4 'vKB]/e;  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 ' O1X+  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 Q*|O9vu'D  
    5. 设计V带和带轮                              6 ~_v?M%5i  
    6. 齿轮的设计                                  8 }Th":sin},  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 Zp~2WJQ  
    8. 键联接设计                                  26 9 ! [oJ3  
    9. 箱体结构的设计                              27 nHxos` Qx  
    10.润滑密封设计                                30 gIv :<EJ9  
    11.联轴器设计                                  30 UO(B>Abp  
     5qo^SiB.  
四    设计小结                              31 5m2(7FC%su  
五    参考资料                              32 No8~~  
6FPGQ0q  
一. 课程设计书 UBoN}iR  
设计课题: 9An_zrJ%i  
    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 WS6pm6@A*!  
表一: MIo5Y`T  
         题号 @ @$=MSN  
g`~c|bx  
参数    1     Qp8. D4^@3  
运输带工作拉力(kN)    1.5     yU"lW{H@  
运输带工作速度(m/s)    1.1     j3 d=O!  
卷筒直径(mm)    200     M,1Yce%+}  
2Wz/s 0`  
二. 设计要求 R:S Fj!W1  
1.减速器装配图一张(A1)。 #W`>vd}  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 `F<)6fk  
3.设计说明书一份。 ;EstUs3  
pVe@HJy6G  
三. 设计步骤 )%p.v P'p  
    1.  传动装置总体设计方案 L12m ;  
    2.  电动机的选择 J0xOB;rd  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 }Y\Ayl  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 t6p}LNm(V  
    5.  “V”带轮的材料和结构 U1(<1eTyu  
    6.  齿轮的设计 hY=#_r8  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 -DDH)VO  
    8、校核轴的疲劳强度 9u<4Q_I`  
    9.  键联接设计 &$uQ$]&H  
    10.  箱体结构设计 VQE8hQ37  
    11. 润滑密封设计 a.)Gd]}g  
    12. 联轴器设计 t{t*.{w  
     %v=z|d5-3  
1.传动装置总体设计方案: sxM0c  
c]jK Y<  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 n,sl|hv2U  
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, yv| |:wZC  
要求轴有较大的刚度。 h,B ]5Of  
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。 Z\8TpwD2  
其传动方案如下: +jD?h-]  
        _U)BOE0o  
图一:(传动装置总体设计图) m}w~ d /  
c"R`7P  
    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#.J>_u )  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 prE~GO7Z  
     传动装置的总效率 V D+TJ` r  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; 8v)pPJr  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, yiyyw,iy  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, ^ sIxR*C[v  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 O-- "\4  
|T7 < !  
  2.电动机的选择 n[4F\I>  
-;=0dfC(  
    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, $h1`-=\7  
    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, {U8Sl.  
    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。 Unev[!  
     }.O,P'k  
    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, 4$9WJ ~V{  
     z7'3d7r?  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 fk-zT  
     1<a+91*=e  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 UO^"<0u  
                                                  qPsf`nI7  
@czNiWU"4;  
方案    电动机型号    额定功率 HNN,1MN  
P ^n#6CW*n  
kw    电动机转速 )70-q yA  
    电动机重量 HJ[@;F|aU  
N    参考价格 0g% `L_e_  
元    传动装置的传动比     u 0KVp6`  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     6QVdnXoG/  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     nQ>?{"  
   M\zM-B  
   中心高 4:<74B  
        外型尺寸 yVd}1bX  
L×(AC/2+AD)×HD        底脚安装尺寸A×B    地脚螺栓孔直径K    轴伸尺寸D×E        装键部位尺寸F×GD     1HYrJb,d  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     G3]TbU!!T  
O#}T.5t  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 dWV.5cViP  
FbB^$ ]*  
(1)       总传动比 l;^Id#N  
    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 fT1/@  
    (2)       分配传动装置传动比 K#q1/2  
    =× ihjs%5Jo%  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 &r s+x<  
    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 t.|b285e  
4.计算传动装置的运动和动力参数 \zioIfHm  
(1) 各轴转速 b^b@W^\hn  
  ==1440/2.3=626.09r/min #DjSS.iW  
  ==626.09/5.96=105.05r/min %>^CD_[eO  
(2) 各轴输入功率 u*:B 9E  
    =×=3.05×0.96=2.93kW  GZ.Xx  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW ~/LO @  
    则各轴的输出功率:   `l+{jrRb<  
=×0.98=2.989kW 0LX;Vvo  
=×0.98=2.929kW m'D_zb9+  
各轴输入转矩 Dizc#!IGU  
   =××  N·m BUR96YN.  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· %D|p7&  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m uCGJe1!Ai>  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m \FOoIY!.x  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m Sx{vZS3  
=×0.98=242.86N·m 9UlR fl  
运动和动力参数结果如下表 SSH))zJ  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     6qfL-( G  
    输入    输出    输入    输出         V<&x+?>S  
电动机轴        3.03        20.23    1440     Ce 3{KGBw  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     *@6,Sr)_  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     f5p>oXo4b  
:^~I@)"ov  
5、“V”带轮的材料和结构 K,f*}1$qM  
  确定V带的截型 aH7i$U&  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 R5PXX&Q  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 B->3/dp2c'  
      V带截型      由图6-13                        B型 z|,YO6(L  
   z8v]Kt&  
  确定V带轮的直径 g \]2?vY.  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm -1'O  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s >2Z0XEe  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm 9eOP:/'}w  
   ~*aPeJ  
  确定中心距及V带基准长度 O  |45r   
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 f.Wip)g  
                          360<a<1030 kpT>xS^6<  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm 88%7  
     45g:q  
  初定V带基准长度 7K"{}:  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm @~t^zI1  
       ZBw]H'sT  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm (9gL  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm qfJi[8".  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 9g %1^$R  
   aMa ICM  
   确定V带的根数 ]B8`b  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw z?T;2/_7  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3  AT@m_d  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 $;GH -+  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 |qUi9#NUo  
         u@ MUcW  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 T!![7Rs  
                             7 'T3W c  
                       取Z=2 DxuT23. (  
V带齿轮各设计参数附表 Uk@du7P1k  
> 4n\  
各传动比 BQ8vg8e]B  
(<bYoWrK#  
    V带        齿轮     ].AAHu5  
    2.3        5.96     5"~F#vt  
  zG IxmJ.  
2. 各轴转速n ZLP)i;Az  
    (r/min)        (r/min)     b'x26wT?  
    626.09        105.05     Oy(f h%k#  
3C[#_&_l  
3. 各轴输入功率 P qr$h51C&  
    (kw)        (kw)     l\f /(&,  
    2.93       2.71     oRDqN]  
&A/k{(.XP  
4. 各轴输入转矩 T mVaWbR@HS  
    (kN·m)        (kN·m)     bCa%$  
43.77        242.86     P8& BtA  
:mYVHLmea  
5. 带轮主要参数 w.7p D  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         '{>R-}o[3  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     !841/TRb  
带的根数z     ?/@ U#Qy  
    160        368        708        2232        B        2     MUQj7.rNa  
Jy^.L$bt  
6.齿轮的设计 >O;V[H2[  
LyRbD$m  
(一)齿轮传动的设计计算 ;!~&-I0l  
pY~/<lzW  
齿轮材料,热处理及精度 0Dt-!Q7  
    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 _^%DfMP3i\  
    (1)       齿轮材料及热处理 OrC}WMhd  
       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 MpNgp )%>  
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 R$|"eb5  
      ② 齿轮精度 @PL.7FM<v  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 &~Hx!]uc  
     * :kMv;9  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 FF5|qCV/z  
按齿面接触强度设计 VY#nSF`  
;2y4^  
确定各参数的值: V|3^H^\5P  
①试选=1.6 .Qv H7  
选取区域系数 Z=2.433   ;% <[*T:*'  
     M*gbA5  
    则 ;T\+TZtI  
    ②计算应力值环数 zG* >g  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) 73p7]Uo  
    =1.4425×10h #c%F pR4  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) fxQ4kiI  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 *)Us   
    ④齿轮的疲劳强度极限 YB}m1 g`  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: 0$g;O5y"i  
    []==0.93×550=511.5 # 4&t09  
,f@\Fs~n  
    []==0.96×450=432         p![UOI"W  
许用接触应力   (Q?@LzCjy  
         dW5@Z-9  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   /lS5B6NU  
         =1 elGwS\sw  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 :Tcvj5  
    =4.47×10N.m 0FcG;i+  
    3.设计计算 L$z(&%Nx  
①小齿轮的分度圆直径d 3\ {?L  
     koa-sy)#L  
    =46.42 5 W!#,jz  
    ②计算圆周速度 (fun,(R6"  
    1.52 XiM d|D  
    ③计算齿宽b和模数 tMiy`CPh  
计算齿宽b ]iY O}JuX  
       b==46.42mm QJy1j~9x  
计算摸数m Bra}HjHO  
  初选螺旋角=14 AM0CIRX$  
    = 9RPZj>ezjA  
    ④计算齿宽与高之比 %"Ia]0  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 &+]-e;[  
=46.42/4.5 =10.32 =D&XE*qkZ  
⑤计算纵向重合度 %-KgR  
=0.318=1.903 %x-`Y[  
⑥计算载荷系数K Ea)=K'Pz  
使用系数=1 IhHKRb[  
根据,7级精度, 查课本得 6rMXv0)  
动载系数K=1.07, M%YxhuT0  
查课本K的计算公式: u]*f^/6Q  
K= +0.23×10×b f hjlt#  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 N9#5 P!  
查课本得: K=1.35 /Un\P   
查课本得: K==1.2 8'ut[  
故载荷系数: .L~ NX/V  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 y(wb?86#W5  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 TbD $lx3>  
    d=d=50.64 QM24cm T  
    ⑧计算模数 BJt]k7ku+  
    = NY6;\ 7!n  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 t$&'mJ_-w  
    由弯曲强度的设计公式  {DD #&B  
    ≥ j>?`N^  
& }7+.^  
⑴   确定公式内各计算数值 {%\@Z-9%q,  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m eH V#Mey[  
         确定齿数z >0UY,2d  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 l{gR6U{e  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 dT{GB!jz  
    Δi=0.032%5%,允许 ^#t6/fY.#  
    ②      计算当量齿数 |\Q2L;4C  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  0RjFa;j  
    z=z/cos=144/ cos14=158 TBIr^n>Z<k  
    ③       初选齿宽系数 DX^8w?t  
     按对称布置,由表查得=1 -,+~W#n  
    ④       初选螺旋角 ;jJ4H+8  
    初定螺旋角 =14 0 ;].q*|#  
    ⑤       载荷系数K h1)ny1;  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73  au]W*;x  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y azzG  
    查得: CkRilS<  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 v 8EI   
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 +k h Tl:  
     29l bOi  
    ⑦       重合度系数Y ^ E_chx-e}  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 _f~$iY  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 v cUGBGX_&  
=14.07609 86eaX+F  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 +s6v!({Z  
    ⑧       螺旋角系数Y uz I-1@`  
 轴向重合度 =1.675, AV4fN@BX  
    Y=1-=0.82 VN0KK 1 I  
     jZQ{ XMF  
    ⑨       计算大小齿轮的 If]rg+|U  
 安全系数由表查得S=1.25 e _(';Lk  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 Qp7F3,/#  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 gi>W&6  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 0Y'ow=8M  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   P @J)S ?  
    小齿轮     大齿轮 }ik N  
s)?GscPG!  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: OnU-FX<  
    K=0.86        K=0.93   ;n.h!wmJ}  
F2MC)&#  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 WFzM s  
      []= &grvlK  
      []= >4q6  
       E#3tkFF0Z[  
       Q3Z?Z;2aR  
        大齿轮的数值大.选用. yeMe2Zx  
     c^cr_ i  
⑵   设计计算 Vc6 >i|"-O  
     计算模数 fq4uiFi<  
*VH Wvj  
H!6+x*P0  
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: U<r!G;^`  
vRn]u57O  
z==24.57  取z=25 5wdKu,nq  
CbXSJDs  
那么z=5.96×25=149           :yE0DS<_  
  \3] O?'  
②   几何尺寸计算 2.=G  
    计算中心距     a===147.2 '@ p464  
将中心距圆整为110 ?Q$a@)x#  
[$ uKI,l  
按圆整后的中心距修正螺旋角 BPl% SL  
Pd& Npp3  
=arccos vC^{,?@  
WgG$ r  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. {LVA_7@  
? HNuffk  
计算大.小齿轮的分度圆直径 SkC.A ?  
     \rATmjsKzS  
    d==42.4 l@1=./L?  
uL@%M8n  
d==252.5 s"J)Jc  
y<wd~!>Ubu  
计算齿轮宽度 @ULWVS#t2  
QN?EI: q=  
B= ycwkF$7  
:>o 0zG[;f  
圆整的       p@Cas  
!! )W`  
                                            大齿轮如上图: +V9xKhR;x  
@/ nGc9h  
WRA(k  
V1GkX =H},  
7.传动轴承和传动轴的设计 $TS97'$  
#, #:{&H  
1.  传动轴承的设计 KF5r?|8 M  
@HSK[[?  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 Qca3{|r`  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min Fq!_VF^r  
T1=43.77kn.m * hS6F  
⑵.  求作用在齿轮上的力 7&OJ8B/  
    已知小齿轮的分度圆直径为 ?E(X>tH  
        d1=42.4 tZVs0eVF<  
而  F= l(-"rE  
     F= F $uJc/  
bq8Wvlv04  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N D^V)$ME  
S("dU`T?  
bBXLW}W  
&['x+vL9  
⑶.   初步确定轴的最小直径 "wg$ H1K  
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 #d*gWwnx"  
%l#X6jkt  
[~RO9=;L  
             &l!T2PX!  
     从动轴的设计 &zJ\D`\,O  
       ?Yf v^DQ5  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, = &?&}pVF  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M HZ}Igw.Z  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 r>i95u82'  
    已知大齿轮的分度圆直径为 o)n)Z~  
        d2=252.5 Iz'Et'w8!  
而  F= XGbpH<  
     F= F o1?-+P/  
?*yB&(a:8  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N 7:Rt) EE2  
C984Ee  
Rg\4#9S JF  
~e]B[>PT  
⑶.   初步确定轴的最小直径 Y'bz>@1(  
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 K/*"U*9Kv  
^k$Bx_{  
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 <|?)^;R5!  
查表,选取 aaw[ia_EL  
vu91" 4Fa  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 %n8CK->  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 V=th-o3[  
?6nB=B)/  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 :8@eon}  
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与  。 &7>]# *  
Yb_HvP  
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. h(~/JW[  
njZ vi}m~  
            D        B                轴承代号     'UxI-L t  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     )!cucY  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     =3A4.nW  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     "+Ys}t~2  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     s]0 J'UN  
+>;Ux1'@  
     b]Kb ~y|  
Uf ]$I`T#  
     c}|.U  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 oYA"8ei=  
    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, ebNRZJ?C,  
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.     Tp{ jR<  
im9EV|;  
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. k\;D;e{  
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, +r//8&  
高速齿轮轮毂长L=50,则 T+zhj++  
/wJ4hHY  
L=16+16+16+8+8=64 do.>Y}d  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. +HRtuRv0T  
}cGILH%  
5.    求轴上的载荷   aG~zMO_)]  
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, m9MY d  
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. L;?F^RK{U  
#I.~+M  
dY0W=,X$7T  
<ta{)}IN^  
6SE^+@jR  
a73VDQr I  
{jQLr7'  
s-'~t#h  
"DGap*=J  
     9+@z:j  
&8Vh3QLEx  
传动轴总体设计结构图: }`H{;A h  
     C9MK3vtD.  
                             'nh2}  
bpU> (j  
                             (主动轴) `$FX%p  
KU{zzn;g  
:E|Jqi\  
        从动轴的载荷分析图: islHtX VE  
>R6mI  
6.     校核轴的强度 SSla^,MHef  
根据 4gev^/^^  
== &[j9Up'   
前已选轴材料为45钢,调质处理。 m-tn|m!J  
查表15-1得[]=60MP oq,nfUA  
〈 []    此轴合理安全 A-3^~aEgx  
:=+YZ|&j  
8、校核轴的疲劳强度. .57F h)Y  
⑴.   判断危险截面 QJVB:>A  
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. i M MKA0JM  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 @6+_0^  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 \>wQyz  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 8au Gz ,"  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 W.cc!8  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 _%Xp2`m  
截面上的弯曲应力 A Y<L8  
bo<.pK$  
截面上的扭转应力 ~8(Xn2  
== b&4JHyleF  
轴的材料为45钢。调质处理。 Nl,iz_2]  
由课本得: +e*C`uP!  
           p< 0=. ~  
因             B<-("P(q  
经插入后得 NT5##XOB  
2.0         =1.31 f_LXp$n  
轴性系数为 !t~tIJ>6  
       =0.85 2_3os P\Z  
K=1+=1.82 d/Wp>A@dob  
    K=1+(-1)=1.26 "x$L 2>9  
所以               Wtk|}>Pf  
YryMB,\  
综合系数为:    K=2.8 cmU0=js.  
K=1.62 [PiMu,O[v  
碳钢的特性系数        取0.1 0[<' ygu  
   取0.05 \h s7>5O^K  
安全系数 F !OD*]  
S=25.13 ZlE=P4`X:  
S13.71 d_&pxy? >  
≥S=1.5    所以它是安全的 3_boEYl0  
截面Ⅳ右侧 R=, pv'  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 ht6}v<x.eA  
/g9^g(  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 ?6ssSjR}  
NYg&8s.  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 cL.>e=x$  
AB+lM;_>  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 }W!w  
截面上的弯曲应力   -6s]7#IC  
截面上的扭转应力 Ez-AQ'  
==K= }2*qv4},!  
    K= "5FP$oR  
所以                 lFIaC}  
综合系数为: &YD+ s%OL  
K=2.8    K=1.62 #hs&)6S f  
碳钢的特性系数 G)b:UJa"  
    取0.1       取0.05 qM 1ZCt  
安全系数 g[@0H=  
S=25.13 ^2%)Nq;O  
S13.71 U Rq9:{  
≥S=1.5    所以它是安全的 1>OU~A"  
y0O e)oP  
9.键的设计和计算 Xa ;wx3]t  
IQ~Anp^R  
①选择键联接的类型和尺寸 -AVT+RE9z  
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. &,Loqr  
根据    d=55    d=65 &6Lh>n(  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 ]{{%d4  
                     b=20     h=12     =50 Xq37:E2  
>,k2|m  
②校和键联接的强度 *>W6,F7  
  查表6-2得      []=110MP )w&|VvM )L  
工作长度  36-16=20 ;Z"Iv  
    50-20=30 m432,8 K3r  
③键与轮毂键槽的接触高度 *M:p[.=1  
     K=0.5 h=5 |FlB#  
    K=0.5 h=6 =Y!.0)t;*  
    由式(6-1)得: 3^q9ll7Op  
           <[] .),9a,  
           <[] &+oJPpHi\  
    两者都合适 8(q8}s$>  
    取键标记为: F8tMZ,:  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 aWLA6A+C&  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 uP8 cW([  
10、箱体结构的设计 @{3_7  
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, VTDnh*\5  
大端盖分机体采用配合. <.BY=z=H  
\ E5kpm  
1.   机体有足够的刚度 {LqYb:/C5U  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 vKdS1Dn1  
i^ILo,Q  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 Vz!{nL0Q(  
"OkZ [E)  
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 zI(uexxPqd  
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 Dq!YB[Z$:  
e9S*^2;  
3.   机体结构有良好的工艺性. @ZV>Cl@%2  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. 94*MRn1E  
k!+v*+R+V  
4.   对附件设计 0CX9tr2J  
A  视孔盖和窥视孔 l 8GAZ*+  
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 $}YN`:{  
B  油螺塞: l#>A.-R*`  
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。 YCzH@94QeV  
C  油标: ci 22fw0  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 ,L>{(Q)  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. b1=! "Y@  
=ty{ugM<  
D  通气孔: |-GbHfz  
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(3OChH  
E  盖螺钉: -I#<?=0B  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 wn<k "6x  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. =PjdL3 2  
F  位销: K3rsew n  
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. z!k  
G  吊钩: V{qR/  
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. EW]8k@&g  
]`h@[fYge  
减速器机体结构尺寸如下: XwU1CejP0  
w0<1=;_%  
名称    符号    计算公式    结果     O=!EqaExW  
箱座壁厚                10     >7W8_6sC<  
箱盖壁厚                9     a][Tb0Ox  
箱盖凸缘厚度                12     $O\]cQD`u  
箱座凸缘厚度                15     6"+bCx0:  
箱座底凸缘厚度                25     '^2bC  
地脚螺钉直径                M24     {;JFoe+  
地脚螺钉数目        查手册        6     `<R^ZL,  
轴承旁联接螺栓直径                M12     i(q a'*  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     akgvV~5  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     3%N!omAe  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     "!Hm.^1  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     6?0QzSpfC#  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 }:b) =fs  
    22 5* ~E dT  
    18     DPl&e-`  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 de"+ABR  
    16     : +fW#:  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     P&Hhq>@Z  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     79'N/:.  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     Thp!X/2O`  
机盖,机座肋厚                9    8.5     IU]@%jA_:A  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) 3J^'x  
150(3轴)     FJsg3D*@J  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) >?$qKu  
150(3轴)     U,~Z2L  
     If@%^'^ON=  
11. 润滑密封设计 >>h0(G|  
,L(q/#p  
    对于二级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度. G`u";w_  
    油的深度为H+ c 9zMI  
         H=30  =34  }_?FmuU  
所以H+=30+34=64 E-$N!KY  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 uup>WW  
     w"E.Va  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 glNXamo  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     ;5aAnvgW  
    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 .W0;Vhw"  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 1jj.oa]  
     H3BMN}K~  
12.联轴器设计 t^<ki?*  
7{u1ynt   
1.类型选择. |%Ssb;M  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 #)<WQZ)  
2.载荷计算. Sh o] ~)XX  
公称转矩:T=95509550333.5 >iWw i'T=  
查课本,选取 OjY#xO+'  
所以转矩   t|k-Bh:x  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 Ap%tm)@1  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm aK'%E3!~=x  
,Je9]XT  
四、设计小结 1}I%yOi)  
    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。 os`#:Ao5  
    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。 !XrnD#  
五、参考资料目录 =:7OS>x  
[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; L]Dl}z  
[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; Xx=c'j<  
[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; 7V7iIbi  
[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; )?,X\/5  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 %0^taA  
[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; ZHOh(  
[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? dd@-9?6M  
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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