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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 @+y,E-YTdV  
                 p_EM/jI,  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         JZ:yPvJ  
                 HRu;*3+%>F  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) I-Ut7W  
6'<[QoW];  
目   录 I6@"y0I  
     )_4()#3  
一    课程设计书                            2 uq54+zC  
qTMY]=(  
二    设计要求                              2 puMb B9)  
N|Xm{@C  
三    设计步骤                              2 fd>&RbUp  
     +#<Z/  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 "Y- WY,H  
    2. 电动机的选择                                4 '4Qsl~[Eh  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 o?a3hD  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 m_`%#$s}  
    5. 设计V带和带轮                              6 difX7)\  
    6. 齿轮的设计                                  8 A&WC})H5  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 E7aG&K  
    8. 键联接设计                                  26 Jo~fri([%Q  
    9. 箱体结构的设计                              27 ev_'.t'  
    10.润滑密封设计                                30 iXvrZofE  
    11.联轴器设计                                  30 (-&d0a9N  
     iJmzVR+  
四    设计小结                              31 5wl;fL~e  
五    参考资料                              32 Cz9MXb]B  
dB0 UZirb  
一. 课程设计书 <dr2 bz  
设计课题: 2\gIjXX"  
    设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V %NC/zqPH~  
表一: 6h %rt]g  
         题号 K(d+t\ca  
v+SdjFAY  
参数    1     ~oT*@  
运输带工作拉力(kN)    1.5     DL!%Np?`  
运输带工作速度(m/s)    1.1     =]/<Kd}A.  
卷筒直径(mm)    200     LNHi }P~  
\^RKb-6n  
二. 设计要求 _5x]BH6f  
1.减速器装配图一张(A1)。 `r~3Pf).4  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 "dvo@n|  
3.设计说明书一份。 M'|p<SO]  
7v0AG:  
三. 设计步骤 j:/Z_v'  
    1.  传动装置总体设计方案 {>~9?Xwh   
    2.  电动机的选择 10OkrNQ  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 k6RVP: V  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 J.M&Vj:  
    5.  “V”带轮的材料和结构 DrC"M*$!  
    6.  齿轮的设计 t4/ye>P &  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 &/"a E  
    8、校核轴的疲劳强度 )c'E9ZuZ>d  
    9.  键联接设计 h8(>$A-  
    10.  箱体结构设计 < *;GJ{  
    11. 润滑密封设计 VY+P c/b  
    12. 联轴器设计 RtpV08s\  
     w-LENdw  
1.传动装置总体设计方案: Ot:}Ncq^\O  
SPt/$uYJ  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 uZ\+{j=  
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, e3~{l~ Rb  
要求轴有较大的刚度。 nb<oo:^  
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。 ;+6><O!G  
其传动方案如下: Z[ (d7  
        6o(IL-0]c  
图一:(传动装置总体设计图) GdVF;  
7Zd g314  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 g=@d!]Z~[  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 *L$_80  
     传动装置的总效率 E]GbLU;TH  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; b.@4yW  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, .8!\6=iJB  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, } e+`Kxy  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 {+E]c:{  
|('o g*$  
  2.电动机的选择 IM/xBP  
W ulyM cJ  
    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, s*<T'0&w0S  
    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, i$PO#}  
    则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 )OxcCV?5Z  
     /WE\0bf  
    综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, {ilz[LM8(  
     m|{^T/kIbQ  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 ,qv\Y]  
     0F/[GZ<k  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 `?3f76}h  
                                                  S)j( %g  
09jE7g @X}  
方案    电动机型号    额定功率 Mb 4"bDBsl  
P CW?Z\  
kw    电动机转速 js5VgP`  
    电动机重量 W&%,XwkQ  
N    参考价格 vszm9Qf  
元    传动装置的传动比     f5Gn!xF  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     Q!V:=d  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     Mh5> hD  
  WGUw`sc\  
   中心高 9*ZlNZ  
        外型尺寸 9,`i[Dzp  
L×(AC/2+AD)×HD        底脚安装尺寸A×B    地脚螺栓孔直径K    轴伸尺寸D×E        装键部位尺寸F×GD     a{hc{  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     M>p<1`t-&  
PDuBf&/e  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 D_czUM  
K3[+L`pz  
(1)       总传动比 ;..z)OP_  
    由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 _ s3d$C?B  
    (2)       分配传动装置传动比 "YgpgW  
    =× ?<C(ga  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 3,{eH6,O7M  
    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 0 h!Du|?  
4.计算传动装置的运动和动力参数 D^US2B  
(1) 各轴转速 9 $$uk'}w!  
  ==1440/2.3=626.09r/min 0h*Le  
  ==626.09/5.96=105.05r/min Jl`^`Yv  
(2) 各轴输入功率 S, AxrQc  
    =×=3.05×0.96=2.93kW }" vxYB!h3  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW *0!p_Hco  
    则各轴的输出功率:   J~]@#=,v  
=×0.98=2.989kW =N\; ?eF(  
=×0.98=2.929kW 1?FG3X 5  
各轴输入转矩 jL"V0M]c  
   =××  N·m -GPJ,S V>  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· yef\Y3X  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m  c2M  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m C:t>u..  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m ^py=]7[I  
=×0.98=242.86N·m 0HoHu*+FX  
运动和动力参数结果如下表 /)Cfm1$ic  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     [_(J8~ va  
    输入    输出    输入    输出         .c+U=bV-  
电动机轴        3.03        20.23    1440     },l i'r#p  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     018SFle  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     WT<}3(S'?  
BKg8p]`+  
5、“V”带轮的材料和结构 xyk%\&"7  
  确定V带的截型 7b>_vtrt  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 xj>P5\mW#  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 [8sYEh  
      V带截型      由图6-13                        B型 I$t8Ko._"  
   h{^v756L  
  确定V带轮的直径 4@{c K|  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm rz%~=Ca2j  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s c#{lXS^  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm vYm:V:7Y2  
   IRm}?hHf  
  确定中心距及V带基准长度 :$b` n  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 1Z< ^8L<  
                          360<a<1030 lfHN_fE>Mq  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm QX<n^W  
     BJux5Nh  
  初定V带基准长度 Qy"Jt]O  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm qhxMO[f  
       Unb2D4&'  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm s`bGW1#io  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm f%o[eW#  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 *pwkv7Z h  
   D#&9zR86F  
   确定V带的根数 U3a2wK  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw SPb +H19;  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 mBErU6?X,A  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 f-|?He4O]  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 :lB`K>)iB}  
         o(SPT?ao~  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 x*vD^1"'P  
                             prj(  
                       取Z=2 O] PM L`  
V带齿轮各设计参数附表 (uvQ/!  
c1k[)O~  
各传动比 toPbFU'  
hE {";/}J  
    V带        齿轮     )&1v[]%S  
    2.3        5.96     /(JG\Ut  
  'Eur[~k  
2. 各轴转速n %@vF%   
    (r/min)        (r/min)     2]mV9B   
    626.09        105.05     x;7l>uR  
 bHG<B  
3. 各轴输入功率 P ,<%uG6/",g  
    (kw)        (kw)     ^5E9p@d"J  
    2.93       2.71     3LETzsJ  
v ^h:E  
4. 各轴输入转矩 T g9" wX?*  
    (kN·m)        (kN·m)     (s;W>,~q  
43.77        242.86     DSwb8q  
@. -S(MNR  
5. 带轮主要参数 @6'~RD.  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         `Jc/ o=]  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     IADHe\.  
带的根数z     &K0b3AWc  
    160        368        708        2232        B        2     Qz[^J  
Li6|c*K'  
6.齿轮的设计 jV}8VK*`+  
r"2lcNE  
(一)齿轮传动的设计计算 Mm@G{J\\  
m:h6J''<Z*  
齿轮材料,热处理及精度 v>wN O  
    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 ,kJ7c;:i  
    (1)       齿轮材料及热处理 !4afU:  
       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 %N-aLw\  
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 FB?~:7+'  
      ② 齿轮精度 MG vz-E1e  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 Hnt*,C.0  
     $b|LZE\bU.  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 g{DehBM  
按齿面接触强度设计 4 -tC=>>wc  
Vq+7 /+2"  
确定各参数的值: 7{}E{/  
①试选=1.6 @\&j3A  
选取区域系数 Z=2.433   m&gd<rt/  
     |` :cB  
    则 qhY+<S9  
    ②计算应力值环数 OCrTzz8  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) X\Bl? F   
    =1.4425×10h l48$8Mgrr  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) h]s6)tI I  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 f8lyH'z0 @  
    ④齿轮的疲劳强度极限 Hq}g1?b  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: R/v|ZvI  
    []==0.93×550=511.5 M3-lL;!n  
;F258/J  
    []==0.96×450=432         &AJ bx  
许用接触应力   8S#$'2sT  
         UH>~Y N  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   MOQ6&C`7q  
         =1 "?zWCH  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 VF2,(f-*  
    =4.47×10N.m .9vS4C  
    3.设计计算 67rY+u%  
①小齿轮的分度圆直径d "v:k5a(  
     U*a#{C7"  
    =46.42 h7+"*fN  
    ②计算圆周速度 ura&9~   
    1.52 qkhre3  
    ③计算齿宽b和模数 Em&3g  
计算齿宽b f DXK<v)  
       b==46.42mm v,}C~L3  
计算摸数m 29J|eBvxx  
  初选螺旋角=14 7N 0Bj!  
    = gg#9I(pX  
    ④计算齿宽与高之比 W~mo*EJ'^  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 w0g@ <( 3  
=46.42/4.5 =10.32 @]n8*n  
⑤计算纵向重合度 m[=SCH-;  
=0.318=1.903 #[M^Q h  
⑥计算载荷系数K :'bZ:J>f  
使用系数=1 aaU4Jl?L  
根据,7级精度, 查课本得 K uwhA-IL  
动载系数K=1.07, IQ<G .  
查课本K的计算公式: vy~6]hH  
K= +0.23×10×b .fzyA5@l  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 F8?,}5j  
查课本得: K=1.35 =Lkn   
查课本得: K==1.2 UUfM 7gq  
故载荷系数: g5|&6+t.  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 lx2#C9L_  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 CCG 5:xS  
    d=d=50.64 PJZ;wqTD_  
    ⑧计算模数 0 8L;u7u  
    = "}_ J"%  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 5 b rM..  
    由弯曲强度的设计公式 liYsUmjZ=  
    ≥ =iW hK~S  
^*l dsc  
⑴   确定公式内各计算数值 Jy:*GW6  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m a.<XJ\  
         确定齿数z RTVU3fw  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 eWqS]cM#  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 )>h3IR  
    Δi=0.032%5%,允许 &PPnI(s^K  
    ②      计算当量齿数 5*2hTM!  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  ^ q ba<#e  
    z=z/cos=144/ cos14=158  je$H}D  
    ③       初选齿宽系数 |rJN  
     按对称布置,由表查得=1 huv|l6   
    ④       初选螺旋角 D>jtz2y=D  
    初定螺旋角 =14 'E#L6,&  
    ⑤       载荷系数K s@~3L  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 H9jlp.F  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y mH;t)dT  
    查得: pRjEuOc  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 ]uhG&: }  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 e;=R8i  
     pm+E)z6Yo  
    ⑦       重合度系数Y aT2%Az@j  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 _K?v^oM#  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 _lI(!tj(  
=14.07609 'exR;q\  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 JGq9RB]D$  
    ⑧       螺旋角系数Y  ^4WZ%J#g  
 轴向重合度 =1.675, Q-h< av9  
    Y=1-=0.82 '2l[~T$*  
     JT}"CuC  
    ⑨       计算大小齿轮的 }6LcimQyK  
 安全系数由表查得S=1.25 c%G~HOE=B  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 ^'N!k{x  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 H)TKk%`7  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 &56\@t^  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   ?_{{iil  
    小齿轮     大齿轮 7mnO60Z8N  
-d!84_d9  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: 85"Szc-#  
    K=0.86        K=0.93   )5`^@zx  
{>9<H]cSP  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 Dp*:oMATx0  
      []= Zu#^a|PE*  
      []= 2|!jst  
       0@' -g^PS  
       0RdW.rZJ  
        大齿轮的数值大.选用. ( q*/=u  
     ?jO<<@*2S  
⑵   设计计算 %QDAog  
     计算模数 ^,'KmZm=  
/FTP8XHwL)  
 [Ketg  
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: 3NwdE/x\  
}cW8B"_"  
z==24.57  取z=25 qzY:>>d'  
p&XuNk  
那么z=5.96×25=149            CU\r I  
  {IB4%,qT  
②   几何尺寸计算 j bOwpyH  
    计算中心距     a===147.2 N}z]OvnZH  
将中心距圆整为110 Xa}y.qH  
V+' zuX  
按圆整后的中心距修正螺旋角 +A 6kw%"  
s*CBYzOm  
=arccos q2Gm8>F1y.  
IH=%%AS  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. r,,*kE  
J=t}N+:F`b  
计算大.小齿轮的分度圆直径 *W}nw$tnBX  
     kU)E-h  
    d==42.4  X|TGM  
!9zs>T&9a\  
d==252.5 3gCP?%R  
U&+lw=  
计算齿轮宽度 1- GtZ2  
]nS9taEA   
B= =6'D/| 3  
w(%$~]h  
圆整的       (=53WbOh/t  
yW(A0  
                                            大齿轮如上图: n?^X/R.22  
NUY sQO)  
A{hST~s  
:n}t7+(>U  
7.传动轴承和传动轴的设计 L~M6 ca"  
#=fd8}9  
1.  传动轴承的设计 XKBQH(  
:;3y^!  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 o[G,~f\-  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min y5V]uQSD  
T1=43.77kn.m Y,%G5X@S<  
⑵.  求作用在齿轮上的力 F>q%~  
    已知小齿轮的分度圆直径为 `t #I e *  
        d1=42.4 JR/^Go$^  
而  F= J {#C<C  
     F= F BjUz"69  
g5~1uU$O  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N TSd;L u%hr  
8+~|!)a  
L_YY,  
aQfrDM<*XS  
⑶.   初步确定轴的最小直径 ~u80v h'  
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 pdR&2fp  
 /I' np  
jDM^e4U.l  
             \tg}K0E?R5  
     从动轴的设计 2fJ2o[v  
       qg-?Z,EB  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, ^sVB:?  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M 852Bh'u_  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 gcs8Gl2  
    已知大齿轮的分度圆直径为 $30lNZK1m8  
        d2=252.5 BB m;QOBU  
而  F= GfT`>M?QGK  
     F= F LMte,zs>  
K5q9u-7  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N KbF,jm5  
}q@Jh*  
yn5yQ;  
4qEeN-6h  
⑶.   初步确定轴的最小直径 )0Lv-Gs  
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 A ptzBs/  
Mi"dFx^Md  
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 '=vD!6=0@  
查表,选取 }Pe0zx.Ge  
H23-%+*J  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 sHulaX{  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 {e8.E<f-  
8CKI9  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 "#mr?h_  
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与  。 PYz^9Ud 6g  
x+7jJ=F  
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. '|i<?]U  
+V6N/{^ 5  
            D        B                轴承代号     _/5mgn<GK  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     Y/_b~Ahn  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     ?-0>Wbg  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     ajz%3/R  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     0X3kVm <  
vrD]o1F  
     *L.+w-g&&  
EBN'u&zX  
     f?1?$Sp/W  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 RE(R5n28,  
    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, HW(cA}$  
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.     SXA_P{j&a  
e" f/  
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}M% \v  
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, |Tp>,\:5  
高速齿轮轮毂长L=50,则 G-]ndrTn  
@<O Bt d  
L=16+16+16+8+8=64 7"`%-a$7  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. -%lA=pS{Fq  
;X ]+r$_  
5.    求轴上的载荷   $5`P~Q'U  
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, ;|f|d?Q\  
查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. j\D_Z{m2  
9a5x~Z:'  
W"_")V=QBz  
xFt[:G`\}u  
c1?_L(  
2WRa@;Tj  
}0Qex=vkO  
J?~El&  
0m^(|=N-  
     ~e5hfZv|w  
[kIiKLX  
传动轴总体设计结构图: Gvk)H$ni  
     1o. O]>  
                             Fcc\hV;  
|Fk>NX  
                             (主动轴) ]E\o<"#t/  
~5[#c27E9  
-lL(:drn  
        从动轴的载荷分析图: bZ0mK$B  
j>(O1z 7  
6.     校核轴的强度 I dsPB)k_  
根据 )DS|mM)  
== [;`B   
前已选轴材料为45钢,调质处理。 *E0dCY$  
查表15-1得[]=60MP 6px(]QU  
〈 []    此轴合理安全 0>?%{Xy  
Z6eM~$Y  
8、校核轴的疲劳强度. ]uN}n;`12  
⑴.   判断危险截面 )_eEM1  
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. ]Z?y\L*M-  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 cRm+?/  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 88]V6Rm9[*  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 AM4lAq_  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 K!c "g,S  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 PT7-_r  
截面上的弯曲应力 U_t[J|  
mhZ{}~  
截面上的扭转应力 {k4)f ad\  
== {Jf["Z  
轴的材料为45钢。调质处理。 W_:3Sj l'  
由课本得: )YE3n-~7{  
           + niz(]  
因             cn62:p]5  
经插入后得 c]SXcA;Pmv  
2.0         =1.31 z ;>xI~  
轴性系数为 {O ]^8#v^  
       =0.85 9Z.Xo kg  
K=1+=1.82 -][~_Hd{  
    K=1+(-1)=1.26 $#VEC0  
所以               cZB?_[Cp  
l`S2bb6uMR  
综合系数为:    K=2.8 km@V|"ac _  
K=1.62 d??;r:  
碳钢的特性系数        取0.1 #NU@7Q[4  
   取0.05 0_F6t-  
安全系数 e[<vVe!  
S=25.13 !&'GWQY{(  
S13.71 s!WGs_1@  
≥S=1.5    所以它是安全的 '3BBTr%aZ  
截面Ⅳ右侧 B bU%p  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 7+_TdDBYs  
,%)O/{p_  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 nHAET  
BlwAD  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 <v&L90+s\;  
Yatd$`,hW  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 X:N`x  
截面上的弯曲应力   } Xbmb8  
截面上的扭转应力 ~e|RVY,  
==K=  |2<y  
    K= O52B  
所以                 `_YXU  
综合系数为: 6,wi81F,}  
K=2.8    K=1.62 p.wed% O.  
碳钢的特性系数 ~Up5+7k@  
    取0.1       取0.05 {5 V@O_*{  
安全系数 |ry![\  
S=25.13 dC'8orFG+  
S13.71 4S%s=v w  
≥S=1.5    所以它是安全的 n["G ry  
]>v C.iYp  
9.键的设计和计算 azhilUD8  
o,r72>|  
①选择键联接的类型和尺寸 |Y-{)5/5}  
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. u[:-^H  
根据    d=55    d=65 p!oO}gE  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 NUO#[7OK+x  
                     b=20     h=12     =50 PHAM(iC&D  
=EJ8J;y_f  
②校和键联接的强度 Vs1H)T%  
  查表6-2得      []=110MP 83(-/ y  
工作长度  36-16=20 ^X]rFY1  
    50-20=30 hkpS}*L9o  
③键与轮毂键槽的接触高度 et`1#_o  
     K=0.5 h=5 wI5(`_l{G  
    K=0.5 h=6 %LM2CgH V  
    由式(6-1)得: ]F{F+r  
           <[] | )No4fm  
           <[] at|.Q*&a#  
    两者都合适 m|uVmg!*  
    取键标记为: 2y"L&3W  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 :$=]*54`T  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 (X?HuWTm  
10、箱体结构的设计 ge#0Q L0K  
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, $x~U&a  
大端盖分机体采用配合. V3S"LJ  
a S;z YD  
1.   机体有足够的刚度 uv|RpIve:  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 ZGw 6Bd_I  
9]L4`.HM  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 /Moyn"Kj{  
mI,a2wqi  
因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H为40mm l5 T0x=y9!  
为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 &q7}HO/ @  
@?n~v^  
3.   机体结构有良好的工艺性. lNLa:j  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. r9Vt}]$aG  
 .: Zw6  
4.   对附件设计 /B 53Z[yL  
A  视孔盖和窥视孔 3,"G!0 y.  
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 !59,<N1Iu  
B  油螺塞: t`- [  
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。 1f+z[ad&^  
C  油标: BhUGMK  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 XI '.L ~  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. < ZG!w^  
r,<p#4(>_  
D  通气孔: 2Rqpok4  
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. % !>@m6JK  
E  盖螺钉: >~l^E!<i-u  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 Z5V_?bm$  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. R('\i/fy  
F  位销: /s~BE ,su  
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. ,`ba?O?*G  
G  吊钩: 3>v-,S+  
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. *`40B6dEr  
6`@6k2]  
减速器机体结构尺寸如下: C';Dc4j  
?BX}0RWMh7  
名称    符号    计算公式    结果     M_O)w^ '  
箱座壁厚                10     $WiU oS  
箱盖壁厚                9     D/ tCB-+  
箱盖凸缘厚度                12     C1uV7t*\  
箱座凸缘厚度                15     b5#Jo2C`AJ  
箱座底凸缘厚度                25     cpm *m"Nk  
地脚螺钉直径                M24     X"V)oC  
地脚螺钉数目        查手册        6     <Zo{D |hW  
轴承旁联接螺栓直径                M12     !ir%Pz ^)  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     $Ji;zR4,  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     j|>^wB  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     .:t&LC][  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     _4 YT2k  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 u"F{cA!B  
    22 ZkBWVZb  
    18     q>6RO2,  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 y\n#`*5k  
    16     f.c2AY~5[  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     O<J<)_W)  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     .IsOU  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     T3Sz<K$E  
机盖,机座肋厚                9    8.5     .7+"KP:  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) #"-DE-I[  
150(3轴)     ey$H2zmo  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) PB)vE  
150(3轴)     )=!|^M  
     xP 7mP+D  
11. 润滑密封设计 }&]T0U`@  
vCn~- Q  
    对于二级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度. j>5X^Jd  
    油的深度为H+ hb(H-`16  
         H=30  =34 )K]<\Q[  
所以H+=30+34=64 Rl (+TE  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 9 RC:-d;;_  
     94?/Rhs5  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 )1g\v8XT  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     s~A:*2\  
    密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 sRQ4pnnrn  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 KvjH\;78  
     ~ymSsoD^  
12.联轴器设计 4O4}C#6(4  
EL6<%~,V"I  
1.类型选择. ([A%>u>h  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 IH"_6s#$&  
2.载荷计算. `j'gt&  
公称转矩:T=95509550333.5 ItE)h[86  
查课本,选取 }vZTiuzC  
所以转矩   'X~CrgQl  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 1i#U&  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm Jmu oYlf|  
^Yo2R  
四、设计小结 Yez  
    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。 0xV[C4E[6  
    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。 [9Hrpo]tU:  
五、参考资料目录 C9j5Pd5q1L  
[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; \,G19o}`Es  
[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; +WvW#wpH  
[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; 'EB5#  
[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; lWFm>DiLY  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 sh%%U  
[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; R+Rb[,m  
[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? [~ |e:  
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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