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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 @dQIl#  
                 K O"U5v  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         7A?~a_Ep  
                 %mPIr4$Pg  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) )#z c$D^U  
okJ+Yl.[?7  
目   录 "S.5_@?  
     &U ]L@ ]x  
一    课程设计书                            2 PXG)?`^NX  
`q7O\  
二    设计要求                              2 *,X;4?:,  
3JM0 m (  
三    设计步骤                              2 sL|*0,#K  
     7J,j  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 "2q}G16K  
    2. 电动机的选择                                4 /) Bk r/  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 |u8IQR'B  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5  -iWt~  
    5. 设计V带和带轮                              6 =#dW^ ?p  
    6. 齿轮的设计                                  8 Ecp]fUQK  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 M_*"g>Z  
    8. 键联接设计                                  26 iTF`sjL  
    9. 箱体结构的设计                              27 #qY`xH'>  
    10.润滑密封设计                                30 ?U.+SQ  
    11.联轴器设计                                  30 hAtf)  
     B-PN +P2  
四    设计小结                              31 G vMhgG=D  
五    参考资料                              32 r18eu B%  
V/"UDof  
一. 课程设计书 8)HUo?/3  
设计课题: ste0:.*qb  
    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 :,%~R2  
表一: [E<NEl *  
         题号 UIgs/  
} M-^A{C\%  
参数    1     low 0@+Q  
运输带工作拉力(kN)    1.5     <5(P4cm9  
运输带工作速度(m/s)    1.1     l Os91+.%  
卷筒直径(mm)    200     -J*BY2LU3f  
W5 ^eCYHoi  
二. 设计要求 yXP+$oox9  
1.减速器装配图一张(A1)。 S?ELFq(g  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 V .+ mK|)  
3.设计说明书一份。 f Ne9as  
5r)ndW,aN  
三. 设计步骤 xa#;<8 iV  
    1.  传动装置总体设计方案 Qc1NLU9:  
    2.  电动机的选择 ChzKwYDY  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 KBJ%$OQV  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 1) 7n (  
    5.  “V”带轮的材料和结构 {2"8^;  
    6.  齿轮的设计 Gy 0 m  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 k|V%*BvY>  
    8、校核轴的疲劳强度 e>z   
    9.  键联接设计 Aiyx!Q6vT  
    10.  箱体结构设计 r ,I';vm<`  
    11. 润滑密封设计 FyleK+D?  
    12. 联轴器设计 e$kBpG"D  
     `o|Y5wQ@  
1.传动装置总体设计方案: SQ&nQzL  
tDw(k[aK@  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 NMJX `  
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, tNpBRk(}  
要求轴有较大的刚度。  ;;>hWAS  
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 6L5j  
其传动方案如下: A#NJ8_  
        N8*6sK.  
图一:(传动装置总体设计图) 9~3;upWu!  
s4V-brCM$|  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 ZAATV+Z  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 -DAkVFsN  
     传动装置的总效率 |q| ?y`X4/  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; _[%2QwAUj*  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, :\hcl&W:  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, WXq=FZ-  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 }-`N^  
YkWv*l  
  2.电动机的选择 T0HNld  
Oly"ll*K  
    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, @6["A'h  
    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, >qE f991SZ  
    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。 .,({&L  
     CG#lpAs  
    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, AS1#_f C  
     HpLCOY1-  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 sF. oZ>  
     69q#Zw[,,  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 I:|<};m m  
                                                  3{:AG,G  
8-#_xsZ^;  
方案    电动机型号    额定功率 I1f4u6\*X  
P qb$&BZj]|  
kw    电动机转速 "aL.`^.  
    电动机重量 L<D<3g|4  
N    参考价格 pVm]<jO  
元    传动装置的传动比     @n|Mr/PAj  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     ZYS`M?Au  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     sA(d_ Yu_  
  nu(;yIRP  
   中心高 g49G7sk  
        外型尺寸 q g2 fTe  
L×(AC/2+AD)×HD        底脚安装尺寸A×B    地脚螺栓孔直径K    轴伸尺寸D×E        装键部位尺寸F×GD     {{:QtkN  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     <6.aSOS  
xF8U )j !  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 k3PFCl~e  
-s3q(SH  
(1)       总传动比 ZA1:Y{ V  
    由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 :QoW*Gs1  
    (2)       分配传动装置传动比 omP\qOc  
    =× :  I q  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 /nq\*)S#&  
    为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 REg&[e+%  
4.计算传动装置的运动和动力参数 zi^?9n),  
(1) 各轴转速 N%f% U  
  ==1440/2.3=626.09r/min .IU\wN  
  ==626.09/5.96=105.05r/min AAXlBY6Y-  
(2) 各轴输入功率 \V(w=   
    =×=3.05×0.96=2.93kW )5[OG7/g  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW H*H~~yQ  
    则各轴的输出功率:   \:BixBU7  
=×0.98=2.989kW F$sDmk#  
=×0.98=2.929kW .vnQZ*6  
各轴输入转矩 \<aR^Sj.  
   =××  N·m P @Jo[J<  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· Q]{ `m  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m H/2dVUU  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m y9Q #%a8V  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m 9,?7mgZ p  
=×0.98=242.86N·m Q2>o+G  
运动和动力参数结果如下表 @B`nM#X#  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     yE#.Q<4  
    输入    输出    输入    输出         Y'^+ KU  
电动机轴        3.03        20.23    1440     L`"j> ),  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     -Hh.8(!XoO  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     $5wf{iZY.Q  
*Y':raP  
5、“V”带轮的材料和结构 \ z3>kvk  
  确定V带的截型 8w$q4fg0  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 it$w.v+W7V  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 ^]NFr*'!  
      V带截型      由图6-13                        B型 ~H c5M5m  
   $KVCEe!X  
  确定V带轮的直径 L O;?#e7  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm 2EH0d6nt  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s 9i46u20  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm _:\zbn0\  
   eakQZ-Q  
  确定中心距及V带基准长度 msVi3`q~  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 `$9sYv 2R  
                          360<a<1030 kQ`p\}7_  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm "-Yj~  
     (nwp s  
  初定V带基准长度 $jOp:R&I^3  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm )A$xt)}P!{  
       X7rsO^}W  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm .*X=JFxl  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm Mi} .  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 kIR/.Ij}  
   |va^lT  
   确定V带的根数 CB0p2WS_  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw v~A*?WU;n  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 |s,y/svp  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 j}O7fLRu  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 u` ;P^t5  
         a%2K,.J  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 ,u=+%6b)A  
                             q?qH7={,eu  
                       取Z=2 =gB8(1g8  
V带齿轮各设计参数附表 ffMk.SqI  
vSy[lB|)24  
各传动比 &~c`p[  
iwy;9x  
    V带        齿轮     p^1~o/  
    2.3        5.96     2;K2|G7  
  3RF`F i  
2. 各轴转速n J@OK"%12  
    (r/min)        (r/min)     g2?yT ?  
    626.09        105.05     } ,@ex  
h'+F'1=  
3. 各轴输入功率 P F!fsW9  
    (kw)        (kw)     PQ{5*}$N  
    2.93       2.71     of {K{(M7@  
a2[rY  
4. 各轴输入转矩 T B3<sSe8L0  
    (kN·m)        (kN·m)     =Qf{  
43.77        242.86     lL&U ioo}D  
pekNBq Wm  
5. 带轮主要参数 [C\B2iU7_M  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         (*_lLM@Cd  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     4hxa|f  
带的根数z     f40OVT@g  
    160        368        708        2232        B        2     }kF?9w  
((&5F!+\-  
6.齿轮的设计 & WeN{  
cTq;<9Iew  
(一)齿轮传动的设计计算 E $P?%<o  
qi ">AQpp  
齿轮材料,热处理及精度 B>4/[ YHr;  
    考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 :5F(,Z_  
    (1)       齿轮材料及热处理 0cDP:EzR;  
       ① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮  280HBS  取小齿齿数=24 da i+"  
高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮  240HBS    Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 NTEN  
      ② 齿轮精度  d0i|^  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 nwMq~I*1  
     '\GU(j  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 @t;726  
按齿面接触强度设计 2liJ^ `  
^^lx Ot  
确定各参数的值: nEPTTp+B  
①试选=1.6 G8 q<)  
选取区域系数 Z=2.433   , 6Jw   
     K9]zUe&#w  
    则 jSSEfy>^  
    ②计算应力值环数 MMUlA$*t  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) =ZO lE|4  
    =1.4425×10h ];jp)P2o  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) CB X}_]9X  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 vt n T   
    ④齿轮的疲劳强度极限 K- $,:28  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: `/?'^A%Ik  
    []==0.93×550=511.5 CxN xb)c &  
m@u% 3*:  
    []==0.96×450=432         hsT&c|  
许用接触应力   7xQ:[P!G+  
         -SfU.XlZl  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   bdLi _k  
         =1 c&x1aF "B  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 m=+x9gL2  
    =4.47×10N.m G%, RD}D  
    3.设计计算 Vh>cV  
①小齿轮的分度圆直径d IibYGF  
     mU~&oU  
    =46.42 0AdxV?6z  
    ②计算圆周速度 GKjtX?~1  
    1.52 QQ_7Q^  
    ③计算齿宽b和模数 vj 344B  
计算齿宽b VX82n,'=t  
       b==46.42mm kN78j  
计算摸数m )TKn5[<4  
  初选螺旋角=14 ~%C F3?e6  
    = _Gf-s51s  
    ④计算齿宽与高之比 G~v:@  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 ,lStT+A  
=46.42/4.5 =10.32 N_S~&(I|  
⑤计算纵向重合度 uo J0wG.  
=0.318=1.903 k].swvIi  
⑥计算载荷系数K aidQ,(PDj  
使用系数=1 i;U*Y *f  
根据,7级精度, 查课本得 AWYlhH4c?t  
动载系数K=1.07, ajtH 1Z#  
查课本K的计算公式: /PeT4hW}  
K= +0.23×10×b =*jFaj  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 l_yF;5|?z  
查课本得: K=1.35 g2m* Q%  
查课本得: K==1.2 (3lA0e`Y  
故载荷系数: ]wdE :k,D  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 CoNaGb  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 -egnMc67  
    d=d=50.64 ]K*R[  
    ⑧计算模数 z<mN-1PM7&  
    = @+H0D"  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 k&%i+5X  
    由弯曲强度的设计公式 @ci..::5  
    ≥ fn=A_ i  
vdAd@Z~\  
⑴   确定公式内各计算数值 .=TXi<8Brw  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m BZHoRd{EH  
         确定齿数z !5C"`@}q>  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 <<CWN(hQWO  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 cS7\,/4S  
    Δi=0.032%5%,允许 X,_K )f  
    ②      计算当量齿数 77yYdil^W+  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  NytTyk)  
    z=z/cos=144/ cos14=158 _<FUS'"  
    ③       初选齿宽系数 ;'8Wl  
     按对称布置,由表查得=1 5;HGS{`  
    ④       初选螺旋角 ;"x+V gS'  
    初定螺旋角 =14 g.@[mf0r  
    ⑤       载荷系数K ?o?$HK   
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 H"8B4~*7H  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y H.4ISmXU  
    查得: 2m:K %Em6u  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 W/xPVmnV  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 1h?ve,$  
     o]Ne|PEpO  
    ⑦       重合度系数Y qb=2J5su  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 ?x&}ammid  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 r8:"\%"f>  
=14.07609 xS tsw5d  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 n|&=6hiI  
    ⑧       螺旋角系数Y f^B'BioW(  
 轴向重合度 =1.675, 8Iw)]}T'  
    Y=1-=0.82 `| ?<KF164  
     (b//YyqN  
    ⑨       计算大小齿轮的 6,q_ M(;c  
 安全系数由表查得S=1.25 ,o%by5j"^N  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 qX5>[qf-  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 CU\gx*=E  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 UWC4PWL,>C  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   UTKyPCfj  
    小齿轮     大齿轮 $M,<=.oT  
lWj*tnnn[  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: G&^8)S@1  
    K=0.86        K=0.93   (9I(e^@]  
(LmU\Pe%  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 M' z.d  
      []= {c9 f v H  
      []= 9X 4[Zk  
       re[5lFQ~Z  
       By8SRWs  
        大齿轮的数值大.选用. zhs @ YMY  
     JS^DyBXc  
⑵   设计计算 <hCO-r#  
     计算模数 ?[zw5fUDS  
uq s   
}i"[5:  
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: gR# k'   
4x[_lsj   
z==24.57  取z=25 /7#e  
]VKQm(,0  
那么z=5.96×25=149           j [lS.Lb  
  }W}(k2r  
②   几何尺寸计算 HL4=P,'  
    计算中心距     a===147.2 HP]5"ziA  
将中心距圆整为110 CYy=f-  
]dNNw`1\V  
按圆整后的中心距修正螺旋角 $rcv@-l  
5s3QN{h8  
=arccos E|c(#P{  
UMRFTwY  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. /-FV1G,h  
;hDk gp  
计算大.小齿轮的分度圆直径 ;X<Ez5v3  
     ?s$d("~  
    d==42.4 /Z:NoTGn  
r_$*euh@  
d==252.5 OgIRI8L  
V 9$T=[  
计算齿轮宽度 u:|^L]{  
_LwF:19Il  
B= P1rjF:x[*  
R;Dj70g  
圆整的       f EL 9J{  
!38KHq^|&  
                                            大齿轮如上图: o0`']-)*2  
B_ict)}ld  
; &6 {c  
%p  
7.传动轴承和传动轴的设计 p2 1|  
ugTsI~aE  
1.  传动轴承的设计 8]`#ax 5  
vq(#Ih2  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 <">epbV6  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min ]$L5}pE3  
T1=43.77kn.m M;y*`<x  
⑵.  求作用在齿轮上的力 ZtO$kK%q;  
    已知小齿轮的分度圆直径为 ?HPAX  
        d1=42.4 pt.V^a  
而  F= nX3?7"v  
     F= F ;G8H' gM07  
"!zJQl@  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N 7!cLTq  
#&kj>   
;@qS#7SRB  
I9G^T' W  
⑶.   初步确定轴的最小直径 Skci;4T(  
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 gC2}?nq*  
YOLzCnI4  
+U<YM94?  
             asYk #;z\"  
     从动轴的设计 r9{@e^Em  
       Nf!N;Cy?  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, oB5\^V$  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M n?cC]k;P~  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 b)'CP Cu*  
    已知大齿轮的分度圆直径为 GgY8\>u  
        d2=252.5 hJ ^+asr  
而  F= W{'hn&vU  
     F= F {Cm!5QYy  
`$JvWN,kB  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N #d,)Qe[  
~wuCa!!A  
(4 ZeyG@  
Vxap+<m  
⑶.   初步确定轴的最小直径 9pnOAM}  
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 }p6]az3  
(K=0c 6M3=  
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 w*XM*yJHU  
查表,选取 lfDd%.:q4S  
M^oL.'  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 6vbKKn`ST  
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 nm#23@uZ4K  
_Sd^/jGpU  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度  :'F,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  。 5&Yt=)c\  
r]cq|Nv8:  
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. {rMf/RAE  
$,by!w'e:l  
            D        B                轴承代号     id9QfJ9t  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     ;6PU  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     t'eu>a1D  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     [ K/l;Zd  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     ho{%7\  
'e]>lRZ  
     y%%VJ}'X!  
3>VL>;75[  
     ]*| hd/j  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 {2:baoG-  
    右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, A)9]^@,  
③   取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm.     #Q7:Mu+  
w~Q\:<x&~Z  
④    轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取l=50. R4;1LZ8XzS  
⑤    取齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮间的距离c=20.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16, +I5\ `By=  
高速齿轮轮毂长L=50,则 I= :yfW  
XlF,_  
L=16+16+16+8+8=64 GEy7Vb)  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. o`Z3}  
`uPO+2  
5.    求轴上的载荷   wwdmz;0S  
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, DI8I'c-P  
查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. 5(CInl  
"vybVWEE  
ktqFgU#rT  
)wjpxr  
`?=3[  
UeCi{ W  
=:g\I6'a  
#0r^<Yn  
kXhd]7ru  
     x/{-U05  
)R `d x  
传动轴总体设计结构图: 4qDO(YWf  
     hd'QMr[;  
                             Jk}3c>^D  
+$ djX=3  
                             (主动轴) l,Q`;v5|  
A*0X ~6W  
Y~*p27@fR  
        从动轴的载荷分析图: yx?oxDJg  
e^q^ AP+*  
6.     校核轴的强度 66>X$nx(z  
根据 QyTN  V  
== /[Fk>Vhp  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 /xgC`]-  
查表15-1得[]=60MP t9<BQg  
〈 []    此轴合理安全 *j83E[(]  
J ##a;6@  
8、校核轴的疲劳强度. {nSgiqd"28  
⑴.   判断危险截面 WVQHb3Pe0  
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. z<t2yh(DF  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 'g<{l&u  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 vh2/d.MO  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 $Xo_8SX,  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 -{*3<2rFK  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 4S>#>(n7=  
截面上的弯曲应力 5);"()g32  
h-(NWxK+  
截面上的扭转应力 `Qb!W45  
== tC1'IE-h  
轴的材料为45钢。调质处理。 2va[= >_  
由课本得: ]{i0?c  
           Rh~j -;  
因             \``w>Xy8  
经插入后得 ^0_>  
2.0         =1.31 ?7CdJgJp  
轴性系数为 h] )&mFiE"  
       =0.85 k:/Z6TLk3  
K=1+=1.82 (Q `Ps /  
    K=1+(-1)=1.26 &Pv$nMB$I  
所以               0*P-/)o x  
-[>J"l  
综合系数为:    K=2.8 5<GeAW8ns]  
K=1.62 G1X73qoHT<  
碳钢的特性系数        取0.1 cJm},  
   取0.05 OFv-bb*YZ  
安全系数 %eHr^j~w$  
S=25.13 r!{i2I|  
S13.71 dXn$XGF%R  
≥S=1.5    所以它是安全的 0"@J*e#  
截面Ⅳ右侧 9gK1Gx:  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 zBI2cB8;P  
1A;,"8kBd  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 jl;N Fk%  
uUBUUr  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 XOS^&;  
#Sy~t{4  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 h+q#|N  
截面上的弯曲应力   0:`YY 8j1k  
截面上的扭转应力 kSge4?&  
==K= hn6'$P  
    K= 4u2_xbT  
所以                  k_^ 4NU  
综合系数为: /HqD4GDoug  
K=2.8    K=1.62 [=-,i#4  
碳钢的特性系数 DKlHXEt>  
    取0.1       取0.05 #"C* dNAB  
安全系数 jtpk5 fJB  
S=25.13 | Cfo(]>G  
S13.71 1G(wESe  
≥S=1.5    所以它是安全的 \8{Tj54NA  
SzG %%CXH_  
9.键的设计和计算 5M8   
ex|)3|J  
①选择键联接的类型和尺寸 +K=RMqM-8  
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. "$"<AKCwS  
根据    d=55    d=65 LBpAR|  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 RHu,t5,  
                     b=20     h=12     =50 )OlYz!#?  
|~Awm"  
②校和键联接的强度 +~ S7]AZ  
  查表6-2得      []=110MP +tlbO?  
工作长度  36-16=20 :w4H$+j  
    50-20=30 "tK3h3/Xv  
③键与轮毂键槽的接触高度  >qI:  
     K=0.5 h=5 [ifQLsHA  
    K=0.5 h=6 LM.#~7jC  
    由式(6-1)得: k[1[Y{n.  
           <[] ]?jmRk^ .  
           <[]  -x/g+T-  
    两者都合适 G<*h,'B  
    取键标记为: Uzn  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 iIo>]\Pw  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 .L]2g$W\p  
10、箱体结构的设计 iVqF]2 >  
减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, }u5J<*:bZ  
大端盖分机体采用配合. YWq{?'AaR  
h!hv{c  
1.   机体有足够的刚度 "bjbJC&T  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 xA}{ZnTbN  
l4^8$@;s  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 1@<>GDB9  
Hc q@7g  
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 6>EoU-YX}l  
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 Hp fTuydU  
NL ceBok  
3.   机体结构有良好的工艺性. KkHlMwv  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. L\<J|87p?  
nm,Tng oj  
4.   对附件设计 ;Y &2G'  
A  视孔盖和窥视孔 C4C!-12  
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 qkyYt#4E  
B  油螺塞: NQvT4.*  
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。 Xb*>7U/'T  
C  油标: 1`n ZK$  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 piiO5fK|  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. 'V Y\ut  
4_Rv}Y d  
D  通气孔: W!Rr_'yFe)  
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. 9**u\H)P6  
E  盖螺钉: h6Hop mWVx  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 *;(GL  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. ![_GA)7  
F  位销: h1?.x  
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. '8Lc}-M4  
G  吊钩: M$LzV}k  
在机盖上直接铸出吊钩和吊环,用以起吊或搬运较重的物体. EY!P"u;  
Jb z>j\  
减速器机体结构尺寸如下: 7)3cq}]O  
i>rsq[l  
名称    符号    计算公式    结果     [k6,!e[/uG  
箱座壁厚                10     d e~3:  
箱盖壁厚                9     C;!h4l7L  
箱盖凸缘厚度                12     rxIYgh  
箱座凸缘厚度                15     j: B,K.:  
箱座底凸缘厚度                25     l_*:StyR+  
地脚螺钉直径                M24     kC6s_k  
地脚螺钉数目        查手册        6     p$%g$K  
轴承旁联接螺栓直径                M12     9!6yo  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     04<T2)QgK  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     "LH*T  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     7llEB*dSA  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     W.U|mNJ$  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 WN?meZ/N/  
    22 JYWc3o6  
    18      wZUR  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 O0<GFL$)&  
    16     su]ywVoRT  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     ma4r/8Q  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     \\~4$Ai[  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     -[`FNTTV C  
机盖,机座肋厚                9    8.5     U^X8{,8O  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) ]^\+B4  
150(3轴)     >pl*2M&  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) ed)!Snz   
150(3轴)     pNzGpCk  
     U_,K_6vj  
11. 润滑密封设计 MtO p][i  
IyA8+N y  
    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. =8fZG t  
    油的深度为H+ 8M'6Kcr  
         H=30  =34 `Lu\zR%<  
所以H+=30+34=64 >taZw '  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 =1vVI Twl  
     $pGk%8l%  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 L:F:ZOM6`  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     =<[ZFO~v  
    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 Q-N.23\1  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 Cx/duod p  
     57b;{kl  
12.联轴器设计 t`mLZ <X  
$bKa"T*  
1.类型选择. |"Oazll  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 2={ g'k(  
2.载荷计算. Kn9 ,N@bU_  
公称转矩:T=95509550333.5 %rRpUrnm  
查课本,选取 Fk,3th  
所以转矩   h(G(U_V-Od  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 v+=_  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm O_PC/=m1@  
rbP3&L  
四、设计小结 vu.f B4  
    经过两周紧张的课程设计,终于体会到了什么叫设计。原来设计并非自己想的那么简单、随便,比如说,设计减速器时,里面的每一个零件几乎都有其国家标准,我们设计时必需得按标准进行设计,最后才能符合要求。我觉得从事设计工作的人一定得要有很好的耐性,并且要有足够的细心,因为设计过程中我们要对数据不断的计算,对图形不断的修改,这需要耐心。因此,我觉得我们有必要从现在就开始培养这样一种耐心的工作态度,细心的工作作风,以便以后更快的进入到工作中,避免不必要的错误。 6A/|XwfE/v  
    我觉得,虽然这次设计出的结果与自己所想的有一定差距,但我想至少是自己动手了,并且通过这次设计,使自己更明白自己在这方面的欠缺和不足之处,懂得要从头到尾自己设计出一样东西是多么的不容易。因此,我想在剩下的一年半时间里,我会针对自己专业方面欠缺知识进行提高,拓宽。我想不管谁找出了自己的弱点,一定要努力的去改进、提高它,这样自己才会不断的进步,虽然“人无完人”,但我想我们不断的改进、提升自己,最后会使自己成为比现在的自己更强,更优秀的人的。我想这是我这次课程设计的最大收获。 }J$PO*Q@'  
五、参考资料目录 afc?a-~Z  
[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; o&~z8/?LA  
[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; ;SVF"Uo  
[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; GOwd=]e  
[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; h OboM3_  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 Dx[t?-  
[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; q+o(`N'~G  
[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? |#2<4sd  
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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