资源描述
机械设计课程设计说明书
二级减速器说明书
机械设计课程设计说明书
第一章 任务书 3
1.1课程设计说明 3
1.2课程设计任务书 3
1.2.1运动简图 3
1.2.2原始数据 4
1.2.3已知条件 4
1.2.4设计工作量: 4
第二章 减速器设计步骤 5
2.1电动机的选择 5
2.1.1选择电动机的类型 5
2.1.2选择电动机的容量 5
2.1.3确定电动机转速 6
2.2确定传动装置的总传动比和分配传动比 8
2.2.1分配减速器的各级传动比 8
2.2.2计算各轴的动力和动力参数 8
2.3传动零件的设计计算 10
2.3.1 V带设计 10
2.3.2齿轮设计: 12
2.4减速器结构设计 18
2.5轴的设计及效核 19
2.5.1初步估算轴的直径 19
2.5.2联轴器的选取 20
2.5.3初选轴承 20
2.5.4轴的结构设计(直径,长度来历) 21
2.5.5低速轴的校核 23
2.6轴承的寿命计算 26
2.7键连接的选择和计算 27
2.8减数器的润滑方式和密封类型的选择 28
2.8.1齿轮传动的润滑 28
2.8.2润滑油牌号选择 28
2.8.3密封形式 28
2.9减速器箱体及其附件 ............................................28
2.9.1箱体结构形式及材料........................................28
2.9.2主要附件作用及形式....................................... 29
3.0设计总结 31
致谢............................................................... 31
参考资料 32
第一章 任务书
1.1课程设计说明
本次设计为课程设计,通过设计二级齿轮减速器,学习机械设计的基本过程、步骤,规范、学习和掌握设计方法,以学习的各种机械设计,材料,运动,力学知识为基础,以《机械设计》、《机械原理》、《机械制图》、《机械设计课程设计手册》、《制造技术基础》、《机械设计课程设计指导书》以及各种国标为依据,独立自主的完成二级减速器的设计、计算、验证的全过程。亲身了解设计过程中遇到的种种问题和解决的方法,思考、分析最优方案,这是第一次独立自主的完成设计过程,为毕业设计以及以后的就业工作做下铺垫。
1.2课程设计任务书
课程设计题目1:带式运输机
1.2.1运动简图
1.2.2原始数据
题 号
参 数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
运输带工作拉力F(KN)
3.0
3.2
3.5
3.8
4
4.2
4.5
5
5.5
6
运输带工作速度v(m/s)
2.0
1.8
1.6
1.9
1.9
1.9
1.8
1.7
1.6
1.5
滚筒直径D(mm)
400
450
400
400
400
450
450
450
450
450
每日工作时数T(h)
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
使用折旧期(y)
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
1.2.3已知条件
1、工作情况:传动不逆转,载荷平稳,允许运输带速度误差为±5%;
2、滚筒效率:ηj=0.96(包括滚筒与轴承的效率损失);
3、工作环境:室内,灰尘较大,最高环境温度35°C;
4、动力来源:电力,三相交流,电压380/220V;
5、检修间隔期:四年一次大修,两年一次中修,半年一次小修;
6、制造条件及生产批量:一般机械厂生产制造,小批量。
1.2.4设计工作量:
1、减速器装配图1张(A0或A1);
2、零件工作图1~3张;
3、设计说明书1份。
第二章 减速器设计步骤
2.1电动机的选择
2.1.1选择电动机的类型
按工作要求和条件,选用三机笼型电动机,封闭式结构,电压380V,Y型。
2.1.2选择电动机的容量
(2-1)
(其中:为电动机功率,为负载功率,为总效率。) 由电动机到传输带的传动总效率为
图2-1 运动简图
式中:、、、、 分别为带传动、轴承、
齿轮传动、联轴器和卷筒的传动效率。取(带传动),(滚子轴承),(直齿轮),(齿轮联轴器),,(已知)。取
所以
因载荷平稳,电动机额定功率只需要稍大于即可,按表2.1中Y系列的电动机数据,选电动机的额定功率11kw
表2.1 各种电机参数
2.1.3确定电动机转速
卷筒转速为
=90
按推荐的传动比合理范围,取V带传动的传动比,二级圆柱齿轮减速器的传动比为,则从电动机到卷筒轴的总传动比合理范围为。故电动机转速的可选范围为
可见,电动机同步转速可选、和两种。根据相同容量的两种转速,从表2-1中查出两个电动机型号,再将总传动比合理分配给V带和减速器,就得到两种传动比方案,如表2-2所示。
表2-2 两种不同的传动比方案
方案
电动机型号
额定功率 kw
电动机转速
电动机重量Kg
传动装置的传动比
同步转速
满载转速
总传动比
V带
减速器
1
Y160M1-2
11
3000
2930
117
33.33
2.08
16
2
Y160M-4
11
1500
1460
123
16.67
2.08
8
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和带传动、减速器的传动比,选择第1种方案,即电动机型号为Y160M1-2。
电动机中心高H =160mm,外伸轴段D×E=42×110mm。
(2)电动机的外形示意图
2.1.4确定传动
(3)电动机的安装尺寸表 (单位:mm)
电机型号Y160M
型号
尺 寸
H
A
B
C
D
E
F×GD
G
AD
AC
HD
L
160
254
210
108
42
110
12×5
37
255
162.5
385
600
装置的总传动比和分配传动比
2.2.1分配减速器的各级传动比
(1)由选定的电动机满载转数和工作机主动轴转数n可得传动装置总传动比为
(2)分配传动装置传动比
,分别为带传动比和减速器的传动比,为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取,则减速器传动比
(3)分配减速器的各级传动比
按展开式布置。考虑润滑条件,为使两级大齿轮直径相近,可由图12[3]展开式曲线查的,则
2.2.2计算各轴的动力和动力参数
(1)计算各轴转速
Ⅰ轴 ===1046.43
Ⅱ轴 ===261.61
Ⅲ轴 ===90.84
卷通轴 ==90.84
(2)计算各轴输入功率、输出功率
Ⅰ轴 ==8.41×0.96=8.0736 kw
Ⅱ轴 ==8.0736×0.995×0.97=7.79 kw
Ⅲ轴 ==7.79×0.995×0.97=7.52 kw
卷筒轴==7.52×0.995×0.99=7.41 kw
各轴的输出功率为输入功率乘轴承效率0.995,分别为
Ⅰ轴 ==8.0736×0.995=8.03 kw
Ⅱ轴 ==7.79×0.995=7.75 kw
Ⅲ轴 ==7.75×0.995=7.48 kw
卷筒轴 ==7.41×0.995=7.37 kw
(3)计算各轴的输入、输出转矩。电动机轴输出转矩
Ⅰ轴输入转矩
Ⅱ轴输入转矩
Ⅲ轴输入转矩
卷筒机输入转矩
各轴的输出转矩分别为各轴的输入转矩乘轴承效率0.995
表2-3 运动和动力参数计算结果
轴名
功率 P/KW
转距T/N*M
转速n
r/min
转动比i
效率
输入
输出
输入
输出
电
机
8.41
27.41
2930
2.8
0.96
Ⅰ轴
8.07
8.03
73.68
73.31
1046.43
Ⅱ轴
7.79
7.25
284.44
283.02
261.61
4
0.965
Ⅲ轴
7.52
7.48
790.84
786.69
90.84
2.88
0.965
卷筒轴
7.41
7.37
778.82
774.93
90.84
1
0.985
2.3传动零件的设计计算
2.3.1 V带设计
(1)、已知条件和设计内容
设计V带传动时的已知条件包括:带传动的工件条件;传动位置与总体尺寸限制;所需传递的额定功率P;小带轮转速;大带轮……
(2)、设计步骤:
1)、确定计算功率
根据工作条件——载荷平稳,由表8-7[1]
查得=1.2,计算功率为
2)、选择V带的带型
根据计算功率 ,小带轮的转速,由图8-11[1] 选用A型带。
3)、确定带轮的基准直径,并验算带速v
①初选小带轮基准直径
根据v带的带型,由表8-6[1]和表8-8[1],取小带轮的基准直径=125 mm。
②验算带速 v
由于5 m/s< v < 25 m/s ,故带速合适。
4)、计算大带轮的基准直径
由,传动比,有 =2.8×125=350 mm,根据表8-8[1],取=355 mm
5)确定V带的中心距 ,并选V带的基准长度
①确定小带轮中心距
根据式8-20[1]
0.7(+)+h=222.5≤≤2(+)=760
初定中心距=400 mm。
②计算相应的带长
由表8-2[1]选带的基准长度=1600 mm
③计算实际中心距a及其变动范围
中心距的变化范围为
6)、验算小带轮上的包角
包角合适。
7)、计算带的根数
计算单根V带的额定计算功率,
由 和,查表8-4a[1]得P0=3.04 kw
查表8-4b[1]得
查表8-5[1]得,
查表8-2[1]得,
取4根。
8)确定带的最小初拉力
由表8-3[1]得A型带的单位长度质量 q=0.10 kg/m,
9)计算带传动的压轴力Fp
压轴力的最小值为
(3) 把带传动的设计计算结果记入表2-4中
表2-4 带传动的设计参数
带型
A
中心距
420
小带轮直径
125
包角
148
大带轮直径
355
带长
1600
带的跟数
4
初拉力
149.15
带速
19.17
压轴力
1151.59
2.3.2齿轮设计:
一、高速级齿轮传动计算
已知条件:输入功率=8.07kw,小齿轮转速
传动比 =4,工作寿命为8年(年工作日300天),两班制。
(1)选定齿轮类型、材料和齿数
1)选用直齿圆柱齿轮传动。
2)运输机为一般工作机器,速度不高,故选用7级精度(GB10095-88)。
3)材料选择。由表10-1[1]选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。
4)选择小齿轮齿数=24,大齿轮齿数==4×24=96。
(2)按齿面接触强度设计
由公式(10-9a)[1]知齿面接触强度设计公式为
1)确定上公式内的各计算数值
①计算载荷系数K
试选择载荷系数=1.3
②计算小齿轮传递的转矩
=95.5×=×95.5×=7.365× Nmm
③由表10-7[1]选取齿宽系数=1。
④由表10-6[1]查得材料的弹性影响系数=189.8 。
⑤由图10-21d[1]按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳极限
=600 MPa;大齿轮的接触疲劳强度极限=550 MPa。
⑥计算应力循环次数
=60j=60×1046.43×1×(16×300×8)=2.411×109
==6.027×108
⑦由图10-19[1]取接触疲劳寿命系数=0.90;=0.95
⑧计算接触疲劳许用应力
由[1]表6.5,取失效概率为1%,安全系数S=1,则
==0.9×600=540 MPa
==0.95×550=522.5 MPa
2)计算
①试算小齿轮分度圆直径d1,由计算公式得
≈58.207 mm
②计算圆周速度,确定齿轮精度
V===3.19 m/s
③计算齿宽b
b==158.207=58.207 mm
④计算齿宽与齿高之比
模数===2.425 mm;
齿高h=2.25=5.46 mm
=10.66
⑤计算载荷系数
根据v=3.19 m/s,7级精度,由图10-8[1]查得动载系数=1.10;
直齿轮=1;
由表10-2[1]查得使用系数=1;
由表10-4[1]用插值法查的7级精度,小齿轮相对支承非对称布置时,=1.422。
由=10.66,=1.422,查图10-13[1]得=1.35;故载荷系数
K==1=1.5647
⑥按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,由式10-10a[1]得
mm
⑦计算模数m
m==2.60 mm
3)按齿根弯曲强度设计
由式10-5[1]得弯曲强度的设计公式为
m
(1)确定公式内的各计算数值
①由图10-20c[1]查的小齿轮的弯曲强度极限=500 MPa,大齿轮的弯曲强度极限=380 MPa。
②由图10-18[1]取弯曲疲劳寿命系数。
③计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数S=1.4,由式10-12[1]得
④计算载荷系数K
K==
⑤查取齿形系数
由表10-5[1]查得
⑥查取应力校正系数
由表10-5[1]查得
⑦计算大、小齿轮的并加以比较
大齿轮的数值大。
(2)设计计算
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮直径(即模数与齿数的乘积)有关,可取由弯曲强度算得的模数1.82并就近圆整为标准值m=2mm,按接触强度算得的分度圆直径,算得小齿轮齿数
大齿轮齿数
4) 几何尺寸计算
①计算分度圆直径
②计算中心距
mm
③计算齿轮宽度
b=ψd=1×64=64 mm,故取b1=70 mm;b2=65 mm
二、低速机齿轮传动计算
(1)选定齿轮类型、材料和齿数
1)选用直齿圆柱齿轮传动。
2)运输机为一般工作机器,速度不高,故选用7级精度(GB10095-88)。
3)材料选择。由表10-1[1]选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。
4)选择小齿轮齿数=24,大齿轮齿数==2.88×24=69.12,取69。
(2)按齿面接触强度设计
由公式10-9a[1]知齿面接触强度设计公式为
1)确定上公式内的各计算数值
①计算载荷系数K
试选择载荷系数=1.3
②计算小齿轮传递的转矩
=95.5×=×95.5×=2.84× Nmm
③由表10-7[1]选取齿宽系数=1。
④由表10-6[1]查得材料的弹性影响系数=189.8 。
⑤由图10-21d[1]按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳极限
=600 MPa;大齿轮的接触疲劳强度极限=550 MPa。
⑥计算应力循环次数
=60j=60×261.61×1×(16×300×8)=6.027×108
==2.093×108
⑦由图10-19[1]取接触疲劳寿命系数=0.95;=0.97
⑧计算接触疲劳许用应力
由[1]表6.5,取失效概率为1%,安全系数S=1,则
==0.9×600=540 MPa
==0.95×550=522.5 MPa
2)计算
①试算小齿轮分度圆直径d1,由计算公式得
≈93.583 mm
②计算圆周速度,确定齿轮精度
V===1.282 m/s
③计算齿宽b
b==193.583=93.583 mm
④计算齿宽与齿高之比
模数===3.899 mm;
齿高h=2.25=8.773 mm
=10.67
⑤计算载荷系数
根据v=1.282 m/s,7级精度,由图10-8[1]查得动载系数=1;
直齿轮=1;
由表10-2[1]查得使用系数=1;
由表10-4[1]用插值法查的7级精度,小齿轮相对支承非对称布置时,=1.422。
由=10.66,=1.422,查图10-13[1]得=1.35;故载荷系数
K==1=1.422
⑥按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,由式10-10a[1]得
mm
⑦计算模数m
m==3.44 mm
3)按齿根弯曲强度设计
由式10-5[1]得弯曲强度的设计公式为
m
(1)确定公式内的各计算数值
①由图10-20c[1]查的小齿轮的弯曲强度极限=500 MPa,大齿轮的弯曲强度极限=380 MPa。
②由图10-18[1]取弯曲疲劳寿命系数。
③计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数S=1.4,由式(10-12)得
④计算载荷系数K
K==
⑤查取齿形系数
由表10-5[1]查得
⑥查取应力校正系数
由表10-5[1]查得
⑦计算大、小齿轮的并加以比较
大齿轮的数值大。
(2)设计计算
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮直径(即模数与齿数的乘积)有关,可取由弯曲强度算得的模数2.76并就近圆整为标准值m=3mm,按接触强度算得的分度圆直径,算得小齿轮齿数
大齿轮齿数
,取95
4) 几何尺寸计算
①计算分度圆直径
②计算中心距
mm
③计算齿轮宽度
b=ψd=1×99=99 mm,故取b1=105 mm;b2=100 mm
三、圆柱齿轮传动参数表
各级大齿轮、小齿轮几何尺寸和参数的计算结果如下表
表2-5 圆柱齿轮传动参数表
名称
代
号
单
位
高速级
低速级
小齿轮
大齿轮
小齿轮
大齿轮
中心距
a
mm
160
192
传动比
i
4
2.88
模数
mn
mm
2.0
3.0
端面压力角
°
20
20
啮合角
′
°
20
20
齿数
z
32
128
33
95
分度圆直径
d
mm
64
256
99
285
节圆直径
d′
mm
64
256
99
285
齿顶圆直径
da
mm
68
260
105
291
齿根圆直径
df
mm
59
251
91.5
277.5
齿宽
b
mm
70
65
105
100
材料
40Cr
45
40Cr
45
热处理状态
调质
调质
调质
调质
齿面硬度
HBS
280
240
280
240
2.4减速器结构设计
表2-6 减速箱机体结构尺寸
名称
符号
减速器型式及尺寸关系/mm
箱座壁厚
8
箱盖壁厚
8
箱盖凸缘厚度
12
箱座凸缘厚度
12
箱座底凸缘厚度
20
地脚螺钉直径
20
地脚螺钉数目
4
轴承旁联接螺栓直径
16
机盖与座联接螺栓直径
10
联接螺栓的间距
180
轴承端盖螺栓直径
8
视孔盖螺钉直径
8
定位销直径
8
、、到外箱壁距离
26、22 、16
、至凸缘边缘距离
24、14
轴承旁凸台半径
24
凸台高度
40
外箱壁至轴承座端面距离
50
大齿轮顶圆与内箱壁距离
10
齿轮端面与内箱壁距离
9
箱盖、箱座肋厚
、
7、7
轴承端盖外径
轴承端盖凸缘厚度
8
轴承旁联接螺栓距离
130
2.5轴的设计及效核
2.5.1初步估算轴的直径
在进行轴的结构设计之前,应首先初步计算轴的直径。一般按受扭作用下的扭转强度估算各轴的直径,计算公式为,式中:
P—轴所传递的功率,kw;
n—轴的转速,r/min;
A—由轴的需用切应力所确定的系数。
由于减速器传递的功率不大,对其重量和尺寸也无特殊要求,故选择常用材料45钢,调质处理,查15-3[1]得A=103~126,则
I 轴 ==21.73 mm
Ⅱ 轴==34.09 mm
Ⅲ 轴==47.94 mm
将各轴圆整为=25mm , =35mm , =50mm。
2.5.2联轴器的选取
Ⅲ 轴I段需要与联轴器连接,为使该段直径与联轴器的孔径相适应,所以需要同时选用联轴器,又由于本减速器属于中小型减速器,其输出轴与工作机的轴线偏移不大。其次为了能够使传送平稳,所以必须使传送装置具有缓冲,吸振的特性。因此选用弹性注销联轴器,由表14-1[1]查得:工作情况系数=1.5,由表8.5[2]查得:选用LT9型弹性注销联轴器 LT9型弹性注销联轴器主要参数为:
公称转矩Tn=1000N·m
轴孔长度112mm(Y型)
孔径=50mm
表2-7联轴器外形及安装尺寸
型号
公称
扭矩
N·m
许用
转速
r/min
轴孔
直径
mm
轴孔长度
mm
D
mm
转动惯量
kg·m2
许用补偿量
轴向
径向
角向
LT9
1000
2850
50
112
250
0.213
±1.5
0.4
10
2.5.3初选轴承
I 轴选轴承为:7007AC;
Ⅱ 轴选轴承为:7007AC;
Ⅲ 轴选轴承为:7012AC。
所选轴承的主要参数如表2-8
表2-8 轴承的型号及尺寸
轴承代号
基本尺寸/mm
安装尺寸/mm
基本额定/kN
a
mm
d
D
B
dn
Da
动载荷Cr
静载荷Cor
7007AC
35
62
14
41
56
18.5
13.5
18.3
7007AC
35
62
14
41
56
18.5
13.5
18.3
7012AC
60
95
18
67
88
36.2
31.5
27.1
2.5.4轴的结构设计(直径,长度来历)
一 低速轴的结构图
图2-2 低速轴结构简图
根据轴向定位要求,确定轴的各段直径和长度
(1)I段与联轴器配合
取=50,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上取=102。
(2)为了满足半联轴器的轴向定位,Ⅱ段右侧设计定位轴肩,由表7-12毡圈油封的轴颈取=55mm,由轴从轴承孔端面伸出15-20mm,由结构定取=63mm。
(3)轴肩Ⅲ为非定位轴肩初选角接触球轴承,取=60mm
考虑轴承定位稳定,略小于轴承宽度加挡油环长度,取=28mm。
(4) Ⅳ 段安装齿轮,取=70 mm,考虑齿轮轴向定位,略小于齿宽,齿轮右端用套筒定位。取=97mm
(5)轴V直径大于安装于轴上齿轮内径6-10mm,取= 75mm,=79mm。
(6)轴肩Ⅵ间安装角接触球轴承为7012AC 取=60mm,根据箱体结构 取=28
(7)轴上齿轮、半联轴器零件的轴向定位均采用平键连接。由表4-1[2]查得平键b×h=20×12(GB1095-2003),键槽用键槽铣刀加工,长为63mm。同样半联轴器与轴的联接,选用平键b×h=16×10,键长选择90。
轴端倒角2×45°,各轴肩处圆角半径R=2mm。
二、中速轴尺寸
图2-3 中速轴结构简图
(1)确定各轴段直径
d1=35 mm
d2=46 mm
d3=60 mm
d4=55 mm
d5=35 mm
(2)确定各轴段长度
L1=26 mm
L2=62 mm
L3=10 mm
L4=102 mm
L5=26 mm
三、高速轴尺寸
图2-4 高速轴结构简图
(1)确定各轴段直径
d1=28 mm
d2=33 mm
d3=35 mm
d4=55 mm
d5=45 mm
d6=35 mm
(2)确定各轴段长度
L1=60 mm
L2=83 mm
L3=24 mm
L4=67 mm
L5=113 mm
L6=24 mm
2.5.5低速轴的校核
由于低速轴上所承受的转矩最大,所以仅对低速轴按弯扭合成强度条件进行校核计算。
(1) 轴强度的校核计算
1)轴的计算简图
图2-5 低速轴结构简图
2)由于水平面受力未知,所以只按垂直面进行校核。
将轴简化为如下简图
图2-6轴的计算简图
(2)弯矩图
根据上述简图,按垂直面计算各力产生的弯矩,做出垂直面上的弯矩图
图2-7 轴的载荷分析图
已知=790.6Nm,齿轮分度圆直径d=285,对于7012AC型轴承,由表6-6[2]查得a=27,得到做为简支梁的轴的支撑跨距L2+L3=71+114=185mm
5548.07N
2019.56N
0N
载荷分析图水平垂直面由装配图俯视受力视角决定
水平面
总弯矩
从轴的结构以及扭矩图中可以看出截面C是危险截面,现将计算出的截面C处的弯矩值列下表
表2-9 截面C弯矩值数据表
载荷
水平面H
垂直面V
支反力F
弯矩
总弯矩
扭矩T
Tm=7.096×N·mm
(3)扭矩图
如图2-7
(4)校核轴的强度
取=0.6,由表15-1[1]查得[]=60MPa,由表4-1[2]查得t=6
mm
52.54MPa﹤=60MPa
.2.6轴承的寿命计算
(1)低速轴轴承寿命计算
1)预期寿命
从减速器的使用寿命期限考虑,轴承使用期限为8年(年工作日为250天)。
预期寿命=8×300×16=38400h=3.84×h
2)寿命验算
图2-8 轴承的受力简图
①轴承所受的径向载荷,
,
②当量动载荷和
低速轴选用的轴承7012AC ,查表13-6[1]得到=1.2
已知,温度系数=1(常温)
由表6-6[2]得到
查表13-5[1]得到e=0.68,
,
③验算轴承寿命
因为>,所以按轴承2的受力验算
1.83×h>
所以所选轴承可满足寿命要求。
2.7键连接的选择和计算
(1)低速轴齿轮的键联接
1) 选择类型及尺寸
根据d=70mm,L′=97mm,选用A型,b×h=20×12,L=80mm
2)键的强度校核
①键的工作长度l及键与轮毂键槽的接触高度k
l=l-b=80-20=60mm
k=0.5h=6mm
②强度校核
此处,键、轴和轮毂的材料都是钢,取110MPa
7.906×10N·mm
﹤
键安全合格
(2)低速轴联轴器的键联接
1)选择类型及尺寸
根据d=50mm,L′=102mm,选用C型,b×h=16×10,L=90mm
2)键的强度校核r
①键的工作长度l及键与轮毂键槽的接触高度k
l=L-b=90-16=74mm
k=0.5h=5mm
②强度校核
此处,键、轴和轮毂的材料都是钢,取110MPa
7.906×105N·mm
﹤
键安全合格
2.8减数器的润滑方式和密封类型的选择
2.8.1齿轮传动的润滑
本设计采用油润滑。润滑方式为飞溅润滑,并通过适当的油沟来把油引入各个轴承中。
1)齿轮的润滑
采用浸油润滑,浸油高度为30-50mm。另外传动件浸油中深度要求适当,要避免搅油损失太大,又要充分润滑。油池应保持一定的深度和储油量。两级大齿轮直径应 尽量相近,以便浸油深度相近。
2)滚动轴承的润滑
滚动轴承宜开设油沟、飞溅润滑。
2.8.2润滑油牌号选择
由表7.1[3]得:闭式齿轮传动润滑油运动粘度为220mm/s
选用L-CKC220润滑油。
2.8.3密封形式
用凸缘式端盖易于调整,采用闷盖安装骨架式旋转轴唇形密封圈实现密封。轴与轴承盖之间用接触式毡圈密封,型号根据轴段选取。
2.9 减速器箱体及其附件
2.9.1 箱体结构形式及材料
本减速器采用剖分式箱体,分别由箱座和箱盖两部分组成。用螺栓联接起来,组成一个完整箱体。剖分面与减速器内传动件轴心线平面重合。
此方案有利于轴系部件的安装和拆卸。剖分接合面必须有一定的宽度,并且要求仔细加工。为了保证箱体刚度。在轴承座处设有加强肋。
箱体底座要有一定宽度和厚度,以保证安装稳定性和刚度。
减速器箱体用HT200制造。铸铁具有良好的铸造性能和切削加工性能,成本低。铸造箱体多用于批量生产。
2.9.2 主要附件作用及形式
1 通气器
齿轮箱高速运转时内部气体受热膨胀,为保证箱体内外所受压力平衡,减小箱体所受负荷,设通气器及时将箱内高压气体排出。
由表11-5[2]选用通气器尺寸M22×1.5
2 窥视孔和视孔盖
为便于观察齿轮啮合情况及注入润滑油,在箱体顶部设有窥视孔。
为了防止润滑油飞出及密封作用,在窥视孔上加设视孔盖。
由表11-4[2]取A=120mm
3 油标尺油塞
为方便的检查油面高度,保证传动件的润滑,将油面指示器设在低速级齿轮处油面较稳定的部位。
由表7-10[2]选用油标尺尺寸M20
4油塞
为了排出油污,在减速器箱座最低部设置放油孔,并用油塞和封油垫将其住。
由表7-11[2]选用油塞尺寸 M12×1.25
5定位销
保证拆装箱盖时,箱盖箱座安装配合准确,且保持轴承孔的制造精度,在箱盖与箱座的联接凸缘上配两个定位销。
由表4-4[2] GB117-2000 A10×30
6 启盖螺钉
在箱体剖分面上涂有水玻璃,用于密封,为便于拆卸箱盖,在箱盖凸缘上设有启盖螺钉一个,拧动起盖螺钉,就能顶开箱盖。结构参见减速器总装图,尺寸取M10×35
7起吊装置
减速器箱体沉重,采用起重装置起吊,在箱盖上铸有吊耳。
为搬运整个减速器,在箱座两端凸缘处铸有吊钩
尺寸见表11-3[2]
3.0设计总结
转眼已做了一个月的课程设计,通过本次二级减速器的设计,让我对机械行业中产品的设计过程有了亲身体会,同时体会到机械设计的过程是严谨的分工步骤,开放的设计思想,细致的计算验证,反复推倒重来的过程,任何一个环节都不能疏漏,借鉴前人的经验技巧,参阅各种标准手册,站在全局来设计产品。本次课程设计填补了以往课堂上,我们只是很公式化的解题,对于实际的工程设计计算没有具体的概念。
查表、计算、绘图这些对于还不是很熟练的我们来说真不是很容易,进度慢,返工多是比较普遍的现象,但是通过老师不辞辛劳的指导,解答我们的疑问,指出我们设计上的缺陷,指引我们的思路,使我们在设计过程中获益匪浅。
通过本次设计过程,我更认识了自己的不足,一个产品的设计需要方方面面的知识,经验,技巧作为基础,这也是我一个身为机械设计学生的执着追求。
致谢
非常感谢王老师在课程设计过程中对我的指导,也感谢在设计过程中所有给过我帮助和讲解的同学,非常感谢你们!
参考资料
参考文献
[1]濮良贵、纪名刚主编.机械设计.8版.高等教育出版社,2006.5;22-408
[2]吴宗泽、罗圣国主编.机械设计课程设计手册.高等教育出版社.1989
[3]龚溎义主编.机械设计课程设计指导书(第二版).高等教育出版社,2011 .8
[4]孙桓、陈作模、葛文杰主编.机械原理(第七版).高等教育出版社,2006.5
[5]龚溎义主编.机械设计课程设计图册(第三版).高等教育出版社,
1989.5
[6]周玉凤、杜向阳主编.互换性与技术测量.清华大学出版社,2008.12
32
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