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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 Irc(5rD7   
                 {vhP'!a6W  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         t@;r~S b  
                 NT0im%  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) *y0=sG1+D  
KLBX2H2^0  
目   录 NQmdEsK  
     T2dv!}7p  
一    课程设计书                            2 @2`$ XWD  
(a9>gLI0  
二    设计要求                              2 2.2G79 U,  
n/6qc3\5i  
三    设计步骤                              2 r$cq2pkX  
     @}<b42  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 ?'IY0^  
    2. 电动机的选择                                4 Q H 57[Yg  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 fEB&)mM  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 Ncr*F^J4  
    5. 设计V带和带轮                              6 ,+>JQ82  
    6. 齿轮的设计                                  8 p.|M:C\xL  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 ?/1Eu47  
    8. 键联接设计                                  26 v,d bto0  
    9. 箱体结构的设计                              27 UOa n  
    10.润滑密封设计                                30 rizWaw5E!8  
    11.联轴器设计                                  30 'JRYf;9c  
     o()No_.8H  
四    设计小结                              31 VsQ~Y,7  
五    参考资料                              32 ,<t)aZL,A;  
>3?p23|;  
一. 课程设计书 UGP,/[XI  
设计课题: J|aU}Z8m  
    设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V l 2ARM3"  
表一: d` X1cG  
         题号 ?0x=ascP  
Fnc MIzp  
参数    1     k@[{_@>4^  
运输带工作拉力(kN)    1.5     ]99@Lf[^f  
运输带工作速度(m/s)    1.1     [J8;V|v  
卷筒直径(mm)    200     61W[  
>e^^YR^  
二. 设计要求 F #)@ c  
1.减速器装配图一张(A1)。 IKVFbTX:y  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 a797'{j#PI  
3.设计说明书一份。 eXAJ%^iD  
vLs*}+f  
三. 设计步骤 n09P!],Xa  
    1.  传动装置总体设计方案 O?$]/d  
    2.  电动机的选择 85_Qb2<'r  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 d T7!+)s5-  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 [.'9Sw  
    5.  “V”带轮的材料和结构 dCA! R"HD  
    6.  齿轮的设计 M.9w_bW]#D  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 tF:AqR: (~  
    8、校核轴的疲劳强度 dwqR,|  
    9.  键联接设计 %+iAL<S  
    10.  箱体结构设计 E1D0 un  
    11. 润滑密封设计 1<;VD0XX  
    12. 联轴器设计 oV'G67W  
     b ;>?m  
1.传动装置总体设计方案: 9/h[(qvT  
97k}{tG  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 zG)vmysJf  
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, q.bx nta"  
要求轴有较大的刚度。 tz9"#=}0  
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。  a"D'QqtH  
其传动方案如下: ?|Ey WAL  
        )lU9\"?o  
图一:(传动装置总体设计图) no(or5UJ  
oFKTBH:I  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 gKP=@v%-  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 "j8`)XXa(  
     传动装置的总效率 SQJ +C%   
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; ?4#UW7I  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, l:~/%=  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, PlR$s  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 `R*SHy! _  
>P ~j@Lv  
  2.电动机的选择 $IqubC>O  
0ev='v8?  
    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, S1#5oy2  
    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, P1^O0)  
    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。 3e9UDN2  
     8@/MrEOW#  
    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, TZhYgV  
     O1 !YHo  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 2U3e!V  
     WWTRB +1>  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 gs&F .n  
                                                  s Fx0  
ZK h4:D  
方案    电动机型号    额定功率 urg^>n4V]  
P bg5i+a,?  
kw    电动机转速 X\kWJQ:  
    电动机重量 %2\6.c=c  
N    参考价格 :j? MEeu  
元    传动装置的传动比     ,H_d#Koa.  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     \,#;gS "  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     p6&<eMwFA  
  ,/&|:PkS  
   中心高 DOOF--ua  
        外型尺寸 k2(k0HFR  
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     mWU d-|Ul  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     sL,|+>7T^M  
tt|P-p-  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 97/ 4J  
>7r%k,`  
(1)       总传动比 [hV}$0#E[O  
    由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 }a;H2&bu  
    (2)       分配传动装置传动比 i-?mghe8  
    =× hcM9Sx"!  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 E;, __  
    为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 2Bi?^kQ#  
4.计算传动装置的运动和动力参数 2O- 4x  
(1) 各轴转速 G'`^U}9V\  
  ==1440/2.3=626.09r/min 7yjun|Lt}X  
  ==626.09/5.96=105.05r/min 4C )sjk?m  
(2) 各轴输入功率 8@b`a]lgrd  
    =×=3.05×0.96=2.93kW m6'9Id-:L  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW CM7NdK?I  
    则各轴的输出功率:   MS:,I?  
=×0.98=2.989kW @urZ  
=×0.98=2.929kW '<QFf  
各轴输入转矩 6&QOC9JW+7  
   =××  N·m ' 6)Yf}I  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· my/KsB  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m i'.D=o  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m yo8mfH_,  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m AxeQv'e  
=×0.98=242.86N·m |bhv7(_  
运动和动力参数结果如下表 {|<yZ,,p  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     gW<4E=fl  
    输入    输出    输入    输出         !p76I=H%  
电动机轴        3.03        20.23    1440     DWEDL[{  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     olr-oi`4C  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     ysPm4am$  
=k,?+h~  
5、“V”带轮的材料和结构 l`uMtv/Wp  
  确定V带的截型 ~2 nt33"  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 zg'.fUZ  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8  ZpMv16  
      V带截型      由图6-13                        B型 ^I yYck'y+  
   w~&#:F?  
  确定V带轮的直径 }%AfZ 2g;h  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm @.c[z D  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s lMG+,?<uK&  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm 1wH6 hN,  
   ;<mcvm  
  确定中心距及V带基准长度 q[+ h ~)  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 5%4yUd#b  
                          360<a<1030 LwTdmR  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm cNN0-<#c  
     Z9MR"!0  
  初定V带基准长度 ]Yf^O @<<>  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm !@wUAR Q  
       sCP|d`'  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm CU*TY1%  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm +>%51#2.Q  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 9HPmJ`b  
   ~H:=p  
   确定V带的根数 j8 `7)^  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw CrSBN~  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 q`.=/O'  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 KeB??1S  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 _sZ&=-FR  
         , s otZT  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 7&/1K%x9;  
                             ?m+];SJk  
                       取Z=2 4P=1)t?tX  
V带齿轮各设计参数附表 5`$!s17  
mlLqQ<  
各传动比 $CJf 0[|  
ZHUW1:qs  
    V带        齿轮     J#F HR/zV  
    2.3        5.96     v=+3AW-|v  
  /hmDeP o}  
2. 各轴转速n l'M/et{:  
    (r/min)        (r/min)     $tI<MZ&Z  
    626.09        105.05     b:r8r}49  
YJ-<t6  
3. 各轴输入功率 P Nd_A8H,&B  
    (kw)        (kw)     S:Jg#1rww-  
    2.93       2.71     SIKaDIZ  
Z!Z{Gm3  
4. 各轴输入转矩 T aMxj{*v7  
    (kN·m)        (kN·m)     m/jyc# L:u  
43.77        242.86     k@s<*C  
u^B!6Sj8  
5. 带轮主要参数 gm n b  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         'Z=_zG/RX  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     Hmk xE  
带的根数z     NFtA2EMLu[  
    160        368        708        2232        B        2     <;'{Tj-"  
nd,\<}uP9  
6.齿轮的设计 J]zhwM  
e=p_qhBt  
(一)齿轮传动的设计计算 u"%D;  
CB,2BTtRE  
齿轮材料,热处理及精度 xLLTp7b(  
    考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 I Z*)  
    (1)       齿轮材料及热处理 -!mtLaLw  
       ① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮  280HBS  取小齿齿数=24 Y~Vc|zM^(  
高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮  240HBS    Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 [u=yl0f  
      ② 齿轮精度 0VNpd~G$  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 !4gHv4v ;  
     s-(c-E09  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 v _:KqdmO]  
按齿面接触强度设计 |'JN<?   
F(Zf=$cx  
确定各参数的值: g.blDOmlc  
①试选=1.6 O"kb*//  
选取区域系数 Z=2.433   =8TBkxG  
     RRYcg{g  
    则 n%RaEL  
    ②计算应力值环数 &OE-+z  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) _ G t;=  
    =1.4425×10h ~`^kP.()  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) +4Wl  
    ③查得:K=0.93   K=0.96  W/u(9  
    ④齿轮的疲劳强度极限 Y,yU460T8  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: 0H.bRk/P+  
    []==0.93×550=511.5 VAjl?\}6  
6/Yo0D>M$  
    []==0.96×450=432         #O,w{S  
许用接触应力   JY"J}  
         py':36'  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   " W{rS4L  
         =1 w S?Kc^2O  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 bG*l_  
    =4.47×10N.m "X._:||8  
    3.设计计算 d2US~.;>l  
①小齿轮的分度圆直径d J#4pA{01w  
     TOgH~R=  
    =46.42 ]TUoXU2<x  
    ②计算圆周速度 3D5adI<aq"  
    1.52 s?;V!t  
    ③计算齿宽b和模数 bF*Kb"!CF  
计算齿宽b sh0x<_  
       b==46.42mm O'^AbO=,  
计算摸数m _8-1wx  
  初选螺旋角=14 59:kL<;S-  
    = oa5L5Zr,A  
    ④计算齿宽与高之比 =w8 0y'  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 V4CA*FEA  
=46.42/4.5 =10.32 Mh3L(z]/E  
⑤计算纵向重合度 BT;1"l<  
=0.318=1.903 5 3pfo:1'  
⑥计算载荷系数K X}h}3+V  
使用系数=1 "Wk K1u  
根据,7级精度, 查课本得 mI:D  
动载系数K=1.07, ygm6(+  
查课本K的计算公式: PR(KDwsT&l  
K= +0.23×10×b y,KZp2 j  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 f*hnzj  
查课本得: K=1.35 l ObY  
查课本得: K==1.2 3BLH d<  
故载荷系数: =z<sx2#*  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 GMLx$?=j  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 qX6zk0I a  
    d=d=50.64 s2 aFme  
    ⑧计算模数 x 2l}$(7  
    = wa&:86~l?  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 [Q6$$z92Q  
    由弯曲强度的设计公式 Oq3t-omXS  
    ≥ ;F71f#iY  
6"rS?>W/mO  
⑴   确定公式内各计算数值 ov\%*z2=  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m Sn.I{~  
         确定齿数z QZO<'q`L  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 L+lye Ir'  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 K&=6DvfR  
    Δi=0.032%5%,允许 M3GFKWQI,`  
    ②      计算当量齿数 <3=k  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  *>o@EUArN  
    z=z/cos=144/ cos14=158 z|S4\Ae  
    ③       初选齿宽系数 chE}`I?  
     按对称布置,由表查得=1 91T[@p  
    ④       初选螺旋角 w#bdb;  
    初定螺旋角 =14 `@:k*d  
    ⑤       载荷系数K ms+gq  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 [f$pq5f='  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y " 68=dC  
    查得: 3zM>2)T-  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 !+Sd%2o  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 ?DNeL;6  
     IY(;:#l  
    ⑦       重合度系数Y tf9a- s  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 UC00zW<Z@"  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 x_4{MD^%  
=14.07609 %.{xo.`a[  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 aprgThoD  
    ⑧       螺旋角系数Y 2qKAO/_O  
 轴向重合度 =1.675, n{c-3w.uD  
    Y=1-=0.82 IF?  
     C\ cZ  
    ⑨       计算大小齿轮的 GMob&0l8_  
 安全系数由表查得S=1.25 T=pKen/  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 -N2m|%B  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 [{+ZQd  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 2QIo|$  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   9v}vCg  
    小齿轮     大齿轮 H.2aoZ-w  
kAoh#8=  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: Psjk 7\  
    K=0.86        K=0.93   M:K4o%  
o-]8)G>~M  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 8RVeKnpXTV  
      []= 93Qx+oK]  
      []= *eUxarI  
       3HX-lg`0  
       n(Ry~Xu_  
        大齿轮的数值大.选用. byj7c(  
     Ymg,NkiP0  
⑵   设计计算 v,c:cKj  
     计算模数 #w)D ml  
Otm7j>w  
sRGIHT#  
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: Vdf~rV  
[\pp KC  
z==24.57  取z=25 I%ZSh]On  
x[YW 3nF  
那么z=5.96×25=149           Dt+u f5o(  
  fu`|@S  
②   几何尺寸计算 \MmKz^tO  
    计算中心距     a===147.2 6 Zv~c(   
将中心距圆整为110 YoRD9M~iG~  
"NO*(<C.R  
按圆整后的中心距修正螺旋角 f1/i f:~6  
f<2<8xS  
=arccos Csx??T_>r  
n0'"/zyc  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. 1|#j/  
1`EkN0iZ  
计算大.小齿轮的分度圆直径 vtf`+q  
     [ST7CrwC  
    d==42.4 -- |L?-2k,  
@?<1~/sfL  
d==252.5 >]l7AZ:,  
4B=@<( H  
计算齿轮宽度 :.NCS`z_  
q8f nUK?i  
B= l#%G~c8x  
EN2/3~syO-  
圆整的       ~px)Jd  
r*4@S~;  
                                            大齿轮如上图: Je;HAhL  
?O#,|\v?]  
C2Af$7c  
E@^mlUf  
7.传动轴承和传动轴的设计 a6.0 $'  
'9q:gFO  
1.  传动轴承的设计 yM*< BV  
R//S(eU68\  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 ^Dw18gqr=@  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min 7W\aX*]  
T1=43.77kn.m 5Lm<3:7Q+  
⑵.  求作用在齿轮上的力 0@PI=JZ%  
    已知小齿轮的分度圆直径为 } {m.\O  
        d1=42.4 t_ZWd#x+;  
而  F= p3z%Y$!Tm  
     F= F 5iP{)  
5Gsjt+ o  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N ~l>2NY  
$79-)4;z4  
/2e,,)4g  
? ;)F_aHp  
⑶.   初步确定轴的最小直径 }=JuC+#~n  
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 B#;0{  
d<B=p&~  
G .k\N(l  
             XP!7@:  
     从动轴的设计 DFFB:<  
       0}y-DCuQ  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, H g;;>  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M /A~+32 B  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 Sk&l8"  
    已知大齿轮的分度圆直径为 ?3+>% bO  
        d2=252.5 %G>V .d  
而  F= `d i/nv)  
     F= F *Me{G y  
X mX .)h'Y  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N C1KO]e>  
h9 &V   
JqmKD4p  
i@ XFnt  
⑶.   初步确定轴的最小直径 t.E3Fh!o  
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 "sU  ~|  
K~JXP5`(  
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 @s@67\  
查表,选取 @ag*zl  
2DbM48\E  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 xg2 &  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 '+{dr\nJ  
<<[hZ$.  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 <"XDIvpc%L  
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  。 /i)1BaF  
YKsc[~ 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. Rr>h8Ni <  
#XlE_XD  
            D        B                轴承代号     v/B:n   
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     oPA [vY  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     X@n\~[.B  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     qW6}^aa  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     dECH/vJ^  
XUyoZl?  
     Ew kZzVuX  
W=k%aB?p  
     I^z$0  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 ^BFD -p  
    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, 5{&<X.jv  
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.     wzRIvm{  
Qb;5:U/x  
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. br9`77J8  
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, = 5 E:CP  
高速齿轮轮毂长L=50,则 $ (gR^L  
~t~5ctJ@  
L=16+16+16+8+8=64 PNbs7f  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. T?Dq2UW  
~?c}=XL-  
5.    求轴上的载荷   #`0iN+qh  
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, r2*'5jk_  
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. 3[jk}2R';p  
:tA|g  
$Di2B A4Di  
!r8Jo{(pb  
S0ct;CS  
^8V cm*  
`f2m5qTP%  
{mp;^/O`er  
fV;&)7d&  
     X&<#3n  
afZPju"-  
传动轴总体设计结构图: p ?HODwZ  
     ,K'}<dm|x  
                             Wsr #YNhx|  
O;A/(lPW+  
                             (主动轴) 8elT/Wl  
rGZ@pO2  
\\D~Yg\#  
        从动轴的载荷分析图: a91Q*X%  
uK?T <3]'  
6.     校核轴的强度 _l?5GLl_F$  
根据 L#e|t0'#  
== ^saJfr x  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 -BV&u(  
查表15-1得[]=60MP aNW&ib  
〈 []    此轴合理安全 } V4"-;P  
S)"5X)mq  
8、校核轴的疲劳强度. n^/,>7J   
⑴.   判断危险截面 ubhem(p#  
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. 'FBvAk6  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 )N-+,Ms  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 s 8``U~D   
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 !qH=l-7A  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 v] *W*;  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 utwh"E&W  
截面上的弯曲应力 0EXAdRR  
H[x9 7r  
截面上的扭转应力 5b B[o6+  
== q_f v1U3  
轴的材料为45钢。调质处理。 sI`i  
由课本得: JoZC+G  
           #%e`OA(b  
因             )m[!HE`cZ  
经插入后得 %!rsu-W:Y  
2.0         =1.31 T6H"ER$  
轴性系数为 -T{~m6  
       =0.85 {uj9fE,)  
K=1+=1.82 Dz)bP{iq"  
    K=1+(-1)=1.26 yB. 6U56  
所以               S0=BfkHi.  
4r(rWlM  
综合系数为:    K=2.8 33Mr9Doon  
K=1.62 3F}d,aB A  
碳钢的特性系数        取0.1 y i@61XI  
   取0.05 v;K\#uc_  
安全系数 I )B2Z(<Q  
S=25.13 u gfV'  
S13.71 N7#GK]n%/}  
≥S=1.5    所以它是安全的 w#b~R^U  
截面Ⅳ右侧 <E\BKC%M  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 ;pB?8Z  
0XozYyq  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 2N,*S   
t%dPj8~  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 OC\C^Yh*U  
:,VyOmf  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 oW+R:2I~O  
截面上的弯曲应力   \O/=g6w|t}  
截面上的扭转应力 xEiW]Eo  
==K= x@k9]6/zs  
    K= -=qmYf  
所以                 f:utw T  
综合系数为: Ta[}k/zW  
K=2.8    K=1.62 P7Y[?='v  
碳钢的特性系数 :!A@B.E  
    取0.1       取0.05 , zw  
安全系数 Ns 9g>~  
S=25.13 "1#,d#Q$  
S13.71 Ahebr{u  
≥S=1.5    所以它是安全的 OIWo* %  
a,tP.Xsl  
9.键的设计和计算 "iydXV=Q  
6a,YxR\  
①选择键联接的类型和尺寸 ]jYl:41yI  
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. '",5Bu#C  
根据    d=55    d=65 (^Ln|3iz  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 l;;:3:  
                     b=20     h=12     =50 &`%C'KZ  
 :D/R  
②校和键联接的强度 *LhR$(F(  
  查表6-2得      []=110MP A P\E  
工作长度  36-16=20 O0I/^  
    50-20=30 UmJg-~  
③键与轮毂键槽的接触高度 JL$RBr  
     K=0.5 h=5 CRf^6k_;(  
    K=0.5 h=6 v]1rH$  
    由式(6-1)得: N,1wfOE  
           <[] fAm2ls7c  
           <[] [gE2lfaEy  
    两者都合适 f Gfv{4R  
    取键标记为: L@ay4,e.bz  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 qy]-YJZ  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 9!OpW:bR|  
10、箱体结构的设计 /[-hJ=< Yb  
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, bC{~/ JP  
大端盖分机体采用配合. xSf3Ir(,  
qjFgy)qV  
1.   机体有足够的刚度 f ;Dz(~ hw  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 G@(7d1){  
"N;|~S)w!  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 {F4:  
G@;aqe[dB  
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 g?`J,*y  
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 5SjS~ 9  
#-`lLI:w0  
3.   机体结构有良好的工艺性. O| 2Q- @D  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. t&oNJq{  
@PI\.y_w  
4.   对附件设计 v$cD!`+k  
A  视孔盖和窥视孔 'K!kJ9oqe  
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 AjS5  
B  油螺塞: 4j*}|@x  
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。 hG67%T'}A  
C  油标: tX_eN  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 wfdFGoy(  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. o6r4tpiR5  
gM*s/,;O"  
D  通气孔: t&xx-4  
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. $1v5*E  
E  盖螺钉: 4|(?Wt)5  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 w9FI*30  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. { nV zN(  
F  位销: GxkG$B  
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. NR*SEbUU*  
G  吊钩: q2Kn3{  
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. JVkawkeX  
=6sXZ"_Tw  
减速器机体结构尺寸如下: Q@8[ql1l  
qkIU>b,B  
名称    符号    计算公式    结果     )~/U+,  
箱座壁厚                10     X=3@M_Jzo  
箱盖壁厚                9     [a3 0iE  
箱盖凸缘厚度                12     I?>#neHc6  
箱座凸缘厚度                15     coWBKWF  
箱座底凸缘厚度                25     dc05,Bz  
地脚螺钉直径                M24     xR:h^S^W ~  
地脚螺钉数目        查手册        6     #jX>FXo  
轴承旁联接螺栓直径                M12     ~K9U0ypH  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     p[b\x_0%c  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     Q-F9oZ*0  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     a5-\=0L~  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     ]c)SVn$6  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 o >Lk`\  
    22 b5DrwX{Ff  
    18     K288&D|1WU  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 {#,FlR2  
    16     V%ch'  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     h uJqqC  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     .N=hA  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     kgz{m;R  
机盖,机座肋厚                9    8.5     V5B-S.i@  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) ^aXBt  
150(3轴)     ZkW@|v  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) O[ !o1.  
150(3轴)     `xUPML-  
     ' l|_$3  
11. 润滑密封设计 A-5 +#  
IMza 2  
    对于二级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度. 2?QJh2  
    油的深度为H+ .jp]S4~  
         H=30  =34 A ? M]5d  
所以H+=30+34=64 ^>Y%L(>  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 { ZX C%(u  
     B5:g{,C  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 <^U(ya  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     BuTIJb+Q\  
    密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 91H0mP>ki  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 >x4[7YAU{  
     :eW~nI.Vc  
12.联轴器设计 bSf(DSqx  
|l xy< C4V  
1.类型选择. Nz*sD^SJa  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 {yR)}r  
2.载荷计算. A+I&.\QAR  
公称转矩:T=95509550333.5 zXZ'nJ5OGG  
查课本,选取 M"^Vf{X^  
所以转矩   N-`;\  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 vo(NB !x$  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm Da [C'm=  
P]"d eB|  
四、设计小结 `{F~'t['  
    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。 0j(jJAE.  
    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。 ulf/C%t,R  
五、参考资料目录 >&QH{!(  
[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; hw$c@:pW;  
[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; _}OJPahw  
[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; c1kxKxE  
[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; -fJ@R1]  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 1?|6odc  
[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; O}_a3>1DY  
[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? /;&+ < }  
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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