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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 sF:3|Yy0 5 S$*YRp 课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 M~t S
* N1jj\.nB 专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) -5l74f!i Mf^ ;('~ 目 录 X<9jBj/t 3(Kj|u 一 课程设计书 2 lY
yt8H L&+XFntR 二 设计要求 2 9He>F7J:p' a.L ?J 三 设计步骤 2 hs}nI/# Ev|2bk \ 1. 传动装置总体设计方案 3 ;,}tXz 2. 电动机的选择 4 E)|fKds
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 RcitW;{|Kg 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 lwIU|T<4 5. 设计V带和带轮 6 !n~p?joJ* 6. 齿轮的设计 8 44B)=p7
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 V7.xKmB 8. 键联接设计 26 |XzqP +t 9. 箱体结构的设计 27 s
de|t 10.润滑密封设计 30 Lj6$?(x} 11.联轴器设计 30 &ok2Xw `So*\#\T 四 设计小结 31 `%EMhk 五 参考资料 32 K]yCt~A$ V)V\M6 一. 课程设计书 j
yR9a! 设计课题: W]{mEB 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 MYFRrcu; 表一: j4$XAq~W 题号 \74+ cN 1Rc'2Y 参数 1 Ho9 a#9 运输带工作拉力(kN) 1.5 );$_|]# 运输带工作速度(m/s) 1.1 f8'D{OP"G 卷筒直径(mm) 200 BFc=GiPnQ Jf{6'Ub 二. 设计要求 _ #288`bU 1.减速器装配图一张(A1)。 D'2&'7-sm\ 2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 Rm`_0}5 3.设计说明书一份。 M^DYzJ Wg9q_Ql 三. 设计步骤 k;/U6,LQ* 1. 传动装置总体设计方案 P#]%C 2. 电动机的选择 :KGUO{_u 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 pwU
l&hwte 4. 计算传动装置的运动和动力参数 WQv%57+
5. “V”带轮的材料和结构 O$ui:<]dS 6. 齿轮的设计 A
q;]al 7. 滚动轴承和传动轴的设计 gF,9Kv~ 8、校核轴的疲劳强度 m~mw1r 9. 键联接设计 JJ[.K*dO 10. 箱体结构设计 E8j>Toz 11. 润滑密封设计 6a51bj!f 12. 联轴器设计 cl:h'aG :t+XW`eQR: 1.传动装置总体设计方案: tP8>0\$) i;>Yx# 1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 6 Ty;m>j 2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, :^]rjy/|+ 要求轴有较大的刚度。 qKag'0e 3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 -}Vnr\f 其传动方案如下: kBg,U 8|S [Zc8tE2oN 图一:(传动装置总体设计图) HfEU[p7) 77?/e^K\S 初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 &g%9$*gmT 选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 P Llad\ 传动装置的总效率 hF|N81T η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; da<B6! 为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, _{0'3tI7 η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, 706-QE^ 为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。
g93-2k, }wZ9#Ll 2.电动机的选择 .&fG_(6| I~ Q2jg2 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, ([\mnL<FC 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, ~~,] b 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。 "@uKe8r|y foO/Yc 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, c&4EO| r$<-2lW 选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 *9Eep~ 6 L[;U
Z)V@ 额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 9n\:grW OI:G~Wg N 0<([B; 方案 电动机型号 额定功率 H&0dc.n~. P TKJs'%Q7F6 kw 电动机转速 W.u+R?a= 电动机重量 .yK~FzLs N 参考价格 2Iv&XxSo 元 传动装置的传动比 zY_?$9l0 同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 5,Rxc= 1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 C]/]ot0%t 39Nz>Nu: 中心高 ]=Im0s 外型尺寸 $aIq>vJO9 L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD \M$e#^g 132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 WTWONO> i3
?cL4 3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 m/M=.\] Jkf%k3H3I* (1) 总传动比 \0bao< 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 \.!+'2!m (2) 分配传动装置传动比 Vz4/u|gt =× C=k]g 式中分别为带传动和减速器的传动比。 l 1C'<+2j! 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 pf&H !-M 4.计算传动装置的运动和动力参数 ')G,+d^ (1) 各轴转速 5t('H`,2 ==1440/2.3=626.09r/min 4th*=ku ==626.09/5.96=105.05r/min K14FY2" (2) 各轴输入功率 (}!xO?NA( =×=3.05×0.96=2.93kW 5B:%##Ug5 =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW UYLCzv~W 则各轴的输出功率: ohLM9mc9 =×0.98=2.989kW ?LxBH-o( =×0.98=2.929kW w?;j5[j 各轴输入转矩 10gh4,z[ =×× N·m kJP`C\4}f 电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· u4eA++eT 所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m !!KA9mP =×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m C0O$iWs= 输出转矩:=×0.98=43.77 N·m [:Upn)9 =×0.98=242.86N·m ~-J!WC==U 运动和动力参数结果如下表 :}B=Bk/q 轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min 3P,
ul*e 输入 输出 输入 输出 :ebu8H9f% 电动机轴 3.03 20.23 1440 -e2f8PV?3 1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09
]S2F9 2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 b7uxCH]Z
A r=P;6J 5、“V”带轮的材料和结构 .
.5s2 确定V带的截型 #B$r|rqamq 工况系数 由表6-4 KA=1.2 " z8iuF 设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 2h;#BJ)) V带截型 由图6-13 B型 Hoj'zY w%2|Po5 确定V带轮的直径 /s~(? =qYH 小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm 4{v?<x8 验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s GEs5@EH 大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm !_P-?u , tEd> 确定中心距及V带基准长度 7QXp\<7 初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 U,g)N[| 360<a<1030 hJc^NU5 要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm l_lK,=cLj+ ,5XDH6L1 初定V带基准长度 fD* ?JzVY Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm Y2!P!u+Q \D5_g8m:
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm `Q1;Y 传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm %E\ pd@ 小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 /EvnwYQy F2^qf 确定V带的根数 vEZd;40y 单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw ~a ]R7X7 额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 hfL8]d- 包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 eZbT; 带长修正系数 由表6-2 KL=1 cT.8&EEW $5r1Si) V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 _8{6&AmIw
m1#,B<6 取Z=2 ba"_!D1 V带齿轮各设计参数附表 +ab#2~,) lxh}N, 各传动比 krSOS WJ [ApAd V带 齿轮 hmES@^n!_ 2.3 5.96 5M=
S7B3= Y-
tK 2. 各轴转速n k:0nj!^4w> (r/min) (r/min)
W*Gp0pX 626.09 105.05 `]$H\gNI[8 btDPP k' 3. 各轴输入功率 P _h1:{hF (kw) (kw) |Qz"Z<sNYw 2.93 2.71 M1,1J-h ( jtkY_ 4. 各轴输入转矩 T '(fCi (kN·m) (kN·m) pP^"p"<s 43.77 242.86 b l]YPx8 _n12Wx{ 5. 带轮主要参数 rrc>O*>{i 小轮直径(mm) 大轮直径(mm) Y}hz UKJ 中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 fK1^fzV 带的根数z ^!x}e+ o 160 368 708 2232 B 2 Q^|aix~ K g6!#n 6.齿轮的设计 M^?=!!US^ L.$+W} (一)齿轮传动的设计计算 q@%9Y3 -FW'i10\2+ 齿轮材料,热处理及精度 ^SJa/I EZ. 考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 jKhj 7dR (1) 齿轮材料及热处理 S+M:{<AR ① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24 Yvxp( 高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 ghVxcK ② 齿轮精度 }<
m@82\ 按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 1Jn:huV2 zmpQ=%/H 2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 *h Bo,
按齿面接触强度设计 }ej-Lu,b3 DOGg=`XK1 确定各参数的值: [.*o<
KP ①试选=1.6 r/BiR0$E 选取区域系数 Z=2.433 h|
]BA}D M$AQZ')9 则 i \u"+:j ②计算应力值环数 *EzAo N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) GcA!I!j/ =1.4425×10h !e(ZEV g N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) & wG3RR| ③查得:K=0.93 K=0.96 8-
]7>2?_ ④齿轮的疲劳强度极限 MESPfS+ 取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: %Q[+bN[/ []==0.93×550=511.5 \`: LPe m8ydX6~max []==0.96×450=432 H=k`7YN 许用接触应力 dL!K''24{ KqT~MPl ⑤查课本表3-5得: =189.8MP ne\N1`AU =1 X>6VucH{\ T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 kzcD}?mSS =4.47×10N.m j])nkm7_ 3.设计计算 !WReThq ①小齿轮的分度圆直径d Ch9A6?=Hj8 qnZ`]? =46.42 gDJ@s
②计算圆周速度 v__;oqN0 1.52 Q`X5W ③计算齿宽b和模数 sw@*N 计算齿宽b ]0wmvTR b==46.42mm 8!AMRE 计算摸数m j']Q-s(s 初选螺旋角=14 07dUBoq = E~|`Q6&Y ④计算齿宽与高之比 'd@Vusq}2 齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 7J%v""\1! =46.42/4.5 =10.32 6@HY+RCx ⑤计算纵向重合度 4)3!n*I =0.318=1.903 oFeflcSz ⑥计算载荷系数K e[@
^UY 使用系数=1 'D4KaM.d 根据,7级精度, 查课本得 m'%Z53& 动载系数K=1.07, 7#R&
OQ 查课本K的计算公式: r,4V SyZF\ K= +0.23×10×b ?JD\pYg[/ =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 [+st?;"GF 查课本得: K=1.35 5B<G;if, 查课本得: K==1.2 zA/W+j$: 故载荷系数: Q nqU!6k@ K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 Gr;~P* ⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 '#.:%4 d=d=50.64 ab 1\nzpd ⑧计算模数 'c<@SVF{Zz = VM3H&$d(h 4. 齿根弯曲疲劳强度设计 ku'%+svD 由弯曲强度的设计公式 Eu
)7@ ≥ 'ga1SbA] ~j\/3;^s
⑴ 确定公式内各计算数值 XfxNyZsy&> ① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m wz!]]EQ!o 确定齿数z I$`Vw > 因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 o+O\VNW 传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 -7">A~c Δi=0.032%5%,允许 ZX.VzZS ② 计算当量齿数 ':!;6v|L z=z/cos=24/ cos14=26.27 J 6S z=z/cos=144/ cos14=158 ):+H`Hcm ③ 初选齿宽系数 g-% uw[pf 按对称布置,由表查得=1 +>OEp*
j ④ 初选螺旋角
?#kI9n<O 初定螺旋角 =14
Te>7I ⑤ 载荷系数K kx1-.~)p(z K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 w'5~GhnP+ ⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y zF]hfP0Q 查得: zoOm[X=?3 齿形系数Y=2.592 Y=2.211 vfegIoZ 应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 ;8g#"p*& va;d[D,
⑦ 重合度系数Y ,h]N*Z-I" 端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 _jZDSz|Yb =arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 Ok6Y'P =14.07609 2.&v{gq 因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 %1HW
) 7 ⑧ 螺旋角系数Y ^B& Z 轴向重合度 =1.675, r+0)l:{. Y=1-=0.82 N"t,6tH =WEfo; ⑨ 计算大小齿轮的 BJj~fNm1Zr 安全系数由表查得S=1.25 Y=3Y~ 工作寿命两班制,8年,每年工作300天 ]hvB-R16f 小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 MO#%w 大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 r 'jVF'w 查课本得到弯曲疲劳强度极限 G)4 3Y! 小齿轮 大齿轮 >/bl
r}5
H '*3+'> 查课本得弯曲疲劳寿命系数: X\%],"9% K=0.86 K=0.93 m;
ABHq# x2ol 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 +]]wf'w []= %q*U[vv []= 2|%30i,vV ;#~
!`>n? ~+lC%R 大齿轮的数值大.选用. "W+4`A(/l *h =7:*n ⑵ 设计计算 TVFGonVY 计算模数 v8%]^` ' 2%8N<GW.F @ ~sp:l 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: 7GP?;P Ew:JpMR z==24.57 取z=25 #^v5Eo ^5T{x>Lj 那么z=5.96×25=149 e;6Sj >Le
mTr ② 几何尺寸计算 |\_O8=B% 计算中心距 a===147.2 E>g'! 将中心距圆整为110 2#!$f_ M}5 C;E* 按圆整后的中心距修正螺旋角 9M7P]$^ bm+ Mr =arccos v%FVz @P.l8|w 因值改变不多,故参数,,等不必修正. }]s~L9_z[' tRv#%>fj 计算大.小齿轮的分度圆直径 s=q+3NTv g]ihwm~ d==42.4 e.jgV=dT- r=w%"3vb^ d==252.5 MoX*e [MEa@D<7N 计算齿轮宽度 8p211MQ< R#ZDB]2 B= JV/,QWar ZE\t{s0 圆整的 -Qgfo|po |(V%(_s 大齿轮如上图: y1'/@A1 ~xJD3Qf ;I7Z*'5! 4Ek<
5s[ 7.传动轴承和传动轴的设计 zyR pHM$E foFn`?LF 1. 传动轴承的设计 o+t?OG/0 9e=*jRs]l^ ⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 @fK`l@K P1=2.93KW n1=626.9r/min p>zE/Pw~ T1=43.77kn.m ~8X'p6 ⑵. 求作用在齿轮上的力 <h}?0NA4 已知小齿轮的分度圆直径为 2
g8PU$T d1=42.4 >r*Zm2($MR 而 F= `Q8 D[ F= F "L)pH@) 'I P!)DS F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N aj,ZM,Ad Qh[t##I/ :d#NnR0^L }Q=Zqlvz ⑶. 初步确定轴的最小直径 Mm;)O'XDE 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 lrE0)B5F "+WR[-n>\ S'O0'5U@ 0%t|?@HoN 从动轴的设计 L8G4K) ;H=6u 求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, TGNeEYr P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M e&5K]W0{ ⑵. 求作用在齿轮上的力 kMo)4Xp 已知大齿轮的分度圆直径为 ^\?9W d2=252.5 }B-A*TI<h 而 F= HA%ye"(y8 F= F 8if"U xV( RFC;1+Jn F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N #J!?
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k} NIfc/% #r:`bQ0; ⑶. 初步确定轴的最小直径 ,2`d3u^CW 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 6S<$7=$= zi
,Rk. 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 P1QJ'eC;T 查表,选取 ]G B}, MUrY >FYgx 因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 3EvA 5K. 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 ="DgrH ,lnuu ⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 7N"Bbl 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 。 kTz fq|2E&&v 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. [f0HUbPX eFQi
K6`i D B 轴承代号 >I?Mi{'a 45 85 19 58.8 73.2 7209AC l.x }I"tf 45 85 19 60.5 70.2 7209B FQFENq''B 50 80 16 59.2 70.9 7010C $<4Ar*i 50 80 16 59.2 70.9 7010AC (UZ*36@PJx l8-jFeeMd cPcV[6)5K9 -G;1U 9pcf jx.. 对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 ~@D%qbN 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, O+?zn: 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. VK;x6*Y lF(!(>YZ 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. 0EOX@;} 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, F9\Ot^~ 高速齿轮轮毂长L=50,则 -y?Z}5-rs $O'2oeM L=16+16+16+8+8=64 _,FoXf7 至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. j>xVy]v= | jtv Q<4 5. 求轴上的载荷 gKN_~{{OD 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, A#X.c= 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. $>=Nb~t!/ es[5B* 5 zD^f%p ["# N[bN"'U/1 dyzwJ70K 41o!2(e$ >iH).:j VaSNFl1_M AvE^
F1 /]zib@i _c8.muQ< 传动轴总体设计结构图: yH%+cmp7 xzl4v=7 MQ(/l_=zQ I`W-RWZ (主动轴) :ECK
$Cu !X%!7wsc : .o=F`W 从动轴的载荷分析图: V`,[=u?c >zg8xA1zL 6. 校核轴的强度 &JhIn%=- 根据 3>9 dJx4I == {]\uR-a(o 前已选轴材料为45钢,调质处理。 :Q
?J}N 查表15-1得[]=60MP OF<n T 〈 [] 此轴合理安全 ~hz@9E]O d50IAa^p6J 8、校核轴的疲劳强度. N~}v:rK>g ⑴. 判断危险截面 h0GdFWN 截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. 9U9c"'g ⑵. 截面Ⅶ左侧。 1gShV ]2 抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 J)8pqa 抗扭系数 =0.2=0.2=25000 Z"~6yF 截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 r(1pvcWY- 截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 e0N=2i?I#z 截面上的弯曲应力 3TiXYH ss`q{ARb
截面上的扭转应力 9hR:y. == ~I\r1Wj; 轴的材料为45钢。调质处理。 ]u4>;sa 由课本得: av;
(b3Lq nhP~jJn 因 h w ;d m 经插入后得 ^dUfTG9{ 2.0 =1.31 9SH<d)^ 轴性系数为 W_BAb+$aF =0.85 L\:YbS~] K=1+=1.82 =o{: -EKQF K=1+(-1)=1.26 )|Vg/S 所以 W}R= /2_B$ 综合系数为: K=2.8 ?mYV\kDt\ K=1.62 8g#
Y 碳钢的特性系数 取0.1 N}+B:l]Qy 取0.05 3\p]esse 安全系数 n$hqNsM S=25.13 D)*_{
S13.71 (ciGLfNG ≥S=1.5 所以它是安全的 yo?g"vbE 截面Ⅳ右侧 ^C:{z)"h 抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 1(:b{Bl M=\d_O#;Z 抗扭系数 =0.2=0.2=25000 ^i`3cCFB< nz&b5Xb2 截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 } `>J6y9 #"o6OEy$A# 截面Ⅳ上的扭矩为 =295 [al(>Wr9 截面上的弯曲应力 )WP]{ W)r 截面上的扭转应力 %qNj{<& ==K= F;?TR[4!k K= sxN>+v11z 所以 Bt*&L[&57 综合系数为: EbBv}9g K=2.8 K=1.62 nj~$%vmA 碳钢的特性系数 Jm]]>K8.3V 取0.1 取0.05 X|-v0 f
安全系数 OUlxeo/ S=25.13 K)9j
je S13.71 F;d%@E_Bc ≥S=1.5 所以它是安全的 r|\5'ZMx 7E!";HT 9.键的设计和计算 x%IXwP0 'FPcAW^8 ①选择键联接的类型和尺寸 rnMG0 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. PEX26== 根据 d=55 d=65 +?"HTDBE|| 查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 u
n?j b=20 h=12 =50 *c~'0|r Q>}eIQ Y ②校和键联接的强度 12:h49AP 查表6-2得 []=110MP DGa#d_I 工作长度 36-16=20 8CP9DS 50-20=30 abTDa6 /`v ③键与轮毂键槽的接触高度 c]s(u+i K=0.5 h=5 t5ny"k! K=0.5 h=6 bK_0NrXP 由式(6-1)得: xVsa,EX b <[] dT0^-XSY <[] o ;[C(OS 两者都合适 v5&xY2RI7 取键标记为: $n=W2WJ6f 键2:16×36 A GB/T1096-1979 Vr&el 键3:20×50 A GB/T1096-1979 P|unUW(P 10、箱体结构的设计 e/]O<, * 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, WX%h4)z* 大端盖分机体采用配合. ;H7EB` i63`B+L{ 1. 机体有足够的刚度 ESC 在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 oTq%wi6 _ 5}-)vsa` 2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 W; 3
R; _%A/ ) 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 ZfFIX5Qd\ 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 @K,2mhE~h >Jm-2W5J 3. 机体结构有良好的工艺性. [ E$$nNs 铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. ^Ei*M0fF o
:.~X 4. 对附件设计 "?oo\op A 视孔盖和窥视孔 ppwd-^f3j 在机盖顶部开有窥视孔,能看到 传动零件齿合区的位置,并有足够的空间,以便于能伸入进行操作,窥视孔有盖板,机体上开窥视孔与凸缘一块,有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封,盖板用铸铁制成,用M6紧固 2k.S[?) B 油螺塞: XsAY4WTS 放油孔位于油池最底处,并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔处的机体外壁应凸起一块,由机械加工成螺塞头部的支承面,并加封油圈加以密封。 4'+d"Ok C 油标: x><zGXvvp| 油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 RE ![O 油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. 6obQ9L c L]c 8d D 通气孔: Kwy1SyU 由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. YYTO,4 E 盖螺钉: O]e6i%? 启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 Mq+viU&
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. tpv?`(DDU F 位销: ox(* 为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度,在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销,以提高定位精度. pu\b`3C( G 吊钩: |x1$b7 在机盖上直接铸出吊钩和吊环,用以起吊或搬运较重的物体. fl!mYCPv 98D{{j92 减速器机体结构尺寸如下: }U2[? '4J&Gp x 名称 符号 计算公式 结果 EG F:xl 箱座壁厚 10 yQu vW$ 箱盖壁厚 9 +V2C}NQ5R 箱盖凸缘厚度 12 ,3G$` 箱座凸缘厚度 15 -6uH. 箱座底凸缘厚度 25 PfVEv * 地脚螺钉直径 M24 w0#%AK 地脚螺钉数目 查手册 6 ot-(4Y 轴承旁联接螺栓直径 M12 |C~Sr#6)7 机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 &(lMm ) 轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 *}+R{ 视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 x2sN\tOh^ 定位销直径 =(0.7~0.8) 8 ~wfoK7T} ,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 fy9uLl}h 22
=Ov9Kf 18 }j&O/Up ,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 'g. :MQ8 16 l>A\V) 外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 .?A'6 大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 +nU' ,E 齿轮端面与内机壁距离 > 10 gBMta+<fE~ 机盖,机座肋厚 9 8.5 jjxIS 轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) jeY4yM 150(3轴) ]a8eDy 轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) }'u3U"9) 150(3轴) wh9L(0 fW(; 11. 润滑密封设计 Tsu\oJ[ !&Z*yH 对于二级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度. :RPVT,O} 油的深度为H+ [.M H=30 =34 B<A:_'g 所以H+=30+34=64 7^HpVcSM 其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 yU> T8oFh yxqTm%?y 密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 QT_Srw@ 凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 $H4=QVj6 密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 pH^ z 大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 <|otZJ'2r #U\$@4D 12.联轴器设计 nZe\5` $$42pb. 1.类型选择. 7Ez}k}aR< 为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 HP#ki !' 2.载荷计算. S
9WawI 公称转矩:T=95509550333.5 ;D:=XA% 查课本,选取 *<w3" iq 所以转矩 ~M*7N@D 因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 Ks|gL#)*Ku 选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm \Ph]*% .a {QA 四、设计小结 8:~b
&> 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。 ;
/=L 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。 2mQOj$Lv 五、参考资料目录 \{lE0j7}h [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; t`uc3ta"9 [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; (yfXMp,x [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; qv.n9 9?] [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; +9TV:T [5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 v< Ty|(gd [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; #iiwD| [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。
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