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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 Hnt*,C.0 9iG&9tB@ 课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 -E?:W`! R)66qRf 专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) 7_2D4CI VP
A+/5TW 目 录 R278 ^E |`:cB 一 课程设计书 2 qhY+<S9 j_2g*lQ7a 二 设计要求 2 )oCL![^pXe jcqUY+T$ 三 设计步骤 2 1 .+O2qB $Lj]NtO 1. 传动装置总体设计方案 3 Nb$0pc1J< 2. 电动机的选择 4 [gBf1,bK 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 !-}Q{<2@W 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 &AJ bx 5. 设计V带和带轮 6 8S#$'2sT 6. 齿轮的设计 8 Cw(e7K7& 7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 Acw`ytV 8. 键联接设计 26 89:nF# 9. 箱体结构的设计 27 X6
BIZ 10.润滑密封设计 30 vSnVq>-q& 11.联轴器设计 30 FXBmatBck z]N#.utQ 四 设计小结 31 yb',nGl~ 五 参考资料 32 5&s6(?,Eu jz<}9Kze 一. 课程设计书 PFX,X 设计课题: Xq$-&~
设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V AF#:*<Ev 表一:
Hy3J2p9. 题号 +zMhA p 3q/Us0jr 参数 1 clU ?bF~e1 运输带工作拉力(kN) 1.5 W~mo*EJ'^ 运输带工作速度(m/s) 1.1 w0g@ <(
3 卷筒直径(mm) 200 # QwX|x{ @FIL4sb 二. 设计要求
#tKks:eL 1.减速器装配图一张(A1)。 H"/J R 2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 =7+%31 3.设计说明书一份。 PFp!T [) ?-c|c_|$ 三. 设计步骤 b~&cYk' 1. 传动装置总体设计方案 d\#yWY 2. 电动机的选择 >!1]G"U 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 ^rfR<Q` 4. 计算传动装置的运动和动力参数 ~:JAWs$\V 5. “V”带轮的材料和结构 -E\G3/*51 6. 齿轮的设计 OT\D;Z"__I 7. 滚动轴承和传动轴的设计 E}4{{{r 8、校核轴的疲劳强度 6k0Awcr 9. 键联接设计 }T.>p#z 10. 箱体结构设计 qWW\d', . 11. 润滑密封设计 .<QKQ% - 12. 联轴器设计 OF<:BaRs/ Y[L,rc/j 1.传动装置总体设计方案: _XZK2Q[ ?M'CTz}<\ 1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 kI`HD 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, **m8 HD 要求轴有较大的刚度。 D-@6 hWh~ 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。 0Lj;t/mG 其传动方案如下: {Yxvb** ]uFJ~:R 图一:(传动装置总体设计图) fZf>>mu@r' e-`9-U%6 初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 $DH/ 选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 VJ-t#q" 传动装置的总效率 fASklcQ η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; mIf)=RW 为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, MX~h>v3_R4 η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, H$ nzyooh 为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 9HR1m3 !Dc?9W!b 2.电动机的选择 j6^.Q/{^
z}J~X%}e 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, Mm8_EjMp 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, #(qvhoi7lM 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。 br88b`L ;PMPXN'z6 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, o]p$
w[5 |goBIp[ 选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 axnVAh|}S T#rUbi>"" 额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 ^Vth;!o -U>)B
uq6>K/~D 方案 电动机型号 额定功率 MA tF, P G:+D1J] kw 电动机转速 Se??E+aX 电动机重量 te;bn4~ N 参考价格 eYRd#w 元 传动装置的传动比 68~]_r.a 同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 M&Q&be84 1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 hT=E~|O .gNJY7`b 中心高 ;YokPiBy 外型尺寸 %[*_-% 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-IA Q!d 132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 w'i+WEU>l I&8!V)r) 3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 I7XM2xM 'U@Ep (1) 总传动比 U>b.MIBX 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 p*$=EomY (2) 分配传动装置传动比 @B+8' b$9 =× 1iqgTi> 式中分别为带传动和减速器的传动比。 N}z]OvnZH 为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 Xa}y.qH 4.计算传动装置的运动和动力参数 V+'zuX (1) 各轴转速 h/aG."U ==1440/2.3=626.09r/min =AK6^v&on ==626.09/5.96=105.05r/min Z~
q="CA4 (2) 各轴输入功率 4.%/u@rAi =×=3.05×0.96=2.93kW K#v @bu:' =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW >r:z`^p 则各轴的输出功率: kU)E-h =×0.98=2.989kW s?sr0HZ =×0.98=2.929kW t]t(/x# 各轴输入转矩 w&^Dbme =×× N·m 0*OK]`9 电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· -k,}LJjo 所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m d8jP@> =×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m /ubGa6N 输出转矩:=×0.98=43.77 N·m @!\lt$ =×0.98=242.86N·m on\ahk, y] 运动和动力参数结果如下表 5n2}|V$VqP 轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min S`spUq1o 输入 输出 输入 输出 {y!77>Q/ 电动机轴 3.03 20.23 1440 SsL>K*t5 1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 ui*CA^ Y 2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 AdF[>Wv yle~hL 5、“V”带轮的材料和结构 "Bn]-o|r 确定V带的截型 [+dTd2uZ<\ 工况系数 由表6-4 KA=1.2 !\Q/~p'jS 设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 b\"2O4K,) V带截型 由图6-13 B型 }?d
l.=eq w`Z@|A 确定V带轮的直径 rI]n4>k{ 小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm q'[yYPDX5x 验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s ;Uj=rS`Q 大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm 4d]T` j98>Jr\ 确定中心距及V带基准长度 s9YP
=)I 初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 m}-~VYDj 360<a<1030 q1M16qv5 要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm X@7e7 j0K}nS\ P 初定V带基准长度 gY@$g Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm 8:UV; 5@ |)R{(AK- V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm NB/ wJ3 F 传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm WXE{uGc 小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 T EqCoeR h3L{zOff 确定V带的根数 DU[vLe|Z 单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw Y]1b39O 额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 r \]iw v 包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 3Q(#2tL= 带长修正系数 由表6-2 KL=1 R<-( 9k!#5_ M V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 >/F,Z%!&q 4#@zn 2l 取Z=2 {-Y% wM8<i V带齿轮各设计参数附表 t[cZ|+^] fNaS?tV) 各传动比 fDY#&EO: % > jvi7 V带 齿轮 7L&=z$U@m 2.3 5.96 |Gh~Zup .B9rG~ 2. 各轴转速n pVm'XP (r/min) (r/min)
t@EHhiBz 626.09 105.05 q6v%HF-q4 "S@%d(lg 3. 各轴输入功率 P Li_ a|dI (kw) (kw) kC)ye"r 2.93 2.71 sjV>&eb J$D#)w!$j 4. 各轴输入转矩 T <$'OSN`! (kN·m) (kN·m) q.>{d%? 43.77 242.86 {` Lem H-o>|C 5. 带轮主要参数 Yl#r9TM 小轮直径(mm) 大轮直径(mm) Y_49UtJIg 中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 AA$-Lx(UJk 带的根数z />zE$)'M 160 368 708 2232 B 2 bytAdS$3 H`;q@ 6.齿轮的设计 kMz^37IFMG QvH=<$ (一)齿轮传动的设计计算 fWywegh bm_'giQ: 齿轮材料,热处理及精度 4b B)t# 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 SablF2doa (1) 齿轮材料及热处理 EI*B( 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 N%\!eHxy 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 ?HBNd&gZ1G ② 齿轮精度 /}\EMP 按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 7 Ld5 /MB3w m 2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 :!\?yj{{ 按齿面接触强度设计 -Fe))Y'= I=)u:l c 确定各参数的值: Re{vO&. ①试选=1.6 3U0>Y%m| , 选取区域系数 Z=2.433 ?6F\cl0. tB_GEt2M 则 e:E:"elr] ②计算应力值环数 ZzNp#FrX" N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) a'zf8id =1.4425×10h oZkjg3 N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) db%o3>>e ③查得:K=0.93 K=0.96 90oG+T4 ④齿轮的疲劳强度极限 |gW>D=rkj 取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: 0wCJNXm []==0.93×550=511.5 ^#T@NN0T #MbkU]) []==0.96×450=432 F(J6 XnQ 许用接触应力 Qx-/t 9`!Z r
wtU@xsD ⑤查课本表3-5得: =189.8MP TzT(aWP" =1 /*)zQ?N T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 K]{Y >w =4.47×10N.m J|-X?V;ZW 3.设计计算 t%$> ①小齿轮的分度圆直径d ]3xb Q1 A{Jp>15AVg =46.42 owDp?Sy}E ②计算圆周速度 iYi3x_A` 1.52 #d,+87]\= ③计算齿宽b和模数 N^\<y7x 计算齿宽b !e5!8z b==46.42mm 3":vjDq$ 计算摸数m #)&kF+ 初选螺旋角=14 %l4LX~-: = /UP&TyZ ④计算齿宽与高之比 &DQyJJ`k 齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 o}q>oa b z =46.42/4.5 =10.32 [&e|:1 ⑤计算纵向重合度 q#RUL!WF7U =0.318=1.903 N?Byp&rqI< ⑥计算载荷系数K V(hM@ztN 使用系数=1 =P}ob eY 根据,7级精度, 查课本得 >/@wht4- j 动载系数K=1.07, '
U]\]Wp 查课本K的计算公式: ZG29q> K= +0.23×10×b cZB?_[Cp =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 6'YT3= 查课本得: K=1.35 PE $sF]/ 查课本得: K==1.2 or~2r8 故载荷系数: 1>I4=mj K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 BG>fLp ⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 kj_MzgC'? d=d=50.64 a8D7n Ea ⑧计算模数 usj:I`> = Q&j-a;L 4. 齿根弯曲疲劳强度设计 1b^e4 由弯曲强度的设计公式 T_\Nvzb} ≥ SlU?,)J} GM_~2Er] ⑴ 确定公式内各计算数值 nHAET ① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m Blw AD 确定齿数z <v&L90+s\; 因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 Yatd$`,hW 传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 ,z4)A&F[c; Δi=0.032%5%,允许 ]ySm|&aU ② 计算当量齿数 5&59IA%S z=z/cos=24/ cos14=26.27 RT+pB{Y z=z/cos=144/ cos14=158 0R2KI,WI ③ 初选齿宽系数 b|SDg%e 按对称布置,由表查得=1 =VC"X ?N ④ 初选螺旋角 /b&ka&|t
初定螺旋角 =14 {KQ-QKxxS ⑤ 载荷系数K m*bTELb K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 2VpKG*!\ ⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y O0Z!*Hy 查得: )RUx 齿形系数Y=2.592 Y=2.211 n["G
ry 应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 ]>vC.iYp azhilUD8 ⑦ 重合度系数Y o,r72>| 端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 |Y-{)5/5} =arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 u[:-^H =14.07609 p!oO}gE 因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 NUO#[7OK+x ⑧ 螺旋角系数Y ys/U.e|)! 轴向重合度 =1.675, PiwMl)E|! Y=1-=0.82 hs;YMUA" hwx1 fpo4 ⑨ 计算大小齿轮的 _cc37[ 安全系数由表查得S=1.25 nYsB^Nr6 工作寿命两班制,8年,每年工作300天 6o:b(v&Oo 小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 !n`9V^` 大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 "?*B2*|}` 查课本得到弯曲疲劳强度极限 h5)4Z^n 小齿轮 大齿轮 AU$<W"%R eoj(zY3 查课本得弯曲疲劳寿命系数: q1^bH6*fl K=0.86 K=0.93 'G1~
A + wiFA3_\G 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 +X%pUe []= K' ?`'7 []= *w#^`yeo Lo<WK w,T-vf 大齿轮的数值大.选用. `uwSxt <)$e*HrI ⑵ 设计计算 Nf5zQ@o_y 计算模数 +@^FUt=tq 9oj#5Hq N,bH@Q.Ci 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: " k0gZb f8?hEa:js z==24.57 取z=25 cy64xR BB 2!)|B
;y 那么z=5.96×25=149 <YM!K8hu$ /B
53Z[yL ② 几何尺寸计算 jX7;hQ+P 计算中心距 a===147.2
s?JOGu 将中心距圆整为110 @ N@
!Q &c^tJ-s 按圆整后的中心距修正螺旋角 mIe 5{.m# J[{ R:l\ =arccos D!DL6l` *L&|4|BF2 因值改变不多,故参数,,等不必修正. {,=U]^A ?!.L#]23f 计算大.小齿轮的分度圆直径 B)x^S
> F Jp<J d==42.4 b:PzqMh{G e>UU/Ks d==252.5 &s{d r vX?C9Fr 2 计算齿轮宽度 Y1;jRIOA z%;_h- B= @rv)J[7Y& cte
Wl/v 圆整的 58t_j54 ro+8d 大齿轮如上图: SN 4JX |&MOus#v {wl7&25 ?L| Ai\| 7.传动轴承和传动轴的设计 x21XzGLY|} #h#_xh' 1. 传动轴承的设计 v"*c\, "H9q%S,FH ⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 dG!) < P1=2.93KW n1=626.9r/min RNopx3 T1=43.77kn.m Us\Nmso
z ⑵. 求作用在齿轮上的力 eF(oHn, 已知小齿轮的分度圆直径为 w5vzj%6i d1=42.4 [4Q;5 'Dj 而 F= ub2B!6f a F= F BxiR0snf0q ( m7qc F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N h%5keiA yb-4[C:i 5~OKKSUmT v=daafO ⑶. 初步确定轴的最小直径 zhe~kI 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
o3_us hG}gKs I :8s 3; s)+] pxV0- 从动轴的设计 8yybZ@ M}`T-"qf 求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, W!|l_/L' P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M KuF>2KX~Y ⑵. 求作用在齿轮上的力 w3;T]R* 已知大齿轮的分度圆直径为 ./<giTR:p d2=252.5 {5 3#Xd 而 F= &w{z F= F I/zI\PP, s~A:*2 \ F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N DG,m;vg+ 1I%niQv5t @P">4xVX{ A~;.9{6J[t ⑶. 初步确定轴的最小直径 PB#EU9 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% T%6p_ CQA^"Ll 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 \Hu?K\SWs 查表,选取 )h,}v()qc# L?(m5u~b 因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 U%K gLg# 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 pIPjTQ?cq XvZ5Q ⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 (\4YBaGd 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 。 WV;[v g] 0xV[C4E[6 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. {DX1/49 ;I>77gi`] D B 轴承代号 jF{)2|5 45 85 19 58.8 73.2 7209AC +WvW#wpH 45 85 19 60.5 70.2 7209B ?Hbi[YD 50 80 16 59.2 70.9 7010C nIl<2H]F` 50 80 16 59.2 70.9 7010AC d3 p;[;` DCgiTT\ T'7x,8&2| 0Hr)h{!F" !/Wv\qm 对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 lAAP V 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, *jl_,0g] 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. Q[bIkvr| nN(Q}bF 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. Yt;@@xe& 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, Jh%k:TrBm 高速齿轮轮毂长L=50,则 _p| KaT`` &.:yP3 L=16+16+16+8+8=64 ScC!?rTW~7 至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. d-"[-+)- &uJ7[m19z 5. 求轴上的载荷 ]2xoeNF/W{ 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, WhL1OG 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. mh~n#bah u_S>`I @TnAO8Q>XD Mp^U)S+ jqy?Od) dYhLk2 !7anJl |y2cI,& $]iRfXv,l! )h(yh50
B Oxf,2r 传动轴总体设计结构图: d?(eL(W EB>rY mQt?d?6 XcQ'( (主动轴) 2n5{H fpY <txzKpM +yu^Z*_ 从动轴的载荷分析图: q,eXH8 x N%`Eq@5 6. 校核轴的强度 wB W]w 根据 siGt5RH* == f5QJj<@ 前已选轴材料为45钢,调质处理。 zgHF-KEV 查表15-1得[]=60MP ]6EXaf# 〈 [] 此轴合理安全 Ci^tP~)&" W>]=0u4 8、校核轴的疲劳强度. %Tv^BYQAZ ⑴. 判断危险截面 [+v}V ,jb 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. p uLQ_MNV ⑵. 截面Ⅶ左侧。 s&*s9F 抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 kzb1iBe 6m 抗扭系数 =0.2=0.2=25000 #$9rH
2zd 截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 jR&AQ-H& 截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 })}-K7v1+ 截面上的弯曲应力 &\o!-EIK8 t^1c^RpTb 截面上的扭转应力 nxh9'"th == h|Uy!?l
轴的材料为45钢。调质处理。 2*1s(Jro 由课本得: +Udlt)H Sud5F4S 因 BpKgUwf;C 经插入后得 i&?do{YQ) 2.0 =1.31 .J3Dk=/ 轴性系数为 .4wp =0.85 hkL[hD K=1+=1.82 qZ7/d,w K=1+(-1)=1.26 MM%c 所以 `Z0#IeX= !]k $a 综合系数为: K=2.8 `&yUU2W K=1.62 ul$YV9[\ 碳钢的特性系数 取0.1 ]n:)W.|`R 取0.05 3#ua 安全系数 Q[k7taoy S=25.13 3q.O^`y FU S13.71 cHMS[.=; ≥S=1.5 所以它是安全的 &~7b-foCq 截面Ⅳ右侧 5? s$(Lt~ 抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 7=ZB?@bU~ =/rIXReY 抗扭系数 =0.2=0.2=25000 <j.bG 7 X|7Y|0o 截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 )5j%." $h-5PwHp 截面Ⅳ上的扭矩为 =295 ymBevL 截面上的弯曲应力 \Podyh/;? 截面上的扭转应力 FPu"/4v& ==K= ?b~V uo K= Hs+VA$$* 所以 5Qik{cWxBq 综合系数为: y$At$i>u K=2.8 K=1.62 PQRh5km 碳钢的特性系数 '%`Wy@ 取0.1 取0.05 !RnO{FL 安全系数 %Y` @>P' S=25.13 zZ|Si S13.71 !z;a>[T' ≥S=1.5 所以它是安全的 mlY0G w_e 5xi f0h-` 9.键的设计和计算 vb}; _/#? ?s("@dz_ ①选择键联接的类型和尺寸 z1ltc{~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. g@.RfX= 根据 d=55 d=65 (@dh"=Lt\ 查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 ;jTP|q?|{ b=20 h=12 =50 m[C-/f^u| lu(<(t,Lbs ②校和键联接的强度 pI
|; 查表6-2得 []=110MP W$0<a@ 工作长度 36-16=20 j3rBEQ,R 50-20=30 F+_4Q ③键与轮毂键槽的接触高度 tH<v1LEZN K=0.5 h=5 h@T}WZv K=0.5 h=6 A}sb2P 由式(6-1)得: IBWUeB:b <[] a2*WZc` <[] !=#E/il, 两者都合适 u7&r'rZ1_! 取键标记为: nv(Pwb3B 键2:16×36 A GB/T1096-1979 o*\kg+8 键3:20×50 A GB/T1096-1979 |8h<Ls_ 10、箱体结构的设计 glh2CRUj 减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, [K[tL|EK 大端盖分机体采用配合. @YP\!#"8 n\5` JNCb 1. 机体有足够的刚度 2"NRnCx* 在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 /!UuGm O9]j$,i 2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 > >wbyj8 wYhWRgP 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 tq?lF$mM: 为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 yE-&TW_q:> Bm%:Qc* 3. 机体结构有良好的工艺性. KGkzE 铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. f
5_n2 8UoMOeI3 4. 对附件设计 *~M=2Fj;i A 视孔盖和窥视孔 BN@*CG 在机盖顶部开有窥视孔,能看到 传动零件齿合区的位置,并有足够的空间,以便于能伸入进行操作,窥视孔有盖板,机体上开窥视孔与凸缘一块,有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封,盖板用铸铁制成,用M6紧固 %$I\\qq>{ B 油螺塞: :KZI+ 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。 t/_w} C 油标: Nc[>CgX"@ 油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 f!*b8ND^R
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. +GgWd=X.Y FqQm*k_ D 通气孔: 3`J?as@^8 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. U}6'_ PRQ E 盖螺钉: B @UaaWh 启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 FgNO# % 钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. )m"NO/sJ2 F 位销: ,Vt7Kiu 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. RM-|?% G 吊钩: [Zl 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. &6PZX0M on(F8%]zE 减速器机体结构尺寸如下: 9C$b^wHd 57)S" 名称 符号 计算公式 结果 E*7B5 箱座壁厚 10 E$34myOVf 箱盖壁厚 9 HLAWx/c,j" 箱盖凸缘厚度 12 9<WMM) 箱座凸缘厚度 15 [L|H1ll 箱座底凸缘厚度 25 <m`HK.|~ 地脚螺钉直径 M24 A(W%G|+ 地脚螺钉数目 查手册 6 e1S |&W8 轴承旁联接螺栓直径 M12 IQoz8!guh: 机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 hv}rA,Yd 轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 LS Na 视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 R"Hhc(H 定位销直径 =(0.7~0.8) 8 /Bid:@R ,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 2K!3+D" 22 K/+5$SjF 18 -$?xR]( f ,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 z6B/H2 16 S$+vRX7 外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 ^u:7U4 大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 Q{UR3U'Q 齿轮端面与内机壁距离 > 10 iT%aAVs 机盖,机座肋厚 9 8.5 '73dsOTIT 轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) F5gL-\6 150(3轴) x$J1%K* 轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) x<"1T
w5e 150(3轴) 8V;@yzIha 9loWh5_1Z 11. 润滑密封设计 f`.8.1Rd CK 3]]{ 对于二级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度. rm;'/l8Y-E 油的深度为H+ 2Auhv!xV H=30 =34 tjBs>w 所以H+=30+34=64 dZIAotHN: 其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 "8&pT^ 7;#9\a:R? 密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 G`8gI)$u 凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 8t!(!<iF0 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 7u6o~( 大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 Q`4= (#BkL:dg 12.联轴器设计 Y
_m4:9p ,@tkL!"9q 1.类型选择. fB:9:NX 为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 LU l6^JU 2.载荷计算. =zDU!< U 公称转矩:T=95509550333.5 Yewn 查课本,选取 GRB/N1= 所以转矩 L$cNxz0$ 因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 sNc(aGvy 选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm @HxEp;*NH" zIi|z}WJ 四、设计小结 oN)l/"%C7/ 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。 YFv/t=` 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。 jA$g0> 五、参考资料目录 8V >j-C [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; Gi~p-OS, [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; >N@tInE [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; Yc3\NqQM [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; (wEaa'XL [5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 l)[\TD
[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; <{bQl
L [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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