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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 4}0YLwgJ  
                 #IqRu:csp  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         % bdBg  
                 6"[,  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) V=>]&95-f  
tk 5 p@l  
目   录 g^=Ruh+  
     @b5$WKPX  
一    课程设计书                            2 oj?y_0}:^  
^x( s !4d]  
二    设计要求                              2  h y\iot  
X}QcXc.d  
三    设计步骤                              2 ZRr.kN+F  
     QQ =tiW  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 j39"iAn  
    2. 电动机的选择                                4 Az?^4 1r8  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 @,G\` ;Ma  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 Nd;pkssd  
    5. 设计V带和带轮                              6 PCH$)F4^  
    6. 齿轮的设计                                  8 ='e_9b\K  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 ]-+l.gVFW  
    8. 键联接设计                                  26 Cnu])R  
    9. 箱体结构的设计                              27 r0\C2g_X  
    10.润滑密封设计                                30 "-IF_Hid  
    11.联轴器设计                                  30 elD|b=(-  
     ]h`d>#Hw!  
四    设计小结                              31 j(pe6  
五    参考资料                              32 NJ$Qm.S  
Z;dR :|%)  
一. 课程设计书 Kb/qM}jS  
设计课题: UQb|J9HY4  
    设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V 7D~~<45ct  
表一: Smh=Q4,W  
         题号 bXM&VW?OP  
urL@SeV+$  
参数    1     XZTH[#MqeI  
运输带工作拉力(kN)    1.5     NUuIhB+  
运输带工作速度(m/s)    1.1     V72?E%d0  
卷筒直径(mm)    200     ^%U`|GBZp  
vZqW,GDfXo  
二. 设计要求 =|c7#GaiF  
1.减速器装配图一张(A1)。 pQ ul0]  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 [KW)z#`*  
3.设计说明书一份。 &!+1GI9z  
gEgd/Le  
三. 设计步骤 *^Z -4  
    1.  传动装置总体设计方案 u&f|z9  
    2.  电动机的选择 je>mAQKi\  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 P|;v>  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 TTo?BVBK  
    5.  “V”带轮的材料和结构 M@pF[J/  
    6.  齿轮的设计 '+GYw$  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 m&MZn2u[4i  
    8、校核轴的疲劳强度 $9 G".T  
    9.  键联接设计 <#./q LSR  
    10.  箱体结构设计 k~QmDq  
    11. 润滑密封设计 VAdUd {  
    12. 联轴器设计 iQiXwEAi[  
     Q[T)jo,j%  
1.传动装置总体设计方案: iqWkhJphv  
T.WN9= N  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 raMtTL+  
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, btDTC 9O  
要求轴有较大的刚度。 kWC xc0  
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 Jg.^h1>x  
其传动方案如下: mF>{cVTF  
        l5enlYH  
图一:(传动装置总体设计图) @k-GyV-v  
OskQ[ e0  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 rF/<}ye/4M  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 {Bpu-R&T  
     传动装置的总效率 &~=d;llkT  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; =< P$mFP2*  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, a{.-qp  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, , LqfwA|  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 ;_/!F}d  
v#5hK<9  
  2.电动机的选择 e "Tr0k  
(J j'kW6G6  
    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, k+eeVy  
    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, R{9G$b1Due  
    则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 b>& 3 XDz  
     fV!~SX6S  
    综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, YgQb(umK  
     7lzmAih  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 *M6j)jqV  
     U6YQ*%mZ_  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 Ed#Hilk'  
                                                  ~#=70  
X09i+/ICK  
方案    电动机型号    额定功率 %(r.`I$  
P iu`B8yI  
kw    电动机转速 CI|#,^  
    电动机重量 A aM~B`B  
N    参考价格 _u#r;h[  
元    传动装置的传动比     )jw!, "_4  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     #*"I?B/fd8  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     ?+byRoY>&g  
  v;s^j  
   中心高 EB p(^r j  
        外型尺寸 jZ,=tF  
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     W: 3fLXk+  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     M1K[6V!   
jf=90eJc  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 V B=jK Mi  
g:&PjKA  
(1)       总传动比 58PL@H~@0  
    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 jq(rnbV  
    (2)       分配传动装置传动比 EV R>R  
    =×  [4mIww%  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 D\z`+TyJ  
    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 |_16IEJ  
4.计算传动装置的运动和动力参数 $A)[s$  
(1) 各轴转速 iMF-TR  
  ==1440/2.3=626.09r/min `OWwqLoeA  
  ==626.09/5.96=105.05r/min /)V8X#,  
(2) 各轴输入功率 .R&jRtb/E  
    =×=3.05×0.96=2.93kW 2-rfFqpe  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW Ol X otp8  
    则各轴的输出功率:   TcH7!fUj  
=×0.98=2.989kW :MF+`RpL  
=×0.98=2.929kW BHS8MV L@  
各轴输入转矩 GOX2'N\h^  
   =××  N·m 5&}p'6*K  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· mHc5NkvQC  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m b2hXFwPe  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m *,Sa*-7(  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m mzn#4;m$  
=×0.98=242.86N·m dMa6hI{k  
运动和动力参数结果如下表 ]KQBek#DD  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     eY(JU5{  
    输入    输出    输入    输出         <1kK@m -E  
电动机轴        3.03        20.23    1440     BBj>ML\X  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     bDV/$@p  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     f}Uf* Bp  
_[y<u})  
5、“V”带轮的材料和结构 wU&vkb)k  
  确定V带的截型 *YP;HL  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 j$r2=~1  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 3:3>k8  
      V带截型      由图6-13                        B型 #6 M3BF  
   et@<MU@ `  
  确定V带轮的直径 Uq(fk9`6  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm (CY#B%*  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s /Hyi/D{W  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm )/BbASO$)Z  
   A 7zL\U4  
  确定中心距及V带基准长度 GNM+sd y+  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 =L, 7~9  
                          360<a<1030 ]=(PtzVa  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm b4>1UZGW-  
     Z (C0+A\  
  初定V带基准长度 e0`5PVJ  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm LDj*~\vsq  
       8]l(D  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm 'E4}++\  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm @ "/:Omh  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 '~AR|8q?  
   Z4D[nPm$  
   确定V带的根数 `~2I  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw kB_T9$0e#  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 *m[[>wE  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 \y+@mJWa  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 J{PNB{v  
         K8fC>iNbH  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 MD[;Ha  
                             k6(0:/C  
                       取Z=2 0uJ??4N9  
V带齿轮各设计参数附表 3NN )ql  
D[3QQT7c  
各传动比 %ZGG6Xgw  
"; mlQyP  
    V带        齿轮     Uh3N#O  
    2.3        5.96     N)  
  X1^Q1?0  
2. 各轴转速n #:tC^7qk  
    (r/min)        (r/min)     &|fWtl;43  
    626.09        105.05     #bGYd}BfD  
:O]US)VSj  
3. 各轴输入功率 P b-YmS=*  
    (kw)        (kw)     }[SYWJIc  
    2.93       2.71     ;.3 {}.Y  
fY!9i5@'  
4. 各轴输入转矩 T * 5(%'3  
    (kN·m)        (kN·m)     +w8$-eFY  
43.77        242.86     JHg y&/  
3|4<SMm  
5. 带轮主要参数 +3]V>Mv  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         W'R^GIHs  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     YZ6" s-  
带的根数z     /?u]Fj  
    160        368        708        2232        B        2     ` pfRY!  
^n*:zmD  
6.齿轮的设计 >YR2h/S  
*Nur>11D  
(一)齿轮传动的设计计算 <yw56{w,  
!EGpI@  
齿轮材料,热处理及精度 DY1"t7 9E  
    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 xpBQ(6Y  
    (1)       齿轮材料及热处理 ZNJ<@K-  
       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~   
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 bmO(tQS$5  
      ② 齿轮精度 `Nv P)|  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 +6:jm54  
     D_ XOYzN}  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 yacN=]SW5  
按齿面接触强度设计 Em(Okr,0  
ogJ *  
确定各参数的值: 3 5/ s\  
①试选=1.6 8LUl@!4b  
选取区域系数 Z=2.433   z&CBjlh  
     I?_WV_T&  
    则 o,{]<Sm  
    ②计算应力值环数 r(JP& @  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) a&u!KAQ  
    =1.4425×10h 5RyxVC0<  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) 2Q;rSe._`  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 1,+swFSN  
    ④齿轮的疲劳强度极限 \s7/`  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: mQ2=t%  
    []==0.93×550=511.5 12tk$FcY8*  
?*'0;K13  
    []==0.96×450=432         A[m<xtm5K  
许用接触应力   s01=C3  
         sW76RKX8  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   Hp[i8PJ  
         =1 ,JfP$HJ  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 Q+s2S>U{v  
    =4.47×10N.m +3Z+#nGtk  
    3.设计计算 nK#%Od{GF  
①小齿轮的分度圆直径d v ,zD52  
     mSGpxZ,IE  
    =46.42 X2'XbG 3  
    ②计算圆周速度 M"6J"s  
    1.52 <,Mf[R2N>  
    ③计算齿宽b和模数 ~cV";cD5  
计算齿宽b #44}Snz  
       b==46.42mm 3gtKD9RL:  
计算摸数m t+D= @"BZP  
  初选螺旋角=14 V>c !V9w   
    = yw{r:fy  
    ④计算齿宽与高之比 1'|gxYT  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 8+H 0  
=46.42/4.5 =10.32 1C0' Gf)3  
⑤计算纵向重合度 wQa,o l_p  
=0.318=1.903 rU|?3x  
⑥计算载荷系数K 5F#FC89Kk  
使用系数=1 O^@F?CG :1  
根据,7级精度, 查课本得 NDJP`FI  
动载系数K=1.07, ^ 4*#QtO  
查课本K的计算公式: |XV`A)=f  
K= +0.23×10×b t<"%m)J  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 I@TH^8(  
查课本得: K=1.35 \i\>$'f*z  
查课本得: K==1.2 )a9C3-8Y'  
故载荷系数: s\p 1EL(  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 HVK0NI  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 Q{CRy-ha  
    d=d=50.64 UhJ!7Ws$  
    ⑧计算模数 =sF4H_B  
    = U2CC#,b!(  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 Q\N >W+d  
    由弯曲强度的设计公式 6C\WX(@4  
    ≥ ,aIkiT  
9Ais)Wy%p  
⑴   确定公式内各计算数值 }aQ*1Vcj  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m 4p%^?L?  
         确定齿数z rV} 5&N*c  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 I hv@2{*(b  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 D !{e  
    Δi=0.032%5%,允许 /IF?|71,m  
    ②      计算当量齿数 tH#t8Tq5x  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  { ft |*  
    z=z/cos=144/ cos14=158 }$g"|;<ha  
    ③       初选齿宽系数 t<`d*M2w  
     按对称布置,由表查得=1 "c.-`1,t  
    ④       初选螺旋角 'H#0-V"=  
    初定螺旋角 =14 Q<KF<K'0hg  
    ⑤       载荷系数K f4&;l|R0a  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 Cq'{ %  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y F{rC{5@fj  
    查得: o-JB,^TE  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 G(BSe`f  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 yr?X.Np  
     '-cayG   
    ⑦       重合度系数Y cI/}r Z+  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 HLQ> |,9  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 :))&"GY  
=14.07609 a*iKpr-:  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 JSmg6l?[u  
    ⑧       螺旋角系数Y MWK)Bn  
 轴向重合度 =1.675, rhZ p  
    Y=1-=0.82 u:tcL-;U  
     P1Eg%Y6  
    ⑨       计算大小齿轮的 m(D-?mhL  
 安全系数由表查得S=1.25 %oquHkX%OJ  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 d_ x jW  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 gZBKe!@a|  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 J3e'?3w[  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   Jd',v  
    小齿轮     大齿轮 .}T-R?  
W; os4'h$  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: 8&3& ^!I  
    K=0.86        K=0.93   u J]uz%  
2.]d~\  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 YB!f=_8  
      []= UZmo?&y  
      []= m)?0;9bt  
       fEiNHVx  
       A (p^Q  
        大齿轮的数值大.选用. K9yZG  
     aof'shS8  
⑵   设计计算 N9s.nu  
     计算模数 eu~ u-}.  
;PnN$g]Q  
=sefT@<  
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: :SWrx MT  
~b0l?P*Ff  
z==24.57  取z=25 vK+!m~kDu  
[>\e@ =  
那么z=5.96×25=149           BE],PCpPr  
  _HjB'XNr(  
②   几何尺寸计算 o iC@ /  
    计算中心距     a===147.2 y?A*$6  
将中心距圆整为110 2(Yg',aMY-  
)s4: &!  
按圆整后的中心距修正螺旋角 % tC[q   
lj:.}+]r  
=arccos ld):Am}/o  
{K}Dpy  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. >j*0fb!:]  
}_}    
计算大.小齿轮的分度圆直径 L/,g D.h^  
     @<X[,Mj  
    d==42.4 o|c&$)m  
-o~n 06p  
d==252.5 !q$>6P  
%++S;#)~  
计算齿轮宽度 Uovna:"  
b'` XFB#V  
B= qJO6m-  
>Q^ mR  
圆整的       kmo#jITa`  
YC<FKWc  
                                            大齿轮如上图: 2V$Jn8v,`{  
DMs8B&Y=  
Io>U-Zd\>  
^k{/Yl  
7.传动轴承和传动轴的设计 +lZ-xU1  
,,6lQ]wG  
1.  传动轴承的设计 VS>hi~j  
1vCp<D9<  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 fA0wQz]u  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min ~m0=YAlk?  
T1=43.77kn.m C8YStT  
⑵.  求作用在齿轮上的力 wV{j CQ  
    已知小齿轮的分度圆直径为 p]?eIovi  
        d1=42.4 e6qIC*C!  
而  F= B|+% ExT7  
     F= F 20}]b* C}  
AW9%E/{  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N !vc 5NKv#n  
$Fy~xMA8O  
pU,\ &3N  
N1'Yo:_A  
⑶.   初步确定轴的最小直径 I")Ud?v0)  
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 !U(KQ:j  
:D>flZi  
s>WqVuXmn  
             AXi4{Q,  
     从动轴的设计 0"+QWh  
       >yqEXx5{  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, K;s`  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M l^o>7 cM  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 .>PwbZ  
    已知大齿轮的分度圆直径为 mUR[;;l  
        d2=252.5 8{{^pW?x  
而  F= <5CQ#^ cK  
     F= F sk0/3X*Q%  
gh"_,ZhZt  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N J4iu8_eH!D  
#^ .G^d(=  
*tkf)[(  
QV*la=j/  
⑶.   初步确定轴的最小直径 Y2 N$&]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 L;b-=mF  
/w2IL7}  
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 vt5>>rl  
查表,选取 S_VzmCi  
7ruWmy;j  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 4K4u]"1  
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 9jl\H6JY|  
Aqg$q* Y  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 |BGzdBm^x:  
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与  。 ]x3 )OjH  
,pkzNe`F  
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. @ e7_&EGR?  
CaoQPb*  
            D        B                轴承代号     5VfpeA `  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     _nw\ac#*  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     {c&9}u$e  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     #SD2b,f  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     Mz lE  
fKuaom9  
     pMp@W`i^6  
gKIN* Od  
     G~Y#l@8M+  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 R9+f^o` W  
    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, aIWpgUd`  
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.     l?;ReK.r  
xelh!AtE  
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. *\Hut'7 d  
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, {>brue*)  
高速齿轮轮毂长L=50,则 W`n_m&Y\  
\D[~54  
L=16+16+16+8+8=64 z:{R4#(Q  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. 91#n Aj%  
UB% ;P-RD  
5.    求轴上的载荷   1fF\k#BE-%  
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, SC2g5i`  
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. ab6D&  
2b :I .  
_b=})**  
.3 ^*_  
>rh<%55P`  
2Ju,P_<dt  
Pp|pH|(n ,  
^^)\| kW?  
\l 3M\$oS>  
     `7',RUj|D  
e9B$"_ &2  
传动轴总体设计结构图: +6Vu]96=KC  
     <5sfII  
                             'FN3r  
+Pn`AV1  
                             (主动轴) \<y#$:4r<8  
%,)Xi  
8ZO~=e  
        从动轴的载荷分析图: j7HOh|q  
+T7FG_  
6.     校核轴的强度 yXc@i)9w3  
根据 'wTJX>  
== Je` w/Hl/U  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 a.AEF P4N  
查表15-1得[]=60MP /3~}= b  
〈 []    此轴合理安全 KhbbGdmfS$  
2f-Or/v  
8、校核轴的疲劳强度. .O.fD  
⑴.   判断危险截面 P99s   
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. 11yS2D   
⑵.  截面Ⅶ左侧。 0'*'%Iga  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 2?owXcbx  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 hzX&BI  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 SCMZ-^b  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 w~*"mZaG  
截面上的弯曲应力 RjX#pb  
rB5+~ K@  
截面上的扭转应力 8m) E~6  
== 'MIM_m)H  
轴的材料为45钢。调质处理。 HC ?XNR&  
由课本得: Z?'){\$*  
           H\e<fi%Q  
因             2E3x=  
经插入后得 {{_,YO^w  
2.0         =1.31 9L9mi<,  
轴性系数为 w9a6F  
       =0.85 hn u/  
K=1+=1.82 4'# _b  
    K=1+(-1)=1.26 %bUpVyi!(  
所以               \t@|-`  
b ~FmX  
综合系数为:    K=2.8 jl4rEzVu  
K=1.62 aA.TlG@zP  
碳钢的特性系数        取0.1 S>p>$m, Q  
   取0.05 L"!BN/i_  
安全系数 ZCVN+::Y  
S=25.13 ]7{-HuQ8>}  
S13.71 ;rH@>VrR  
≥S=1.5    所以它是安全的 Ss7XjWP.}  
截面Ⅳ右侧 tMy@'nj  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 b%,`;hy{  
;q$O^r~  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 Q}jl1dIq  
OC[(Eq  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 \6${Na' \  
%@FTg$  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 1%6}m`3  
截面上的弯曲应力   nEm+cHHo?  
截面上的扭转应力 RA+k/2]y!  
==K= ?wx|n_3<:  
    K= }KHdlhD  
所以                 2xd G&}$fa  
综合系数为: $Mp#tH28  
K=2.8    K=1.62 ^T|~L<A3  
碳钢的特性系数 qcfLA~y  
    取0.1       取0.05 vQ}llA h  
安全系数 X;0DQnAI8j  
S=25.13 !(Y23w*  
S13.71 fm\IQqIK%  
≥S=1.5    所以它是安全的 Tce2]"^;  
Ol24A^  
9.键的设计和计算 ,tL<?6_  
O(PG"c  
①选择键联接的类型和尺寸 UpS`KgF"v  
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. MLcc   
根据    d=55    d=65 5 !G}*u.  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 Y75,{1\l0  
                     b=20     h=12     =50 g+k0Fw]!  
"tbKKh66  
②校和键联接的强度 e? fFh,a  
  查表6-2得      []=110MP jC<!Ny-$  
工作长度  36-16=20 GKwm %A  
    50-20=30 dg 4 QA_"  
③键与轮毂键槽的接触高度 i9oi}$;J  
     K=0.5 h=5 [x 5T7=  
    K=0.5 h=6 b^\u P  
    由式(6-1)得: DxT8;`I%  
           <[] 2, ` =i  
           <[] >T4.mB7+>  
    两者都合适 Nq)=E[$  
    取键标记为: V Z;ASA?;  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 ,xrXby|R"  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 +)FB[/pXk  
10、箱体结构的设计 X/TuiKe  
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, gYx|Na,+  
大端盖分机体采用配合. Z!m0nx  
Y`3>i,S6\  
1.   机体有足够的刚度 hX]vZR&R  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 5TVDt  
YZdp/X6x  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 Qd 1Q~PBla  
fNc3&=]]  
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 A - G?@U  
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 _rK}~y=0  
\&J7>vu^y  
3.   机体结构有良好的工艺性. e@6<mir[4  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. iU\WV  
wz5xJ:Tj  
4.   对附件设计 m#mM2Guxe  
A  视孔盖和窥视孔 aO?(ZL  
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 1j<=TWit  
B  油螺塞: J A ]s  
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。 u~6`9'Ms  
C  油标: #z)@T  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 h84}lxT^]  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. )W~w72j-  
*BT-@V.4  
D  通气孔: O/>$kG%ge  
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. b,8W |  
E  盖螺钉: utC]GiR  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 2Tt@2h_L  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. C XZm/^  
F  位销: 1GVJ3VXt  
为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度,在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销,以提高定位精度. `itaQGLD  
G  吊钩: _H|x6X1-  
在机盖上直接铸出吊钩和吊环,用以起吊或搬运较重的物体. vDz)q  
vAi kd#C)  
减速器机体结构尺寸如下: ?ZDXT2b~~  
HjV3PFg  
名称    符号    计算公式    结果     tB4- of3+  
箱座壁厚                10     |r!G(an1x4  
箱盖壁厚                9     I3D8xl>P\  
箱盖凸缘厚度                12     )R+@vh#Q<$  
箱座凸缘厚度                15     MVK='  
箱座底凸缘厚度                25     2P~zYdjS  
地脚螺钉直径                M24     agN`) F!  
地脚螺钉数目        查手册        6     b&B<'Wb  
轴承旁联接螺栓直径                M12      z@^l1)m  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     .G#S*L  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     a1]k(AuQrC  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     *[(O&L&0  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     #Na3eHT  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 |f&)@fUI  
    22 9 W> <m[O  
    18     r}MXXn,f  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 /pZLt)=P  
    16     V= U=  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     B@` 87  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     $%"i|KTsv:  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     (X@JlAfB  
机盖,机座肋厚                9    8.5     pj G6v(zK  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) wP- pFc  
150(3轴)     hV])\t=yf  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) ~mx me6"v  
150(3轴)     ]fI v{[A_  
     \1hbCv$Hf  
11. 润滑密封设计 V|ax(tHv  
o-Pa3L=  
    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. h S}?"ST|  
    油的深度为H+ a33}CVG-e3  
         H=30  =34 i)g=Lew  
所以H+=30+34=64 LX'.up11X5  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 *+re2O)Eh'  
     3:X3n\z  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 r4k =i4  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     X"YH49?  
    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 a H'iW)  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 e)LRD&Q  
     _>%P};G{>  
12.联轴器设计 _?kjIF  
FA<|V!a  
1.类型选择. *P_(hG&c  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 jt?4raNW  
2.载荷计算. I4:4)V?  
公称转矩:T=95509550333.5 fi^ I1*S  
查课本,选取 3r!6Z5P7{'  
所以转矩   P7O$*  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 l^w=b~|7=  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm n~l9`4wJY  
Q{T6t;eH  
四、设计小结 j}3Avu%  
    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。 hJ\IE?+  
    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。 IL`X}=L_  
五、参考资料目录 Fxdu)F,~u  
[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; R)MWO5  
[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; nfET;:{  
[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; {m~.'DU  
[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; Md(AqaA  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 .|iMKRq  
[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; zgRZgVj  
[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? 1.*VliY  
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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