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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 7LCp7$Cp  
                 DG[%Nhle  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         zN~6HZ_:^  
                 uP@\#/4u  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) S&(^<gwl  
}T.?c9l X  
目   录 :!Ig- +W  
     _M t Qi  
一    课程设计书                            2 ,*Z.  
hoQ7).>  
二    设计要求                              2 {G3i0 r  
B=X,7  
三    设计步骤                              2 zl%>`k!>  
     Tycq1i^  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 syPWs57pH  
    2. 电动机的选择                                4 < g|Z}Y  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 U# JIs  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 z0bJ?~w,  
    5. 设计V带和带轮                              6 +f NvNbtA  
    6. 齿轮的设计                                  8 > cN~U3  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 *7$P]  
    8. 键联接设计                                  26 tX%`#hb?s  
    9. 箱体结构的设计                              27 P0Z! ?`e=M  
    10.润滑密封设计                                30 LL*mgTQ  
    11.联轴器设计                                  30 r$(~j^<s  
     Hkd^-=]]no  
四    设计小结                              31 hhI)' $  
五    参考资料                              32 {9LWUCpsf  
jS<_ )  
一. 课程设计书 ]zfG~^.  
设计课题: Sw[{JB;y,  
    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 k2 Q qZxm!  
表一: $` VFdAe  
         题号 9GLb"6+PK  
EME.h&A\G`  
参数    1     Anm=*;*M`  
运输带工作拉力(kN)    1.5     mXzrEI  
运输带工作速度(m/s)    1.1     W# US#<9Y  
卷筒直径(mm)    200     )|bC^{kH!l  
z=7|{G  
二. 设计要求 sOU_j:A80;  
1.减速器装配图一张(A1)。 &M />tE Z)  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 >~nF=   
3.设计说明书一份。 g I]GUD-  
>vbY<HGt  
三. 设计步骤 \ I`p|&vG  
    1.  传动装置总体设计方案 Q{g;J`Z)p  
    2.  电动机的选择 h"+ `13  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 3AcD,,M>>  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 BX+.0M  
    5.  “V”带轮的材料和结构 ?.=}pAub  
    6.  齿轮的设计 &>g'$a<[  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 dt}_D={Be  
    8、校核轴的疲劳强度 -O!/Jv"{,[  
    9.  键联接设计 a2 +~;{?g  
    10.  箱体结构设计 t2HJsMX  
    11. 润滑密封设计 Dnf*7)X  
    12. 联轴器设计 eLD|A=X?  
     5Por "&%  
1.传动装置总体设计方案: a>O9pX  
N_pUv   
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 Ev"|FTI/  
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, nC1zzFFJ  
要求轴有较大的刚度。 vmTs9"ujF,  
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。 yp.[HMRD  
其传动方案如下: mEyK1h1G @  
        LUX*P7*B  
图一:(传动装置总体设计图) 2 {Vcb  
*Lqg=9kzr  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 uw(NG.4  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 $Fkaa<9;P  
     传动装置的总效率 (6l+lru[  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; j^tW Iz  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, 2 dp>Z",  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, uc7Eq45  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 9^FziM  
ZK;zm  
  2.电动机的选择 Q6gt+FKU9  
CI U1R;  
    电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, [u}(57DS  
    经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, m %;D  
    则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 W14F  
     *Xo]-cKL0  
    综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, tZ`Ts}\e  
     c~QS9)=E  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 0:0NXVYs&  
     css64WX^0c  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 ;9o;r)9~  
                                                  !`1'2BC  
3pf[M{dG  
方案    电动机型号    额定功率 fXI:Y8T  
P Q+4tIrd+  
kw    电动机转速 _Z5Mw+=19  
    电动机重量 !q"W{P  
N    参考价格 WE]e m >  
元    传动装置的传动比     KL$bqgc(p3  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     Y!iZW  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     }_=eT]  
  <)+y=m\eJ  
   中心高 T91moRv  
        外型尺寸 s .Wdxh  
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     V%$/#sza  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     pym!U@$t  
4DZ-bt'  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 ]smkTo/  
uqz]J$  
(1)       总传动比 ^B8b%'\  
    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 c'/l,k  
    (2)       分配传动装置传动比  N?Lb  
    =× )95f*wte  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 Y0eE-5F,  
    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  V#VN %{  
4.计算传动装置的运动和动力参数 rE@T79"  
(1) 各轴转速 MSf;ZB  
  ==1440/2.3=626.09r/min 9z6XF]A  
  ==626.09/5.96=105.05r/min {s.=)0V  
(2) 各轴输入功率 z5ij(RE]  
    =×=3.05×0.96=2.93kW l;o1 d-n]  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW %iV^S !e  
    则各轴的输出功率:   II6CHjW`;  
=×0.98=2.989kW A}eOFu`  
=×0.98=2.929kW 95el'K[R  
各轴输入转矩 I? ,>DHUX  
   =××  N·m Lemui)  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· M4as  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m  w@,zFV  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m E>l~-PaZY  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m 98^V4maR:  
=×0.98=242.86N·m 13taFV dU  
运动和动力参数结果如下表 v:H$<~)E|  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     #%DE;  
    输入    输出    输入    输出         x.-+[l[1 !  
电动机轴        3.03        20.23    1440     (o`{uj{!  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     g+z1  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     AK@9?_D  
SL5Ai/X0N  
5、“V”带轮的材料和结构 | Bi!  
  确定V带的截型 &jmRA';sK  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 O%bEB g  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 gEjdN.  
      V带截型      由图6-13                        B型 #ep`nf0x  
   ~@}Bi@*  
  确定V带轮的直径 nr<4M0tIp  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm M3.do^ss  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s u?C#4  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm 8i2n;LAz  
   4 r45i:  
  确定中心距及V带基准长度 q<M2,YrbAI  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 hIT+gnhh  
                          360<a<1030 s7F.sg  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm $&=S#_HQS  
     Hm*/C4B`  
  初定V带基准长度 uA< n  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm Hl,W=2N  
       W)bLSL]`E  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm ?32&]iM oW  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm 7<*yS310  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 [@.!~E)P  
   j:v@pzTD  
   确定V带的根数 +L;e^#>d  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw |!4K!_y  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 +{oG|r3L  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 z:wutqru  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 ,5h)x"s  
         #pnI\  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 ,0!}7;j_c  
                             lN Yt`xp  
                       取Z=2 %xI p5h]  
V带齿轮各设计参数附表 $| @ (  
:/nj@X6  
各传动比 "]} bFO7C  
Iy&!<r7:]0  
    V带        齿轮     fumm<:<CLO  
    2.3        5.96     1n;0?MIZ  
  J| w>a  
2. 各轴转速n Yo6*C  
    (r/min)        (r/min)     GBPo8L"9  
    626.09        105.05     RMdk:YvBg  
asppRL||  
3. 各轴输入功率 P v bZ}Z3f_  
    (kw)        (kw)     X aMJDa|M  
    2.93       2.71     s{ *[]!  
]>5/PD,wWy  
4. 各轴输入转矩 T f6&iy$@   
    (kN·m)        (kN·m)     W*2BT z  
43.77        242.86     u7>],<  
ig/xv  
5. 带轮主要参数 m;GCc8  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         k%WTJbuG<)  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     I&x=;   
带的根数z     [1Qo#w1  
    160        368        708        2232        B        2     inMA:x}cF1  
SE1=>S%p  
6.齿轮的设计 qm/22:&v5  
k_rt&}e+Gi  
(一)齿轮传动的设计计算 |ATvS2  
D2Kp|F;  
齿轮材料,热处理及精度 g}1B;zGf  
    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 ,l\- xSM  
    (1)       齿轮材料及热处理 G[uK-U  
       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 &]|?o_p3W  
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 #lL^?|M  
      ② 齿轮精度 8;RUf~q?  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 3YOq2pW72G  
     TrEu'yxy8*  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 C)ERUH2i  
按齿面接触强度设计 }C"%p8=HM  
I-]?"Q7Jz  
确定各参数的值: dO! kk"qn  
①试选=1.6 ZbW17@b  
选取区域系数 Z=2.433   6]WAUK%h  
     f@wquG'  
    则 B" 1c  
    ②计算应力值环数 SJn;{X>)q  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) /T0F"e)Ci  
    =1.4425×10h IL#"~D?  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) 6*78cg Io  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 2*;~S4 4  
    ④齿轮的疲劳强度极限 HdUQCugxx:  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: gwuI-d^  
    []==0.93×550=511.5 q376m-+  
5H<m$K4z  
    []==0.96×450=432         hd%F nykq  
许用接触应力   -P$PAg5"2  
         @<hb6bo,N  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   N2^=E1|_  
         =1 'T*&'RQr  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 _7Ju  
    =4.47×10N.m /L g)i\R;  
    3.设计计算 S6Q  
①小齿轮的分度圆直径d q$d>(vb q  
     JzQ_{J`k  
    =46.42 xX&+WR  
    ②计算圆周速度 'urafE4M  
    1.52 |.: q  
    ③计算齿宽b和模数 ]vUwG--*  
计算齿宽b M6 "PX *K  
       b==46.42mm Y8~"vuIE5  
计算摸数m *SJ_z(CZm  
  初选螺旋角=14 G" qv z{*  
    = C_}]`[  
    ④计算齿宽与高之比 KxJ!,F{>H  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 Uiw2oi&_  
=46.42/4.5 =10.32 K<3A1'_  
⑤计算纵向重合度 ( Y[Q,  
=0.318=1.903 O3,jg |,  
⑥计算载荷系数K U)o-8OEZ9  
使用系数=1 hn G Z=  
根据,7级精度, 查课本得  ~^:A{/  
动载系数K=1.07, gD @){Ip  
查课本K的计算公式: ZPLm]I\]  
K= +0.23×10×b oWT3apGO  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 IVY]EkEG~  
查课本得: K=1.35 Qz1E 2yJ  
查课本得: K==1.2 ,]F,Uu_H7  
故载荷系数: 0 1rK8jX  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 6xx ?A>:  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 \;B iq`  
    d=d=50.64 /hR&8 `\\  
    ⑧计算模数 >y7?-*0  
    = k(nW#*N_  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 Tx# Mn~xD  
    由弯曲强度的设计公式 GR_-9}jQP  
    ≥  +SU8 +w  
b{&)6M)zo  
⑴   确定公式内各计算数值 x=P\qjSa  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m P/eeC"  
         确定齿数z zY{A'<\O  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 zR:L! S  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 EI%89i`3^  
    Δi=0.032%5%,允许 rglXs  
    ②      计算当量齿数 .uZ3odMlx  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  }o(-=lF  
    z=z/cos=144/ cos14=158 mO7]9 p  
    ③       初选齿宽系数 Q Z  
     按对称布置,由表查得=1 j</: WRA`]  
    ④       初选螺旋角 r q].UCj  
    初定螺旋角 =14 83_h J  
    ⑤       载荷系数K Xl#ggub?  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 aB&&YlR=n<  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y *] ) `z8Ox  
    查得: K+3=tk]W9u  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 G5 WVr$  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 uw_Y\F-$  
     ^jZbo {  
    ⑦       重合度系数Y yNBfUj -L  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 "<1{9  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 VlsnL8DV  
=14.07609 #q=Efn'  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 Wd:uV  
    ⑧       螺旋角系数Y *.t 7G  
 轴向重合度 =1.675, u&7[n_  
    Y=1-=0.82 q>+k@>bk @  
     }S-O& Z  
    ⑨       计算大小齿轮的 sDlO#  
 安全系数由表查得S=1.25 YU'E@t5  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天  ZBp/sm  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 hRhe& ,v  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 7Ak6,BuI%  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   n{mfn *r.  
    小齿轮     大齿轮 gjDHo$  
0aB;p7~&  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: eD6fpe\(  
    K=0.86        K=0.93   0 M[EEw3  
!%c\N8<>GD  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 -FaJ^CN~  
      []= 2c*GuF9(0  
      []= E:nF$#<'N  
       lt8|9"9<  
       4|DWOQ':  
        大齿轮的数值大.选用. k5pN  
     YIYmiv5  
⑵   设计计算 UP,c|  
     计算模数 DB}eA N/  
u'BaKWPS  
vXje^>_6  
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: U>N1Od4vTO  
CLRdm ^B  
z==24.57  取z=25 0@oJFJrO  
ISvpQ 3{)s  
那么z=5.96×25=149           fNFY$:4X  
  /k3:']G,s  
②   几何尺寸计算 g}c~:p  
    计算中心距     a===147.2 .?$gpM?i  
将中心距圆整为110 (9dl(QSd  
H/M@t\$Dc  
按圆整后的中心距修正螺旋角 ew4U)2J+  
H4+i.*T#  
=arccos 6=Otq=WH  
S)@j6(HC4  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. C,4e"yynb  
3^yK!-Wp(  
计算大.小齿轮的分度圆直径 c]!V'#U  
     N;`n@9BF  
    d==42.4 TM%%O :3  
w``U=sfmV  
d==252.5 ]D\D~!R  
Zj'9rXhrM1  
计算齿轮宽度 sFRQe]zCcP  
yJIscwF  
B= #%O0[kd  
EfT=?  
圆整的       dSHDWu&  
5Gm_\kd  
                                            大齿轮如上图: 1?l1:}^L  
pMM8-R'W-  
'LDQgC*%  
,I;> aE<#  
7.传动轴承和传动轴的设计 A,!-{/wc  
G' 1'/  
1.  传动轴承的设计 _lq`a\7e  
cFXp  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 xskz) kk  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min MF'JeM;H  
T1=43.77kn.m N?8!3&TiV  
⑵.  求作用在齿轮上的力 #GFr`o0$^  
    已知小齿轮的分度圆直径为 iWR)ke  
        d1=42.4 #KvlYZ+1  
而  F= r<$y= B  
     F= F gjlx~.0d  
1|=A*T-<M  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N 1|:KQl2q  
 Nz-&MS  
'Pbr v  
:k#HW6p  
⑶.   初步确定轴的最小直径 2~[juWbz  
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 kq-) ^,{y  
\w8\1~#  
N2o7%gJw  
             #\ErY3k6&  
     从动轴的设计 nJ;.Td  
       @ N m@]q  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, }6ldjCT/,  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M lEBLZ}}\  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 N$tGQ@  
    已知大齿轮的分度圆直径为 5mR 1@  
        d2=252.5 ia? c0xL  
而  F= 2fS:- 8N  
     F= F h2QmQ>y"  
fN2lLn9/u  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N G!yP w:X  
cz$2R  
7j{?aza  
w!XD/j N  
⑶.   初步确定轴的最小直径 St^5Byd<  
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 ugBCBr  
 0+8e,  
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 }QmqoCAE~m  
查表,选取 r mOj  
;FEqe 49  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 z@j8lv2j1  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 [N'h%1]\  
O".=r}  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 qxj(p o  
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与  。 uw8f ~:LT  
p K$`$H  
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. v` r:=K  
w2'5#`m  
            D        B                轴承代号     #LNED)Vg  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     Z30A{6}  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     *K; ~!P  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     Qg/rRiV  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC      AOx[  
w2J<WC+_<  
     8b=_Y;  
##ANrG l  
     Q59W#e)  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 _ x*3PE  
    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, FiU#T.`9'  
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.     #A.@i+Zv  
M3Kfd  
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. %|4UsWZ  
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, WF"k[2  
高速齿轮轮毂长L=50,则 e';_Y>WQy  
hv+zGID7  
L=16+16+16+8+8=64 -F>jIgeC2v  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. !!y a  
=R\]=cRbg  
5.    求轴上的载荷   DTs;{c  
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, c`Wa^(  
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. w*Ihk)  
tMe~vq[  
H)&R=s  
. ]M"# \  
p 4)Q&k!  
-']56o_sQ/  
0BsYavCR  
 S[QrS 7  
cj@koA'  
     H[|~/0?K  
$ulOp;~A%  
传动轴总体设计结构图: /7LR;>Bj  
     J^/p(  
                             U ;I9 bK8  
^}C\zW  
                             (主动轴) eiOW#_"\  
@|)Z"m7  
H:\k}*w  
        从动轴的载荷分析图: Ct|A:/z(  
4/)k)gLI  
6.     校核轴的强度 J-4:H gx  
根据 jq-_4}w?C  
==  LIdF 0  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 |Ds=)S" K  
查表15-1得[]=60MP ,2)6s\]/b  
〈 []    此轴合理安全 I O> yIU[  
c"xK`%e  
8、校核轴的疲劳强度. q,6DEz  
⑴.   判断危险截面 D3A/l  
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. 8i,K~Bu=  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 U%<Inb}ad  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 |)G<,FJQE_  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 _tXlF;  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 w*MpX U<  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 G#1GXFDO{  
截面上的弯曲应力 s9d_GhT%-  
?'je)F  
截面上的扭转应力 IIqUZJ  
== abEmRJTmW  
轴的材料为45钢。调质处理。 1i ] ^{;]  
由课本得: TOAAQ  
           ;UP$yM;  
因             snikn&  
经插入后得 Ic4H#w  
2.0         =1.31 m#F`] {  
轴性系数为 8JD,u  
       =0.85 {}Za_(Y,]  
K=1+=1.82 YnP5i#"  
    K=1+(-1)=1.26 A+)`ZTuO  
所以               jNy.Y8E&  
a@*\o+Su  
综合系数为:    K=2.8 .GcKa024  
K=1.62 "wHFN>5B  
碳钢的特性系数        取0.1 @OHm#`~  
   取0.05 {qMIGwu  
安全系数 1!gbTeVlY  
S=25.13 +d;bjo 2  
S13.71 IaXeRq?<  
≥S=1.5    所以它是安全的 C>w|a  
截面Ⅳ右侧 &8 x-o,  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 E@3aI Axh  
eGHaY4|  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 "-J -k=  
i7>tU=  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 IN G@B#Cl  
puM3g|n@  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 :08,JL{  
截面上的弯曲应力   t`mV\)fa  
截面上的扭转应力 "FKOaQ%IH  
==K= #YOA`m,'  
    K= Z)aUt Srf  
所以                 z]9MM 2+  
综合系数为: $p?aVO  
K=2.8    K=1.62 ZJ[ ??=Gz  
碳钢的特性系数 :Z z '1C  
    取0.1       取0.05 `$C n~dT  
安全系数 Z/;aT -N  
S=25.13 }U9G    
S13.71 ox (%5c)b|  
≥S=1.5    所以它是安全的 {jX2}  
J6aef ^>  
9.键的设计和计算 N' `A?&2ru  
)%@J=&G8TT  
①选择键联接的类型和尺寸 Hg$lXtn]  
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. eHDN\QA 2  
根据    d=55    d=65 NPe%F+X  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 `^Em&6!!  
                     b=20     h=12     =50 l2P=R)@{  
YV anW  
②校和键联接的强度 =>af@C.2  
  查表6-2得      []=110MP  1HZO9cXJ  
工作长度  36-16=20 ;VO:ph4Aj  
    50-20=30 %Qdn  
③键与轮毂键槽的接触高度 .UY^oR=b{  
     K=0.5 h=5 nK%LRcAs  
    K=0.5 h=6 <?4V  
    由式(6-1)得: ah+iZ}E%  
           <[] BKjS ,2C  
           <[] ^RtIh-Z.9  
    两者都合适 r #cGop]  
    取键标记为: d,n 'n  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 Y#P%6Fy  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 g~A`N=r;h  
10、箱体结构的设计 (jl D+Y_  
减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, @'!SN\?W8  
大端盖分机体采用配合. I75DUJqy]  
Hn+~5@.  
1.   机体有足够的刚度 76h ,]xi  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 oHn Ky[1  
>_"an~Ss  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 orMwAV  
'Xq| Kf (  
因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H为40mm V/I<g  
为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 ;P%1j|7  
{:$>t~=D  
3.   机体结构有良好的工艺性. PKg@[<g43  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. sZ/v^ xk  
&H/'rd0M  
4.   对附件设计 .Od !0(0  
A  视孔盖和窥视孔 T&u5ki4NE  
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 4-H+vNG{%  
B  油螺塞: Fgh_9S9J  
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。 \B,@`dw  
C  油标: 0Y{yKL  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 9c,'k#k  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. MH9q ;?.J  
JL}_72gs  
D  通气孔: +V046goX W  
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. d K3*;  
E  盖螺钉: 9u}Hmb  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 !1 H# 6  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. W^LY'ypT  
F  位销: Tc`=f'pP)4  
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. EF}\brD1  
G  吊钩: O$j7i:G'5  
在机盖上直接铸出吊钩和吊环,用以起吊或搬运较重的物体. RF4vtQC=  
CiLg]va   
减速器机体结构尺寸如下: x vl#w  
mtp+rr  
名称    符号    计算公式    结果     =O_4|7Zl  
箱座壁厚                10     }1i`6`y1  
箱盖壁厚                9     e+ BQww  
箱盖凸缘厚度                12     {|_M # w~&  
箱座凸缘厚度                15     ?2{Gn-{  
箱座底凸缘厚度                25     V0.vQ/  
地脚螺钉直径                M24     ?5|>@>  
地脚螺钉数目        查手册        6     suiS&$-E  
轴承旁联接螺栓直径                M12     oiT[de\S  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     # 0Q]dO  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     6@ IXqKz  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     K;Uvb(m{&  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     >xYpNtEs  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 FvXZ<(A{  
    22 l2rd9 -T  
    18     JNYFD8J~  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 g:D>.lKd  
    16     a85$K$b>  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     (\hx` Yh=>  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     1;r|g)VM  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     5Y'qaIFR  
机盖,机座肋厚                9    8.5     aweV#j(y  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) 2 %@4]  
150(3轴)     #TX/aKr:  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) Cc' 37~6~P  
150(3轴)     fg!__Rdi  
     ith 3 =`3  
11. 润滑密封设计 K'Tm_"[u  
mPN@{.(j  
    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. RJ ||}5  
    油的深度为H+ O-~ 7b(Z  
         H=30  =34 K>r,(zgVc  
所以H+=30+34=64 <+Dn8  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 l7259Ro~  
     +N9X/QFKV  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 EQyC1j  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     AOWmzu{zw  
    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 % X+:o]T  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 eJVjuG  
     qL&[K>2z  
12.联轴器设计 _8riUt  
H*QIB_  
1.类型选择. O=&0H|B  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 U;V7 u/{  
2.载荷计算. ,o{9$H5{  
公称转矩:T=95509550333.5 S)k*?dQ##R  
查课本,选取 ] =xE  
所以转矩   3yY}04[9<  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 goRL1L,5  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm BNl5!X^{  
tl4V7!U@^z  
四、设计小结 1onM j  
    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。 -MO#]K3<  
    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。 :q7Wy&ow  
五、参考资料目录 ARVf[BAJ-*  
[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; 5C*Pd Wpl  
[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; yAs> {6%-  
[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; YTpSHpf@  
[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; RtP2]O(F  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 *@r/5pM2}  
[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; Ar|0b}=)>  
[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? UWJ8amA  
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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