目录
设计任务书„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
第一章 绪论
1.1设计目的„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 1.2传动方案的分析与拟定„„„„„„„„„„„„„„„„„3
第二章 减速器结构选择及相关性能参数计算
2.1 电动机类型及结构的选择„„„„„„„„„„„„„„„„4 2.2 电动机选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 2.3 确定电动机转速„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 2.4确定传动装置的总传动比和分配级传动比„„„„„„„„„5 2.5动力运动参数计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
第三章 传动零件的设计计算
减速器外部零件的设计计算--普通V形带传动„„„„„„„„„7
第四章 齿轮的设计计算
4.1直齿圆柱齿轮„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 4.2齿轮几何尺寸的设计计算
4.2.1 按照接触疲劳强度计算„„„„„„„„„„„„„„8 4.2.2 按齿根弯曲接触强度校核计算„„„„„„„„„„„9 4.2.3 齿轮几何尺寸的确定„„„„„„„„„„„„„„„9 4.3齿轮的结构设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9
第五章 轴的设计计算
5.1输入轴的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11 5.2输出轴的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„13
5.3轴强度的校核„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16
第六章 轴承、键和联轴器的选择
6.1轴承的选择及校核„„„„„„„„„„„„„„„„„„„17 6.2键的选择计算及校核„„„„„„„„„„„„„„„„„„18 6.3联轴器的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„18
第七章 减速器润滑、密封
7.1润滑的选择确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„19 7.1.1润滑方式„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„19
7.1.2润滑油牌号及用量„„„„„„„„„„„„„„„„19 7.2 密封的选择确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„19
第八章 减速器附件的选择确定„„„„„„„„„„„„„„19 第九章 箱体的主要结构尺寸计算„„„„„„„„„„„„„20 第十章 减速器的绘制与结构分析
10.1拆卸减速器„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„21 10.2分析装配方案„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„21 10.3分析各零件作用、结构及类型„„„„„„„„„„„„„„21 10.4减速器装配草图设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„21 10.5完成减速器装配草图„„„„„„„„„„„„„„„„„„22 10.6减速器装配图绘制过程„„„„„„„„„„„„„„„„„22 10.7完成装配图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„23
10.8零件图设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„23
第十一章 设计心得„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„24
第一章 绪论
1.1 设计目的
(1)培养我们理论联系实际的设计思想,训练综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力,巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。
(2)通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计,使我们掌握了一般机械设计的程序和方法,树立正确的工程设计思想,培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。
(3)另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理等设计方面的能力。
1.2传动方案拟定
1、传动系统的作用及传动方案的特点: 机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要,是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外,还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。
本设计中原动机为电动机,工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动,第一级传动为带传动,第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。
带传动承载能力较低,在传递相同转矩时,结构尺寸较其他形式大,但有过载保护的优点,还可缓和冲击和振动,故布置在传动的高速级,以降低传递的转矩,减小带传动的结构尺寸。
齿轮传动的传动效率高,适用的功率和速度范围广,使用寿命较长,是现代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是单级直齿轮传动。
减速器的箱体采用水平剖分式结构,用HT200灰铸铁铸造而成。 2、传动方案的分析与拟定
1、工作条件:使用年限10年,工作为一班工作制,载荷平稳,室内工作。 2、原始数据:滚筒圆周力F=2200N;
带速V=1.5m/s;
滚筒直径D=450mm;
3、方案拟定:
采用V带传动与齿轮传动的组 合,即可满足传动比要求,同时由于 带传动具有良好的缓冲,吸振性能, 适应大起动转矩工况要求,结构简单, 成本低,使用维护方便。
图1 带式输送机传动系统简图
计 算 及 说 明 结果 第四章 齿轮的设计计算 小齿轮为4.1直齿圆柱齿轮 40Gr钢调按输入的转速320 r/min,传动比5计算,传动功率3.82kw,质,齿面硬连续单向运转,载荷平稳来计算。 度为(1) 选定齿轮材料、热处理方式和精度等级 250HBS 因载荷平稳,小齿轮选硬齿面,大齿轮选软齿面,小齿轮的大齿轮为材料为40Gr钢调质,齿面硬度为250HBS,大齿轮选用45号钢45号钢正正火,齿面硬度为220HBS。 火,齿面硬齿轮精度初选8级 度为 220HBS (2) 初选齿数和齿宽系数。 Z1=25 Z2=Z1·i1=25×5=125 取ψd=1 Z1=25 滑动率及修正:ε=1- (d2nII)/d2n满=0% Z2=125 带实际传动比:i'=d2/d1(1-ε)=3 从动轮转速:nII'=n满/ i'=320 i带=3 输入转矩为109 N·m i齿=5 4.2 齿轮几何尺寸的设计计算 4.2.1 按齿面接触疲劳强度计算 小齿轮的转矩为109 N·m 确定各参数值: 1.载荷系数 K=1 2.许用应力:σHlim1=700MPa σHlim2=560Mpa σFlim1=570MPa σFlim2=440Mpa 按一般可靠要求取安全系数为SF=1.25 SF=1, 则许用接触应力[σH1] =σHlim1/SF=700/1=700 MPa [σH2] =σHlim2/SF=570/1=560 MPa 许用齿根弯曲应力[σF1] =σFlim1/SF=456MPa [σF2] =σFlim2/SF==352MPa 取两式计算中的较小值,即[σH]=560Mpa [σF]=352MPa 3.计算小齿轮分度圆直径 齿数比=125/25=5 [σH]=560Mpa [σF] =352MPa =5
计 算 及 说 明 结果 kT11u1d1≥76.6 3 Ψdu[σ]H 将数值带入上述公式可知: d1≥59mm 4.确定模数和齿宽 m=d1/Z1=59/25=2.36 取标准模数值 m=2.5 4.2.2按齿根弯曲接触强度校核计算 σF2KT1YFSY[σF] 校核 εbd1m2 强度满足 d1=62.5mm d2=312.5mm da1=67.5m4.2.3齿轮几何尺寸的确定 m 分度圆直径:d1=62.5mm d2=m·Z2=2×125=312.5mm da2=317.5齿顶圆直径:da1= d1+2ha1m=67.5mm mm da2=d2+2ha1m=317.5mm df1=56.25m齿根圆直径: df1= d1-2(ha+c)m=56.25mm m df2= d1-2(ha+c)m=306.25mm df2=306.25中心距:a=m ·(Z1+Z2)=187.5mm mm a=187.5mm 4.3 齿轮的结构设计 小齿轮采用齿轮轴结构,大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构小齿轮采用大齿轮的关尺寸计算如下: 齿轮轴结构 大齿轮采用 轴孔直径 d=65(mm) 腹板式结构 轮毂直径 D1=1.2d=1.6×65=104(mm) 圆整到110mm 轮毂直径: 轮毂长度 L62.5(mm) 轮缘厚度 取 0=9 D1=110mm 式中: a) 小轮分度圆直径d1=m·Z=2.5×25=62.5mm b) 齿轮啮合宽度b=Ψd·d1 =1.0×60=60mm c) 查手册得两齿轮的齿形系数和应力修正系数 YFa1=2.65 Ysa1=1.59 YFa2=2.19 Ysa2=1.80 将数据带入公式得: σF1=107.34MPa σF2=101.19MPa 由于[σF1]≥σF1 [σF2] ≥σF2 故满足齿根弯曲疲劳强度要求 m=2.5 轮毂长度: L62.5mm
计 算 及 说 明 结果 轮缘内径: D2=290mm 取D2 = 290(mm) 腹板厚度 c=0.3b=0.3×62.5=18.75 腹板厚度: 取c=20(mm) c=20mm 腹板中心孔直径腹板中心孔直径: D0=0.5(D1+D2)=0.5(290+110)=200(mm) D0=200mm 腹板孔直径d0=0.25(D2-D1)=0.25(290-110) =45(mm) 腹板孔直径 轮缘内径 D2=da2-2h-20=288.25mm 取d0=45 (mm) 齿轮倒角n=0.5m=0.5×2=1 齿轮工作如下图所示: d0=45mm 齿轮倒角: n=1
计 算 及 说 明 结果 5.1输入轴的设计 (1)小齿轮材料用45钢,调质,σb=650MPa; 齿轮轴选用(2)按扭转强度估算轴的直径 45号钢调选用45号钢调质,硬度217~255HBS 质,硬度217~轴的输入功率为P13.63kw 255HBS 转速为n1=320 r/min 根据课本查表计算取 a=79mm b=49mm c=49mm P3.633117326.91mm d≥C· nⅠ320 考虑有一个键槽,将直径增大5%, 则d=26.91×(1+5%)mm=28.3mm 圆整为30mm d=30mm 以上计算的轴径作为输入轴外伸端最小直径。 (3)轴的结构设计,轴上零件的定位、固定和装配 单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央,相对两轴承对称分 布,齿轮左面、右面均由轴肩轴向固定,联接以平键作过渡配合 固定,两轴承分别和轴承端盖定位,采用过渡配合固定。 (4)求齿轮上作用力的大小、方向 1小齿轮分度圆直径:d1=62.5mm ○ 2作用在齿轮上的转矩为:T1 =109×○103 N·mm 圆周力:3求圆周力:Ft ○Ft=3488N Ft=2T1/d1=2×109×103/62.5=3488N 4求径向力Fr ○径向力:Fr=Ft·tanα=3488×tan200=1290.56N Fr=1290.56 N (5)轴长支反力 根据轴承支反力的作用点以及轴承和齿轮在轴上的安装位 置,建立力学模型。 水平面的支反力:RB1= Ftc/(b+c)=1744N RC1= Ftb/(b+c)=1744N 垂直面的支反力:RB1’= Frc/(b+c)=645.28N RC1’= Frb/(b+c)=645.28N 由于选用深沟球轴承则Fa=0 第五章 轴的设计计算
(6)画弯矩图 剖面Ι-Ι处的弯矩:水平面的弯矩:MC1= RB1×b=99408Nmm 垂直面的弯矩:MC1'= RB1'b =36780.96Nmm 合成弯矩:MΙ1=105994.3Nmm (7)轴上传递的转矩: T1= 109000Nmm (8)带作用在轴上的力: 预紧力:F0=500PC(2.5/Ka-1)/ZV+qv2=205.86N 带对轴作用力: FQ=2ZF0Sin1/2=1210.46N 该力产生的弯矩图,如图(e) 在轴承B处弯矩MF=a×FQ=100468.18 Nmm
计 算 及 说 明 结果 总合成弯矩(f),考虑到带传动最不利布置情况,与前面的弯矩直接相加,可得总合成弯矩: MI总=MI+MF×c/(b+c)=503674.09Nmm (9)计算n个剖面处当量弯矩 轴剪应力为脉动循环变应力,=0.6, 公式为:M=MCT 22Ⅰ-Ⅰ剖面:MIC=MI总T=391789.69Nmm 22Ⅱ-Ⅱ剖面:MIIC=T=25668Nmm Ⅲ-Ⅲ剖面:MIIIC=MFT=365235.9Nmm 22(10)计算Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个剖面的直径 [σ-1]b为对称循环许用弯曲应力,为90MPa Mc公式为:d≥0.1[σ1]b 3MIc27.14mm 则Ⅰ-Ⅰ处:dⅠ≥30.1[σ1]bMIIc15.07mm Ⅱ-Ⅱ处:dⅡ≥30.1[σ1]bMIIIc28.76mm Ⅲ-Ⅲ处:dⅢ≥30.1[σ1]bdⅠ≥ 27.14mm dⅡ≥ 15.07mm dⅢ≥ 28.76mm 可以圆整到30mm 5.2 输出轴的的设计 ⑴ 按扭矩初算轴径 大齿轮材料用45钢,正火,σb=600Mpa,硬度217~255HBS 大齿轮轴轴径的初算:大齿轮轴的转速较低,受转矩较大,故取:C=117 3d≥C·P23.52117344.46mm n264大齿轮材料用45钢,正火,σb =600Mpa,硬度217~255HBS 考虑有两个键槽,将直径增大10%, 则d=30.43×(1+10%)mm=48.906mm 圆整为50mm 以上计算的轴径作为输出轴外伸端最小直径 d=50mm
计 算 及 说 明 结果 (2) 轴的结构设计,轴的零件定位、固定和装配 单级减速器中,可以将齿轮安排在箱体中央,相对两轴承对称分布,该设计润滑方式是油润滑,箱体四周开有输油沟,齿轮一面用轴肩定位,另一面用轴套定位,周向定位采用键和过渡配合,两轴承分别以轴承肩定位,周向定位则用过渡配合或过盈配合,轴呈阶梯状,左轴承从左面装入,齿轮、右轴承和皮带轮依次从右面装入。 (3)求齿轮上作用力的大小、方向 1大齿轮分度圆直径:d1=312.5mm ○2作用在齿轮上的转矩为:T2 =530000N·○mm 3求圆周力:Ft ○Ft=2T2/d2=2×530000/312.5=3392N 4求径向力:Fr ○Fr=Ft·tanα=3392×tan200=1255.04N (4)轴长支反力 根据轴承支反力的作用点以及轴承和齿轮在轴上的安装位置,建立力学模型。 水平面的支反力:RB2= Ftc/(b+c)=1696N RC2= Ftb/(b+c)=1696 N 垂直面的支反力:RB2’= Frc/(b+c)=627.52N RC2’= Frb/(b+c)=627.52N 由于选用深沟球轴承则Fa=0 (5)画弯矩图 剖面Ι-Ι处的弯矩:水平面的弯矩:MC2= RB2×b=96672Nmm 垂直面的弯矩:MC2'= RB2'b =35768.64Nmm 合成弯矩: MΙ2=103077Nmm (6)轴上传递的转矩: T2=530000Nmm (7)计算n个剖面处当量弯矩 轴剪应力为脉动循环变应力,=0.6, 公式:M=MCT 22圆周力: Ft=3392N 径向力: Fr=1255.04N Ⅰ-Ⅰ剖面:MIC=MIT=109879.31Nmm 22Ⅱ-Ⅱ剖面:MIIC=T=100776Nmm Ⅲ-Ⅲ剖面:MIIIC=T=100776Nmm (8)计算Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个剖面的直径 [σ-1]b为对称循环许用弯曲应力,为55MPa
Mc3公式为:d≥0.1[σ1]b 则 Ⅰ-Ⅰ处:dⅠ≥3MIc49.78mm 0.1[σ1]bMIIc15.07mm 0.1[σ1]bMIIIc22.37mm 0.1[σ1]b Ⅱ-Ⅱ处:dⅡ≥3Ⅲ-Ⅲ处:dⅢ≥3 dⅠ≥ 49.87mm dⅡ≥ 15.07mm dⅢ≥ 2.37mm
按扭转合成应力校核轴强度,由轴结构简图及弯矩图知Ⅰ处 当量弯矩最大,是轴的危险截面,故只需校核此处即可。 强度校核公式:σe=MI总/W≤[ζ-1] 输入轴: 3(1) 轴是直径为50的是实心圆轴,W=0.1d=24414Nmm (2) 轴材料为45号钢,调质,许用弯曲应力为[ζ-1]=65MPa M则σe=I总/W=31.28≤[ζ-1]= 65MPa 故轴的强度满足要求 输入轴的强 度满足要求 输出轴: 3(1) 轴是直径为41的是实心圆轴,W=0.1d=34300Nmm (2) 轴材料为45号钢,正火,许用弯曲应力为[ζ-1]=65MPa 则σe= MΙ2/W=3.01≤[ζ-1]= 65MPa 故轴的强度满足要求 输入轴的强 度满足要求 5.3 轴强度的校核
计 算 及 说 明 结果 第六章 轴承、键的选择 6.1 轴承的选择及校核 因轴转速较高,且只承受径向载荷,故选取深沟球轴承。根据初算轴径,考虑轴上零件轴向定位和固定,估计初装轴承处的轴径并假设选用轻系列,查表定出滚动轴承型号列表如下: 基本尺寸 mm 轴号 轴承型号 d 1 2 根据条件,轴承预计寿命 10年×360×14=57600小时 1.小轴的轴承使用寿命计算 小齿轮轴承选用6208, Cr=22.8kN Fr=1290.56N 教材表10-8查得fp=1.2径向当量动载荷:Pr=fpFrr=1.21290.56=1548.672 N 所以由式Cj=Pft3D 80 110 B 18 22 6208 6212 40 65 小轴轴承型号为6208 大轴轴承型号为6212 60nL'h106,查表10-6可知ft=1 310616.971000Lh=68565>57600 故满足寿命要求 603201548.672 小轴轴承满足寿命要求 2.大轴的轴承使用寿命计算 大轴承选用6212, Cr=36.8kN Fr=1255.04N 径向当量动载荷:Pr=fpFrr=1.21255.04=1506.084 N P所以由式Cj=ft360nL'h106,查表10-6可知ft=1 31069.1271000Lh=73853>57600h 6095.521506.084故满足寿命要求 大轴轴承满足寿命要求
6.2 键的选择计算及校核 1.小轴上的键: Ft=3488N 查手册得,选用C型平键,得: C键 8×55 GB1096-79 L=56mm h=7mm 根据式σp=2T/(d·h·L)=2Ft/(h·L)=70.78MPa≤150MPa 故键强度符合要求 2.大轴上的键: Ft =3392N 查手册选:C键18×45 GB1096-79 L=45mm h=11 C键14×70 GB1096-79 L=70mm h=9 根据式σpa=2 ·TⅠ/(d·h·l)=2Ft/(k·L)=113.86Mpa < 150Mpa σpc=2 ·TⅠ/(d·h·l)=2Ft/(k·L)=110.18Mpa < 150Mpa 故键强度符合要求 小轴上键强度符合要求 大轴上键强度符合要求 选用YL8型凸缘联轴器 计 算 及 说 明 结果
7.1 润滑的选择确定 7.1.1润滑方式 1.齿轮V<12 m/s,选用浸油润滑,因此机体内需要有足够 的润滑油,用以润滑和散热。同时为了避免油搅动时泛起沉渣,齿轮浸油润齿顶到油池底面的距离H不应小于30~50mm。对于单级减速器,滑 浸油深度为一个齿高,这样就可以决定所需油量,单级传动,每 传递1KW需油量V0=0.35~0.7m3。 2. 对于滚动轴承来说,由于传动件的速度不高,选用飞溅轴承油润滑 润滑。这样结构简单,不宜流失,但为使润滑可靠,要加设输油沟。 7.1.2润滑油牌号及用量 1.齿轮润滑选用AN150全系统损耗油,最低~最高油面距齿轮轴承均10~20mm,需油量为1.2L左右 用AN1502.轴承润滑选用AN150全系统损耗油 全系统损耗油 第七章 减速器润滑、密封 1.箱座与箱盖凸缘接合面的密封 选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法 2.观察孔和油孔等处接合面的密封 在观察孔或螺塞与机体之间加石棉橡胶纸、垫片进行密封 3.轴承孔的密封 闷盖和透盖用作密封与之对应的轴承外部 轴的外伸端与透盖的间隙,由于选用的电动机为低速、常 温、常压的电动机,则可以选用毛毡密封。毛毡密封是在壳体圈 内填以毛毡圈以堵塞泄漏间隙,达到密封的目的。毛毡具有天然 弹性,呈松孔海绵状,可储存润滑油和遮挡灰尘。轴旋转时,毛 毡又可以将润滑油自行刮下反复自行润滑。 第八章 减速器附件的选择确定 1、轴承端盖: HT200 参看赵晓萍编著的《机械设计课程设计》 (第二版)的表14-1 7.2密封的选择与确定 根据下列的公式对轴承端盖进行计算: d0=d3+1mm;D0=D +2.5d3; D2=D0 +2.5d3; e=1.2d3; e1≥e;m由结构确定; D4=D -(10~15)mm;D5=D0 -3d3;D6=D -(2~4)mm;d1、b1由密封尺寸确定;b=5~10,h=(0.8~1)b 2、油面指示器:用来指示箱内油面的高度。 计 算 及 说 明 结果
3、放油孔及放油螺塞:为排放减速器箱体内污油和便于清洗箱体内部,在箱座油池的最低处设置放油孔,箱体内底面做成斜面,向放油孔方向倾斜1°~2°,使油易于流出。 4、窥视孔和视孔盖:窥视孔用于检查传动零件的啮合、润滑及轮齿损坏情况,并兼作注油孔,可向减速器箱体内注入润滑油。 5、定位销:对由箱盖和箱座通过联接而组成的剖分式箱体,为保证其各部分在加工及装配时能够保持精确位置,特别是为保证箱体轴承座孔的加工精度及安装精度。 6、启盖螺钉:由于装配减速器时在箱体剖分面上涂有密封用的水玻璃或密封胶,因而在拆卸时往往因胶结紧密难于开盖,旋动启箱螺钉可将箱盖顶起。 7、轴承盖螺钉,轴承盖旁连接螺栓,箱体与箱盖连接螺栓:用作安装连接用。 第九章 箱体主要结构尺寸计算 箱体用水平剖分式结构,用HT200灰铸铁铸造而成,箱体主 要尺寸计算参看唐曾宝《机械设计课程设计》(第二版)表5-1 箱体结构尺寸选择如下表: 名称 机座壁厚 机盖壁厚 机座凸缘厚度 机盖凸缘厚度 机座底凸缘厚度 地脚螺钉直径 地脚螺钉数目 轴承旁联结螺栓直径 机盖与机座联接螺栓直径 轴承端盖螺钉直径 窥视孔盖螺钉直径 定位销直径 凸台高度 箱体外壁至轴承座端面距离 符号 δ δ1 b b 1 b 2 Df N d1 d2 d3 d4 D h 尺寸(mm) 8 8 10 10 20 16 6 12 10 12 ,10 7 7 40 l1 大齿轮顶圆与内机壁距离 △1 齿轮端面与内机壁距离 △2 机盖、机座肋厚 m1 ,m2 轴承端盖外径(凸缘式) D2 C1+C2+(5—8)=49 13 15 9, 9 125, 170 δ=8mm δ1=8mm b=10mm b1=10mm b2=20mm Df=16mm N=6个 d1=12mm d2=10mm d3=12,10mm d4=7mm D=7mm l1=49mm △1=13mm △2=15mm m1= 9mm m2=9mm
第十章 减速器绘制与结构分析
10.1 拆卸减速器
按拆卸的顺序给所有零、部件编号,并登记名称和数量,然后分类、分组保管,避免产生混乱和丢失;拆卸时避免随意敲打造成破坏,并防止碰伤、变形等,以使再装配时仍能保证减速器正常运转。 拆卸顺序:
①、拆卸观察孔盖。
②、拆卸箱体与箱盖联连螺栓,起出定位销钉,然后拧动起盖螺钉,卸下箱盖。
③、拆卸各轴两边的轴承盖、端盖。 ④、一边转动轴顺着轴旋转方向将高速轴轴系拆下,再用橡胶榔头轻敲轴将低、中速轴系拆卸下来。
⑤、最后拆卸其它附件如油标尺、放油螺塞等。
10.2 分析装配方案
按照先拆后装的原则将原来拆卸下来的零件按编好的顺序返装回去。
①、检查箱体内有无零件及其他杂物留在箱体内后,擦净箱体内部。将各传动轴部件装入箱体内;
②、将嵌入式端盖装入轴承压槽内,并用调整垫圈调整好轴承的工作间隙。 ③、将箱内各零件,用棉纱擦净,并塗上机油防锈。再用手转动高速轴,观察有无零件干涉。经检查无误后,合上箱盖。
④、松开起盖螺钉,装上定位销,并打紧。装上螺栓、螺母用手逐一拧紧后,再用扳手分多次均匀拧紧。
⑤、装好轴承小盖,观察所有附件是否都装好。用棉纱擦净减速器外部,放回原处,摆放整齐。
10.3 分析各零件作用、结构及类型:
主要零部件:
①、轴:主要功用是直接支承回转零件,以实现回转运动并传递动力。高速轴属于齿轮轴;低速轴为转轴,属阶梯轴。
②、轴承:用来支承轴或轴上回转零件、保持轴的旋转精度、减小磨擦和磨损。
③、齿轮:用来传递任意轴间的运动和动力,在此起传动及减速作用,都为斜齿圆柱齿轮。
10.4 减速器装配草图设计
(1)装配图的作用:
装配图表明减速器各零件的结构及其装配关系,表明减速器整体结构,所有零件的形状和尺寸,相关零件间的联接性质及减速器的工作原理,是减速器装配、调试、维护等的技术依据,表明减速器各零件的装配和拆卸的可能性、次序及减速器的调整和使用方法。 (2)设计内容:
进行轴的设计,确定轴承的型号、轴的支点距离和作用在轴上零件的力的作用点,进行轴的强度和轴承寿命计算,完成轴系零件的结构设计以及减速器箱体的结构设计。 (3)初绘减速器装配草图:
主要绘制减速器的俯视图和部分主视图: 1、画出传动零件的中心线; 2、画出齿轮的轮廓; 3、画出箱体的内壁线;
4、确定轴承座孔宽度,画出轴承座的外端线; 5、轴的结构设计(径向尺寸、轴向尺寸); 6、画出轴、滚动轴承和轴承盖的外廓。
10.5 完成减速器装配草图
(1)、视图布局:
①、选择3个基本视图,结合必要的剖视、剖面和局部视图加以补充。 ②、选择俯视图作为基本视图,主视和左视图表达减速器外形,将减速器的工作原理和主要装配关系集中反映在一个基本视图上。
布置视图时应注意:
a、整个图面应匀称美观,并在右下方预留减速器技术特性表、技术要求、标题栏和零件明细表的位置。
b、各视图之间应留适当的尺寸标注和零件序号标注的位置。 (2)、尺寸的标注:
a) 特性尺寸:用于表明减速器的性能、规格和特征。如传动零件的中
心距及其极限偏差等。
b) 外形尺寸:减速器的最大长、宽、高外形尺寸表明装配图中整体所
占空间。
c) 安装尺寸:减速器箱体底面的长与宽、地脚螺栓的位置、间距及其
通孔直径、外伸轴端的直径、配合长度及中心高等。
(3)、标题栏、序号和明细表:
①、说明机器或部件的名称、数量、比例、材料、标准规格、标准代号、图号以及设计者姓名等内容。
②、装备图中每个零件都应编写序号,并在标题栏的上方用明细表来说明。 (4)、技术特性表和技术要求:
①、技术特性表说明减速器的主要性能参数、精度等级,布置在装配图右下方空白处。
②、技术要求包括减速器装配前、滚动轴承游隙、传动接触斑点、啮合侧隙、箱体与箱盖接合、减速器的润滑、试验、包装运输要求。
②、技术要求包括减速器装配前、滚动轴承游隙、传动接触斑点、啮合侧隙、箱体与箱盖接合、减速器的润滑、试验、包装运输要求。
10.6 减速器装配图绘制过程:
(1)、画三视图:
①、绘制装配图时注意问题:
a、先画中心线,然后由中心向外依次画出轴、传动零件、轴承、箱体及
其附件。
b、先画轮廓,后画细节,先用淡线最后加深。 c、3个视图中以俯视图作基本视图为主。
d、剖视图的剖面线间距应与零件的大小相协调,相邻零件剖面线尽可能取不同。
e、对零件剖面宽度2mm的剖视图,剖面允许涂黑表示。 f、同一零件在各视图上的剖面线方向和间距要一致。 (2)、轴系的固定:
轴向固定:滚动轴承采用轴肩和闷盖或透盖,轴套作轴向固定;齿轮同样。 (3)、减速器的箱体和附件:
①、箱体:用来支持旋转轴和轴上零件,并为轴上传动零件提供封闭工作空间,防止外界灰砂侵入和润滑逸出,并起油箱作用,保证传动零件啮合过程良好的润滑。材料为:HT200。加工方式如下: 加工工艺路线:铸造毛坯→时效→油漆→划线→粗精加工基准面→粗、精加工各平面→粗、半精加工各主要加工孔→精加工主要孔→粗、精加工各次要孔→加工各紧固孔、油孔等→去毛刺→清洗→检验
②、附件:包括窥视孔及窥视孔盖、通气器、轴承盖、定位销、启箱螺钉、油标、放油孔及放油螺塞、起吊装置。
10.7 完成装配图
(1)、标注尺寸:标注尺寸反映其的特性、配合、外形、安装尺寸; (2)、零件编号(序号):由重要零件,按顺时针方向依次编号,并对齐; (3)、技术要求; (4)、审图; (5)、加深。
10.8 零件图设计
(一)、零件图的作用:
1、反映设计者的意图,是设计、生产部门组织设计、生产的重要技术文件。 2、表达机器或部件运载零件的要求,是制造和检验零件的依据。 (二)、零件图的内容及绘制: 1、选择和布置视图: (1)、轴:采用主视图和剖视图。主视图按轴线水平布置,再在键槽处的剖面视图。 (2)、齿轮:采用主视图和侧视图。主视图按轴线水平布置(全剖),反映基本形状;侧视图只画出局部视图。 2、合理标注尺寸及偏差: (1)、轴:,径向尺寸以轴线为基准标注,有配合处径向尺寸应标尺寸偏差;轴向尺寸以轴孔配合端面及轴端面为基准,反映加工要求,不允许出现封闭尺寸链。 (2)、齿轮:径向尺寸以轴线为基准,轴孔、齿顶圆应标相应的尺寸偏差;轴向尺寸以端面为基准,键槽尺寸应相应标出尺寸偏差。 3、表面粗糙度标注 (1)、轴:查表轴加工表面粗糙度Ra荐用值。
①、与传动件及联轴器等轮毂相配合的表面取1.6。
②、与滚动轴承相配合的表面,轴承内径d≤80mm取1.0。 ③、与传动件及联轴器相配合的轴肩端面取3.2。 ④、平键键槽工作面取3.2,非工作面取6.3。
⑤、与滚动轴承相配合的轴肩端面,d≤80mm的取2.0。 (2)、齿轮:查齿轮表面粗糙度Ra荐用值。
①、齿轮工作面、齿顶圆、与轴肩配合的端面取3.2。 ②、轴孔取1.6。
③、平键键槽取3.2(工作面);12.5(非工作面)。 4、合理标注形状和位置公差 (1)、轴:取公差等级为8级,推荐标注项目有圆柱度、圆跳动度、对称度。 (2)、齿轮:取公差等级为8级,推荐标注项目有圆柱度、圆跳动度、对称度。 5、技术要求
轴:1、调质处理,硬度为217~255HBS。 2、圆角半径为R1。
齿轮:调质处理,硬度为217~255HBS。
第十一章 设计心得
机械设计基础课程设计是我所花费时间与精力最多的课程设计,老师要求比较严格,在赵老师的操练之下,我收获很大。此时,我由衷地要对我们的指导老师说声谢谢,是赵老师在百忙之中挤出宝贵的时间辅导我们,为我们纠错指正,赵老师您辛苦了!
机械设计课程设计历时十天,内容涉及大学以来所有专业与专业课程相关的知识。它是一种很好的的把理论与实际结合起来的训练。理论与实际的脱节是我们以前不甚注意的,然而这次经历令我为此付出了沉重的代价。许多自己认为可行的设计,经过查阅相关手册,通过详细计算,我才发现很多东西都不可以用不得不修改。可是改则“牵一发而动全身”,设计内容之间环环相扣,修改起来非常麻烦。但经过努力还是搞定了。画图也是一样,所有尺寸与结构都有着联系,并且它的数据来自设计说明书,所以还要不是查阅说明书,保证准确和一致性。 不管怎样,经过无数次的设计用于修改,我终于完成了这个好大的课程设计。通过这次设计我感慨很深。在巩固知识,全面了解机械基础知识的同时,我突然想到自己今后的工作将会是怎样。一个课程设计尚且如此,那一个真正的机械设计人员将要面对什么呢?机械行业是世界传统行业,多年的积累,机械方面已经包含了相当丰富的知识。所以今后学习更加努力,不仅掌握CAXA和Ayto CAD,Word这些工具软件,还要更好地掌握专业知识。
我知道自己欠缺的知识还有很多,但今后我会不断努力,努力提高自己。最后,再次谢谢赵老师的辛勤教导。
参考资料:
《机械设计课程》〔课本〕-陈完成 主编。
《机械设计课程设计》课程设计-李衡燕 姚杰主编。
《机械零件课程设计图册》-哈尔滨工业大学 潘沛霖 陈秀 严国良编
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