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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 /7C %m:  
                 LdyE*u_  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         x2+M0 }g  
                 #4!6pMW(&7  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) kYkck]|  
KQ.cd]6  
目   录 NjSjE_S2B8  
     jce2lXMm  
一    课程设计书                            2 |R(rb-v  
]j< & :_  
二    设计要求                              2 5@~5RNrq2  
2|LkCu)~,"  
三    设计步骤                              2 x[2eA!NC  
     [ ]=}0l<J  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 JP 8v2) p  
    2. 电动机的选择                                4 )X-TJ+d  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 /ee4 v!  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 JC4Z^/\.  
    5. 设计V带和带轮                              6 ^os|yRzV*M  
    6. 齿轮的设计                                  8 q.PXO3T  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 ,U'E!?=:VS  
    8. 键联接设计                                  26 GK:pt8=  
    9. 箱体结构的设计                              27 vjD||!g'  
    10.润滑密封设计                                30 r$-]NYPi  
    11.联轴器设计                                  30 z>W'Ra6  
     !6d`e"\K  
四    设计小结                              31 q=cH ^`<.  
五    参考资料                              32 h:'wtn@l(  
ca8.8uHY\  
一. 课程设计书 XJi^gT N  
设计课题: #[Vk#BIiv8  
    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 8BwJWxBQ  
表一: [7SR2^uf<j  
         题号 xGymQ|y84  
CT#N9  
参数    1     *7 >K"j  
运输带工作拉力(kN)    1.5     KmRxbf  
运输带工作速度(m/s)    1.1     00@y,V_]  
卷筒直径(mm)    200     \~'+TW  
W=T,hOyh<W  
二. 设计要求 qW:\6aEG  
1.减速器装配图一张(A1)。 qct:xviH<|  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 k/V:QdD Sb  
3.设计说明书一份。 ]Q0+1'yuK  
uSK<{UT~3  
三. 设计步骤 yTL<S'  
    1.  传动装置总体设计方案 _D?`'zN  
    2.  电动机的选择 n:[GK_  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 0CRk&_ht  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 4PAuEM/z  
    5.  “V”带轮的材料和结构 uPtS.j=  
    6.  齿轮的设计 Og~3eL[1%C  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计  6,;7iA]  
    8、校核轴的疲劳强度 DnW*q/=w  
    9.  键联接设计 Qape DU;  
    10.  箱体结构设计 @.h|T)Zyr  
    11. 润滑密封设计 lGtTZ cg  
    12. 联轴器设计 'w5g s}1D  
      MUd 9R  
1.传动装置总体设计方案: 'VTLp.~G~  
IQ"9#{o  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 ON<X1eU  
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, w*"h#^1z  
要求轴有较大的刚度。 Z6xM(*vg  
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。 /DBldL7yi  
其传动方案如下: )w++cC4/5  
        BTu_$5F  
图一:(传动装置总体设计图) 3fWL}]{<a  
VaRP+J}UA.  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 .IJgkP)!]  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 u$?t |Ll  
     传动装置的总效率 B#U:6Ty  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; -<tfbaA  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, Ki:.^  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, g x~fZOF_  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 Fb{kql=  
d=_Wgz,d  
  2.电动机的选择 \6U$kMGde  
S*-/#j  
    电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, `upxM0gc  
    经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, e2PM^1{_  
    则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 ;K9rE3  
     [10;Mg  
    综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, 5E!G  
     JxM[LvVi  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 ;<=B I!  
     !:^lTvYWZH  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 b];p/V# <  
                                                  b:w {7  
D,H v(6({  
方案    电动机型号    额定功率 b0_Ih6  
P .s !qf!{V`  
kw    电动机转速 C`0;  
    电动机重量 6X@$xe847[  
N    参考价格 `Mxi2Y{vp  
元    传动装置的传动比     S!;:7?mq  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     .oNs8._:  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     _#8OHG.x  
  AGdFJ>/  
   中心高 Dqw?3 KB  
        外型尺寸 8T#tB,<fFW  
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     nBA0LIb  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     +$F_7Hx  
J!GWP:b3  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 f2y:K6$'l*  
"/zIsn7  
(1)       总传动比 QIMoe'p  
    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 ?{O >&<~  
    (2)       分配传动装置传动比 ?U`~,oI0  
    =× 6HW8mXQh<h  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 /bd1Bi  
    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 +W6QtB6  
4.计算传动装置的运动和动力参数 j}CZ*  
(1) 各轴转速 rI E m  
  ==1440/2.3=626.09r/min MZ{gU>K+  
  ==626.09/5.96=105.05r/min tJQFhY  
(2) 各轴输入功率 -W:te7  
    =×=3.05×0.96=2.93kW f/Lyc=- ]  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW 7jZ=+2  
    则各轴的输出功率:   sr&hQ  
=×0.98=2.989kW azxGUS_i<  
=×0.98=2.929kW X. =%  
各轴输入转矩 ,/=Fm  
   =××  N·m d,_Ky#K5b  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· b5MCOW1+  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m x dT1jI  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m ;ss,x  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m K6=i\   
=×0.98=242.86N·m U '#Xwax  
运动和动力参数结果如下表 &C.{7ZNt  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     V4PV@{G  
    输入    输出    输入    输出         ;e>pu"#  
电动机轴        3.03        20.23    1440     Vk/!_)  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     \!erP!$x .  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     QD6in>+B@  
Y'YvVI  
5、“V”带轮的材料和结构 S<f]Y4A&  
  确定V带的截型 W]]@pbG"H\  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 ^11y8[[  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 K|q5s]4I  
      V带截型      由图6-13                        B型   pE<@  
   vCf{k  
  确定V带轮的直径 =peodj^  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm O]>FNsh!  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s KkIxtFM  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm :/c40:[  
   &X^ -|7~N  
  确定中心距及V带基准长度 < ] ~FX 25  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 f(^? PGO  
                          360<a<1030 [ p+]H?(A  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm Rd?8LLz  
     m+t<<5I[-  
  初定V带基准长度 J-6l<%962%  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm 5 (Lw-_y#  
       &DX&*Xq2  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm (Q_J{[F  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm 1%v!8$  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 ,eI2#6w|C  
   $Z{ap  
   确定V带的根数 3tO=   
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw >9Yo:b:f  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 vn]e`O>y  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 qT<OiIMj^  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 78=a^gRB  
         'F\@KE -d  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 X=8CZq4  
                             (R.l{(A  
                       取Z=2 "Je*70LG#  
V带齿轮各设计参数附表 !O`aaLc  
;;^OKrzWW  
各传动比 3Kx&+  
Y$vobi$  
    V带        齿轮     V<:)bG4;d  
    2.3        5.96     zS9HR1  
  d@$]/=%  
2. 各轴转速n >@g+%K]  
    (r/min)        (r/min)     ^\ N@qL  
    626.09        105.05     ,P%a0\  
;p/%)WW  
3. 各轴输入功率 P }{R?i,j(  
    (kw)        (kw)     mMNT.a  
    2.93       2.71     ^^9O9]  
n A<#A  
4. 各轴输入转矩 T gB3Tz(!  
    (kN·m)        (kN·m)     T{A_]2 G  
43.77        242.86     aUGRFK_6$  
W~!uSrY  
5. 带轮主要参数 0r=KY@D  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         #FZoi:'Q  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     CeZ+!-lG  
带的根数z     ujLz<5gKuO  
    160        368        708        2232        B        2     KW&vX%i(.  
(GeOD V?U  
6.齿轮的设计 0qCx.<"p8#  
qg`8f?  
(一)齿轮传动的设计计算 ^Fn~@'  
R0WI s:k2  
齿轮材料,热处理及精度 >" &&,~  
    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 `|rr<Tsy\  
    (1)       齿轮材料及热处理 g'%^-S ]  
       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 < Z>p1S  
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 -p-<mC@<&S  
      ② 齿轮精度 z#( `H6n:  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 [X\<C '<  
     URo#0fV4C  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 :L6,=#  
按齿面接触强度设计 U2DE zr  
q-3e^-S*  
确定各参数的值: &gr)U3w  
①试选=1.6 a(s% 3"*Q  
选取区域系数 Z=2.433   Ec/-f `8  
     aANzL  
    则 <5xlP:Cx  
    ②计算应力值环数 V6CRl&ZKO  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) OsGKlWM/  
    =1.4425×10h 4g "_E  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) hmG^l4B.T  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 ol7^T  
    ④齿轮的疲劳强度极限 |EjMpRNE  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: sT<XZLu  
    []==0.93×550=511.5 skeXsls  
Jg2*$gL;_  
    []==0.96×450=432         mC,:.d  
许用接触应力   l2S1?*  
         +vSp+X1E  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   rQ:+LVfXjA  
         =1 N+#lS7  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 'ZXd |WI  
    =4.47×10N.m Ltrw)H}  
    3.设计计算 =9;2(<A  
①小齿轮的分度圆直径d q Q/<\6Sl  
     6$y$ VeW  
    =46.42 "Ei' FM  
    ②计算圆周速度 sq;nUA=  
    1.52 @krh<T6|  
    ③计算齿宽b和模数 OV+|j  
计算齿宽b ,mY3oyu  
       b==46.42mm 7K`Z<v&*  
计算摸数m b&_u+g  
  初选螺旋角=14 : 6|nXL  
    = [Q:C\f]  
    ④计算齿宽与高之比 +)06*"I  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 !hc#il'g].  
=46.42/4.5 =10.32  ()`cW>[  
⑤计算纵向重合度 -n#fj;.2_  
=0.318=1.903 KM&bu='L^  
⑥计算载荷系数K :vWixgLg  
使用系数=1 Pg%k>~i  
根据,7级精度, 查课本得 D:DtP6  
动载系数K=1.07, Pgh)+>ON  
查课本K的计算公式: |-zefzD|  
K= +0.23×10×b 37U$9]  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 RGC DC*\  
查课本得: K=1.35 U_oei3QP  
查课本得: K==1.2 mgL{t"$c  
故载荷系数: hI}rW^o^  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 F*{1, gb  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 8;+dlWp  
    d=d=50.64 X6 SqOb\(a  
    ⑧计算模数 E!]d?t3b  
    = o7^u@*"F  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 .'Rz tBv  
    由弯曲强度的设计公式 +T*]!9%<`:  
    ≥ -D^.I  
U!D\Vd  
⑴   确定公式内各计算数值 _2p D  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m 'joE-{  
         确定齿数z $QC^hC  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 G W~ZmK  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 bQBYzvd  
    Δi=0.032%5%,允许 |*te69RX  
    ②      计算当量齿数 2y` :#e`x1  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  bG&vCH;}%  
    z=z/cos=144/ cos14=158 5lYzgt-oP  
    ③       初选齿宽系数 geJO#;  
     按对称布置,由表查得=1 N3SB-E+  
    ④       初选螺旋角 ^ygh[.e,  
    初定螺旋角 =14 gVU&Yl~/^  
    ⑤       载荷系数K @(I)]Ca%O  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 =!P  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y ZB5u\NpcW  
    查得: z>9gt  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 l>{+X )  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 yaWHGre  
      Zzea  
    ⑦       重合度系数Y eW.[M?,  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 }v$T1Cw  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 rwCjNky!  
=14.07609 a/s6|ri`0  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 r>.^4Z@  
    ⑧       螺旋角系数Y 6"PwOEt  
 轴向重合度 =1.675, HP G*o  
    Y=1-=0.82 +E8}5pDt  
     }\wTV*n`X  
    ⑨       计算大小齿轮的 6j5?&)xJ  
 安全系数由表查得S=1.25 QCVwslj,K  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 DY'1#$;  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 g4CdzN~  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 Yt#e[CYnu  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   n=tg{_9f%  
    小齿轮     大齿轮 +:m'a5Dm  
xGVL|/?8  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: N%" /mcO  
    K=0.86        K=0.93   ZW>?y$C+  
v.pj PBU1  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 (25v7 Y ]  
      []= 97~*Z|#<+  
      []= (U#9  
       Wzx Dnd<B  
       -YfpfNt  
        大齿轮的数值大.选用. 2%oo.?!R  
     53jtwklA  
⑵   设计计算 B}A7Usm  
     计算模数 L?~-<k  
({l!'>?  
Ow7}&\;^-  
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: wU= @,K  
Ne 9R u'B6  
z==24.57  取z=25 XkJzt  
>xa k  
那么z=5.96×25=149           i][af  
  S/l?wwD  
②   几何尺寸计算 BoMf#l.3B  
    计算中心距     a===147.2 JkMf+ !  
将中心距圆整为110 3[E)/~-  
Z-BPC|e  
按圆整后的中心距修正螺旋角 <u9U%V si  
wtL_c  
=arccos E%E3h1Ua  
k2S6 SB  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. *=O~TY<](  
3"OD"  
计算大.小齿轮的分度圆直径 ZZXQCP6]  
     h r!Htew4  
    d==42.4 (&x#VmDL  
]/y&5X  
d==252.5 ;2=H7dq  
8`/nk `;  
计算齿轮宽度 zFtRsa5 +  
I 8 \Ka=w  
B= aH1mW;,1u  
s)~6 0c  
圆整的       BEv>?T 0  
l'2a?1/q  
                                            大齿轮如上图: YLfZ;W|6u  
k^IC"p Uc  
7TC=$y ,  
O)tZ`X;  
7.传动轴承和传动轴的设计 ^|(w)Sy  
>|[74#}7  
1.  传动轴承的设计 JRC+>'}Xj  
ttwfWfX  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 i-b++R/WN  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min <R.5 Ma  
T1=43.77kn.m 6J|Y+Y$  
⑵.  求作用在齿轮上的力 P*# H]Pv  
    已知小齿轮的分度圆直径为 lF\oEMd*  
        d1=42.4 cI O7RD$8  
而  F= ]tVU$9D   
     F= F dfDz/sD*  
P>dMET  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N 'j)xryw  
IR+dGqIjZb  
I]]3=?Y  
FX FTf2*T  
⑶.   初步确定轴的最小直径 5Z7<X2  
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 wPn#>\/L  
ov=[g l  
24)3^1P\V  
             ?dukK3u  
     从动轴的设计 @}K'Ic  
       -|MeC  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, K.Tfu"6  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M ;R E|9GR  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 4dXuy>Km  
    已知大齿轮的分度圆直径为 1}C|Javkn  
        d2=252.5 af61!?K  
而  F= ?=B$-)/  
     F= F :t6 w+h  
2NLD7A  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N m ?a&XZ  
t%e}'?#^  
vs/.'yD/C  
)QGj\2I  
⑶.   初步确定轴的最小直径 Lt+ Cm$3  
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 uoYG@L2  
yVvO!  
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 |hjm^{!TpW  
查表,选取 y]B?{m``6  
+ RX{  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 [V~(7U  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 8,pnm  
Fu0 dYN  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 sv0) sL  
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与  。 Kv'2^B  
`H6-g=C  
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. Cpu L[|51  
\WG6\Zg0A  
            D        B                轴承代号     r#^/qs(~  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     3~~KtH=  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     <(dHh9$~  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     GsG.9nd  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     Z,%^BAJ  
D<5;4Mb  
     5F{NPKa Q  
v1Tla]d  
     0Ym+10g  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 `LU[+F8<  
    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, B#Cb`b"  
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.     fmf3Hp@  
FS7 _ldD  
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. f 4CS  
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, U|QLc   
高速齿轮轮毂长L=50,则 j+He8w-4  
8"L#5MO t  
L=16+16+16+8+8=64 hI.@!$~=  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. e^)+bmh  
InnjZ>$  
5.    求轴上的载荷   +eSNwR=  
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, 5+*MqO>  
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. ;i*<HNQ  
h.PVRAwk  
b^[Ab:`}[V  
n qSjP5  
2Wwzcvs@  
@X@?jj&  
F !DDlYUz.  
NUBf>~_}  
HriY-=ji>a  
     h"Qp e'D}  
mw2/jA7  
传动轴总体设计结构图: hTZ&  
     jFbj)!;  
                             <d89eV+  
Fk(nf9M%  
                             (主动轴) :.8@ xVH  
4D+S\S0bk  
"Sm'TZx  
        从动轴的载荷分析图: 8S*3W3HY  
cu{c:z~  
6.     校核轴的强度 rCt8Q&mzf  
根据 ZfMDyS$.  
== c>I(6$  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 M)sM G C  
查表15-1得[]=60MP 9e5XS\  
〈 []    此轴合理安全 \ZN>7?Vs  
.nDB{@#  
8、校核轴的疲劳强度. <'WS -P%U  
⑴.   判断危险截面 vmEbk/Vy  
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. yW3!V-iA  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 ?|4Y(0N  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 -rg >y!L  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 :wWPEhK  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 dsJMhB_41U  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 p;#@#>h  
截面上的弯曲应力 MTI[Mez  
vwF#;jj\  
截面上的扭转应力 K qK?w*Qw  
== ]#$l"ss,  
轴的材料为45钢。调质处理。 f/"? (7F  
由课本得: % YgGw:wZ  
           a-[:RJW  
因             ;og[ q  
经插入后得 hIBW$  
2.0         =1.31 LDX>S*cL  
轴性系数为 {"rYlN7,  
       =0.85 :8( "n1^  
K=1+=1.82 {HF,F=W  
    K=1+(-1)=1.26 ]lQLA IQ  
所以               { $ a $m  
h7?uM^p  
综合系数为:    K=2.8 ^9_4#Ep(  
K=1.62 vZ6_/ew8  
碳钢的特性系数        取0.1 Z [[AmxE'l  
   取0.05 $3yzB9\a"  
安全系数 &];:uYmMU  
S=25.13 (~k{aO  
S13.71 `8x.Mv  
≥S=1.5    所以它是安全的 @#u'z ~a)  
截面Ⅳ右侧 ,ma4bqRMc  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 K>a@AXC  
&$H7vdWNy  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 a ]b%v9  
A#;TY:D2  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 $!LL  
ta  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 zWA~0l.2  
截面上的弯曲应力   PI-o)U$Ehv  
截面上的扭转应力 sKCfI]  
==K= ]y kMh  
    K= ABG>W>H-S  
所以                 R? Ys%~5  
综合系数为: (_ TKDx_  
K=2.8    K=1.62 o[Gp*o\  
碳钢的特性系数 5f}GV0=n  
    取0.1       取0.05 c{(4s6D  
安全系数  26[.te9  
S=25.13 LX%UkfA9  
S13.71 P`$Y73L  
≥S=1.5    所以它是安全的 -~+Y0\%E  
>Y)FoHa+/  
9.键的设计和计算 1RU+d.&D  
^Mc zumG[  
①选择键联接的类型和尺寸 =5 kTzH.  
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. k62KZ5| D  
根据    d=55    d=65 <c!I\y  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 vVfIe5+OP  
                     b=20     h=12     =50 -<Oy5N  
n38l!m(.  
②校和键联接的强度 y%Wbm&h  
  查表6-2得      []=110MP ^v+7IFn  
工作长度  36-16=20 ~i5t1  
    50-20=30 O_^X:0}  
③键与轮毂键槽的接触高度 >XU93 )CX  
     K=0.5 h=5 p+.{"%  
    K=0.5 h=6 dk@j!-q^  
    由式(6-1)得: y&(R1Y75  
           <[] 6v(;dolBIw  
           <[] JANP_b:t  
    两者都合适 O8<@+xlX  
    取键标记为: ~'u %66  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 -guVl 4 V  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 yS"; q  
10、箱体结构的设计 ^BN?iXQhN  
减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, tLc~]G*\`s  
大端盖分机体采用配合. }DzN-g<K  
wPRs.(]_  
1.   机体有足够的刚度 \?K>~{)  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 cuUlr  
=7P(T`j  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 `7o(CcF6H  
PTf.(B"z  
因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H为40mm K4|{[YpPB  
为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 ,].S~6IM  
+jrMvk"  
3.   机体结构有良好的工艺性. 'X]m y  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. qE)G;Y<,1  
6u-aV  
4.   对附件设计 f^D4aEU  
A  视孔盖和窥视孔 6H:'_|G  
在机盖顶部开有窥视孔,能看到 传动零件齿合区的位置,并有足够的空间,以便于能伸入进行操作,窥视孔有盖板,机体上开窥视孔与凸缘一块,有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封,盖板用铸铁制成,用M6紧固 ?D]qw4J  
B  油螺塞: lBcRt)_O7  
放油孔位于油池最底处,并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔处的机体外壁应凸起一块,由机械加工成螺塞头部的支承面,并加封油圈加以密封。 )WR*8659e  
C  油标: TkjPa};R  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 B_uAa5'  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. ?[~)D}] j  
Mz:t[rfs  
D  通气孔: Ymr\8CG/  
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. ;DN:AgXP  
E  盖螺钉: :1(UC}v  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 iT}L9\  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. qW(_0<E  
F  位销: VjhwafYC  
为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度,在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销,以提高定位精度. V9r58hbVT  
G  吊钩: 8QaF(?  
在机盖上直接铸出吊钩和吊环,用以起吊或搬运较重的物体. u9~RD  
z6 A`/ jF}  
减速器机体结构尺寸如下: Ze>Pg.k+  
YTo^Q&  
名称    符号    计算公式    结果     @Tl!A1y?  
箱座壁厚                10     JJn+H&[B  
箱盖壁厚                9     q=|0lZ$`V_  
箱盖凸缘厚度                12     Me|+)}'p5h  
箱座凸缘厚度                15     ~!G&K`u  
箱座底凸缘厚度                25     /qalj\ud  
地脚螺钉直径                M24     VtJy0OGcRP  
地脚螺钉数目        查手册        6     JHCV7$RS  
轴承旁联接螺栓直径                M12     I-`qo7dQ_S  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     {Q@pF  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     5NECb4FG  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     K`d3p{M  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     =P"Sm r  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 05>xQx?"m4  
    22 ^"?b!=n!  
    18     J@I-tS  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 iTq~ ^9G  
    16     NXyuv7%5=  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     D@yuldx'/  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     Q, !b  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     Gr a(DGX  
机盖,机座肋厚                9    8.5     ^"Nsb&  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) V^^nJs tV  
150(3轴)     LpJ_HU7@lk  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) Mi5"XQ>/  
150(3轴)     h c9? z}  
     P!JRIw  
11. 润滑密封设计 i%R2#F7I  
BkTGH.4G%  
    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. bC mhlSNi  
    油的深度为H+ G2x5%`   
         H=30  =34 \I4*|6kA  
所以H+=30+34=64 # Y*cLN`Y7  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 @e/40l|X  
     ;7]Q'N  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 R{"7q:-  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     $]05?JY#  
    密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 5_mb+A n,  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 q&-A}]  
     z Dk^^'  
12.联轴器设计 \q8D7/q  
-;?5<>zZ  
1.类型选择. t7%!~s=,M  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 L|3wG Y9E  
2.载荷计算. 8'2lc  
公称转矩:T=95509550333.5 3ppY@_1  
查课本,选取 O_p:`h:;M  
所以转矩   `aS9 o]t  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 \c! LC4pE  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm ,cvLvN8  
_faI*OY8  
四、设计小结 SRN:!-  
    经过两周紧张的课程设计,终于体会到了什么叫设计。原来设计并非自己想的那么简单、随便,比如说,设计减速器时,里面的每一个零件几乎都有其国家标准,我们设计时必需得按标准进行设计,最后才能符合要求。我觉得从事设计工作的人一定得要有很好的耐性,并且要有足够的细心,因为设计过程中我们要对数据不断的计算,对图形不断的修改,这需要耐心。因此,我觉得我们有必要从现在就开始培养这样一种耐心的工作态度,细心的工作作风,以便以后更快的进入到工作中,避免不必要的错误。 "$Wi SR  
    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。 p,=:Ff}~  
五、参考资料目录 !8|]R  
[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; ~[i,f0O,  
[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; <N%8"o  
[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; GLe(?\Ug=  
[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;  pPm9v_G  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 *XmOWV2Y_  
[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; =#i#IF42?  
[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? v&U'%1|  
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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