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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 /rF8@l {ctwo X[; 课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 o0;7b>Tv {KaN,td9 专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) ]H 2R 4E"d / 目 录 7#4%\f+'t fDuwgY0 一 课程设计书 2 ":WYcaSi }X1.Wt=? 二 设计要求 2 *M!kA65' <A~GW
'HB 三 设计步骤 2 LZWS^77 HY;oy( 1. 传动装置总体设计方案 3 oW'POAr 2. 电动机的选择 4 'tWAu I 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 x72G^`Wv 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 <*@~n- R$ 5. 设计V带和带轮 6 (-(*XNC 6. 齿轮的设计 8 nTZ> |R) 7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 >iy^$bqF 8. 键联接设计 26 Jirct,k 9. 箱体结构的设计 27 5gNLO\ 10.润滑密封设计 30 QP\yaPE 11.联轴器设计 30 sMi{"`37 vj3isI4lU 四 设计小结 31 _'JRo%{xGX 五 参考资料 32
&tBA^igXK Dr'sIH^ 一. 课程设计书 QFzFL-H~N 设计课题: u( 9X 设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V GoeIjuELR 表一: }'`xu9< 题号 B
T7Id hPPB45^ 参数 1 _W9&J&l0so 运输带工作拉力(kN) 1.5 ^g]xU1] * 运输带工作速度(m/s) 1.1 IIP.yyh> 卷筒直径(mm) 200 t-lv|%+8 b?k4InXh 二. 设计要求 S8*> kM' 1.减速器装配图一张(A1)。 A9n41,h 2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 nO_!:6o". 3.设计说明书一份。 !QTPWA LVmY=d> 三. 设计步骤 R92R}=G! 1. 传动装置总体设计方案 G;2[ 2. 电动机的选择 n!?r } n8 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 Qtnv#9%Vi 4. 计算传动装置的运动和动力参数 Y`]rj-8f0B 5. “V”带轮的材料和结构 66dTs,C 6. 齿轮的设计 b Fn(w:1Q 7. 滚动轴承和传动轴的设计 #7C6yXb% 8、校核轴的疲劳强度 N(7u],(Om 9. 键联接设计 .D3`'K3t{[ 10. 箱体结构设计 [0(mFMC` 11. 润滑密封设计 O9;dd
yx 12. 联轴器设计 lbofF==( D2?S,9+E_ 1.传动装置总体设计方案: !=knppY t[ q3{- 1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 a|z1K 2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, S| "TP\o 要求轴有较大的刚度。 IdmD.k0pJ 3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 z"3H{ A 其传动方案如下: :3gFHBFDj }JGq 1 图一:(传动装置总体设计图) /xf.\Z7< UhBz<>i;! 初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 4%>+Wh[ 选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 XJ\_V[WA 传动装置的总效率 "Y(%oJS]D η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; No~6s.H 为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, p`LL η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, i2U/RXu 为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。
\aB&{`iG O E]~@eU 2.电动机的选择 )Kr(Y.w AD,@,|A 电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, ZgK@Fl*k 经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, R1~7F{FW 则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 T5V$wmB\W g.=!3e&z% 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, eoJFh hN}5u"pS 选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 Mi;Tn;3er wV?[3bEhM 额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 . *Z#cq0 !Am
=v=> .GtINhz* 方案 电动机型号 额定功率 <%(f9j P vevx|<9, kw 电动机转速 WE7>?H*Ro 电动机重量 75PS^5T, N 参考价格 VJGwd`qo*A 元 传动装置的传动比 we
@Y w6< 同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 lej^gxj/2 1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 2pw>B%1WP) n/Or~@pHD 中心高 NCp%sGBmG 外型尺寸 2Sv>C `FMU 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 ;\1b{-' l 132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 E=3#TBd %jpH:-8'2 3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 -<_+-t
+)% ,G@-` (1) 总传动比 $2;-q8+ 由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 ;k-g_{M (2) 分配传动装置传动比 /Lj%A =× T$f:[ye]Z 式中分别为带传动和减速器的传动比。 PZ~`O 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 Bc5YW-QD 4.计算传动装置的运动和动力参数 L,tZh0 (1) 各轴转速 .`b4h"g: ==1440/2.3=626.09r/min uF.Q " ,< ==626.09/5.96=105.05r/min ^"PfDTyA (2) 各轴输入功率 T<!\B] =×=3.05×0.96=2.93kW c,+iU R< =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW nqBG]y aI 则各轴的输出功率: Au~+Zz|mQ =×0.98=2.989kW Jx)~kK =×0.98=2.929kW @263)`9G 各轴输入转矩 {H/8#y4qp& =×× N·m tuX =o
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· U;^CU!a 所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m VZAuUw+M =×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m gF$1wV]e 输出转矩:=×0.98=43.77 N·m '
}y]mFpF =×0.98=242.86N·m ,ZsYXW 运动和动力参数结果如下表 qQwJJjf 轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min +d|:s 输入 输出 输入 输出 |k/`WC6As. 电动机轴 3.03 20.23 1440 R?1idl) 1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 W9:fKP 2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 z0EjIYI[N : Bdi pc 5、“V”带轮的材料和结构 `two|gX0K 确定V带的截型 qiF@7i 工况系数 由表6-4 KA=1.2 k8!hvJ)? 设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 N[- %0 V带截型 由图6-13 B型 *##QXyyg 1jR=h7^= 确定V带轮的直径 Q"x`+?! 小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm -6.i\
B 验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s U^vUdM" 大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm Uqb]e?@ a/wUeW 确定中心距及V带基准长度 TyxU6<>4J4 初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 O6*'gnke 360<a<1030 ^TuP=q5? 要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm v9X7-GJ~ (**-"o]HH 初定V带基准长度 N>W;0u! Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm G_4K+
-K [u!p- V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm ]j%*"V 传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm A52LH, 小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 2tg/S=t} E7d~# 确定V带的根数 'qD'PLV 单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw ,)B~cic'u 额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 C}M0XW 包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 (1saof*p% 带长修正系数 由表6-2 KL=1
o>/uW8 /6i Tq^.% V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 e>ZbZy? Mo:!jS~a(Z 取Z=2 L@d]R MNv V带齿轮各设计参数附表 ;W$w=j:
O{ Pl>nd)i` 各传动比 iMOPD}`IX Y%n{`9= V带 齿轮 t(uB66(_F 2.3 5.96 i"2J5LLv i4{ / 2. 各轴转速n &UJTy' (r/min) (r/min) 14@q $}sf 626.09 105.05 A$H+4L Q+y-*1
3. 各轴输入功率 P l\A}lC0?J (kw) (kw) L:k@BCQM 2.93 2.71 $w";*">:0 rS,*s'G 4. 各轴输入转矩 T 4X(1 (kN·m) (kN·m) f//j{P[ 43.77 242.86 flm,r<*} nkr, 5. 带轮主要参数 ^Yf)lV&[ 小轮直径(mm) 大轮直径(mm) k`iq<b 中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 )M|O;~q 带的根数z M Z|c7f&` 160 368 708 2232 B 2 gOES2
4$2 ]6i_d 6.齿轮的设计 ya*q; D .LGkr@P (一)齿轮传动的设计计算 Hm8EYPrJ RJ`/qXL 齿轮材料,热处理及精度 LNyL>VHkK 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 LzEE]i (1) 齿轮材料及热处理 $+)x)1 ① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24 {_k!!p6 高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 l+3%%TV@L ② 齿轮精度 !kHyLEV 按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 c-3Y SrY UmP?}Xw6 2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 NZw[.s>n
按齿面接触强度设计 9cw4tqTm j.yr5% 确定各参数的值: =%nqMV(y ①试选=1.6 u=ds]XP@ 选取区域系数 Z=2.433 0F;(_2V- Tr}$Pb1 则 MR l*rK ②计算应力值环数 At^DY!3vx N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) d= T9mj.@ =1.4425×10h )lngef
/D_ N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) >/OXC+=^4 ③查得:K=0.93 K=0.96 [#3Cg%V ④齿轮的疲劳强度极限 Q+%m+ /Zq 取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: R^Eu}?<f
[]==0.93×550=511.5 37M[9m|D* \ /X!tlwxh []==0.96×450=432 !\D]\|Bo 许用接触应力 Pi]s<3PL {$QF*j ⑤查课本表3-5得: =189.8MP dO4U9{+ =1 nD?M;XN T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 1o"oa<*_ =4.47×10N.m w\8rh\Mvh 3.设计计算 K&gc5L ①小齿轮的分度圆直径d c402pj
n-| i =46.42 2"{]A;@ ②计算圆周速度 g9r5t'; 1.52 {]_{BcK+ ③计算齿宽b和模数 yfw>y=/p 计算齿宽b f!R^;'a b==46.42mm 'r?HL;,q 计算摸数m yOCcp+`T} 初选螺旋角=14 F+m4 = TAXkfj ④计算齿宽与高之比 ([XyW{=h! 齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 z&yb_A:> =46.42/4.5 =10.32 0 c'2rx ⑤计算纵向重合度 OXCml(>{ =0.318=1.903 v.^
'x ⑥计算载荷系数K )eGu4iEPM 使用系数=1 ^9V8 M9 根据,7级精度, 查课本得 @aPu}Hi 动载系数K=1.07, Vi-!E 查课本K的计算公式: uc (yos K= +0.23×10×b y8WXp_\ =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 p 2f
WL 查课本得: K=1.35 eq 1 4 查课本得: K==1.2 DBh/V#* D 故载荷系数: d~f0]O K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 QO`Sn N} ⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 LGgx.Z d=d=50.64 MVU'GHv ⑧计算模数 O}iKPY8K = `&Of82*w 4. 齿根弯曲疲劳强度设计 cM'[;u 由弯曲强度的设计公式 d~bH!P ≥ ^A$XXH' X%\6V;zR# ⑴ 确定公式内各计算数值 d.(]V2X.J ① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m >U
Ich 确定齿数z j
tkPi)QR 因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 C]cT*B^ 传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 LFM5W&? Δi=0.032%5%,允许 D@1^:'$V ② 计算当量齿数 btz3f9 z=z/cos=24/ cos14=26.27 R#^pNJN z=z/cos=144/ cos14=158 h] TVi$J ③ 初选齿宽系数 dE!=a|Pl 按对称布置,由表查得=1 ?@BaBU:o`F ④ 初选螺旋角 ,7nb;$] 初定螺旋角 =14 .B-,GD} ⑤ 载荷系数K #UnO~IE.m$ K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 0JL6EL>_ ⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y M@ZpgAfq 查得: M#<fh:> 齿形系数Y=2.592 Y=2.211 E6\~/=X=% 应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 8}b[Q/h! @{GxQzo ⑦ 重合度系数Y *1]k&#s 端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 3\~fe/z'I =arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 T{xo_u{Q =14.07609 t-m,~Io W 因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 pY5HW2TsY| ⑧ 螺旋角系数Y ba:^zO^ 轴向重合度 =1.675, oa|*-nw Y=1-=0.82 EF{'J8AQ mP+yjRw ⑨ 计算大小齿轮的 90k|u'ikOp 安全系数由表查得S=1.25 siZ_JJW 工作寿命两班制,8年,每年工作300天 #EK8Qe_ 小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 4T\/wyq0 大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 }n8;A;axi 查课本得到弯曲疲劳强度极限 dV*rnpN 小齿轮 大齿轮 \(t>(4s_~ ,+evP=(cX 查课本得弯曲疲劳寿命系数: 9uoj3Rh< K=0.86 K=0.93 TmH13N] ;XuEMq,Di 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 ITPpT []= >x0lSL0y []= p arG ``CADiM:S 3`8xh9O 大齿轮的数值大.选用. YQsc(6 [`dipLkr ⑵ 设计计算 q9]L!V9Rv 计算模数 m3e49 bP nit7|T@^ I"?&X4%e 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: nOzTHg8 bncFrzp#o z==24.57 取z=25 4=cq 76 eZ$1|Sj]j 那么z=5.96×25=149 >7Q7H#~w k;X1x65uP ② 几何尺寸计算 H43D=N& 计算中心距 a===147.2 >?FCv7qN 将中心距圆整为110 (fb\A6 wajhFBJ 按圆整后的中心距修正螺旋角 @b({QM| be@uHikp;v =arccos E.9k%%X] =LA@E&,j 因值改变不多,故参数,,等不必修正. S3wH
M 5nb6k,+E 计算大.小齿轮的分度圆直径 3f8Z?[Bb@ Jx?>1q=M d==42.4 ,Yz+?SmSZ& (Ad!hyE( d==252.5 AW68'G*m C>ZeG
Vq 计算齿轮宽度 ! .}{
f;Ls 4tWI)}+ak B= Fowh3go 4N:
;Mo&B 圆整的 . %7A7a ,BAF?}04= 大齿轮如上图: Ba~Iy2\x "KwKO8f KR0
x[#.* rfpxE>_|G 7.传动轴承和传动轴的设计 `$- Ib^ INpub5 1. 传动轴承的设计 LcF3P
4 OK(d& ⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 {Wo7=aR P1=2.93KW n1=626.9r/min rg.if"o T1=43.77kn.m P#PQ4uK \ ⑵. 求作用在齿轮上的力 L;`t%1 已知小齿轮的分度圆直径为 JK^;-& d1=42.4 Bs}>#I 而 F= qI@_ F= F U)8]pUI+/P l-EQh*!j F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N lsCh K eH{ 9w8~ TVA1FD 9_{!nQC.g ⑶. 初步确定轴的最小直径 F)Lbr>H?I 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 ba13^;fm# FO$Tn+\ 6 Y2n*T
KXI, 63=m11Z4 从动轴的设计 lfP|+=^B
*2F}e4v 求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, !4:,,!T P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M f'dI"o&^/d ⑵. 求作用在齿轮上的力 6Y^o8R 已知大齿轮的分度圆直径为 ~l~g0J d2=252.5 mZyTo/\0 而 F= J7xmf,76w F= F stPCw$@ (6nw8vQ F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N lDeWs%n \ 714 Pyy at!?"u 3
6
;hg# ⑶. 初步确定轴的最小直径 Df (6DuW 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#>C59 cht#~d 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 "L]_NST 查表,选取 S J5kA` <=Qk^Y2k 因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 <X?F :?Mk 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 5oS\uX| eAMT7 2_ ⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 ,"o\_{<z 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 。 "|if<hx+ ,ME9<3Ac 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. N"TD$NrK\ 00i9yC8@6 D B 轴承代号 bb{+ 45 85 19 58.8 73.2 7209AC 7
<xxOY>y 45 85 19 60.5 70.2 7209B 9[`6f8S_$ 50 80 16 59.2 70.9 7010C FWg7e3 50 80 16 59.2 70.9 7010AC `;;!>rm 9!LAAE` \IKr+wlN8 7F.,Xvw&@ f@0`, 对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 &>o)7H]; 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, \
(,2^T'$J 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. \cG'3\GI W4<}w-AoEp 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. +-hmITJv 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, P]n
'q 高速齿轮轮毂长L=50,则 < -Nj (k?OYz]c L=16+16+16+8+8=64 Q*I/mUP&f 至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. xk/(|f{L om1 /9 5. 求轴上的载荷 ]arP6iN+ 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, ,O}zgf*H; 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. ]Uu/1TTf )Ii=8etdv pPE4~g 05h .NKN2 \4ZQop
:9<5GF( {'1,JwSmb C.@TX
>2a~hW|, zSu2B6YU} jAu/]
HZx 传动轴总体设计结构图: MYjCxy-;A 7P IY'S<)vOY tm$3ZzP4 (主动轴) fRiHs\+ IoC,\$s,
KLX>QR@ 从动轴的载荷分析图: 9:1ZL_yf -8]$a6`{_ 6. 校核轴的强度 m\(a{x 根据 R&?p^!`% == x-[l`k.V 前已选轴材料为45钢,调质处理。 BsJClKp/ 查表15-1得[]=60MP j'Fni4; 〈 [] 此轴合理安全 ,-):&V:jF WDcjj1`l
8、校核轴的疲劳强度. t4h* re+ ⑴. 判断危险截面 FGC[yz1g: 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. ){v nmJJ% ⑵. 截面Ⅶ左侧。 |K]tJi4fz 抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 s^cHR1^ 抗扭系数 =0.2=0.2=25000 {'/8{dS 截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 +:b|I'S 截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 ?n}L+| 截面上的弯曲应力 @ Fu|et |.YL2\ 截面上的扭转应力 ;*8$BuD == j*GYYEY 轴的材料为45钢。调质处理。 #soWX_> 由课本得: +S$x}b'5q .mMM]*e[0 因 L!\I>a5C0G 经插入后得 8{AzB8xp 2.0 =1.31 N*eZ4s' 轴性系数为 ~MOIrF =0.85 Kg56.$ K=1+=1.82 OmsNo0OA K=1+(-1)=1.26 kxh
$R> 所以 biQDupTz WawOap 综合系数为: K=2.8 cf96z|^C K=1.62 zMtx>VI 碳钢的特性系数 取0.1 )<%GHDWL 取0.05 {<V{0
s% 安全系数 Z\n
nVM= S=25.13 06ZyR@.@v S13.71 6]M(ElV1H ≥S=1.5 所以它是安全的 `rvS(p[s 截面Ⅳ右侧 Z<`QDBN"4 抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 |Gz(q4 ,#nyEE 抗扭系数 =0.2=0.2=25000 vLq_l4l
Dc
U$sf* 截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 L^dF
)y? 'vBuQinn 截面Ⅳ上的扭矩为 =295 C-&\qAo?<: 截面上的弯曲应力 A2..gs/ 截面上的扭转应力 Q/I/>6M7UZ ==K= RK< uAiU K= umI@ej+D 所以 "d%o% 综合系数为: 09/Mg K=2.8 K=1.62 n&Bgpt~ 碳钢的特性系数 |Y4c+6@_ 取0.1 取0.05 }gete'I 安全系数 vkp_v1F%+ S=25.13 ",Mr+;;:[ S13.71 ;O+=
6>W ≥S=1.5 所以它是安全的 xQ%N%
` !#3v<_]#d 9.键的设计和计算 |cs]98FEf Pd)mLs Jg ①选择键联接的类型和尺寸 A{MMY{K3 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. dSkM A 根据 d=55 d=65 c~SR@ZU 查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 MR}=tO b=20 h=12 =50 I;FHjnn( 508v:?^' ②校和键联接的强度 L xP%o 查表6-2得 []=110MP -%,=%FBi~4 工作长度 36-16=20 ]jjHIFX 50-20=30 H}?"2jF ③键与轮毂键槽的接触高度 kntYj}F( K=0.5 h=5 9(6f:D K=0.5 h=6 [>![ViX 由式(6-1)得: E6XDn`: <[] gamE^Ee <[] ? fW['% 两者都合适 iSbPOC7 取键标记为: 8
kvF~d
; 键2:16×36 A GB/T1096-1979 $+w:W85B 键3:20×50 A GB/T1096-1979 4(
$p8J 10、箱体结构的设计 $O3.ex V 减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, Np7+g`nG 大端盖分机体采用配合. `3g5n:"g\ AO,
o|,#4F 1. 机体有足够的刚度 f YSH]! 在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 F%P"T%| Uo?4o*} 2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 C~Hhi-Xl) BMug7xl" 因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H为40mm PzOnS 为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 bMn)lrsX u8.F_'` z 3. 机体结构有良好的工艺性. ,BUrZA2\U$ 铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. (\ge7sE-oo 1*" 7q9x 4. 对附件设计 [;H-HpBaa A 视孔盖和窥视孔 bmu] zJ 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 h+=IxF4 B 油螺塞: eSQkW 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。 rGQ2 ve C 油标: EQN)y27poW 油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 'Lq+ONX5 油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. O uNPD q% ?Z2`8]-E D 通气孔: fV@[S 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#TD1B/ E 盖螺钉: DQ(0:r 启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 "AU.Eh"-1 钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. h4jo<yp\ F 位销: |.VSw 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. FQJiLb._Z G 吊钩: )9^)t 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. "4\k1H"_ 1RJFPv 减速器机体结构尺寸如下: U0t|i'Hx T%%
0W J 名称 符号 计算公式 结果 ~Oa$rqu%m 箱座壁厚 10 BBM[Fy37!} 箱盖壁厚 9 b"WF]x|^ 箱盖凸缘厚度 12 "MU-&** 箱座凸缘厚度 15 qCg<g 箱座底凸缘厚度 25 %cLS*=MO 地脚螺钉直径 M24 [0EWIdT*b 地脚螺钉数目 查手册 6 ;89kL] 轴承旁联接螺栓直径 M12
yUj`vu2 机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 1~ W@[D
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 >MJ#|vO 视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 :`e#I/, 定位销直径 =(0.7~0.8) 8 +N=HI1^54R ,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 'y\Je7 22 U|]cB 18 KF
zI27r ,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 ]Cj@",/3# 16 4XNheP;b 外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 s>m2qSu 大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 XHekz6_ 齿轮端面与内机壁距离 > 10 kV+^1@" 机盖,机座肋厚 9 8.5 dpTsTU!\ 轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) tBbOxM m0 150(3轴) g]lEG>y1R 轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) 8'u9R~}) 150(3轴) :~ pGHl gE _+r 11. 润滑密封设计 ZA+dtEE=f9 .ojEKu+EJ' 对于二级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度. 0K[]UU=P= 油的深度为H+ *mzi ?3 H=30 =34 /kY9z~l 所以H+=30+34=64 (oi:lC@h* 其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 6LBdTnzUd 4d`YZNvZW/ 密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 B~w$j/sWU 凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 >=[uLY[aK 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 d
#1Y^3n 大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 Q]YB.n3 ,c4HicRJ# 12.联轴器设计 \P*_zd@% 8
MQq3 1.类型选择. G9f6'5 O 为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 >E>yA d 2.载荷计算. r }lGcG) 公称转矩:T=95509550333.5 eAf i!!Z< 查课本,选取 x"{aO6M 所以转矩 $AZYY\1 因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 P9/ (f$ = 选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm /~Y\KOH| WeM38&dWY 四、设计小结 7v*gwBH 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。 %rylmioW> 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。 =#2c
r:1 五、参考资料目录 eR$@Q [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; qD{1X25O [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; XVqOiv) [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;
H)Btm [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; OP`f[lCiL [5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 n9'3~qVZ [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; c_3B: F7 [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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