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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 &]_2tN=S$ snm1EPj 课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 RAUD8Z (S)jV0 专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) GJo`9 |ycN)zuE 目 录 =_:Mx'7 >)6d~ 一 课程设计书 2 @||GMA+| 3Q\k!$zq 二 设计要求 2 agUdPl$e\ 1k dQh&~G 三 设计步骤 2 (D~NW*,9 f C_H0h3 1. 传动装置总体设计方案 3 9JBVG~m+ 2. 电动机的选择 4 m(rd\3d 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 >V|KS(}s 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 >m'n#=yap 5. 设计V带和带轮 6 !'f.g|a 6. 齿轮的设计 8 &T&>4I!'M 7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 V:*6R/Ft 8. 键联接设计 26 7rSads 9. 箱体结构的设计 27 d6vls7J/4 10.润滑密封设计 30 /P
koqA, 11.联轴器设计 30 dSPye z S<Od`I 四 设计小结 31 w6<zPrA 五 参考资料 32 F7lzc) V PaW-o 一. 课程设计书 J[{?Y'RUM 设计课题: fZ[uNe[| 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 AoFxh o 表一: #2*6esP 题号 Dg'BlrwbR Z>(K|3_ 参数 1 V8-*dE 运输带工作拉力(kN) 1.5 Un^3%=; 运输带工作速度(m/s) 1.1 o3,}X@p 卷筒直径(mm) 200 o%)38T*n3 Y@2v/O,\ 二. 设计要求 'v 0(ki# 1.减速器装配图一张(A1)。 DTo P|P 2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 b<8,'QgB 3.设计说明书一份。 v!6IH UJ7{FN=@t 三. 设计步骤 Y0xn}:%K 1. 传动装置总体设计方案 Jm[_X 2. 电动机的选择 ?4H>1Wkb 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 Apbgm[m|{ 4. 计算传动装置的运动和动力参数 X-j3=8wPM 5. “V”带轮的材料和结构 F42?h:y8I 6. 齿轮的设计 /4{IxQk 7. 滚动轴承和传动轴的设计 BXa.XZ<n( 8、校核轴的疲劳强度 q"Th\? }% 9. 键联接设计 y7U?nP ')+ 10. 箱体结构设计 ;&`6b:ug 11. 润滑密封设计 NN]8T 12. 联轴器设计 .Zm de*b P0ZY;/e5h 1.传动装置总体设计方案: k\Z@B!VAq rbc7CPq_^ 1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 @Zw[LIQ* 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, D8\9nHUD` 要求轴有较大的刚度。 J!d=aGY0- 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。 d5#z\E?? 其传动方案如下: SlI
wLv^ g>;"Fymc' 图一:(传动装置总体设计图) Y
lhKP; C=8IQl[^e 初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 C=x70Y/ 选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 GsU.Lkf 传动装置的总效率 IubzHf η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; :4[_&]H 为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, .$a|&P=S η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, N14Q4v-*x 为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 *r|Zbxf( K&BaGrR 2.电动机的选择 iHeu<3O -%TwtO<$'] 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, vDCbD#.6 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, :
`,#z?Rk 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。 K6s tkDhb TecWv@. 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, 6\USeZh 9qm'qx 选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 q@i.4>x sNZOm $ 额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 FTu<$`!1L X0 ]Se( n^` `)" 方案 电动机型号 额定功率 ~h$
H@&5 P DI[ kw 电动机转速 0s6eF+bs 电动机重量 ]CX^!n N 参考价格 u.2^t:A 元 传动装置的传动比 G0(A~Q" 同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 GQ}R xu] 1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 g{JH5IZ~ M $zt;7P| 中心高 L#fS P 外型尺寸 kfq<M7y L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD !L)yI#i4C 132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 caZEZk#r; 4"eeEs h 3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 .jl^"{@6 mV}eMw (1) 总传动比 ZVz*1]}
由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7
(Kj>Ao (2) 分配传动装置传动比 |UN#utw{^Y =× XQcE
ZJ2 式中分别为带传动和减速器的传动比。 `tm(3pJ 为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 ;V^ I>-fnm 4.计算传动装置的运动和动力参数 j2 jUrl (1) 各轴转速 [yVcH3GcjI ==1440/2.3=626.09r/min f0g&=k{OD ==626.09/5.96=105.05r/min -;$jo- (2) 各轴输入功率 M+lI,j+ =×=3.05×0.96=2.93kW o+?Ko=vYw =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW >2tosxH M 则各轴的输出功率: EiWd =jDm =×0.98=2.989kW ;
. hTfxE0 =×0.98=2.929kW D$SO 6X~ 各轴输入转矩 I#|ib =×× N·m K_V$ ktL 电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· E5$uvxCI 所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m =[o/D0-Kn =×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m IF3 V5Q 输出转矩:=×0.98=43.77 N·m #K/#-S =×0.98=242.86N·m 5fK<DkB$>: 运动和动力参数结果如下表 q|e<b 轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min ]j<&
:_ 输入 输出 输入 输出 R= *vPS 电动机轴 3.03 20.23 1440 SMh[7lU` 1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 )X-TJ+d 2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 jI807g+ .gd'<l 5、“V”带轮的材料和结构 ;,:w%. 确定V带的截型 kam\dn04 工况系数 由表6-4 KA=1.2 6-uB[$ko 设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 Q?W}]RW V带截型 由图6-13 B型 MIwkFI8 1(WNrVm; 确定V带轮的直径 #[Vk#BIiv8 小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm ;923^*\:F{ 验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s {siIRl2& 大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm !Ql&Ls }K\m.+%=d 确定中心距及V带基准长度 &(HIBF'O 初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 w97B)Kn6 360<a<1030 .(2ui~ed 要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm +46?+kKt Qz/1^xy 初定V带基准长度 W02swhS Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm En/EQ\T@F j#)K/` V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm iu6NIy7D 传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm +cnBEv~y 小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 L5yv}:.U Rck k 确定V带的根数 +=A53V[C 单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw w(Hio-l= 额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 ..hD_k 包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 L@HWm;aN 带长修正系数 由表6-2 KL=1 /{d5$(Y" CA{(x(W\: V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 4w5mn6 MxR '+cPx\4 取Z=2 Pe_FW8e#J V带齿轮各设计参数附表 Ho; bgva +sc--e? 各传动比 yl[6b1 ayQB@2% V带 齿轮 7xmif YC 2.3 5.96 >C|i^4ppI -O?}-6,_Z 2. 各轴转速n e):rr* (r/min) (r/min) V]$Tbxg 626.09 105.05 PHh&@: 1k8zAtuj 3. 各轴输入功率 P `Mxi2Y{vp (kw) (kw) N=oWIK<;- 2.93 2.71 /{9"O y7E \tWFz( 4. 各轴输入转矩 T Mh+ym]6\(k (kN·m) (kN·m) DVWqrK}q 43.77 242.86 yfd$T}WW6 9a*}&fL[ 5. 带轮主要参数 855JAf
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) XJ`!d\WL/! 中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 ~X`_g/5X 带的根数z : 6*FnKD 160 368 708 2232 B 2 -W:te7 1 %nE 6.齿轮的设计 2V1|b`b#4 #Wz7ju; (一)齿轮传动的设计计算 GuV.7&!x 9f
^c9@= 齿轮材料,热处理及精度 H7xyK
考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 {v,O (1) 齿轮材料及热处理 Y|NANjEAfm ① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24 BP6|^Q 高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 6 Ch
[!=p{ ② 齿轮精度 tR,&|?0 按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 3:XF7T BJ0P1vh6M 2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 <QUjhWxDb 按齿面接触强度设计 nNCG*Vu UkE fuH 确定各参数的值: DcO$&)Eb ①试选=1.6 {xFgPtCM 选取区域系数 Z=2.433 6`tc]a"#Zb m+t<<5I[- 则 3N(5V;ti ②计算应力值环数 *kmD/J N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) 1%v!8$ =1.4425×10h 3y[6n$U& N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) ^~3u|u ③查得:K=0.93 K=0.96 =N62 ){{ ④齿轮的疲劳强度极限 ZU=omRh5
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: <sALA~p|0 []==0.93×550=511.5 K@JGGgrE`! kM0TQX)$m []==0.96×450=432 N(6Q`zs 许用接触应力 iI!MF1 Qj1qx;S ⑤查课本表3-5得: =189.8MP Y#VtZTcT =1 u8w4e!rKo6 T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 I"=a:q =4.47×10N.m 'n>v}__&| 3.设计计算 ^=COgO]e ①小齿轮的分度圆直径d w$aiVOjgT !Ojf9 6is =46.42 K P1;u #v ②计算圆周速度 #OQT@uF! 1.52 !kTI@103Wd ③计算齿宽b和模数 \y7kb 计算齿宽b +Fk]hCL b==46.42mm R4#56#d< 计算摸数m 6EX_IDb 初选螺旋角=14 Vx~N`|yY = 'm4v)w<y# ④计算齿宽与高之比 mj7Em& 齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 ru#CywK{{; =46.42/4.5 =10.32 @ptE&m ⑤计算纵向重合度 xoYaL =0.318=1.903 o6v'`p' ⑥计算载荷系数K eyIbjgpV 使用系数=1 0ECQ>Ux: 根据,7级精度, 查课本得 vJ a?5Jr 动载系数K=1.07, |EjMpRNE 查课本K的计算公式: :&'[#%h8 K= +0.23×10×b V49[XX =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 1UwpLd 查课本得: K=1.35 \G~<O071 查课本得: K==1.2 "Xz [|Xl 故载荷系数: v6#i>n~x, K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 <0M2qt8 ⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 R/|2s d=d=50.64 8ED}!;ZU ⑧计算模数 =*\(Y(0 = d"#& VlKcv 4. 齿根弯曲疲劳强度设计 Dx*tolF 由弯曲强度的设计公式 7&>==|gt ≥ ()`cW>[ 1<n'F
H3 ⑴ 确定公式内各计算数值 a*3h|b< ① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m +j!$88%Z{ 确定齿数z 8oxYgj&~X 因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 tg#d.( 传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 3zsjL=ta Δi=0.032%5%,允许 v;$cx*? ② 计算当量齿数 tFrNnbmlQ z=z/cos=24/ cos14=26.27 yE=tuHv(0 z=z/cos=144/ cos14=158 1_MaaA;ow" ③ 初选齿宽系数 v_L?n7c 按对称布置,由表查得=1 $-l\&V++F ④ 初选螺旋角 :kw14?]_ 初定螺旋角 =14 &C&?kS( ⑤ 载荷系数K J,,+JoD K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 Q~#[_Upkc ⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y bG&vCH;}% 查得: c3X8Wi7m 齿形系数Y=2.592 Y=2.211 LvbS") 应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 s3+6Z~g'B aX,ux9# ⑦ 重合度系数Y eczS(KoL4 端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 e,I{+^P =arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 h6uv7n~4 =14.07609 !dZpV~g0 因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 DfX}^'#m+ ⑧ 螺旋角系数Y 8iKupaaOX 轴向重合度 =1.675, QoTjKck. Y=1-=0.82 n1+,Pe*) ppXt8G3%x ⑨ 计算大小齿轮的 s\dhQZ w3 安全系数由表查得S=1.25 x39n7+j4 工作寿命两班制,8年,每年工作300天 [/Ya4=C@ 小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 BBUXoz 大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 ?>
SH`\ 查课本得到弯曲疲劳强度极限 WzxDnd<B 小齿轮 大齿轮 Lf} @v =`y.L5 查课本得弯曲疲劳寿命系数: n]]!:jFC K=0.86 K=0.93 p@x1B
&Z .f~x*@ 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 XkJzt []= 4zw5?$YWO" []= Vg^@6zU |=CV.Su tzFgPeo$; 大齿轮的数值大.选用. .Lc<1s 2n`OcXCh/ ⑵ 设计计算 ,0=@cJ 计算模数 QA3q9,C"
(&x#VmDL 3#@ETt0X( 对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: 9G'Q3?
z 7k>sE z==24.57 取z=25 t6)wR B3V=;zn3 那么z=5.96×25=149 UEvRK?mm= v!pT!(h4 ② 几何尺寸计算 N?'V,p
0= 计算中心距 a===147.2 ttwfWfX 将中心距圆整为110 mt+IB4` U&D"fM8 按圆整后的中心距修正螺旋角 lF\oEMd* [7~ !M*o9 =arccos ">G|\_ZF 2B#
]z 因值改变不多,故参数,,等不必修正. yB7=8 Pcx 8-?.Q"D7% 计算大.小齿轮的分度圆直径 R^.oM1qu| "b!EtlT9 d==42.4 m q`EMOH X;7gh>Q'4 d==252.5 ()Z! u%j '*5I5'[ X, 计算齿轮宽度 IRemF@ a{7>7%[ B= Y. ]FVq gv}Esps
R 圆整的 }@Ij}Ab> k[]B
P4 大齿轮如上图: 3[E3]]OVa [2UjY^\;T ,BCtNt( !>g_9'n' 7.传动轴承和传动轴的设计 bwG2= wR\Y+Z 1. 传动轴承的设计 ~F^(O{EG #Jv|zf5Z ⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 8<Cu S P1=2.93KW n1=626.9r/min F_o5(`>^ T1=43.77kn.m 7*8R:X+^r ⑵. 求作用在齿轮上的力 =EI>@Y" 已知小齿轮的分度圆直径为 /s"mqBXCG d1=42.4 =T'N6x5@ 而 F= yrOWC F= F iB;EV8E nFU'DZ F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N C?jk#T #~l(t_m{ 9MQ!5Zn O4w6\y3U ⑶. 初步确定轴的最小直径 m~cz 先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 f8yE>qJP 2Fk4jHj ME"B1Se\ .?T,>#R 从动轴的设计 (}ObX!, eT33&:n4 求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, s8L=:hiSf) P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M ;}v#hKC~ ⑵. 求作用在齿轮上的力 DX>Yf} 已知大齿轮的分度圆直径为 hKVj\88 d2=252.5 v_M-:e3` 而 F= =-wF Brw F= F MIa#\tJj L'(ei7Z F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N AA=zDB<N v@m2c_, `sW+R= 'cp1I&> ⑶. 初步确定轴的最小直径 >6yA+?[: 先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 l9Xz,H vwF#;jj\ 输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 `Hlv*" w$ 查表,选取 73C7g<
Mx N{b;kiZq 因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 [f ._w~ 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
Dk^,iY(u MS Qz,nn ⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 A^L8" 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 。 oItEGJ| 3lh^maQ] 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. |.]g&m)y^h G q&[T: D B 轴承代号 6gy;Xg 45 85 19 58.8 73.2 7209AC !tuN_ 45 85 19 60.5 70.2 7209B y [jck: 50 80 16 59.2 70.9 7010C A#;TY:D2 50 80 16 59.2 70.9 7010AC "aT"o ;o#wK>pk%M w]ihGh -a+oQP]O #Y_v0.N 对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 j&y>?Y&Sb 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, n/
m7+=]v 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. #cCR\$-~ `mp3ORR;$ 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. HYcwtw6 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, K0 6 E: 高速齿轮轮毂长L=50,则 1)N~0)dO (X|`|Y L=16+16+16+8+8=64 w+Oo-AGNH 至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. K/A1g.$ .>^iU} 5. 求轴上的载荷 z$]HZ#aRE 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, V|T3blG?D 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.
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gU%R9 r4wnfy Z#_ +yw RI0+9YJ $8t\|O3 eT ZQ[qMp K4|{[YpPB 传动轴总体设计结构图: ]>"q>XgnI `mo>~c7 f^D4aEU h"849c;C. (主动轴) *=~X1s h8-'I=~ 0ofl,mXW 从动轴的载荷分析图: JzZ9ua t1%<l 6. 校核轴的强度 u4,b%h. 根据 vo3[)BDbT == }RPeAcbU_ 前已选轴材料为45钢,调质处理。 K" U!SWv 查表15-1得[]=60MP n?z^"vv$i 〈 [] 此轴合理安全 % m0x] ?&>H^}gDZ 8、校核轴的疲劳强度. HZ.Jc"+M ⑴. 判断危险截面 /c9%|<O% 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. "RG #e+ ⑵. 截面Ⅶ左侧。 MI<XLn!* 抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 cc|"^-j-7 抗扭系数 =0.2=0.2=25000 9CW8l0 截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 *iW$>Yjb 截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 y+ZCuX 截面上的弯曲应力 y9'F D5\s G*$a81dAX 截面上的扭转应力 A1u|L^ == ok+-#~VTn 轴的材料为45钢。调质处理。 @N0(%o& 由课本得: `+go|
5N2 GP/Gv 因 av*M# 经插入后得 {<_9QAS 2.0 =1.31 hm5A@Z 轴性系数为 \jcEEIEi =0.85 /Vy8%
K=1+=1.82 ]CIZF, K=1+(-1)=1.26 Pv(icf
l| 所以 Mi5"XQ>/ }M I9?\"q 综合系数为: K=2.8 i%R2#F7I K=1.62 U.@j!UrZ 碳钢的特性系数 取0.1 D(]])4 取0.05
xedbr 安全系数 bof{R{3q S=25.13 1jhGshhp S13.71 |F'k5Lh ≥S=1.5 所以它是安全的 oVc
l ( 截面Ⅳ右侧 GAlAFsB 抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 QzQTE-SQ >Tm|}\qEb 抗扭系数 =0.2=0.2=25000 "lp), c9dH ^t 截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 ?6bk&"T? .+H8c. 截面Ⅳ上的扭矩为 =295 s1!_zf_ 截面上的弯曲应力 jaAv_=93f 截面上的扭转应力 $o"PQ!z ==K= lxRzyx K= )y7SkH| 所以 "Q~6cH[# 综合系数为: R0y@#}JH K=2.8 K=1.62 "mAVkq~ 碳钢的特性系数 \kiCczW_ 取0.1 取0.05 >a]4} 安全系数 {Y9m;b,X S=25.13 ]u_^~ S13.71 >NN |vj ≥S=1.5 所以它是安全的 >?,arER JlF0 L%Rc 9.键的设计和计算 `he{"0U~S *|x2"?d-F: ①选择键联接的类型和尺寸 -;z&"> 一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. %>uGzQ61 根据 d=55 d=65 =L$};ko 查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 ]t|KFk!) b=20 h=12 =50 s
&v<5W2P oOuhbFu ②校和键联接的强度 kNW&rg 查表6-2得 []=110MP AAsl) 工作长度 36-16=20 #](k,% 2 50-20=30 @T1/S&F= ③键与轮毂键槽的接触高度 /n7F]Ok'* K=0.5 h=5 Y#c11q Z K=0.5 h=6 Y. yM 1 z 由式(6-1)得: I0O)MR< <[] piO+K!C0n: <[] y^zVb\"4 两者都合适 p;) ;Vm+8 取键标记为: fPHv|_XM> 键2:16×36 A GB/T1096-1979 9il!w
g? 键3:20×50 A GB/T1096-1979 F5%-6@= 10、箱体结构的设计 :*1Gs, 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, -(>x@];r0 大端盖分机体采用配合. ?M7nbfy[A@ VVJhQ bP 1. 机体有足够的刚度 71Ssk|L 在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 <P( K,L?r T}2a~ 2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 6.~(oepu uavts9v< 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 w"-bO ~5h 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 Yh:*.@ Bl' 3. 机体结构有良好的工艺性. Z8kO*LYv 铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. *E.{i
P _Zf(`jJ 4. 对附件设计 ~m
uVQ A 视孔盖和窥视孔 iTbmD 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 _Ux>BJmP B 油螺塞: e?L$RY,7 放油孔位于油池最底处,并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔处的机体外壁应凸起一块,由机械加工成螺塞头部的支承面,并加封油圈加以密封。 8pDJz_F!{ C 油标: U*k$pp6\b~ 油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 )TyL3Z\>( 油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. nH% / 'y}A3RqN D 通气孔: WLNkO^zb 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. Ec0Ee0%A] E 盖螺钉: 5.VA1 启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 9A3Q&@, 钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. & 66G F 位销: >g93Bj* 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. H:9(
XW G 吊钩: |fTQ\q]W 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. 0,m*W?^31 AGCqJ8`|T 减速器机体结构尺寸如下: %)l2dK&9"j :n'QNGj 名称 符号 计算公式 结果 Cj5M 箱座壁厚 10 15U=2j*.b 箱盖壁厚 9 pPh_p@3I 箱盖凸缘厚度 12 RLulz|jC 箱座凸缘厚度 15 |}q0G~l 箱座底凸缘厚度 25 )_.@M '? 地脚螺钉直径 M24 ENJ] 地脚螺钉数目 查手册 6 a%(1#2^`q! 轴承旁联接螺栓直径 M12 )zUV6U7v 机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 S3qUzK 轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 iyH<!>a 视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 P$]Vb'Fz 定位销直径 =(0.7~0.8) 8 (: ZOoL ,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34
pb E`Eq 22 z^}T=
$& 18 |nD2k,S<? ,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 `r>WVPS| 16 r*+9<8-ZX< 外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 !k<+-Lf:2 大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 kmov(V 齿轮端面与内机壁距离 > 10 [.<vISRir 机盖,机座肋厚 9 8.5 HSK^vd?_l 轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) 8%`Sx[ 150(3轴) >t*zY~R. 轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) SfL,_X]* 150(3轴) gs'bv#4yd b> 2u>4 11. 润滑密封设计 _FdWV? Z[({; WtF 对于二级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度. &nz1[, 油的深度为H+ 'Fc&"(!|| H=30 =34 gscsB4< 所以H+=30+34=64 qU2>V 其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 iNQk{n 7*`ldao~ 密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 &I!2gf 凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 4,<~t>M1 密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 o~iL aN\+ 大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 lc5NC;JR ]"CAP% 12.联轴器设计 C|!E'8Rw Rut6m5> 1.类型选择. n:<avl@o< 为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 NqF-[G< 2.载荷计算. ,Y!T!o}1
公称转矩:T=95509550333.5 F=P|vYL&& 查课本,选取 4&|9304<H 所以转矩 b<5:7C9z 因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 (1jkZ^7 选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm 1.>sG2*P #d|.BxH 四、设计小结 B:x4H}`vh 经过两周紧张的课程设计,终于体会到了什么叫设计。原来设计并非自己想的那么简单、随便,比如说,设计减速器时,里面的每一个零件几乎都有其国家标准,我们设计时必需得按标准进行设计,最后才能符合要求。我觉得从事设计工作的人一定得要有很好的耐性,并且要有足够的细心,因为设计过程中我们要对数据不断的计算,对图形不断的修改,这需要耐心。因此,我觉得我们有必要从现在就开始培养这样一种耐心的工作态度,细心的工作作风,以便以后更快的进入到工作中,避免不必要的错误。 s#qq%
@ 我觉得,虽然这次设计出的结果与自己所想的有一定差距,但我想至少是自己动手了,并且通过这次设计,使自己更明白自己在这方面的欠缺和不足之处,懂得要从头到尾自己设计出一样东西是多么的不容易。因此,我想在剩下的一年半时间里,我会针对自己专业方面欠缺知识进行提高,拓宽。我想不管谁找出了自己的弱点,一定要努力的去改进、提高它,这样自己才会不断的进步,虽然“人无完人”,但我想我们不断的改进、提升自己,最后会使自己成为比现在的自己更强,更优秀的人的。我想这是我这次课程设计的最大收获。 W%h<@@c4, 五、参考资料目录 R2~Rqlti [1]《机械设计课程设计》,高等教育出版社,王昆,何小柏,汪信远主编,1995年12月第一版; r`7`f xe [2]《机械设计(第七版)》,高等教育出版社,濮良贵,纪名刚主编,2001年7月第七版; a[#4Oq/t$ [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; e |4jT7L} [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; B2Orw8F [5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 %pg*oX1VK6 [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;
=6A<> [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。
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