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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 i+4!nf{K  
                 k^ e;V`(  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         9Pjw< xt  
                 bO6LBSZx]  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) Q zq3{%^x_  
Q%.F Mf  
目   录 NsUP0B}.  
     @78%6KZ`i  
一    课程设计书                            2 o@@, }  
(\*+HZ`(Uu  
二    设计要求                              2 u3])_oj=  
jQ&82X%m  
三    设计步骤                              2 (^9dp[2  
     `2PvE4]%p  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 6o=Q;Mezl  
    2. 电动机的选择                                4 O]%Vh l  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 3.E3}Jz`  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 kCvf-;b  
    5. 设计V带和带轮                              6 ?CO..l  
    6. 齿轮的设计                                  8 ql2O%B.6?  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 5rUDRFO6  
    8. 键联接设计                                  26 Ew>lk9La(  
    9. 箱体结构的设计                              27 >A ?{cbJ  
    10.润滑密封设计                                30 #{x4s?   
    11.联轴器设计                                  30 vD3j(d  
     ~LSD\+  
四    设计小结                              31 Gf\u%S!%  
五    参考资料                              32 /@feY?glc  
N)Qz:o0W  
一. 课程设计书 C)R#Om  
设计课题: KGNBzy~9  
    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 rUWC=?Q  
表一: ]JvZ{fA%*  
         题号 ObEp0-^?  
tA{?-5  
参数    1     tr-muhuK  
运输带工作拉力(kN)    1.5     Xot2L{EIUE  
运输带工作速度(m/s)    1.1     ,Uu#41ZOKL  
卷筒直径(mm)    200     /6yH ,{(a  
Q5>]f/LD  
二. 设计要求 3U&r K)F  
1.减速器装配图一张(A1)。 (ioJ G-2u  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 E%vT(Kz  
3.设计说明书一份。 ]B=2r^fn  
8c5%~}kG  
三. 设计步骤 %W,V~kb  
    1.  传动装置总体设计方案 R/@n+tb e  
    2.  电动机的选择 H:!pFj  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 >v1ajI>O&{  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 {mmQv~|5q  
    5.  “V”带轮的材料和结构 !B:wzb_  
    6.  齿轮的设计 KvkU]s_  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 .qD=u1{p9  
    8、校核轴的疲劳强度 R(W}..U0R"  
    9.  键联接设计 j,CVkA*DY  
    10.  箱体结构设计 2R>!Wj'G+o  
    11. 润滑密封设计 [28Vf"#]  
    12. 联轴器设计 J[jzkzSu`  
     ,pR.HCR#Y  
1.传动装置总体设计方案: hhcO ]*  
S7f"\[Aw  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 +puF0]TR,i  
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, B'!I{LC  
要求轴有较大的刚度。 ]D&\|,,(  
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。 <jIuVX  
其传动方案如下: ~xU\%@I\  
        Bl/Z _@  
图一:(传动装置总体设计图) FN"Ye*d  
^Q5advxuq  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 }^]TUe@a  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 WI\jm&H r  
     传动装置的总效率 NZ:KJ8ea"  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; 7O\Qxc\  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, ">x"BP  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, H rI(uZ]  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 @nxpcHj  
`!lQd}W  
  2.电动机的选择 VkZ3Q7d  
-AZ\u\xCB  
    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, +!eh\.u|]  
    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, UB3hC`N\  
    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。 )2: ,E  
      wjfc9z  
    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, ]Ia}H+&  
     Z@6xu;O  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 A!IZIT5)m  
     cxc-|Xori  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 (65|QA   
                                                  a|kEza,]  
}-T :   
方案    电动机型号    额定功率 [,Fu2j]  
P Y?xc#'  
kw    电动机转速  LXf *  
    电动机重量 u -A_l<K  
N    参考价格 cn2SMa[@S  
元    传动装置的传动比     mV#U=zqb!S  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     &2,^CG  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     ^\7GFpc  
  9a0|iy  
   中心高 21 N!?DR  
        外型尺寸 @ GXi{9  
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 |_f  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     [BuAJ930#5  
tqzr +  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 b0uWUI(=  
WuMr";2*E  
(1)       总传动比 xaNM?]%  
    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 !]l;n Fd  
    (2)       分配传动装置传动比 D),hSqJ"  
    =× *  \%b1  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 w 3$9  
    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 i9v|*ZM"  
4.计算传动装置的运动和动力参数 _NN5e|t  
(1) 各轴转速 Tno 0Q +  
  ==1440/2.3=626.09r/min Aga{EKd  
  ==626.09/5.96=105.05r/min {)PgN  
(2) 各轴输入功率 -~ H?R  
    =×=3.05×0.96=2.93kW ~=gpn|@b  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW 5q _n 69b  
    则各轴的输出功率:   e|eWV{Dsz  
=×0.98=2.989kW O7z5,-  
=×0.98=2.929kW j W/*-:  
各轴输入转矩 yQE9S+%M  
   =××  N·m (x140_TH~  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· h7J4 p  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m T4h&ly5 f  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m %,f(jQfg_  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m <b_?[%(u  
=×0.98=242.86N·m Ah_0o_Di  
运动和动力参数结果如下表  J7p?9  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     GU7f27p  
    输入    输出    输入    输出         @o>3 Bv.  
电动机轴        3.03        20.23    1440     ][B>`gC-  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     jS4 fANG  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     yeIc Q%  
mOntc6&]  
5、“V”带轮的材料和结构 !'*1;OQ  
  确定V带的截型 d'[]  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 q+W* ?a)  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 . H9a  
      V带截型      由图6-13                        B型 Ny G?^  
   Zqj EVVB  
  确定V带轮的直径 rT';7>{g  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm wW|[Im&  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s VvTi>2(.  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm @P/6NMjZ^  
   \-CL}Z}S  
  确定中心距及V带基准长度 F?XiP.`DR  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 ]}L tf,9  
                          360<a<1030 WB3YN+Xl3  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm  _:HQ4s@  
     PG@6*E  
  初定V带基准长度 ,P^4??' o  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm ?63ep:QEk  
       :(#5%6F  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm (W5JVk_o  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm Bb.U4#  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 4D sHUc6  
   ?Lbn R~/J  
   确定V带的根数 ;&$f~P Q  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw m-lTXA(  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 eDY)i9"W  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 }X~"RQf9  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 lQ#='Jqfp  
         Zw_'u=r >  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 S#nW )=   
                             FTWjIa/[  
                       取Z=2 Ch73=V  
V带齿轮各设计参数附表 mq+<2 S  
\ {;3'<  
各传动比 $Z<x r  
$^`@lyr  
    V带        齿轮     ._TN;tR~'  
    2.3        5.96     \e~5Dx1  
  E <\\/Q%w  
2. 各轴转速n gjn1ha"h%.  
    (r/min)        (r/min)     Kiq[PK  
    626.09        105.05     3f(tb%pa5  
wicW9^ik  
3. 各轴输入功率 P >tE6^7B*  
    (kw)        (kw)     f0 kz:sZ9  
    2.93       2.71     SLda>I(p7&  
\ `R8s_S  
4. 各轴输入转矩 T R)6"P?h._4  
    (kN·m)        (kN·m)      VM<$!Aaz  
43.77        242.86     xB5QM #w\  
1u~a*lO}  
5. 带轮主要参数 (e4 #9  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         BH0s ` K"  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     8=OpX,t(  
带的根数z     2yV^'o)  
    160        368        708        2232        B        2     FT\%=>{  
]Rj?OSok  
6.齿轮的设计 yiMqe^zy  
Hz j%G>  
(一)齿轮传动的设计计算 395`Wkv  
w%-S5#  
齿轮材料,热处理及精度 {xf00/  
    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 fWyXy%Qq  
    (1)       齿轮材料及热处理 |q c<C&O  
       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 i&j]FX6q  
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 hG >kx8h  
      ② 齿轮精度 X'j9l4Ph7  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 o8~<t]Ejw  
     "-S@R=bi  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 r?/!VO-*N  
按齿面接触强度设计 ~.CmiG.7  
a#a n+JY3  
确定各参数的值: $hy0U_}6  
①试选=1.6 u}89v1._Jn  
选取区域系数 Z=2.433   Fz' s\  
     i5gNk)D  
    则 a}X. ewg  
    ②计算应力值环数 j<)`|?@e(  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) ~-#Jcw$+n=  
    =1.4425×10h J3$@: S'  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) Z9eP(ip  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 85lcd4&~  
    ④齿轮的疲劳强度极限 $e:bDZ(hjj  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: L~C:1VG5  
    []==0.93×550=511.5 ^Hz1z_[X@  
zbjV>5  
    []==0.96×450=432         nPk&/H%5hn  
许用接触应力   d>V#?1$h  
         %e:[[yq)G  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   vRH2[{KQ9  
         =1 lIPz "  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 7&u$^c S(  
    =4.47×10N.m k"6&&  
    3.设计计算 yW&ka3j\  
①小齿轮的分度圆直径d #7@p  
     XSGBC:U)l  
    =46.42 ^I) +u>fJ  
    ②计算圆周速度 'mZQ}U=<  
    1.52 y9.?5#aL  
    ③计算齿宽b和模数 r1 b"ta  
计算齿宽b FIUQQQ\3  
       b==46.42mm '4CD }  
计算摸数m UG[r /w5(F  
  初选螺旋角=14 =}YX I  
    = 6"; ITU^v  
    ④计算齿宽与高之比 .A0fI";Q  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 >`p? CE  
=46.42/4.5 =10.32 /f drf  
⑤计算纵向重合度 TFAR>8Nm  
=0.318=1.903 HiBI0)N}  
⑥计算载荷系数K g>l+oH[Tv|  
使用系数=1 -hc8IS  
根据,7级精度, 查课本得 i[:cG  
动载系数K=1.07, 2$v8{Y&  
查课本K的计算公式: RC?vU  
K= +0.23×10×b ?a)Fm8Y  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 UmY{2 nzY  
查课本得: K=1.35 ;#9ioG x  
查课本得: K==1.2 =T\=,B  
故载荷系数: D$@2H>.-  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 %k~ezn  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 M93*"jA  
    d=d=50.64 pRd'\+  
    ⑧计算模数 =3`|D0E  
    = t#3 _M=L  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 tzv4uD]  
    由弯曲强度的设计公式 )@P*F) g~  
    ≥ bwj{5-FU  
#Ge_3^'  
⑴   确定公式内各计算数值 kW1w;}n$  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m uB#U( jl  
         确定齿数z BC\W`K  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 WIuYSt)h  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 r-yUWIr S  
    Δi=0.032%5%,允许 %V+"i_{m  
    ②      计算当量齿数 T]nAz<l),  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  #<Lv&-U<KT  
    z=z/cos=144/ cos14=158 *")*w> R  
    ③       初选齿宽系数 )WInPW  
     按对称布置,由表查得=1 jU* D  
    ④       初选螺旋角 j9l32<h7]  
    初定螺旋角 =14 P+=m.  
    ⑤       载荷系数K 1z-A3a/-  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 kD?@nx>  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y *8po0s  
    查得: 0{ ~2mggh  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 l1KgPRmEP  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 qDYNY`  
     _>rM[\|X  
    ⑦       重合度系数Y wc. =`Me  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 9[;da  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 &1R#!|h1W  
=14.07609 O"Nr$bS(Y  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 >3@3~F%xAX  
    ⑧       螺旋角系数Y {L ~d ER  
 轴向重合度 =1.675, )Jdku}Pf  
    Y=1-=0.82 ZWo~!Z[Y  
     &$ "J\v m  
    ⑨       计算大小齿轮的 _U-`/r o  
 安全系数由表查得S=1.25 NkO+ )=  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 6@t&  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 X^K^az&L  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 ~J&-~<%P}  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   Z"%.  
    小齿轮     大齿轮 ft1#f@b.  
h`dQ OH#  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: `lWGwFgg(  
    K=0.86        K=0.93    WZY+c  
ENIg_s4  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 Y0T:%  
      []= `[g$EXX  
      []= {sGEopd8]q  
       [rWBVfm  
       Q?1J<(oq9  
        大齿轮的数值大.选用. NsP=l]  
     h7^&:  
⑵   设计计算  1n +Uv*  
     计算模数 1n[)({OQ  
mL2J  
rDhQ3iCqo  
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: ;Vs2 e  
6?~9{0  
z==24.57  取z=25 'jfE?ngt  
$q z{L~ <  
那么z=5.96×25=149           tWTHyL  
  boGdZ2$h4  
②   几何尺寸计算 a1y<Y`SC9  
    计算中心距     a===147.2 *X/Vt$P  
将中心距圆整为110 ;!A8A4~nu  
[,,@>nyD  
按圆整后的中心距修正螺旋角 L"vrX  
v_EgY2l(  
=arccos i.uyfV&F  
o>C,Db~L/  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. RQ =$, i`  
z$R&u=J  
计算大.小齿轮的分度圆直径 j8p<HE51  
     el*|@#k}  
    d==42.4 I3Z?xsa@Z  
Qe>_\-f  
d==252.5 *3`R W<Z  
:_6o|9J\t  
计算齿轮宽度 Os'E7;:1h  
J<"K`|F  
B= :rQDA =Ps  
C/Tk`C&  
圆整的       CLzF84@W=  
jmwN1Se>  
                                            大齿轮如上图: SNOc1c<~  
_>\33V-?b  
PiM(QR  
YiO}"  
7.传动轴承和传动轴的设计 syW[uXNLZ  
N^$q;%  
1.  传动轴承的设计 XjN =UhC  
ocWl]h].  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 e}yF2|0FD  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min ,$:u^;V(  
T1=43.77kn.m eLPtdP5k  
⑵.  求作用在齿轮上的力 ygnZ9ikh<-  
    已知小齿轮的分度圆直径为 \O"H#gt  
        d1=42.4 9;v3 (U+:  
而  F= Z,2?TT|p  
     F= F pJ}U'*Z2  
;&=CZ6vH  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N -d'F KOD  
O U7OX]h  
aC2Vz9e  
]vz6DJs  
⑶.   初步确定轴的最小直径 JseKqJ?g  
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 j% 7Gje[  
c=\_[G(  
#rX ^)2  
             N.q~\sF^  
     从动轴的设计 Xydx87L/-e  
       aSIb0`(3  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, C] mp <  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M 0vfMJzk  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 vw!7f|Pg ~  
    已知大齿轮的分度圆直径为 L;")C,CwQ  
        d2=252.5 *Ci&1Mu^Z  
而  F= kR %,:   
     F= F %/w-.?bX  
)yb~ kbe  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N _0rt.NRD  
iu=Mq|t0  
J&~I4ko]  
w}l^B>Zz  
⑶.   初步确定轴的最小直径 rhPv{6Z|7  
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 c Q-#]  
N\ Mdia  
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 u-iQ  
查表,选取 bS8$[7OhX  
)?SFIQ=  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 ==?wG!v2h  
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 &2  Yo  
N*Q*>q  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1YMi4.  
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  。 Dz~^AuD6  
cD`?" n  
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. 6/wC StZ  
E]~ #EFc  
            D        B                轴承代号     yxu7YGp%  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     F%y#)53g  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     v2]N5  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     <(Ar[Rp  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     SHPDbBS  
t&43)TPb.  
     IxWi>8  
?E!M%c@,  
     >wqWIw.w>  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 Hfj.8$   
    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, $bMmyDw  
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.     8~,zv_Pl  
J3aom,$o  
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. Xmmj.ZUr  
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, ECL{`m(#n  
高速齿轮轮毂长L=50,则 qmn l  
U+B{\38  
L=16+16+16+8+8=64 j-/$e,xX  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. 6W YVHG  
:yJ#yad  
5.    求轴上的载荷   l=P)$O|=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, KI\bV0$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. ImB5F'HI$  
]:F !h2  
#o~C0`8!B=  
y]R+/  
*\:sHVyG(  
/z!y[ri+J  
N\]-/$z  
k f Y;  
vAG|Y'aO@%  
     /: -&b#+  
mDA+ .l&)b  
传动轴总体设计结构图: *7*cWO=  
     @`B_Q v@  
                             $rQ7"w J  
\uo{I~Qd  
                             (主动轴) Zr6.Nw  
fbdpDVmpU  
\L?A4Qx)_  
        从动轴的载荷分析图: t}}Ti$$>  
Rc9>^>w  
6.     校核轴的强度 ,qB@agjvo<  
根据 |DsT $ ~D  
== \TzBu?,v8  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 NuF?:L[  
查表15-1得[]=60MP R$dNdd9m  
〈 []    此轴合理安全 FD%OG6db];  
l%0-W  
8、校核轴的疲劳强度. /i_FA]Go  
⑴.   判断危险截面 =_N $0  
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ  B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. ?c"i V  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 lOb(XH9  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 )B+zv,#q  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 PD^ 6Ywn>s  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 !H)!b#_  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 /VEK<.,aMv  
截面上的弯曲应力 %)d7iT~M  
S&l [z,  
截面上的扭转应力 3,hu3"@k  
== u+6L>7t88I  
轴的材料为45钢。调质处理。 /Wl8Jf7'  
由课本得:  (t@!0_5  
           E}0g  
因             c% wztP;L  
经插入后得 G|t0no\f  
2.0         =1.31 ]i1OssV~>  
轴性系数为 nu|,wE!i  
       =0.85 5K&A2zC|  
K=1+=1.82 Ms3GvPsgv  
    K=1+(-1)=1.26 Ed_Fx'  
所以               noB8*n0  
&oZU=CN  
综合系数为:    K=2.8 h^,L) E  
K=1.62 Wi\k&V.mE  
碳钢的特性系数        取0.1 P,G :9x"e  
   取0.05 psiuoYf  
安全系数 # eFdu  
S=25.13 ~(Q#G" t  
S13.71 tK#/S+l  
≥S=1.5    所以它是安全的 oRg ,oy  
截面Ⅳ右侧 %SCt_9u  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 .>}Z3jUrf  
y G mFi  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 m' |wlI[lq  
pnL[FMc  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 rY@9nQ\>g  
!N][W#:  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 5xj8^W^G9  
截面上的弯曲应力   _2<UcC~  
截面上的扭转应力 w|0:0Rc~u  
==K= aN,? a@B  
    K= 6u`$a&dR'l  
所以                 Ff =%eg]  
综合系数为: H_| re  
K=2.8    K=1.62 $|[N3  
碳钢的特性系数 B o%Sl  
    取0.1       取0.05 /m^G 99N  
安全系数 KP>1%ap6  
S=25.13 _sL;E<)y(  
S13.71 OOABn*  
≥S=1.5    所以它是安全的 79o=HiOF99  
RHbbj}B  
9.键的设计和计算 F$:UvW@e1  
@W==)S%O  
①选择键联接的类型和尺寸 (WY9EJ<s,  
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. /3sX>Rj  
根据    d=55    d=65 p"H /N_b4  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 ) jM-5}"  
                     b=20     h=12     =50 }1CvbB%,A  
E]a;Ydf~  
②校和键联接的强度 xwHE,ykE  
  查表6-2得      []=110MP :hWG:`  
工作长度  36-16=20 _[l&{,  
    50-20=30 {%&04yq+  
③键与轮毂键槽的接触高度 ?s)6 YF  
     K=0.5 h=5 Ul 85-p  
    K=0.5 h=6 ~RBa&Y=Mb  
    由式(6-1)得: /t2H%#v{  
           <[] @LS%uqs  
           <[] j+gh*\:q  
    两者都合适 q@ wX=  
    取键标记为: <QaUq `,  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 7:JGrO  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 Q]RE,ZZ  
10、箱体结构的设计 ]n:R#55A  
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, VyNU<}  
大端盖分机体采用配合. `JGW8 _  
vkG%w;  
1.   机体有足够的刚度 ^4Se=Hr z2  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 Ri::Ek3qu  
nT}i&t!q8@  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 1L?W+zMO  
;/IX w>O(/  
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 m?8o\|i,  
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 X_Pbbx_j  
z  fy(j  
3.   机体结构有良好的工艺性. *UG?I|l|I  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. FBzsM7]j  
pY%KI  
4.   对附件设计 {FILt3f;  
A  视孔盖和窥视孔 i2[8^o`_  
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 ]xJ. OUJy  
B  油螺塞: !#e+!h@  
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。 a`eb9o#  
C  油标: muFWFq&yP  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 43rV> W,  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. I\[z(CHg@  
<1_3`t  
D  通气孔: B=}QgXg  
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. >dwWqcP  
E  盖螺钉: @ @(O##(7  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 cqm:[0Xf5>  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. |X6R 2I  
F  位销: L(1} PZ  
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. E7B?G3|z3  
G  吊钩: AOV{@ b(  
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. QXy= |  
`v2Xp3o4f  
减速器机体结构尺寸如下: "%_T7 A ![  
qamq9F$V  
名称    符号    计算公式    结果     @s,kx.S  
箱座壁厚                10     Y\4B2:Qd9  
箱盖壁厚                9     }"kF<gG1  
箱盖凸缘厚度                12     dAM]ZR<  
箱座凸缘厚度                15     .O&YdUo  
箱座底凸缘厚度                25     |S:erYE,G  
地脚螺钉直径                M24     'jy e*  
地脚螺钉数目        查手册        6     WWOjck #  
轴承旁联接螺栓直径                M12     _[wG-W/9R  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     3&+nV1  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     u6MU @?  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     E9 @Sc>e  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     lB#7j  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 '0I>  
    22 )6o%6$c  
    18     l2Rnyb<;;  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 x>T+k8[n  
    16     z+zEH9.'  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     T~g`;Q%i  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     sx'eu;S  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     |PGTP#O<  
机盖,机座肋厚                9    8.5     )YwLj&e4tf  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) T&Z*=ShH  
150(3轴)     'tX}6wurf  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) Kt/:caD  
150(3轴)     ]U }B~Y  
     q:vGGK^  
11. 润滑密封设计 4|4[3Ye7u:  
eIhfhz?Q;#  
    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. W"A3$/nq^  
    油的深度为H+ mDuS-2G=D  
         H=30  =34 Wq}W )E  
所以H+=30+34=64 Pw6%,?lQ  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 ]A1'+!1$  
     q_"w,28  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 -uhVw_qq#  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     /2tP d  
    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 OE_V6 Er  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 jI<_(T  
     ni<\ AF]`  
12.联轴器设计 5Ux=5a  
ogJ';i/o  
1.类型选择. (''w$qq"D  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 rdAy '38g  
2.载荷计算. ~b4kV)[ q  
公称转矩:T=95509550333.5 ^a1k"|E?f  
查课本,选取 ]a[2QQ+g  
所以转矩   UoSc<h|  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 I\IDt~  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm 'rVB2 `z-  
<KI>:@|Sc  
四、设计小结 n{M-t@r7  
    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。 HLL=.: P  
    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。 ~Qf\DTM&  
五、参考资料目录 I<Mb /!TQ  
[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; 5Y@Hb!5D  
[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; Deq@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; wT-K g=-q  
[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; 'Axe:8LA'  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 b%0@nu4  
[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; @![1W@J  
[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? ,-DU)&dF  
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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