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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 TI4#A E  
                 >B>[_8=f@  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         Cbu/7z   
                 t80s(e  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) JPQWRK^  
>qj.!npQD  
目   录 R<. <wQ4I  
     J1OZG6|e  
一    课程设计书                            2 \7rAQ[\#V  
d: D`rpcC  
二    设计要求                              2 3FRz&FS:j  
"fK`F/  
三    设计步骤                              2 Xi$( U8J_  
     (:9yeP1  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 oSVo~F  
    2. 电动机的选择                                4 8K+(CS>xvO  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 rR`'l=,t  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 *D`]7I~}  
    5. 设计V带和带轮                              6 ]0v;;PfVl6  
    6. 齿轮的设计                                  8 6v8HR}iK  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 %Aaf86pkp  
    8. 键联接设计                                  26 \7b-w81M-  
    9. 箱体结构的设计                              27 DV+M;rs  
    10.润滑密封设计                                30 x/~qyX8vo  
    11.联轴器设计                                  30 $VEG1]/svp  
     ^(z7?T  
四    设计小结                              31 .*XELP=BT  
五    参考资料                              32 k=;>*:D%  
>,c$e' h  
一. 课程设计书 dRw O t  
设计课题: ZEY="pf  
    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 8Aq [@i  
表一: WgHl. :R  
         题号 HIiMq'H^  
Br/qOO:n$}  
参数    1     \s_lB~"P!3  
运输带工作拉力(kN)    1.5     3On IAk3  
运输带工作速度(m/s)    1.1     G!]%xFwYa  
卷筒直径(mm)    200     /$NDH]a  
x)evjX=q  
二. 设计要求 ]vj.s/F~  
1.减速器装配图一张(A1)。 L{`S^'P<  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 OJ#eh w<  
3.设计说明书一份。 lMkDLobos  
#'`!*VI  
三. 设计步骤 2n]UNC  
    1.  传动装置总体设计方案 _#[~?g`  
    2.  电动机的选择 ed3d 6/%HR  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 %v}SJEXF p  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 gut[q  
    5.  “V”带轮的材料和结构 mCM7FFl I  
    6.  齿轮的设计 05sWN0  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 ;8F|Q<`pV  
    8、校核轴的疲劳强度 b\6 )whh  
    9.  键联接设计 L'i0|_  
    10.  箱体结构设计 j^4KczJl  
    11. 润滑密封设计 lKVy{X 3]*  
    12. 联轴器设计 IZ){xI  
     a[e&O&Z  
1.传动装置总体设计方案: +Dvdv<+  
s |40v@ M  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 kg,t[Jl  
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, -Iq W@|N  
要求轴有较大的刚度。 R$>]7-N}  
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 hKkUsY=R  
其传动方案如下: 9NUft8QB  
        By3y.}'Ub9  
图一:(传动装置总体设计图) ZD$W>'m{F  
,E7+Z' ;  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 +f5|qbX/\  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 3k%fY  
     传动装置的总效率 U2Uf69R  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759;  ywQ>T+  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, "h@|XI  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, x" N{5  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 "zN2+X"&  
_:R Q9x'  
  2.电动机的选择 ^{ Kj{M22  
aJ!(c}N~97  
    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, OO7sj@  
    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, 8 `\^wG$W  
    则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 N 3M:|D  
     2 X];zY  
    综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, |)%]MK$;  
     /5x~3~  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 XsH(8-n0  
     @M]uUL-ze  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 iTX:*$~I  
                                                  jCJbmEfo9@  
%_kXC~hH_  
方案    电动机型号    额定功率 "7w~0?}  
P [ H~Yg2O  
kw    电动机转速 XwZ~pY ~  
    电动机重量 \IL;}D{  
N    参考价格 6[b?ckvi  
元    传动装置的传动比     ,^Cl?\9"  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     Mx-? &  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     cpIFjb>u{  
  qcNu9Ih  
   中心高 `&3hfiI}  
        外型尺寸 /]xu=q2  
L×(AC/2+AD)×HD        底脚安装尺寸A×B    地脚螺栓孔直径K    轴伸尺寸D×E        装键部位尺寸F×GD      9S<87sO  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     \t pJ   
<N4)X"s  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 TO(2n8'fdO  
Lc&LF*  
(1)       总传动比 Vxr_2Kra  
    由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 dkHye>  
    (2)       分配传动装置传动比 /J0YF  
    =× (31ia"i%  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 S":55YQev!  
    为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 qw#wZ'<n  
4.计算传动装置的运动和动力参数 yN'< iTh  
(1) 各轴转速 fbl8:c)I  
  ==1440/2.3=626.09r/min Sckt gp8  
  ==626.09/5.96=105.05r/min 8fG$><@  
(2) 各轴输入功率 BLepCF38  
    =×=3.05×0.96=2.93kW \d"uR@$3mG  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW 5s5GBJ?  
    则各轴的输出功率:   g6s&nH`Z2  
=×0.98=2.989kW Q|gw\.]$&[  
=×0.98=2.929kW _f"HUKGN  
各轴输入转矩 s8r|48I#;  
   =××  N·m `:aml+  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· {6y@;Fd  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m 31y>/*}  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m vb&1 S  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m T%[&[8{8  
=×0.98=242.86N·m Z(|@C(IL0\  
运动和动力参数结果如下表 N7wKaezE  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     [Iwb7a0p  
    输入    输出    输入    输出         T>~D(4r|pS  
电动机轴        3.03        20.23    1440     ~o <+tL  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     O_E\(So  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     ?k|}\l[X1  
7EfLd+  
5、“V”带轮的材料和结构 =do*(  
  确定V带的截型 :jKiHeBQu?  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 .wdWs tQ  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 p aQ"[w  
      V带截型      由图6-13                        B型 LR(Q.x  
   ms(Z1ix^  
  确定V带轮的直径 T#o?@ ;  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm $i|c6&  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s ^(Y}j8sj  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm ym]12PAU5  
   <n+]\a97*  
  确定中心距及V带基准长度 Ej[:!L  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 sy\w ^]  
                          360<a<1030 03%`ouf  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm 0\y{/P?I$  
     L[j73z'  
  初定V带基准长度 - &7\do<  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm LH@xr\^  
       ]Qu.-F#g  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm g?9IS,Gp  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm I6.!0.G  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 K1_]ne)  
   San=E@3}v!  
   确定V带的根数 Uo~-^w}  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw z{>p<)h  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 m|CB')  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 z5> {(iY;,  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 &|'t>-de,  
         CyWMr/'  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 |_} LMkU)  
                             -|FSdzvg  
                       取Z=2 hoDE*>i  
V带齿轮各设计参数附表 4Y>J,c  
)-u0n] ,  
各传动比 2!Gb4V  
2~wIHtd  
    V带        齿轮     'g@Yra&09  
    2.3        5.96     ~vGX(8N  
  eM) I%  
2. 各轴转速n KJs/4oR;  
    (r/min)        (r/min)     rgK:ujzW!  
    626.09        105.05     JO&~mio  
SKUri  
3. 各轴输入功率 P "R!) "B==  
    (kw)        (kw)     7<Yf  
    2.93       2.71     \\D(St  
d41DcgG'j(  
4. 各轴输入转矩 T l_MF9.z&  
    (kN·m)        (kN·m)     C 7a$>#%  
43.77        242.86     sN_c4"\q  
Hd8 O3_5  
5. 带轮主要参数 89kxRH\IhG  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         p_g#iH!*  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     ~CRd0T[^  
带的根数z     *Bm7>g6  
    160        368        708        2232        B        2     w Jr5[p*M  
P\nz;}nv  
6.齿轮的设计 V9 J`LQ\0  
m) -D rbE  
(一)齿轮传动的设计计算 [d3i _^\  
FD*) @4<o  
齿轮材料,热处理及精度 q\r@x-&g+  
    考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 z5_#]:o&  
    (1)       齿轮材料及热处理 })#SjFq<V  
       ① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮  280HBS  取小齿齿数=24 3$yOv "`  
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 c(j|xQ\pE  
      ② 齿轮精度 Af`qe+0E  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 knS(\51A  
     hh1 ?/  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 "N*bV  
按齿面接触强度设计 4[P]+Z5b+  
+! F+m V9  
确定各参数的值: ^F?}MY>  
①试选=1.6 Ig{ 3>vB  
选取区域系数 Z=2.433   3&tJD  
     MKPw;@-  
    则 g)M"Cx.  
    ②计算应力值环数 kM;fxR:-  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) dW4FMm>|  
    =1.4425×10h /9 ^F_2'_  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) .G~Y`0  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 }QzF.![~z  
    ④齿轮的疲劳强度极限 n]Z() "D  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: YK V?I   
    []==0.93×550=511.5 \}p!S$`  
wa f)S=  
    []==0.96×450=432         t)__J\xF  
许用接触应力   7J6D wh{  
         oz[Mt i*  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   !*1Kjg3  
         =1 u6 lcl}'  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 9ZVzIv(   
    =4.47×10N.m  d  H ;  
    3.设计计算 |~d8j'rt  
①小齿轮的分度圆直径d F39H@%R  
     lB< kf1[  
    =46.42 [~v1  
    ②计算圆周速度 5 >c,#*  
    1.52 AS-%I+ A  
    ③计算齿宽b和模数 <u Kd)l  
计算齿宽b ->S# `"@$  
       b==46.42mm S@^o=B]]  
计算摸数m D9 \!97  
  初选螺旋角=14 B ?%g@d-;  
    = nb|KIW  
    ④计算齿宽与高之比 j0q:i}/U,  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 ~\]lMsk+  
=46.42/4.5 =10.32 Iss)7I  
⑤计算纵向重合度 TR J5m?x  
=0.318=1.903 R[vA%G  
⑥计算载荷系数K C>=[fAr mO  
使用系数=1 eR|u']Em>T  
根据,7级精度, 查课本得 E-v#G~  
动载系数K=1.07, 3I.0jA#T&/  
查课本K的计算公式: G}V5PEF]`  
K= +0.23×10×b L}hc|(:  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 s.IYPH|pn  
查课本得: K=1.35 2qgm(jo *y  
查课本得: K==1.2 sogdM{tz\  
故载荷系数: SsBiCctn  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 vAt ]N)R  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 $Le|4Hj  
    d=d=50.64 x;@wtd*QB  
    ⑧计算模数 f j:q>}V  
    = /BQB7vL  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 ggL^*MV  
    由弯曲强度的设计公式 o$rA;^2X  
    ≥ +L hV4@zC  
EFdo-.Ax  
⑴   确定公式内各计算数值 <_ruVy0]  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m I ]HP  
         确定齿数z t#N@0kIX.  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 A3s-C+@X  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 8_=MP[(H  
    Δi=0.032%5%,允许 k/,7FDO?m  
    ②      计算当量齿数 U.A:'9K,  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  N/x]-$fl  
    z=z/cos=144/ cos14=158  0U&@;/?  
    ③       初选齿宽系数 C;\R 62'  
     按对称布置,由表查得=1 _)XZ;Q  
    ④       初选螺旋角 8k_cC$*Ng  
    初定螺旋角 =14 DcRvZH  
    ⑤       载荷系数K EGw;IFj)  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 ,vcd>"PK  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y &\m=|S  
    查得: Rc2JgV  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 _uq[D`=  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 (b#4Z  
     5MHc gzyp  
    ⑦       重合度系数Y Y ow  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 qq '%9  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 Ux-i iH#s  
=14.07609 vJ9IDc|[  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 P<C=9@`!  
    ⑧       螺旋角系数Y xRbtiFk9H  
 轴向重合度 =1.675, L]Dq1q8`  
    Y=1-=0.82 e5$S2o~JF  
     bZlKy`Z  
    ⑨       计算大小齿轮的 m"f3hd4D_q  
 安全系数由表查得S=1.25 21sXCmYR,t  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 +[2ep"5H  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 IBYSI0  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 d=eIsP'h  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   oxNQNJ!X  
    小齿轮     大齿轮 ;:1o|>mX  
`Rx\wfr}  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: !6FO[^h||H  
    K=0.86        K=0.93   [=]LR9c4  
&a!MT^anA~  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 JXQh$hs  
      []= zGtv(gwk  
      []= ?+G / 5,e  
       9GtVcucN  
       jK\AVjn  
        大齿轮的数值大.选用. cD ?'lB-  
     Dg}$;PK  
⑵   设计计算 Mhu|S)hn  
     计算模数 H (tT8Q5i  
i\dd  
5pH6]$  
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: V*gh"gZ<  
q,T4- E  
z==24.57  取z=25 6PT"9vR`)  
4u= v  
那么z=5.96×25=149           opgNt o6$  
  I9L7,~s  
②   几何尺寸计算 |ITh2m  
    计算中心距     a===147.2 >Xi/ p$$7u  
将中心距圆整为110 QxT\_Nej*n  
H>F j  
按圆整后的中心距修正螺旋角 .`jYrW-k  
rUg|5EN^)d  
=arccos |ZG0E  
l#TE$d^ym  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. ^{a_:r"  
]Jo}F@\g  
计算大.小齿轮的分度圆直径 &3 *#h  
     =Q#d0Q  
    d==42.4 D"CU J?  
NA+7ey6  
d==252.5 y I}>  
et=i@PB)  
计算齿轮宽度 ;)q"X>FMZe  
rgF4 W8  
B= 4{ [d '-H5  
3.6Gh|7  
圆整的       nh+Hwj#(x  
uM,R+)3  
                                            大齿轮如上图: vZ1?4hG  
Id=V\'$o  
hC?rHw H>  
EMzJyGt7  
7.传动轴承和传动轴的设计 O9rA3qv B  
m(`O>zS  
1.  传动轴承的设计 wz>[CXpi_  
Q5HSik4  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 w+$~ ds  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min &WZ&Tt/)/  
T1=43.77kn.m CU:HTz=  
⑵.  求作用在齿轮上的力 <R?S  
    已知小齿轮的分度圆直径为 og&-P=4O  
        d1=42.4 7^C&2k 5G  
而  F= :eIQF7-  
     F= F gv){&=9/  
$LVzhQlD  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N 1A[(RT]  
n`V?n  
@VQ<X4 Za  
f)mOeD*u|  
⑶.   初步确定轴的最小直径 <H$!OPV  
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 n=?wX#rEC#  
pj$kSS|m6-  
aYM~Ub:x{  
             FKUo^F?z  
     从动轴的设计 +J#8w h  
       [Sj"gLj  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2,  ozKS<<  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M >+DM TV[O  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 \VWgF)_  
    已知大齿轮的分度圆直径为 +S WtHj7e  
        d2=252.5 L1f=90  
而  F= BkP4.XRI  
     F= F ~n! & ~  
Tv6y +l  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N N6`U)=2o>h  
) O&zb_{n  
P@D\5}*6  
C DoD9Hq,  
⑶.   初步确定轴的最小直径 'Va<GHr>+  
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 #lc6-K#  
_%Yi ^^  
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 @v3)N[|d  
查表,选取 ydA@@C\&  
O3mw5<%15  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 gAVD-]`  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 +o):grWvQ  
s6r(\L_Im  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 /nv+*+Q?d  
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与  。 ([^#.x)hz  
3V7WIj<  
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. bI`JG:^b  
}Q@~_3,UJ  
            D        B                轴承代号     uUV"86B_  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     Xvoz4'Gme  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     V.6pfL  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     / DP0K @%  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     g*`xEb= '  
'IT]VRObP  
     EJRkFn8XG'  
.;qh>Gt  
     }"SqB{5e(  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 e]CoYuPr  
    右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, D _ 1O4/  
③   取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm.     nA{yH}D4  
:KR KD  
④    轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取l=50. p w5{=bD  
⑤    取齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮间的距离c=20.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16, ~<~ ~C#R  
高速齿轮轮毂长L=50,则 3o0ZS^#eB  
LAY:R{vI  
L=16+16+16+8+8=64 p&5>j\uJ1&  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. cD=IFOB*GD  
J#ClQ%  
5.    求轴上的载荷   W/b)OlG"2  
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, Jgg<u#  
查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. t%J1(H  
Lis>Qr  
bo(w$& VW  
Jz3,vV fQ:  
M] +.xo+A  
vU5}E\Ny  
L &hw- .Q  
KV$4}{  
3Zl:rYD?  
     hvQXYo>TZx  
V"'PA-z3  
传动轴总体设计结构图: ,hT.Ok={36  
     uv<_.Jq]  
                             <P'FqQ]  
hqlQ-aytS  
                             (主动轴) :=TIq  
U8y?S]}vo  
\G7F/$g  
        从动轴的载荷分析图: HZ2W`wo  
2H0BNrYM  
6.     校核轴的强度 D4{KU%Xp&  
根据 V=% ;5/  
== esQ$.L  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 ^jUw4Dj~-q  
查表15-1得[]=60MP W3d+t ?28  
〈 []    此轴合理安全 yjMN>L'  
3fB]uq+eD%  
8、校核轴的疲劳强度. vp.?$(L^@/  
⑴.   判断危险截面 ; :q  
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. '21gUYm  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 Gyy4zK  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 k4hk* 0Jq  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 3Jt# Mp  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 ^3S&LC 1;|  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 1JfZstT  
截面上的弯曲应力 ed}#S~4q  
*B}O  
截面上的扭转应力 .RJMtmp  
== %lWOW2~R  
轴的材料为45钢。调质处理。 ..+#~3es#y  
由课本得: FVBAB>   
           x.wDA3ys  
因             m 8b,_1  
经插入后得 |*UB/8C^/!  
2.0         =1.31 ZV+tHgzlv5  
轴性系数为 3NDddrL9  
       =0.85 `&7tADFB  
K=1+=1.82 b=_k)h+l  
    K=1+(-1)=1.26 5B4/2q=  
所以               *|Er;Thw  
F;8Q`$n  
综合系数为:    K=2.8 UO@K:n  
K=1.62 <Nqbp  
碳钢的特性系数        取0.1 gCC7L(1  
   取0.05 \#t)B J2  
安全系数 Z%:>nDZV  
S=25.13 ~'KqiUY  
S13.71 $*iovam>^]  
≥S=1.5    所以它是安全的 0V(}Zj>  
截面Ⅳ右侧 Wu'qpJ  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 /OzoeI t  
SeDk/}/~e  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 9Pe$}N  
W_JO~P  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 vQK/xg  
]lBCK  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 9g5h~ Ma  
截面上的弯曲应力   -|KZOea  
截面上的扭转应力 ?zm]KxIC  
==K= >>$`]]7  
    K= (H !iK,R  
所以                 `w\P- q  
综合系数为: HdI)Z<Krp  
K=2.8    K=1.62 v#/Gxk9eX  
碳钢的特性系数 *Z_4bR4Q  
    取0.1       取0.05 jd-]q2fQ|  
安全系数 60u_,@rV  
S=25.13 %}VH5s9\  
S13.71 II}M|qHaK  
≥S=1.5    所以它是安全的 Gw$5<%sB  
cS9jGD92  
9.键的设计和计算 Dz6xx?  
G_S>{<[  
①选择键联接的类型和尺寸 4$pV;xV  
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. ~BmA!BZV`  
根据    d=55    d=65 m)Kg6/MV.  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 hyf ;f7`o  
                     b=20     h=12     =50 * /n8T]s  
&~Hed_  
②校和键联接的强度 nwUz}em?O  
  查表6-2得      []=110MP p|ink):  
工作长度  36-16=20 F. SB_S<'  
    50-20=30 <SI|)M,, 3  
③键与轮毂键槽的接触高度 >9dD7FH  
     K=0.5 h=5 `IUn{I  
    K=0.5 h=6 &b tI#  
    由式(6-1)得: P8,Ps+  
           <[] mnsl$H_4S  
           <[] kygw}|, N  
    两者都合适 lFyDH{!  
    取键标记为: WqCC4R,-  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 \MOwp@|y  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 hcj}6NXc  
10、箱体结构的设计 hDW!pnj1  
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, Wjw ,LwB  
大端盖分机体采用配合. !{t|z=Qg  
T+F]hv'  
1.   机体有足够的刚度 fx{8ERo  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 *(?Wzanh  
{}$7Bp  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 dWvVK("Wj  
a,c!#iyl3  
因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H为40mm rm,`M  
为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 0+*NHiH  
LZRg%3.E  
3.   机体结构有良好的工艺性. v\Uk?V5T  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. n|~y >w4  
x?+w8jSR  
4.   对附件设计 3 c=kYcj  
A  视孔盖和窥视孔 E5bVCAz  
在机盖顶部开有窥视孔,能看到 传动零件齿合区的位置,并有足够的空间,以便于能伸入进行操作,窥视孔有盖板,机体上开窥视孔与凸缘一块,有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封,盖板用铸铁制成,用M6紧固 kO}&Oi,?  
B  油螺塞: 5*pzL0,Y  
放油孔位于油池最底处,并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔处的机体外壁应凸起一块,由机械加工成螺塞头部的支承面,并加封油圈加以密封。 T$xB H  
C  油标: >CqzC8JF  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 27e!KG[&  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. _5jT}I<k  
ixd sz\<  
D  通气孔: >1Z"5F7=  
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. l<`>  
E  盖螺钉: -Z"4W  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。  <OMwi9  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. CI'RuR3y]Z  
F  位销: *|fF;-#v  
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. hJ}i+[~be  
G  吊钩: '+PKGmRW  
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. 7MKX`S  
~|V^IJZ22  
减速器机体结构尺寸如下: j~Aq-8R=  
J?QS7#!%  
名称    符号    计算公式    结果     AG N/kx  
箱座壁厚                10     t~) P1Lof\  
箱盖壁厚                9     :aesG7=O  
箱盖凸缘厚度                12     -zR<m  
箱座凸缘厚度                15     zfeT>S+  
箱座底凸缘厚度                25     d~LoHp  
地脚螺钉直径                M24     ^,>w`8  
地脚螺钉数目        查手册        6     .A2$C|a*  
轴承旁联接螺栓直径                M12     CJ IuMsZ  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     g'(bk@<BP  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     .-KI,IU  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     Ax;[Em?I  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     Y}:~6`-jj  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 Z}J5sifr  
    22 g4IF~\QRVi  
    18     h.jJAVPi  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 I\~[GsDY  
    16     y6XOq>  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     s,HbW%s  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     95l)s],  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     wVBK Vb9N  
机盖,机座肋厚                9    8.5     <RGH+4LF  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) ?[ xgt )  
150(3轴)     j9p6 rD  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) Re$h6sh  
150(3轴)     x'GB#svi  
     `q^#u  
11. 润滑密封设计 u_(~zs.N]  
RY , <*  
    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. XB)D".\  
    油的深度为H+ ar 3L|MN  
         H=30  =34 e97G]XLR  
所以H+=30+34=64 Fc~G*Gz~Z|  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 jm}CrqU  
     2HE@!*z9H  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 BI1M(d#1L"  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     FlqGexY5  
    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 ^q:-ZgM>  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 3Z!%td5n  
     ?:(y  
12.联轴器设计 y>I2}P  
&N~Eu-@b  
1.类型选择. Ez3fL&*  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 dljE.peL  
2.载荷计算. $R9D L^iD  
公称转矩:T=95509550333.5 SyWZOE%p  
查课本,选取 ,"v&r(  
所以转矩   D|- ]<r1"  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 DB'v7 Ij0  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm 0dch OUj  
Y|>dS8f;4  
四、设计小结 [&)]-2w2  
    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。 66yw[,Y  
    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。 02;jeZ#z  
五、参考资料目录 }A)\bffH  
[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; O'<V[Y} 6  
[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; [9m3@Yd'  
[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; {v ?Q9  
[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; ^HKXm#vAB  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 Pfd1[~,  
[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; |xO*!NR  
[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? $8tk|uh  
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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