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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 ! 87ebo  
                 u]}Xq{ZN  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         |XsW)/  
                 )y K!EK\  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) @<Y Za$`  
mdk:2ndP  
目   录 $yt|nO  
     zJ\I%7h*  
一    课程设计书                            2 Ywni2-)<  
cB<Zez  
二    设计要求                              2 =gj]R  
snK/,lm.  
三    设计步骤                              2 rF5<x3  
     |k^X!C0  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 ,Pl[SMt!  
    2. 电动机的选择                                4 41:Z8YL(  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 mX#T<_=d  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 <l\FHJhjq  
    5. 设计V带和带轮                              6 f(3#5288  
    6. 齿轮的设计                                  8 \UiuJ+  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 ]s<Q-/X  
    8. 键联接设计                                  26 /r)d4=1E  
    9. 箱体结构的设计                              27 gC'GZi^  
    10.润滑密封设计                                30 gcz1*3)  
    11.联轴器设计                                  30 'Hq}h)`  
     {!,+C0  
四    设计小结                              31 R&-bA3w$  
五    参考资料                              32 RpreW7B_Q*  
a E#s#Kv   
一. 课程设计书 B (BWdrG  
设计课题: wOOPuCw?  
    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 SY)o<MD  
表一: yyXJ_B  
         题号 =7jkW (Q  
 :&Ul  
参数    1     aMzAA  
运输带工作拉力(kN)    1.5     6I>W(_T  
运输带工作速度(m/s)    1.1     tV<A u  
卷筒直径(mm)    200     >si<VCO  
$1w8GI\J  
二. 设计要求 8`im4.~#%  
1.减速器装配图一张(A1)。 r[hfN2,#  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 O ~"^\]\  
3.设计说明书一份。 l lQ<x  
wi&m(f(~  
三. 设计步骤 `]fY9ZDKs  
    1.  传动装置总体设计方案 R=E )j^<F  
    2.  电动机的选择 v!W,h2:J  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 te:@F]A  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 $H5Xa[  
    5.  “V”带轮的材料和结构 5:YtBdP  
    6.  齿轮的设计 MRiETd"  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 Lrz>00(*4  
    8、校核轴的疲劳强度 aZmSCi:&'  
    9.  键联接设计 @ws3X\`<C  
    10.  箱体结构设计 &gq\e^0CRZ  
    11. 润滑密封设计 KC  
    12. 联轴器设计 QjRVdb>  
     e#08,wgW  
1.传动装置总体设计方案: }|x]8zL8G  
AN^;~m^  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 or(Z-8a_  
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, \l#=p+x5  
要求轴有较大的刚度。 m+1MoeR  
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 G66vzwO   
其传动方案如下: k8w8I$QEM  
        .lqo>Ta y  
图一:(传动装置总体设计图) sYeZ.MacU  
Mj[ v _&N  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 > Y LwWU<X  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 7|H !(a'  
     传动装置的总效率 cz.-cuD[iD  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; 6n<:ph,h;  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, 'os-+m@  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, "&7v.-Y k(  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 .O~)zM x  
]2tX'=X  
  2.电动机的选择 "bRck88V  
+   
    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, .(3B}}gB>  
    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, V5M_N;h  
    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。 wxF9lZz  
     5.idC-\  
    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, VNaa(Q  
     17J|g.]m-&  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 @| r*yi  
     E5.)ro=$  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 KeY)%{  
                                                  +xB !T1p D  
H<"{wUPT0  
方案    电动机型号    额定功率 (5VP*67  
P YS/{q~$t  
kw    电动机转速 ]"aC wr  
    电动机重量 G{YLyl/9  
N    参考价格 Xv6z>z.  
元    传动装置的传动比     oO!@s`  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     R )ejIKtY  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     /1t(e._  
  6]7iiQz"H  
   中心高 8la.N*  
        外型尺寸 EcFYP"{U  
L×(AC/2+AD)×HD        底脚安装尺寸A×B    地脚螺栓孔直径K    轴伸尺寸D×E        装键部位尺寸F×GD     Rm"lRkY4I[  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     F< Qjoaz  
c.,eIiL  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 OP%h`  
:,6dW?mun6  
(1)       总传动比 X 1^f0\k  
    由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 ,~%Qu~\  
    (2)       分配传动装置传动比 U3az\E)HV  
    =× @UE0.R<  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 .}%$l.#a  
    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 8kX3.X`  
4.计算传动装置的运动和动力参数 d8/lEmv[  
(1) 各轴转速 !uy?]l  
  ==1440/2.3=626.09r/min H>a3\M  
  ==626.09/5.96=105.05r/min v`bX#\It  
(2) 各轴输入功率 *~4w%U4T0  
    =×=3.05×0.96=2.93kW s>E4.0[I%  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW &YDb/{|CIC  
    则各轴的输出功率:   tihb38gE  
=×0.98=2.989kW }mk9-7  
=×0.98=2.929kW 'P39^rb  
各轴输入转矩 )k- 7mwkZ  
   =××  N·m m},nKsO  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· `yNNpSdS1  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m ,`B*rCOa  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m qdjRw#LS^q  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m "-90:"W  
=×0.98=242.86N·m ` L6H2:pf  
运动和动力参数结果如下表 [P`Q_L,+  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     LX!16a@SxA  
    输入    输出    输入    输出         +TfMj1Zx  
电动机轴        3.03        20.23    1440     0&$e:O'v  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     LPvyfD;Zy  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     3q{H=6  
(<=qW_iW  
5、“V”带轮的材料和结构 m{I_E G  
  确定V带的截型 x.<^L] "  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 Oh5(8.<y  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 yAi#Y3!::  
      V带截型      由图6-13                        B型 HRC5z<k%  
   +g@@|&B  
  确定V带轮的直径 VABrw t  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm XK{`x<  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s 4ehajK  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm qd%5[A  
   1Hy  
  确定中心距及V带基准长度 kS[k*bN0  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 hSQ P '6  
                          360<a<1030 oy;N3  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm Xa Yx avq  
     \V+$2 :A  
  初定V带基准长度 4;7<)&#h  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm r9yUye}  
       (uD(,3/Cw  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm eN,s#/ip]  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm =uYSZR  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 ghx8dX}  
   fc+P`r  
   确定V带的根数 J<H$B +;qR  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw :nd }e  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 `Btdp:j8i  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 ;_F iiBk7(  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 _r+9S.z  
         i/, G=yA  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 +wY3E*hU  
                             6<(HT#=#  
                       取Z=2 =9LC "eI&|  
V带齿轮各设计参数附表 BO#fzq%  
tV[?WA[xt  
各传动比 Ra;e#)7 X  
'B8fc-n  
    V带        齿轮     a`~$6 "v  
    2.3        5.96     tPDV"Md#m<  
  ePrb G4xv  
2. 各轴转速n ahhVl=9/ao  
    (r/min)        (r/min)     Y~,[9:SR  
    626.09        105.05     +0^N#0)  
$lU~3I)  
3. 各轴输入功率 P \@*cj8e  
    (kw)        (kw)     * ,_Qdr^F  
    2.93       2.71     &+J5GHt@  
/7h}_zs6  
4. 各轴输入转矩 T Ipb 4{A&"\  
    (kN·m)        (kN·m)     s><RL]+{G+  
43.77        242.86     Zdr +{-  
j0kEi+!TVq  
5. 带轮主要参数 %[B &JhT  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         n?YGX W/  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     $*G]6s  
带的根数z     cJ&l86/l1  
    160        368        708        2232        B        2     Rdwr?:y(]  
E IsA2 f  
6.齿轮的设计 lh(A=hn"n  
UDt.w82  
(一)齿轮传动的设计计算 $gJMF(  
~N>[7I"*  
齿轮材料,热处理及精度 o5BOe1_Pw  
    考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 [77]0V7  
    (1)       齿轮材料及热处理 .^,fw=T|1  
       ① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮  280HBS  取小齿齿数=24 E-E+/.A  
高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮  240HBS    Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 HqcXP2  
      ② 齿轮精度 cd) <t8^KE  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 ]m=* =LLC  
     -x:Wp*,  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 DS=kSkW^&5  
按齿面接触强度设计 ]^8:"Ky'  
4w*F!E2H\}  
确定各参数的值: R+]Fh4t  
①试选=1.6 pZlBpGQf  
选取区域系数 Z=2.433   BXZ( %tnY  
     `w[0q?}"`  
    则 9P{5bG0o8  
    ②计算应力值环数 sN5 x\9U  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) xZGR<+t  
    =1.4425×10h yE{l Xp;  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) {|%5}\%  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 >^+Q`"SN  
    ④齿轮的疲劳强度极限 G?<L{J2"Q  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: Hu1w/PLq  
    []==0.93×550=511.5 o! sxfJKl  
:2 QA#  
    []==0.96×450=432         Q\m"n^XN  
许用接触应力   O JvEq@  
         yc_(L-'n  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   !xj>~7  
         =1 4JU#3  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 BL]!j#''KE  
    =4.47×10N.m e7]IEBbX2O  
    3.设计计算 v:JFUn}  
①小齿轮的分度圆直径d K~x G+Kh  
     "y_$!KY%  
    =46.42 o1GWcxu*\  
    ②计算圆周速度 ?9mWMf%t  
    1.52 &X}9D)\UJ  
    ③计算齿宽b和模数 gA" =so  
计算齿宽b qe`W~a9x  
       b==46.42mm kki]6_/n  
计算摸数m q'C'S#qqn  
  初选螺旋角=14  4>0xS -  
    = |+suGqo  
    ④计算齿宽与高之比 hYb!RRGn  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 bnB}VRal  
=46.42/4.5 =10.32 OWtN=Gk  
⑤计算纵向重合度 ~qFi0<-M  
=0.318=1.903 ?#J~ X\5  
⑥计算载荷系数K /5U?4l(6[f  
使用系数=1 9#O"^.Z !  
根据,7级精度, 查课本得 {3_M&$jN  
动载系数K=1.07, <0JW[m  
查课本K的计算公式: nzhQ\'TC  
K= +0.23×10×b 4&$hBn=!  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 _Xsn1  
查课本得: K=1.35 p1J%=  
查课本得: K==1.2 M?)>, !Z)  
故载荷系数: D2>=^WP6+  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 i+21tG$  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 F'pD_d9]e  
    d=d=50.64 Vi5RkUY]  
    ⑧计算模数 j><.tA~i  
    = 5OpK~f5  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 )o AK)e  
    由弯曲强度的设计公式 \W/c C'  
    ≥ Pg*ZQE[ME8  
i` Lt=)@&  
⑴   确定公式内各计算数值 xQWZk`6~L  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m f{* G%  
         确定齿数z 7F)HAbIS  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 -_b}b)2iYN  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 `S$BBF;  
    Δi=0.032%5%,允许 Nl;rg*@o  
    ②      计算当量齿数 r IS \#j  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  f.rHX<%q9B  
    z=z/cos=144/ cos14=158 t)$>++i  
    ③       初选齿宽系数 >qcir~ &  
     按对称布置,由表查得=1 MttVgNV  
    ④       初选螺旋角 +c\fDVv  
    初定螺旋角 =14 @-!w,$F)%d  
    ⑤       载荷系数K bG2 !5m4L  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 g>VkQos5"  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y XK(<N<Z@|e  
    查得: ]9;WM.  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 b*?="%eE(  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 h +N75  
     T][\wyLx1  
    ⑦       重合度系数Y BR"*-$u0;  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 ~3/>;[!  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 "xnek8F  
=14.07609 A/BL{ U}  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 JMO"(?  
    ⑧       螺旋角系数Y H'Z[3e  
 轴向重合度 =1.675, #_|b;cf  
    Y=1-=0.82 ]J_Dn\  
     S`"IM?  
    ⑨       计算大小齿轮的 NpH)K:$#%  
 安全系数由表查得S=1.25 ?z Ms;  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 rpDH>Hzq  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 mIl^  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 )M'#l<9B  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   RFQa9Rxk  
    小齿轮     大齿轮 F4">go  
|D`Zi>lv  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: <<4G GO  
    K=0.86        K=0.93   2 B5kpmH:  
pS0-<-\R  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 !7^fji  
      []= w7w$z _P  
      []= :^J(%zy  
       jf.ikxm  
       cZ^$!0  
        大齿轮的数值大.选用. #Cbn"iYee  
     s^3t18m&1  
⑵   设计计算  {l_R0  
     计算模数 kTs)u\r.  
ad i5h  
;) (qRZd6  
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: _;X# &S(q-  
-D{~7&  
z==24.57  取z=25 B3XVhUP  
B^{bXhDp  
那么z=5.96×25=149           bF?EuL  
  r`28fC  
②   几何尺寸计算 1sn!!  
    计算中心距     a===147.2 Njz,y}\  
将中心距圆整为110 l|j&w[c[Q0  
oaRPYgh4  
按圆整后的中心距修正螺旋角 B'atwgI0  
49Ht I9@  
=arccos ?#slg8[  
v%86JUlK.  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. od?Q&'A  
>:Q:+R;3o  
计算大.小齿轮的分度圆直径 cnCUvD]'  
     "0zMx`Dh  
    d==42.4 >2>xr"  
*~2jP;$  
d==252.5 Kq6m5A]z  
jwAO{.}T1r  
计算齿轮宽度 _lyP7$[: c  
sOU_j4M{  
B= 98o;_tU'  
Ldt7?Y(V(  
圆整的       ~~ )&? \N  
ukq9Cjs  
                                            大齿轮如上图: I%{^i d@  
;#fB=[vl";  
S,Zjol%p  
"%A[%7LY  
7.传动轴承和传动轴的设计 "eh"' Z  
eQ9{J9)?  
1.  传动轴承的设计 '>'h7F=tY  
bs%]xf ~D;  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 3S'V>:  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min fa5($jJ&  
T1=43.77kn.m If!0w ;h  
⑵.  求作用在齿轮上的力 #8nF8J< 4  
    已知小齿轮的分度圆直径为 },[S9I`p  
        d1=42.4 =CRaMjN  
而  F= >[ 72]<6  
     F= F .7E-  
t#Yyo$9  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N hTVN`9h7  
u b4(mS  
w[4SuD  
VFA1p)n  
⑶.   初步确定轴的最小直径 D8[&}D4  
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 K=`*cSU>  
3%|<U51  
#c/v2  
             vbwEX6  
     从动轴的设计 b;!ilBc  
       sPc\xY  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, B#EF/\5  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M 36Wuc@<H  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 PO)5L  
    已知大齿轮的分度圆直径为 &[RC4^;\V  
        d2=252.5 Kau*e8  
而  F= <!DOCvd  
     F= F IwWo-WN7.  
Q&M(wnl5  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N ;]n U->  
5bZ`YO  
' P-K}Y  
>|z=-hqPK  
⑶.   初步确定轴的最小直径 0Vy* 0\{S  
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 8hAI l  
#+ n &  
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 ZMx_J  
查表,选取 *bv Iqa  
$RA"NIZ:!  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 ;'J L$=  
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 "OK(<x]3;>  
;?n*w+6<  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 C: e}}8i  
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  。 kN>d5q9b%X  
rZpc"<U  
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. 2sittP  
WQ"ZQ  
            D        B                轴承代号     Y6{p|F?&"  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     deu+ i  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     {bc<0  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     |h6 @hB\  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     dHOz;4_  
UI;!_C_  
     VK`b'U &l"  
R9=,T0Y p  
     ={feN L  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 D 3Int0n  
    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, 5l)p5Bb48c  
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.     iZ_R oJ  
typ*.j[q  
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. Bpk%,*$*)  
⑤    取齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮间的距离c=20.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16, ""WZpaw  
高速齿轮轮毂长L=50,则 n\cP17dr  
fDbs3"H Q  
L=16+16+16+8+8=64 2'pxA:  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. 0/] @#G2  
9`09.`U9[  
5.    求轴上的载荷   jj$'DZk  
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, D=dY4WwG  
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?M0:  
Ir}&|"~H  
Wm3H6o*  
d[S C1J  
}#yRa Ip  
\sRRLDj%  
I [e7Up  
<D4)gRRo  
c\;} ov+  
     ~*2PmD"+:  
hc[GpZcw,  
传动轴总体设计结构图: 9Z+@i:_}  
     S?8q.59  
                             uHf~KYL  
p.l]% \QI  
                             (主动轴) _k j51=  
crhck'?0  
( bBetX  
        从动轴的载荷分析图: hw1ZTD:Y  
]AHi$Xx  
6.     校核轴的强度 X=.+XP]  
根据 LRbevpZ,  
== {yG)Ii  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 kbMIMZC/G  
查表15-1得[]=60MP U7ajDw  
〈 []    此轴合理安全 slPFDBx  
0kiW629o  
8、校核轴的疲劳强度. '2.F-~  
⑴.   判断危险截面 :+R ||q i  
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ  B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. a7d782~  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 ?29 KvT;#]  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 @u$oqjK  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 x]{h$yI  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 PGw"\-F  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 $[|8bE  
截面上的弯曲应力 [tBIABr  
m&$H ?yXW>  
截面上的扭转应力 ,*%8*]<=  
== Cu|n?Uk  
轴的材料为45钢。调质处理。 )FHaJ*&d  
由课本得: [J*)r8ys  
           H$[--_dI{  
因             D(r|sw  
经插入后得 VKs$J)6  
2.0         =1.31 /Fv1Z=:r  
轴性系数为 %3C,jg  
       =0.85 1-qQp.Wj  
K=1+=1.82 4XKg3l1  
    K=1+(-1)=1.26 MK"Yt<e(o  
所以               p@Qzg /X  
o0<T|zgF5,  
综合系数为:    K=2.8 dj]sr!q+  
K=1.62 hrXN 38-  
碳钢的特性系数        取0.1 [&zP$i&  
   取0.05 -iW[cj R`$  
安全系数 wZOO#&X#r  
S=25.13 h]D=v B  
S13.71 (Bmjz*%M  
≥S=1.5    所以它是安全的 O=-|b kO  
截面Ⅳ右侧 Y&j6;2-Z  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 qrdA?V V  
Xz5=fj&  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 t^7R6y  
P!vBS "S  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 xw=B4u'z  
r7IhmdA  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 'l;?P  
截面上的弯曲应力   Np=*B_ @8  
截面上的扭转应力 ", |wG7N K  
==K= ++kiCoC  
    K= NuP@eeF>,  
所以                 2R5]UR S  
综合系数为:  Et- .[  
K=2.8    K=1.62 =W4cWG?+  
碳钢的特性系数 2`Pk@,:_  
    取0.1       取0.05 o%|1D'f^  
安全系数 J,q:  
S=25.13 dIf Jr}ih  
S13.71 L?Lp``%bI7  
≥S=1.5    所以它是安全的 s@ q54  
{bNnhW*qOu  
9.键的设计和计算 oZ8SEC "]  
F_-yT[i  
①选择键联接的类型和尺寸 G_o/ lIz"  
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. PD$'xY|1=  
根据    d=55    d=65 S9L3/P]  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 Dnp^yqz*  
                     b=20     h=12     =50 &R8zuD`#  
R]r~TJ o  
②校和键联接的强度 tb=(L  
  查表6-2得      []=110MP B;-oa;m:E=  
工作长度  36-16=20 "7aFVf  
    50-20=30 `Y[zF1$kz^  
③键与轮毂键槽的接触高度 -\I0*L'$|\  
     K=0.5 h=5 /qp`xJ  
    K=0.5 h=6 gVD!.  
    由式(6-1)得: F1+2V"~  
           <[] -meKaQv  
           <[] 91,\y  
    两者都合适 bX9}G#+U  
    取键标记为: \fKv+  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 F0|T%!FB>%  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 Y Jv{Z^;M  
10、箱体结构的设计 dE^'URBiA  
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, lS,Hr3Lz  
大端盖分机体采用配合. )V>FU=  
u.arkp  
1.   机体有足够的刚度 FINM4<s)  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 :,7VqCh3@  
i@p?.%K{  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 \l[5U3{  
:*8@Mj Z4  
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 6F<L4*4U  
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 6[CX[=P30  
0\mM^+fO  
3.   机体结构有良好的工艺性. ce;9UBkOg2  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. s+CWyW@  
~<$8i}7  
4.   对附件设计 ?ph"|LyL  
A  视孔盖和窥视孔 QvqBT  
在机盖顶部开有窥视孔,能看到 传动零件齿合区的位置,并有足够的空间,以便于能伸入进行操作,窥视孔有盖板,机体上开窥视孔与凸缘一块,有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封,盖板用铸铁制成,用M6紧固 p\,lbrv  
B  油螺塞: "w A8J%:  
放油孔位于油池最底处,并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔处的机体外壁应凸起一块,由机械加工成螺塞头部的支承面,并加封油圈加以密封。 @4Y>)wn&;  
C  油标: :l 7\7IT  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 8"4`W~ 3  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. jK{CjfCNz  
!",@,$  
D  通气孔: cis ~]x%  
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. z1L.  
E  盖螺钉: &,#VhT![  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 xqG` _S l  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. \q,w)BE  
F  位销: N-NwGD{  
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. qD9B[s8  
G  吊钩: #{]=>n)j  
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. zL_X?UmV  
-&HN h\  
减速器机体结构尺寸如下: >DV0!'jW  
Gis'IX(  
名称    符号    计算公式    结果     @Xh 4ZMyEx  
箱座壁厚                10     5}By2Tx  
箱盖壁厚                9     P(Lwpa,S  
箱盖凸缘厚度                12     3NJ-.c@(p  
箱座凸缘厚度                15     omY?`(=  
箱座底凸缘厚度                25     }%:?s6Ler  
地脚螺钉直径                M24     u}$U|Cw-;T  
地脚螺钉数目        查手册        6     9 np<r82  
轴承旁联接螺栓直径                M12     W6*(Y  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     6)?TWr'Ke  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     co*5NM^  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     FTB"C[>  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     69L s"e  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 6Qo6 T][  
    22 .a^/r'?  
    18     rDSt ~ l  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 L,:U _\HQ  
    16     *}0Q S@FN  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     @hv9 =v+  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     %ZxKN;  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     w68qyG|wM  
机盖,机座肋厚                9    8.5     H;Bj\-Pa  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) $iB(N ZV  
150(3轴)     BpK P]V  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) Q/+a{m0 f  
150(3轴)     !YoKKG~_0  
     |UBJu `%  
11. 润滑密封设计 .Kv@p jOr  
h&Sl8$jVp  
    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. & v`kyc  
    油的深度为H+ : Z.mM5  
         H=30  =34 5<S1,u5  
所以H+=30+34=64 ES+&e/G"ds  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 .3Ap+V8?  
     !7w-?1?D  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 P_Z o}.{  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     9 V;m;sz  
    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 w(@`g/b  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 00Rk%QV  
     ?@u &3/&  
12.联轴器设计 mH hm~u  
v|e\o~2D`  
1.类型选择. hVID~L$  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 !l&lb]V cz  
2.载荷计算. 44]ae~@a  
公称转矩:T=95509550333.5 |)lo<}{  
查课本,选取 :Rq D0>1  
所以转矩   oNdO@i%.q4  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 'R$~U?i8  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm nQgn^z#  
1|%$ie  
四、设计小结 ^.4<#Qs  
    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。 u|Ai<2b$  
    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。 %1lLUgf3G/  
五、参考资料目录 K[9<a>D`  
[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; `?>OY&(  
[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;  'dg OE  
[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; ?,!qh  
[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; VP"L _Um  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 D`gY6wX  
[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; ;Rt,"W)  
[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? d2(n3Xf  
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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