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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 5f jmr  
                 _}8O15B|  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         m6bAvy]3<t  
                 eE '\h  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) A7C+-N  
vg5i+ry<  
目   录  W^Wr  
     ML9ZS @  
一    课程设计书                            2 q{nNWvL  
~K5eO-  
二    设计要求                              2 #"|</*% >  
M| :wC  
三    设计步骤                              2 [2"a~o\  
     <-D>^p9  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 z1{kZk  
    2. 电动机的选择                                4 IVjH.BzH9  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5  olB?"M=H  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 5B< em  
    5. 设计V带和带轮                              6 `A_CLVE  
    6. 齿轮的设计                                  8 @G@,)`p4?  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 _0 Qp[l-  
    8. 键联接设计                                  26 c |.~f+  
    9. 箱体结构的设计                              27 d kVF  
    10.润滑密封设计                                30 ~oWCTj-  
    11.联轴器设计                                  30 [+\=x[q  
     >4b:`L  
四    设计小结                              31 |qnAqzK|  
五    参考资料                              32 .76T<j_  
_bRd2k,  
一. 课程设计书 OGpy\0%  
设计课题: ^lud2x$O^C  
    设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V j")#"& m  
表一: @~,&E*X! .  
         题号 !W4A 9Th  
R/Y9t8kk  
参数    1     TwJiYXHw?  
运输带工作拉力(kN)    1.5     W5z<+8R  
运输带工作速度(m/s)    1.1      `S$zwot  
卷筒直径(mm)    200     \]uD"Jqv#  
o b;]  
二. 设计要求 g?&_5)&  
1.减速器装配图一张(A1)。 -!V+>.Oh  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 cLhHGwX=x  
3.设计说明书一份。 #[Z ToE4  
+}1h  
三. 设计步骤 w*#B_6bG  
    1.  传动装置总体设计方案 Kcf1$`F24  
    2.  电动机的选择 mUSrCU_}  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 PIOG| E  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 {x_SnZz&  
    5.  “V”带轮的材料和结构 T-,T)R`R  
    6.  齿轮的设计 6bPoC$<Z  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 qV]p\/a.  
    8、校核轴的疲劳强度 f4[fXP;A  
    9.  键联接设计 XK#~w:/fB  
    10.  箱体结构设计 ^#i3JMq  
    11. 润滑密封设计 A.-j 5C4  
    12. 联轴器设计 3<F\ 5|  
     0#Ivo<V  
1.传动装置总体设计方案: d ?Uj3G  
p6S{OUiG  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 +\Uq=@  
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, NSs"I]  
要求轴有较大的刚度。 q~:H>;:G-  
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。 p} }pq~EH/  
其传动方案如下: 0SS,fs<w3  
        z3-A2#c  
图一:(传动装置总体设计图) ?OjZb'+=K  
J:D{5sE<|  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 M9~eDw'Pr  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 ;[nomxu|?  
     传动装置的总效率 96ydcJY0'  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; ;@ <E  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, /6fa 7;  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, WzinEo{ f  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 ]F'o  
 >;qAj!'  
  2.电动机的选择 Q+<{2oVz  
&JUHm_wd&S  
    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, V8KdY=[  
    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, uy'I#^Bt  
    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。 bv:M zYS  
     Q H>e_  
    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, U~CG(9  
     X mb001  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 sOVbz2 \yb  
     reP)&Fo  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 >PbB /->  
                                                  Ty&Ok*  
g$/C-j4A[  
方案    电动机型号    额定功率 {u}d`%_.M  
P gI T3A*x  
kw    电动机转速 `/"*_AKAI  
    电动机重量 n=F|bW  
N    参考价格 xcHuH -}  
元    传动装置的传动比     BT*z^Z H  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     (J6>]MZ#)  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     !+EE*-c1c  
  (/i?Fd  
   中心高 _8 C:Md`  
        外型尺寸 /LK,:6  
L×(AC/2+AD)×HD        底脚安装尺寸A×B    地脚螺栓孔直径K    轴伸尺寸D×E        装键部位尺寸F×GD     j+eto'  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     aam6R/4  
e)M)q!nG  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 R3bHX%T  
X~2L  
(1)       总传动比 ,&F4|{  
    由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 \+#>XDD  
    (2)       分配传动装置传动比 -\|S=< g  
    =× 5 (cgHr"  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 }!_ofe  
    为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 WU +OS(  
4.计算传动装置的运动和动力参数 aj`_* T"A  
(1) 各轴转速 o4t6NDa  
  ==1440/2.3=626.09r/min ix+sT|>  
  ==626.09/5.96=105.05r/min i-FsA  
(2) 各轴输入功率 S x0QPX  
    =×=3.05×0.96=2.93kW ,ZWaTp*D/  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW bu:%"l  
    则各轴的输出功率:   Hx?OCGj=S*  
=×0.98=2.989kW 5Tg[-tl  
=×0.98=2.929kW y# iQ   
各轴输入转矩 9Hm>@dBhM  
   =××  N·m _&R lR  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· s&)>gE\  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m ;&} rO.0  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m MJ_]N+  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m igO,Ge8}  
=×0.98=242.86N·m ^ rh{  
运动和动力参数结果如下表 &UxI62[k  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     p:Hg>Z  
    输入    输出    输入    输出         U][\|8i  
电动机轴        3.03        20.23    1440     7 (kC|q\4M  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     o>jM4sk$  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     Wz+7CRpeP  
;7*R;/  
5、“V”带轮的材料和结构 X:kr$  
  确定V带的截型 I-L:;~.  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 a+=.(g  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 x_oiPu.V  
      V带截型      由图6-13                        B型 lO/?e!$  
   (iJ9ekB  
  确定V带轮的直径 7GDrH/yK  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm   !XQq*  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s $2/v8  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm *-`-P  
   tDQuimYu7  
  确定中心距及V带基准长度 Vk:] aveW  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 sL!+&Id|  
                          360<a<1030 (RU\a]Ry  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm 13aj fH  
     SUN!8 qFA  
  初定V带基准长度 YmPNaL  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm w#^z:7fI  
       _%]x-yH!@  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm C8W4~~1S  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm ;"w?@ELE  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 vhd+A  
   HY2*5 #T  
   确定V带的根数 d}^G790  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw @/W~lJ!e  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 ;!(GwgllD  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 #5X535'ze  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 1"wZ [.  
         "ph<V,lg  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 y Q-{ CJ,  
                             ),(HCzK`  
                       取Z=2 H;c3 x"  
V带齿轮各设计参数附表 -*[:3%  
^`?M~e2FZ8  
各传动比 d#1yVdqRl  
czg9tG8  
    V带        齿轮     F[)5A5+:Y  
    2.3        5.96     bPA >xAH  
  ?np3*;lw  
2. 各轴转速n @@V{W)r l  
    (r/min)        (r/min)     c^1tXu|&  
    626.09        105.05     XiO~^=J  
kp3%"i&hD  
3. 各轴输入功率 P 6~^ M<E  
    (kw)        (kw)     ib-H jJ8  
    2.93       2.71     D"M[}$P  
@p<tJR"M  
4. 各轴输入转矩 T b?K`DUju{0  
    (kN·m)        (kN·m)     jSMxba]  
43.77        242.86     xG WA5[YV  
Tfp^h~&u  
5. 带轮主要参数 u'; 9zk/$  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         nArG I}@  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     Ajm4q_  
带的根数z     3IG<Ot9  
    160        368        708        2232        B        2     n7/>+V+  
2EiE5@  
6.齿轮的设计 X/ lmj_v  
mtmTlGp6Lc  
(一)齿轮传动的设计计算 eX'U d%  
hsHbT^Qm  
齿轮材料,热处理及精度 +_1sFH`  
    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 d_ 7hh  
    (1)       齿轮材料及热处理 NXX/JJ+w  
       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/xY(4  
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 u N4e n,  
      ② 齿轮精度 CE@[Z  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 g OK   
     UM<!bNz`  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 Z&of-[)  
按齿面接触强度设计 =O3)tm;  
-B& Nou  
确定各参数的值: e}+Zj'5  
①试选=1.6 Wv||9[Rd  
选取区域系数 Z=2.433   *yv@B!r  
     66-tNy  
    则 3EHB~rL/C  
    ②计算应力值环数 x~Dj2 F]  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) wJC F"e  
    =1.4425×10h !/e*v>3u&  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) sC A  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 Xe&p.v  
    ④齿轮的疲劳强度极限 ey6ujV7!  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: O(6j:XD  
    []==0.93×550=511.5 (K_{a+$[  
Iz[ohn!f  
    []==0.96×450=432         K#Zv>x!to  
许用接触应力   m}7Nu  
         ~F8xXW0  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   pI_dV44W  
         =1 c:[ ZknnCe  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 &->ngzg  
    =4.47×10N.m k{H7+;_  
    3.设计计算 1|m%xX,[  
①小齿轮的分度圆直径d }3_ >  
     3m| C8:  
    =46.42 ]GO=8$Z  
    ②计算圆周速度 \ef:H&r  
    1.52 <_c8F!K)T  
    ③计算齿宽b和模数 5M/~ |"xk  
计算齿宽b loC~wm%Ql  
       b==46.42mm *%Fu/  
计算摸数m Sy' ]fGvx  
  初选螺旋角=14 0*_E'0L8e  
    = `?O0)  
    ④计算齿宽与高之比 +I?k8 ',pi  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 f> bL }L  
=46.42/4.5 =10.32 OJd/#KFm  
⑤计算纵向重合度 CW2)1%1iz  
=0.318=1.903 l))Q/8H  
⑥计算载荷系数K PQp =bX,  
使用系数=1 K:^0*5Y-k  
根据,7级精度, 查课本得 RD46@Q`  
动载系数K=1.07, k?$I4&|5Nt  
查课本K的计算公式: I _gE`N  
K= +0.23×10×b uaz!ze+  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 |-;VnC&UY  
查课本得: K=1.35 j8nkNE]&   
查课本得: K==1.2 }8PO m#  
故载荷系数: tt#dO@G#Fe  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 y/5GY,z%aL  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 Kk*8  
    d=d=50.64 TkJ[N4'0  
    ⑧计算模数 gq"d$Xh$x7  
    = tbWf m5$  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 YM};85K  
    由弯曲强度的设计公式 !?v_.  
    ≥ [F'|KcE3  
V$sY3,J7A%  
⑴   确定公式内各计算数值 & +*OV:[;  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m 1Qu@pb^  
         确定齿数z ^5.XQ 0n  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 Bp3E)l  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 &!OEd ]  
    Δi=0.032%5%,允许 DzQ  
    ②      计算当量齿数 L,[Q{:CS  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  I/%v`[  
    z=z/cos=144/ cos14=158 T N1pg  
    ③       初选齿宽系数 u*TC8!n  
     按对称布置,由表查得=1 N+h05`  
    ④       初选螺旋角 ;AE-=/<  
    初定螺旋角 =14 }f]Y^>-Ux  
    ⑤       载荷系数K OQ7 `n<I<)  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 >mai v;  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y h693TS_N  
    查得: |1RVm?~i  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 kQ lU.J>^  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 r!+{In+Z  
     Y}1c>5{bE  
    ⑦       重合度系数Y gf1+yJ^d!  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 'gvR?[!t  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 l6y}>]  
=14.07609 qh:Bc$S  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 ;Mup@)!j  
    ⑧       螺旋角系数Y sl `jovT[Y  
 轴向重合度 =1.675, u0c}[BAF  
    Y=1-=0.82 Fq@o_bI  
     !R"W2Z4h  
    ⑨       计算大小齿轮的 BtZ]~S}v  
 安全系数由表查得S=1.25 K5jt(7i  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 EU%,tp   
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 )63 $,y-;$  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 +yp:douERi  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   <;6{R#Tuh  
    小齿轮     大齿轮 !g9k9 l  
[/CGV8+  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: ,^1zG  
    K=0.86        K=0.93   W&IG,7tr  
y %Q. (  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4  ch8a  
      []= y%SxQA +\  
      []= y:W6;R  
       #GE]]7:Na  
       IWQ0I&tzdx  
        大齿轮的数值大.选用. yQiY:SH  
     4,e'B-.  
⑵   设计计算 (-21h0N[V  
     计算模数 n^Ca?|} ,  
YV<y-,Io  
Lwr's'ao.  
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: 94rSB}b.O  
YQn<CjZ8af  
z==24.57  取z=25 l1)~WqhE}  
@up,5`  
那么z=5.96×25=149           L~Gr,i  
  .eR1\IAm  
②   几何尺寸计算 @-'a{hBR  
    计算中心距     a===147.2 L"qJZU  
将中心距圆整为110 1f`De`zXzr  
:V(LBH0  
按圆整后的中心距修正螺旋角 5#,H&ui\  
H648[H[k  
=arccos 7$'AH:K  
n m-  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. *siX:?l  
@>)VQf8s1  
计算大.小齿轮的分度圆直径 \Ii{sn9  
     K(EJ`2]:r  
    d==42.4 >}+{;d  
jE\ G_>  
d==252.5 gV2vwe  
 ]n!V  
计算齿轮宽度 <]qNjsdb9"  
um.ZAS_kmc  
B= E#$Jg|e  
^dI;B27E*  
圆整的       ~"#0rPT  
hdPGqJE  
                                            大齿轮如上图: (?jK|_  
o,*m,Qc  
q Gk.7wf%  
FDMQ Lxf  
7.传动轴承和传动轴的设计 uNN/o}Qx  
JQV%W +-@  
1.  传动轴承的设计 .z>/A /&+  
n-Iz!;q  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 O[ma% E*0  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min y2A\7&7  
T1=43.77kn.m WqeWjI.2  
⑵.  求作用在齿轮上的力 T: za},-  
    已知小齿轮的分度圆直径为 \p4*Q}t  
        d1=42.4 *k{Llq  
而  F= OrkcY39"~a  
     F= F WLUgiW(0$  
x{1 v(n8+=  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N s41%A2Enh  
U,W OP7z  
`% 9Y)a/e  
'12m4quO  
⑶.   初步确定轴的最小直径 q8{Bx03m6  
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 xV> .]  
/!]K+6>u  
opfnIkCe  
             k79OMf<v  
     从动轴的设计 -H6 0T,o  
       vMzL+D2)  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, {sw|bLo|+  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M ygz2bHpD~  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 XJ7B?Z g  
    已知大齿轮的分度圆直径为 Fp.eucRxP  
        d2=252.5 EXSH{P O+  
而  F= IVxJN(N^  
     F= F If&))$7u  
OLG)D#m(4/  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N $O|Xq7dp  
AROHe  
Ftyxz&-4$p  
-RP{viG WK  
⑶.   初步确定轴的最小直径 D1RQkAZS  
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 L'wR$  
%w&+o.k/  
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 ]-wyZ +a  
查表,选取 ) 8xbc&M  
jZ~girA  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 k)+{Y v*  
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 =d;a1AO{&  
3cJ'tRsp<  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 =ls+vH40&  
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  。 nk!uO^  
L 0Ckw},,  
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. ?8753{wk  
:a8Sy("  
            D        B                轴承代号     <SE-:T]sBz  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     (\qf>l+*  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     m+M^we*R  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     |21V OPBS  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     +=W(c8~P  
@0@WklAJA  
     =bp'5h8_  
N!7?D'y   
     B}7j20:Z  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 'z9 1aNG]  
    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, D{t_65c-  
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.     V'b4wO1RV  
s58dHnj5+  
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. hGKQK ^bn  
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, %Ja0:e  
高速齿轮轮毂长L=50,则 h8WM4 PK  
uBG!R#T  
L=16+16+16+8+8=64 jct=Nee|  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. z$ QoMq]  
e=##X}4zZ  
5.    求轴上的载荷   {yNeZXA>  
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, q"269W:  
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. zSA"f_e  
#y&5pP:@  
fbM>jK  
<XrXs  
B|o@ |zF  
E\}A<r  
W2`3PEa  
n+ H2cl }  
U `lp56  
     0OlT^  
me@`;Q3  
传动轴总体设计结构图: (-J'x%2)  
     Ca5LLG  
                             GsO(\hR6^  
I@qGDKz;  
                             (主动轴) h143HXBi1+  
N*[b 26  
%O!x rA{  
        从动轴的载荷分析图: ZG+FX:v  
ES^J RX  
6.     校核轴的强度 9 7HI9R  
根据 P];0,;nF  
== w3VgGc~  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 X!{K`~DRX  
查表15-1得[]=60MP HP7~Zn)c  
〈 []    此轴合理安全 HS*Y%*  
}T PyHq"  
8、校核轴的疲劳强度. EhKG"Lb+  
⑴.   判断危险截面 VL5VYv=:  
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. EXbZ9 o*  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 'cu14m_  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 \HrtPm`e  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 v2r|) c,h  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 48S NI  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 "J*>g(H53  
截面上的弯曲应力 }Z\S__\9  
}l}_'FmQ  
截面上的扭转应力 gB%"JDn8  
== ;,uATd|  
轴的材料为45钢。调质处理。 e?7NW  
由课本得: [jCYj0Qf8  
           sZ7,7E|_  
因             ' -9=>  
经插入后得 FjizPg/|!  
2.0         =1.31 ]ZP!y  
轴性系数为 ~K5A$ s2  
       =0.85 _u;pD-  
K=1+=1.82 ,cS_687o  
    K=1+(-1)=1.26 J"S(GL  
所以               +*`kJ)uP  
)/[L)-~y~  
综合系数为:    K=2.8 r9! s@n  
K=1.62 :.=j)ljTx  
碳钢的特性系数        取0.1 ShlTMTgS  
   取0.05 8mLW^R:`  
安全系数 h-O;5.m-P  
S=25.13 *ZLisq-f  
S13.71 (GGosXU-v  
≥S=1.5    所以它是安全的 V )UtU L  
截面Ⅳ右侧 9@IL547V  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 ? F!c"+C  
8sBT&A6&j  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 k' Fu&r  
O&y`:#  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 IsJx5GO  
?WqaT)l~  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 {_Ll'S  
截面上的弯曲应力   g)ZMU^1  
截面上的扭转应力 ~:0w%  
==K= zkqn>  
    K= -I6t ^$HA  
所以                 fE)o-q6Z  
综合系数为: ]xoG{%vgb  
K=2.8    K=1.62 dKD:mU",M  
碳钢的特性系数 &Ruq8n<  
    取0.1       取0.05 Nmt~1.J  
安全系数 v.4G>00^  
S=25.13 9;\mq'v%  
S13.71 <Uj9~yVN]  
≥S=1.5    所以它是安全的 xsPt  
D*PEIsV  
9.键的设计和计算 S3WUccv  
YAeF*vP  
①选择键联接的类型和尺寸 E,K>V:P*  
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. Px*<-t|R-  
根据    d=55    d=65 ,LSiQmV5  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 gJ9"$fIPc  
                     b=20     h=12     =50 'DpJ#w\81  
h7T),UL  
②校和键联接的强度 [.Kp/,JY  
  查表6-2得      []=110MP IFS_DW  
工作长度  36-16=20 6@8z3JW.A  
    50-20=30 ; Ad5Jk  
③键与轮毂键槽的接触高度 0WSZhzNyY  
     K=0.5 h=5 q TN)2G  
    K=0.5 h=6 cL03V?} ~  
    由式(6-1)得: jf)l; \u  
           <[] SA=>9L,2  
           <[] [2Nux0g  
    两者都合适 t#t[cgI  
    取键标记为: )$df6sq  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 NW 2`)e'  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 z,^~H  
10、箱体结构的设计 RB %y($  
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, 3b]M\ F9  
大端盖分机体采用配合. BbC O K  
ey4.Hj#T  
1.   机体有足够的刚度 Qe ip h  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 t:vBVDkD  
'U`;4AN  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 rJCb8x+5a  
|K-`  
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 {N/%%O.b  
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 4G&dBH  
$8HiX6r  
3.   机体结构有良好的工艺性. Yb/*2iWX  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. |Rhqi  
G\;6n  
4.   对附件设计 *x;4::'Jn  
A  视孔盖和窥视孔 \( #"g  
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 Iapz,nuE  
B  油螺塞: /"j 3B\`?  
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。 cY_ke  
C  油标: p:Lmf8EI  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 5Lej_uqF   
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. v*=P  
rZaO^}u]  
D  通气孔: p WJ EFm  
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. M~|7gK.m1  
E  盖螺钉: ZcyGLg0I  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 \y=oZk4  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. "z3rH~q72  
F  位销: qa )BbK^i  
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. s:"Sbml  
G  吊钩: 3Ioe#*5\  
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. Q-gVg%'7  
x4H#8ZK!  
减速器机体结构尺寸如下: q=BljSX  
ow3.jHsLA  
名称    符号    计算公式    结果     x6s|al  
箱座壁厚                10     IY#:v%U  
箱盖壁厚                9     eJHh}  
箱盖凸缘厚度                12     Q zaD\^OF  
箱座凸缘厚度                15     }P fAf  
箱座底凸缘厚度                25     M %!;5  
地脚螺钉直径                M24     31G0 B_T  
地脚螺钉数目        查手册        6     0zq'Nf?#3  
轴承旁联接螺栓直径                M12     ;' uQBx}  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     g)#{<#*2  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     ;t\h"K<,|  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     6xJffl  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     L8PX SJ  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 tULGfvp  
    22 V1V0T ,  
    18     @q/g%-WNz  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 "Nj/{BU  
    16     crP2jF!  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     Kx] SiejJ  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     "}fweCBgo  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     tZ9i/=S  
机盖,机座肋厚                9    8.5     K\F0nToJ.  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) :Tg+)cZ  
150(3轴)     'YNdrvz  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) +ZOiL[rS  
150(3轴)     IL %]4,  
     X&qx4 DL  
11. 润滑密封设计 1I9v`eT4  
cu0IFNF}[  
    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 ;XKvH  
    油的深度为H+ -o6rY9\_!  
         H=30  =34 'Be'!9K*d  
所以H+=30+34=64 2L^)k?9>g+  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 YNU}R/u6^  
     !rM~   
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 :-k|jt  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     i U$ ~H  
    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 Fr8GGN~/  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 St-uE |8  
     ^QRg9s,T<  
12.联轴器设计 y~ =H`PAE  
d qn5G!fI  
1.类型选择. KeQcL4<  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 )S)L9('IxT  
2.载荷计算. ((k"*f2%  
公称转矩:T=95509550333.5 lS.Adl^k  
查课本,选取 \beO5]KS<  
所以转矩   pSw/QO9  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 AC) M2;  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm q!5:M\  
3yZmW$E.  
四、设计小结 DYD<?._I  
    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。 'jtC#:ePK  
    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。 zN4OrG 0  
五、参考资料目录 $RaN@& Wm  
[1]《机械设计课程设计》,高等教育出版社,王昆,何小柏,汪信远主编,1995年12月第一版; 5yy:JTAH5  
[2]《机械设计(第七版)》,高等教育出版社,濮良贵,纪名刚主编,2001年7月第七版; ` R6`"hx$  
[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; '-;[8:y.  
[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; 86r5!@WN  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 afEa@et'  
[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; wSTul o:9  
[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? )O]T}eI  
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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