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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 #;*0 Pwe` Kx[u9MD 课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 /xseI)y.B [->uDbt zL 专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) .PHz
A"$UU6Z4 目 录 !rwe|"8m?u ]z{f)`;I 一 课程设计书 2 Ta0Ln Gs7#W:e7 二 设计要求 2 {TV6eV XX])B%* 三 设计步骤 2 Ait3KIJ9 _U%fD|t 1. 传动装置总体设计方案 3 Fy!-1N9|l 2. 电动机的选择 4 =%UX"K` 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 #4Z]/D2G 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 d
6$,N| 5. 设计V带和带轮 6 v\;hI5WY 6. 齿轮的设计 8 -N4km5 7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 ,cg%t9 8. 键联接设计 26 L(Ffa(i 9. 箱体结构的设计 27 ?jDdF 10.润滑密封设计 30 icnc5G 11.联轴器设计 30 Z[&7NJo( Q,1TD2)h 四 设计小结 31 Xgs 31#K 五 参考资料 32 `z?6.+C kS@6'5U 一. 课程设计书 +d=cI 设计课题: *;]j#0 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 /N'|Vs,X 表一: k'hJ@6eKS 题号 `!t+sX-n yhBf %m 参数 1 9)Jc'd| 运输带工作拉力(kN) 1.5 JkiMrpkuk 运输带工作速度(m/s) 1.1 U<|h4'(@L 卷筒直径(mm) 200 ) C?emTih
S@N:Cj 二. 设计要求 mF|7:zSo 1.减速器装配图一张(A1)。 5V{ B,T 2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 %#^)hX,+Q 3.设计说明书一份。 tCw.wDq3= 0VOj,)K= 三. 设计步骤 _Coh11 1. 传动装置总体设计方案 HalkNR-eEm 2. 电动机的选择 ?3v Oc/2@ 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 aeP
6JHj 4. 计算传动装置的运动和动力参数 rps2sXGr 5. “V”带轮的材料和结构 0d%p<c 6. 齿轮的设计 +Je(]b@ 7. 滚动轴承和传动轴的设计 &$!'Cw`, 8、校核轴的疲劳强度 pu"`*NL 9. 键联接设计 ?\eq!bu 10. 箱体结构设计 w=r3QKm#K 11. 润滑密封设计 AhjUFz 12. 联轴器设计 7i,Z c] c|s*(WljY 1.传动装置总体设计方案: 6@2 S*\& R-8/BTls7 1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 N0D)d 2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, j\ dY 要求轴有较大的刚度。 k>N >_{\ 3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 h7EKb-@ 其传动方案如下: ~sI$xX! Zv`j+b 图一:(传动装置总体设计图) 7d7"^M 7H1 ii 初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 |+ ^-b}0 选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 ;U
+;NsCH 传动装置的总效率 RawK9K_1 η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; OYWW<N+R2 为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, ae)0Yu`*G7 η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, V
ifQ@ 为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 l>Nz]Ul%{ :oH~{EQ 2.电动机的选择 A1zqm_X5)P j:yQP#U 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, 31w9$H N 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, 0]F'k8yLN 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。 suh@ V7zF5=w 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, ?:Y0#Btj !Cm<K*c"&E 选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 /ry#q%? h48JpZ" 额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 ^8mF0K& 5aF03+ko "%c\i-&t 方案 电动机型号 额定功率 e7{n=M P Cmq.V@ kw 电动机转速 +DWmutL 电动机重量 6\MJvg\; N 参考价格 mulK(mp 元 传动装置的传动比 9.KOrg5}L 同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 TK )Kq 1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 \iQD\=o OHqc,@a;+ 中心高 w1J&c' - 外型尺寸 ?fog
34g 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 k)W8%=R 132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 t'uZho~^F }w \["r 3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 Dt~Jx\\ n7RswX (1) 总传动比 kIAWI;H{ 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 |~mi6 lJ6 (2) 分配传动装置传动比 `<Z5/;a5W =× Bi"7FF(z 式中分别为带传动和减速器的传动比。 Ni5~Buf 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 `.z;.&x 4.计算传动装置的运动和动力参数 yZ[H&> (1) 各轴转速 ti:qOSIDTA ==1440/2.3=626.09r/min ."R,j|o6 ==626.09/5.96=105.05r/min (C#9/WO? (2) 各轴输入功率 mPNT*pAO =×=3.05×0.96=2.93kW }5H3DavW =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW Azx4+`!- 则各轴的输出功率: :t\pi.uWt =×0.98=2.989kW '`q&UPg] =×0.98=2.929kW pYo]lO 各轴输入转矩 VGoD2,(b^ =×× N·m \(t.| 电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· UV%Al)3 所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m nXDU8|" =×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m mie<jha 输出转矩:=×0.98=43.77 N·m 1F*gPhm =×0.98=242.86N·m i,R<`K0 运动和动力参数结果如下表 ;BV1E|j 轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min nDnSVrvd-i 输入 输出 输入 输出 +tL]qOBP 电动机轴 3.03 20.23 1440 |3f?1:"Z 1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 :E/]Bjq$; 2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 2f1WT g) gc-yUH0I 5、“V”带轮的材料和结构 *%L:soM'Ll 确定V带的截型 ffK A 工况系数 由表6-4 KA=1.2 c>~"Z-VtX 设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 dxkq* V带截型 由图6-13 B型 SwV{t}I 4I7} 确定V带轮的直径 fu3/ n@L 小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm '~RP+ 验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s $:V'+s4o 大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm `_C4L=q" <Q'J=;vV 确定中心距及V带基准长度 4y&%YLMpl 初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 C- /<5D
j 360<a<1030 z=>U> 要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm Hc1S:RW [mKPOg-t 初定V带基准长度 ~"89NVk" Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm
DjK:) JQQP!]%} V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm {)]5o| Hx 传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm tW;1 小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 k3::5& ( /{Wu:e 确定V带的根数 /k3v\Jq{ 单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw 7Z0fMk 额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 H(U`S 包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 m.ev~Vv~ 带长修正系数 由表6-2 KL=1 !E<y:$eH: 4$LVl V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 2Z
4Ekq0@ Su99A. w 取Z=2 xMNUyB{? V带齿轮各设计参数附表 [+EmV >Y '{+5+ J 各传动比 $s-/![
6 {fe[$KQ V带 齿轮 _]btsv\)f 2.3 5.96 &GF@9BXI3 XlPq>@4p 2. 各轴转速n o.IJ4'}aN (r/min) (r/min) Vvk1 D( 626.09 105.05 (27bNKr ._j9^Ll 3. 各轴输入功率 P rM/Ona2x (kw) (kw) $'#hCs 2.93 2.71 w.w(*5[ tQ=P.14>: 4. 各轴输入转矩 T <7-:flQz~ (kN·m) (kN·m) (Tt\6- 43.77 242.86 D?ojxHe Fd!Np7xw 5. 带轮主要参数 Q-<N)K$F(4 小轮直径(mm) 大轮直径(mm) [@YeQ{ 中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 &`+tWL6L 带的根数z RV^
N4q4 160 368 708 2232 B 2 jd]Om
r! $m{-I= 6.齿轮的设计 h=tzG KI D@@J7 (一)齿轮传动的设计计算 y&;ytNG&< %0 cFs' 齿轮材料,热处理及精度 yOHVL~F 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 1.29%O8V_ (1) 齿轮材料及热处理 ;7,>2VTm 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 8NCu;s 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 F/33#
U ② 齿轮精度 E6+c{4 1B 按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 a`/\0~ kucH=96 2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 ?r
P'PUB 按齿面接触强度设计 CshYUr - 9R$0[HbI3 确定各参数的值: 'x/pV5[hQ ①试选=1.6 ->"Z1 选取区域系数 Z=2.433 ~4-:;8a D@.+B`bA 则 B?M&j ②计算应力值环数 a6Zg~>vX N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) \N3A2L)l =1.4425×10h >+}yI}W;e N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) )>-94xx| ③查得:K=0.93 K=0.96 f%#q}vK- ④齿轮的疲劳强度极限 =(]yl_ 取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: 4v[Zhf4JM []==0.93×550=511.5 nulLK28q hB[VU
"; []==0.96×450=432 MKiP3kt8 许用接触应力 $W_sIS0\z
]*/%5ZOI& ⑤查课本表3-5得: =189.8MP MgpjC` =1 c+a" sx\ T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 <D}yqq@| =4.47×10N.m Uw!N;QsC 3.设计计算 qnO>F^itF ①小齿轮的分度圆直径d T~D2rt\ WR:I2-1 =46.42 rf\/Y"D ②计算圆周速度 X0FTD':f 1.52 |[+/ ]Y ③计算齿宽b和模数 "@s</HGo 计算齿宽b vyS8yJUY b==46.42mm 8?l/x 计算摸数m Pl/}`H:R& 初选螺旋角=14 b=$(`y = G*N}X3H:o ④计算齿宽与高之比 =PM6:3aKh 齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 Crg@05Z =46.42/4.5 =10.32 FTJvkcc?m ⑤计算纵向重合度 &=>|? m8 =0.318=1.903 ]=Tle&yM+T ⑥计算载荷系数K q+ZN$4 m 使用系数=1 bI?uV;m> 根据,7级精度, 查课本得 $:}sm0; 动载系数K=1.07, G4<M@ET 查课本K的计算公式: ]@P!Q&V # K= +0.23×10×b +{b3A@f|F =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 DnP
"7}v 查课本得: K=1.35 ^l8&y;-T 查课本得: K==1.2 dTTC6?yPXf 故载荷系数: goje4; K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 0wE)1w<C~ ⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 YQ$Wif:@(n d=d=50.64 p|0ZP6!| ⑧计算模数 9er0Ww.d = A7enC,Ey 4. 齿根弯曲疲劳强度设计 @3v[L<S{ 由弯曲强度的设计公式 lHI?GiB@ ≥ T*1 `MIkv `:*O8h~i^8 ⑴ 确定公式内各计算数值 pPH"6
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m ir<K"wi(2 确定齿数z 5sZqX.XVF 因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 jccSjGX@w 传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 8{B]_:
-: Δi=0.032%5%,允许 W6&mXJ^3L ② 计算当量齿数 g;-6Hg' z=z/cos=24/ cos14=26.27 qA>C<NL z=z/cos=144/ cos14=158 \N a ③ 初选齿宽系数 *-,jIaL; 按对称布置,由表查得=1 lU8X{SV! ④ 初选螺旋角 LUKt!I0l 初定螺旋角 =14 ?Zh,W(7W ⑤ 载荷系数K @g%^H)T K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 ZxoAf;U~ ⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y E oh{+>:6 查得: I4Rd2G_ 齿形系数Y=2.592 Y=2.211 #q9cjEd_7 应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 !.cno& J/>9w ⑦ 重合度系数Y Aq,&p,m03 端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 :TRhk. =arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 ,/Al' =14.07609 Wu@v%!0 因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 KYM%U"j D ⑧ 螺旋角系数Y XJ6=Hg4_O 轴向重合度 =1.675, VpyqVbx1 Y=1-=0.82 8T"8C ['_W< ⑨ 计算大小齿轮的 f5P@PG]{ 安全系数由表查得S=1.25 U}c05GiQw 工作寿命两班制,8年,每年工作300天 `7
3I}%? 小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 P*g:rg 大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 "VgPaz# 查课本得到弯曲疲劳强度极限 J|@kF!6 小齿轮 大齿轮 +z O.|`+ Q60'5Wt 查课本得弯曲疲劳寿命系数: 'tJ@+(tqw K=0.86 K=0.93 m~R Me9Qi W0\
n?$ZC~ 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 )~C+nb '6/ []= #<81`% []= &d@N3y 0I7 r{T .9$
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+ 大齿轮的数值大.选用. i'MpS eeCrHt4; ⑵ 设计计算 c^8csQ fG 计算模数 r%FfJM@! ^+u/Lw& G~{#%i 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: .*{0[ +qee8QH z==24.57 取z=25 j%Wip j;c d6zfP1lQ 那么z=5.96×25=149 ]}d.h!`<) H{ +[
,l ② 几何尺寸计算 zdgSqv 计算中心距 a===147.2 dH~i 将中心距圆整为110 d#u*NwY} nRh.;G 按圆整后的中心距修正螺旋角 NflRNu:- eK =v<X =arccos ~vw$Rnotz N(Xg#m 因值改变不多,故参数,,等不必修正. H57wzG{xG Xr]<v%,C 计算大.小齿轮的分度圆直径 gmdA1$c MxLi'R= d==42.4 r(p@{L185 ?;ovh nY) d==252.5 (dQsR sA !H4C5wDu 计算齿轮宽度 =m/BH^|&W 6a4-VX5 B= MOIMW+n ITf4PxF 圆整的 4&wwmAp^ 3\H0Nkubts 大齿轮如上图: a4x(lx& `c /mmS 7Lx=VX#]q yN9setw*,M 7.传动轴承和传动轴的设计 RZTC+ylj 3$h yV{ 1. 传动轴承的设计 |s, Add:S M1 _1(LSU ⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 \>)#cEX5 P1=2.93KW n1=626.9r/min k*!f@ M T1=43.77kn.m {7+y56[yu ⑵. 求作用在齿轮上的力 <gjA(xT5 已知小齿轮的分度圆直径为 5v5K}hx d1=42.4 LNI]IITx/ 而 F= 7cV
GB F= F /}R*'y C~8;2/F7 F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N OG{vap) 6w*q~{"( );1UbqVPD !z|a+{ ⑶. 初步确定轴的最小直径 ,&0iFUwN_ 先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 q*d@5 ER)to<k 9q>rUoK^ f~v@;/HL 从动轴的设计 k8O%gO ]_y0wLq 求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, #6F/:j; P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M .;jp2^ ⑵. 求作用在齿轮上的力 F92et<y. 已知大齿轮的分度圆直径为 ?/FCq6o d2=252.5 OQ*rxLcA 而 F= Gu5%P ou F= F T5? eb" BiCC72oig F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N ?b3({P o 12wp RinaGeim
Vc?=cQ'c ⑶. 初步确定轴的最小直径 2t1u{ 先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 v>E3|w% _l$X![@6= 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 7) 查表,选取 e2vLUlL8
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因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 P"ATqQG%D 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 6}^6+@LG V
jZx{1kCR ⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 m1,yf*U 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 。 }8)iFP&" *|^}=ioj* 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. RZ GD5`n :%kJ9zW D B 轴承代号 ,'^^OLez 45 85 19 58.8 73.2 7209AC $C`YVv%?0 45 85 19 60.5 70.2 7209B ~2 M+Me 50 80 16 59.2 70.9 7010C #Oq~ZV|<l 50 80 16 59.2 70.9 7010AC pjrzoMF Lzy Ix!S 3v@Y"I3; y -=YX qj ?*: mR|= 对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 ^:64(7 右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, +-OnO7f ③ 取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm. Gz@/:dW^vZ 3,$G?auW 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. X9/]<Y<! 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, VVVw\|JB> 高速齿轮轮毂长L=50,则 7@l.ZECJ1 $<v{$UOh L=16+16+16+8+8=64 <WGx
6{ 至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. oH]"F J4>k9~q 5. 求轴上的载荷 *7:HO{P>Y 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, 8 CN~o|uN 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. C
Ch38qBp YpwMfl4 @-H D9h #oQDt' PAHkF& 4M{]YZMw8 5Ff1x-lQ H;=++Dh 2j(]Bt: `6B jNV ~LufHbr 传动轴总体设计结构图: ,~^BoH} [|E|(@J $S_G:}tna 2pn8PQfg) (主动轴) xXn2M*g UKfpoDhEe DP<[Uz& 从动轴的载荷分析图: $9m>(b/;n . L'eVLQe 6. 校核轴的强度 )AoF-&,w 根据 R7j'XU == IolKe:'>@ 前已选轴材料为45钢,调质处理。 1Z| {3W 查表15-1得[]=60MP R<AT}!mkR 〈 [] 此轴合理安全 -&3mOn& (1 C#Y_La 8、校核轴的疲劳强度. ,s.{R ⑴. 判断危险截面 zb=L[2; 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. s%p,cz;
, ⑵. 截面Ⅶ左侧。 DgB]y6~KXl 抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 C0.bjFT| 抗扭系数 =0.2=0.2=25000 QXg9ah~ 截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 *&A/0]w 截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 3Sclr/t 截面上的弯曲应力 NP?hoqeKs lhRo+X#G 截面上的扭转应力 u/g4s (a == dB%q`7O 轴的材料为45钢。调质处理。 $yY\[C 由课本得: g9K7_T #W 1j":j %9M 因 Pe<}kS
m 4 经插入后得 bL9EX$P 2.0 =1.31 ;S_\-
]m&g 轴性系数为 ~D$?.,=l =0.85 Q@"mL
K=1+=1.82 *4oj '} K=1+(-1)=1.26 tP;^;nw 所以 XBF]|}% }'.k 综合系数为: K=2.8 vbT,!
cEm K=1.62 B^C!UWN>%X 碳钢的特性系数 取0.1 pz]T9ol~ 取0.05 c4AkH| 安全系数 f+o%N S=25.13 }jWZqIqj S13.71 mx:) &1 ≥S=1.5 所以它是安全的 ;[}<xw3): 截面Ⅳ右侧 a$K.Or} 抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 *4<Kz{NF `+>'18F 抗扭系数 =0.2=0.2=25000 `3KXWN`.s L
dyTB@ 截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 %/r}_V(UN +o94w^'^$b 截面Ⅳ上的扭矩为 =295 1tMs\e- 截面上的弯曲应力 v2tKk^6`(i 截面上的扭转应力 XKEd~2h<y ==K= ~ d!F|BH4 K= ("
,(@nS 所以 NrrnG]#p1 综合系数为: =5QP'Qt{O K=2.8 K=1.62 ci~pM<+
碳钢的特性系数 TDtS^(2A7K 取0.1 取0.05 6)B6c. 5o 安全系数 ^Cm9[1p
S=25.13 "\]NOA* S13.71 !qjIhZi ≥S=1.5 所以它是安全的 B]xZ
4Y -(Y( K!n 9.键的设计和计算 f4Yn=D=_ `J(im ①选择键联接的类型和尺寸 v|r=}`k= 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. wgeR%#DW 根据 d=55 d=65 L-}6}5[ 查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 _ 3l ci b=20 h=12 =50 ;>z.wol ~)k OOoH ②校和键联接的强度 WHM|kt 查表6-2得 []=110MP /I>o6 CI 工作长度 36-16=20 }{(dG7G+ 50-20=30 fA k]]PU ③键与轮毂键槽的接触高度 `qnNEJL, K=0.5 h=5 DnZkZ;E/ K=0.5 h=6 )zR(e>VX 由式(6-1)得: 0F495'*A <[] *C*'J7 <[] yG`J3++
S 两者都合适 /4}B}"`Sl= 取键标记为: TI9]v( 键2:16×36 A GB/T1096-1979 >4.K>U?0FC 键3:20×50 A GB/T1096-1979 dV( "g], 10、箱体结构的设计 ky^p\dMh 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, _8f?
H#& 大端盖分机体采用配合. :=iP_*# W8$ky[2R 1. 机体有足够的刚度 z~S(OM@olJ 在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 bAsoIra i`Tp +e@a> 2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 (rHS2SA\5 <h*r 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 #'@pL0dj 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 -
DO QQnpy.`:/ 3. 机体结构有良好的工艺性. =u5a'bp0;; 铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. o<Esh;;*nm ODbEL/ 4. 对附件设计 kTjx. A 视孔盖和窥视孔 r?w^#V 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 7H+IW4Ma B 油螺塞: /s'7[bSv 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。 TvbkvK C 油标: u?J!3ZEtb 油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 $ e<1 08)] 油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. .}wVM`81z NM`5hd{ D 通气孔: gyz#:z$p^ 由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. EU@
BNja E 盖螺钉: X#|B*t34 启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 *Va ;ra(V2 钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. >;$C@ F 位销: k"kGQk4 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. V+A9.KoI G 吊钩: vpS&w 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. .d JX,^ lhx"<kR4 减速器机体结构尺寸如下: "}ms| JZa^GW:YQh 名称 符号 计算公式 结果 :?2@qWaL 箱座壁厚 10 g[NmVY-o 箱盖壁厚 9 {Tps3{|wt 箱盖凸缘厚度 12 SWX[|sjdB 箱座凸缘厚度 15 $j+RUelFY 箱座底凸缘厚度 25 LXZ0up-B- 地脚螺钉直径 M24 [{i"Au] 地脚螺钉数目 查手册 6 ?F^$4: 轴承旁联接螺栓直径 M12 wb#ZRmx} 机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 AqdQiZ^9 轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 wNk 0F7Ck 视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 lR[]A 定位销直径 =(0.7~0.8) 8 /#lqv)s' ,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 8(6(,WwP} 22 B"@3Q av3 18 )g()b"Z
#> ,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 am'11a@* 16 z154lY}K 外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 .~nk'm 大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 ($h`Y;4 齿轮端面与内机壁距离 > 10 R/_bk7o]H 机盖,机座肋厚 9 8.5 ;*H@E(g 轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) (R9{wGV [ 150(3轴) ;ewqGDe'3 轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) DV8b<) 150(3轴) ty W5k(> |g$n-t 11. 润滑密封设计 c\J?J>xz ]g3RVA%\l 对于二级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度. )wt mc4' 油的深度为H+ l\HLlwYO H=30 =34 @X|Mguq5 所以H+=30+34=64 } xy>uT 其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 (}#8$ ) A"V($:>U 密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 '[Ue0r<jn 凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 dr[sSBTY" 密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 jDV;tEY#^ 大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 'o!{YLJ fM MR?5p8S#g 12.联轴器设计 AgBXB%). 1Z h4)6x 1.类型选择. `<"@&N^d 为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 9i=HZ\s3 2.载荷计算. &(Yv&jX 公称转矩:T=95509550333.5 G[bWjw86O 查课本,选取 vGX}zzto 所以转矩
js$L<^7 因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 ~OE1Sd:2 选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm S.I3m- -PG81F&K 四、设计小结 \Fs+H,S< 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。 Rs +), 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。 <73dXTZ0 五、参考资料目录 Nuebxd [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; }MiEbLduN [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; GBvgVX< [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; l9P=1TL [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; ;h-W&i7 [5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 S#:yl>2 [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; t|5T,YFG [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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