目 录 aOOY_S
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设计任务书……………………………………………………1 b^ZrevM
传动方案的拟定及说明………………………………………4 5m/r,d^H
电动机的选择…………………………………………………4 &' Ch[Wo]H
计算传动装置的运动和动力参数……………………………5 K>-m8.~\E
传动件的设计计算……………………………………………5 7~
2X/
轴的设计计算…………………………………………………8 {=kA8U
滚动轴承的选择及计算………………………………………14 =+u$ZZ0+]o
键联接的选择及校核计算……………………………………16 6YN4]
连轴器的选择…………………………………………………16 CUoMB r
减速器附件的选择……………………………………………17 w% M0Mu
润滑与密封……………………………………………………18 ^#%[
设计小结………………………………………………………18 )pJzw-m"
参考资料目录…………………………………………………18 SU:Cm:$
|h;MA,qva
机械设计课程设计任务书 kZ2+=/DYN
题目:设计一用于带式运输机传动装置中的同轴式二级圆柱齿轮减速器 -?ip ?[Z
一. 总体布置简图 VFyt9:a
m{' q(w}
GXwV>)!x
@0aUWG!k
1—电动机;2—联轴器;3—齿轮减速器;4—带式运输机;5—鼓轮;6—联轴器 ^rI&BN@S
5(,WN
二. 工作情况: }[1I_)
载荷平稳、单向旋转 P5Fm<f8\
7oUYRqd
三. 原始数据 lA{Sr0fTP
鼓轮的扭矩T(N•m):850
o]
=
&
鼓轮的直径D(mm):350 H|Eu,eq-E
运输带速度V(m/s):0.7 L3 &NGcd
带速允许偏差(%):5 ^LZU><{';
使用年限(年):5 <yeG0`}t
工作制度(班/日):2 Lz4iLLP
\2T@]!n
四. 设计内容 ^ c:(HUo#
1. 电动机的选择与运动参数计算; %_5B"on
2. 斜齿轮传动设计计算 EF}Z+7A
3. 轴的设计 QjPcfR\
4. 滚动轴承的选择 0L|A
5. 键和连轴器的选择与校核; TkK- r(=
6. 装配图、零件图的绘制 sLCL\dWT
7. 设计计算说明书的编写 D:%v((Ccw
f9!wO';P6
五. 设计任务 .@R{T3=Q
1. 减速器总装配图一张 Iu%S><'+
2. 齿轮、轴零件图各一张 (CEJg|,
3. 设计说明书一份 ]NN9FM.2b/
7D4P=$UJp
六. 设计进度 #Ez>]`]TB
1、 第一阶段:总体计算和传动件参数计算 b d9]'
2、 第二阶段:轴与轴系零件的设计 a(bgPkPP
3、 第三阶段:轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制 NoV2<m$
4、 第四阶段:装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写 @ %kCe>r
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z!eY=G'
0F)Y[{h<
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&K=( .
传动方案的拟定及说明 fk9FR^u
由题目所知传动机构类型为:同轴式二级圆柱齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析论证。 &c0U\G|j
本传动机构的特点是:减速器横向尺寸较小,两大吃论浸油深度可以大致相同。结构较复杂,轴向尺寸大,中间轴较长、刚度差,中间轴承润滑较困难。 8LB+}N(8f
u3Ua>A-
S's\M5
电动机的选择 :FB#,AOa_
1.电动机类型和结构的选择 m@)K]0g<f
因为本传动的工作状况是:载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式Y(IP44)系列的电动机。 wS#.Wzp.w
(@~d9PvB>
2.电动机容量的选择 EG2NE,,r
1) 工作机所需功率Pw na_Y<R`
Pw=3.4kW )9,9yd~SI
2) 电动机的输出功率 0d~>zKho
Pd=Pw/η //Ck1cI#h
η= =0.904 h`,dg%J*B
Pd=3.76kW a6fMx~
+U%
=
w8b
3.电动机转速的选择 $Ic:
c
nd=(i1’•i2’…in’)nw 8NWvi%g
初选为同步转速为1000r/min的电动机 \-gZ_>)
EJ"[{AV
4.电动机型号的确定 L@XhgQ
由表20-1查出电动机型号为Y132M1-6,其额定功率为4kW,满载转速960r/min。基本符合题目所需的要求。 ul1#_xp
Y&'Bl$`
k/ls!e?
计算传动装置的运动和动力参数 :VX?j3qW
传动装置的总传动比及其分配 ({87311%
1.计算总传动比 ?>LsIPa
由电动机的满载转速nm和工作机主动轴转速nw可确定传动装置应有的总传动比为: TeSF
i=nm/nw +h.$<=
nw=38.4 .A//Q|ot!
i=25.14 LSS3(l[,:
"WV]|
TS"]
2.合理分配各级传动比 k.NgE/;3
由于减速箱是同轴式布置,所以i1=i2。 :$lx]
因为i=25.14,取i=25,i1=i2=5 9X/c%:)\=
速度偏差为0.5%<5%,所以可行。 < {$zOF}
各轴转速、输入功率、输入转矩 Xkk m~sM6
项 目 电动机轴 高速轴I 中间轴II 低速轴III 鼓 轮 Ox#%Dm2
转速(r/min) 960 960 192 38.4 38.4 m_wBRan
功率(kW) 4 3.96 3.84 3.72 3.57 n(\5Z&
转矩(N•m) 39.8 39.4 191 925.2 888.4 E=+v1\t)]
传动比 1 1 5 5 1 ]#z^[XG
效率 1 0.99 0.97 0.97 0.97 UJ3l8
%/`k
ov.7FZ+
传动件设计计算 fH-V!QYGF
1. 选精度等级、材料及齿数 ep* (
1) 材料及热处理; D7T(B=S6
选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。 p)NhV
2) 精度等级选用7级精度; { AdPC?R`
3) 试选小齿轮齿数z1=20,大齿轮齿数z2=100的; ),1MR=
4) 选取螺旋角。初选螺旋角β=14°
Gqvj
2.按齿面接触强度设计 481J=8H
因为低速级的载荷大于高速级的载荷,所以通过低速级的数据进行计算 t&MJSFkiA
按式(10—21)试算,即 |}P4Gr}6
dt≥ `uo'w:Q
1) 确定公式内的各计算数值 Lwm2:_\_b
(1) 试选Kt=1.6 ?]+{2&&$
(2) 由图10-30选取区域系数ZH=2.433 H48`z'o
(3) 由表10-7选取尺宽系数φd=1 LT']3w
(4) 由图10-26查得εα1=0.75,εα2=0.87,则εα=εα1+εα2=1.62 {PZNJ 2~
(5) 由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8Mpa ="hh=x.5J
(6) 由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1=600MPa;大齿轮的解除疲劳强度极限σHlim2=550MPa; eAR]~
NiW
(7) 由式10-13计算应力循环次数 9&a&O
Z{
N1=60n1jLh=60×192×1×(2×8×300×5)=3.32×10e8 %9B r
N2=N1/5=6.64×107 xFvDKW)_X7
Vw0cf;
(8) 由图10-19查得接触疲劳寿命系数KHN1=0.95;KHN2=0.98 H.cN(7LXm
(9) 计算接触疲劳许用应力 :\[W]
取失效概率为1%,安全系数S=1,由式(10-12)得 ;dgxeP;mp
[σH]1==0.95×600MPa=570MPa c~bi
~ f
[σH]2==0.98×550MPa=539MPa sJu^deX
[σH]=[σH]1+[σH]2/2=554.5MPa /V}>v
4
qMO@E_
2) 计算 ,*ZdMw!
(1) 试算小齿轮分度圆直径d1t A82Bn|J
d1t≥ ,5J-C!C
= =67.85 SUwSZ@l^|
s8 S[w
(2) 计算圆周速度 xLhN3#^m
v= = =0.68m/s 4Rj;lAlwB
*[K\_F?^h
(3) 计算齿宽b及模数mnt FrXFm+8
F
b=φdd1t=1×67.85mm=67.85mm ti$d.Kc(
mnt= = =3.39 A<-Prvryt
h=2.25mnt=2.25×3.39mm=7.63mm `@?f@p$(B
b/h=67.85/7.63=8.89 VQA}! p
6M^P]l
(4) 计算纵向重合度εβ W3K&C[f
εβ= =0.318×1×tan14 =1.59 T*YbmI]4
(5) 计算载荷系数K CFdR4vuEI
已知载荷平稳,所以取KA=1 G=?2{c}U
根据v=0.68m/s,7级精度,由图10—8查得动载系数KV=1.11;由表10—4查的KHβ的计算公式和直齿轮的相同, {v{qPYNyh
故 KHβ=1.12+0.18(1+0.6×1 )1×1 +0.23×10 67.85=1.42 ]XX9.Xh=-
由表10—13查得KFβ=1.36 =[{YI2S
由表10—3查得KHα=KHα=1.4。故载荷系数 /Xa_Xg7
K=KAKVKHαKHβ=1×1.03×1.4×1.42=2.05 e`gOc*
S
ykblP37
(6) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径,由式(10—10a)得 =D88jkQe"
d1= = mm=73.6mm rz/^_dV
a|aRUxa0"
(7) 计算模数mn R1$O )A}k
mn = mm=3.74 ukM11LD5x
3.按齿根弯曲强度设计 022nn-~
由式(10—17) l-|hvv5g
mn≥ [>+}2-#
1) 确定计算参数 m?LnO5Vs
(1) 计算载荷系数 $v|/*1S
K=KAKVKFαKFβ=1×1.03×1.4×1.36=1.96 l"9.zPvT<
Fh t$7V
(2) 根据纵向重合度εβ=0.318φdz1tanβ=1.59,从图10-28查得螺旋角影响系数 Yβ=0。88 =fA*b
-)
(3) 计算当量齿数 *]uo/g
z1=z1/cos β=20/cos 14 =21.89 }<?1\k
z2=z2/cos β=100/cos 14 =109.47 MZ" yjQ A
(4) 查取齿型系数 (pY'v/ a-
由表10-5查得YFa1=2.724;Yfa2=2.172 F<SCW+>z2a
(5) 查取应力校正系数 Qn`$xY9mT
由表10-5查得Ysa1=1.569;Ysa2=1.798 8j~:p!@
V/%tFd1
00s&<EM
(6) 计算[σF] 7)Zk:53]
σF1=500Mpa y k=o
σF2=380MPa ~3p
:jEM.[
KFN1=0.95 ]WLQ q4q
KFN2=0.98 Ec!fx\
[σF1]=339.29Mpa %C&HR2
[σF2]=266MPa iCA!=%M@D
(7) 计算大、小齿轮的 并加以比较 m(Hb! RT
= =0.0126 ~`J/618
= =0.01468 NpS*]vSO
大齿轮的数值大。 -9Iz$(>a
MF+J3)
2) 设计计算 m~KGB"
mn≥ =2.4 ZM)Y Rdh
mn=2.5 {a>a?fVU
Rx';P/F0C
4.几何尺寸计算 V=#L@ws
1) 计算中心距 4=]CA O=O
z1 =32.9,取z1=33 OGmOk>_
z2=165 i={ :6K?^
a =255.07mm \9[_*
a圆整后取255mm p7.j>w1F
EBF608nWfW
2) 按圆整后的中心距修正螺旋角 8<cD+Jtj
β=arcos =13 55’50” k+*DPo@)
*Q=3v
3) 计算大、小齿轮的分度圆直径 wSrq?U5q
d1 =85.00mm JzhbuWwF-
d2 =425mm dV{N,;z
-b1VY4m-
4) 计算齿轮宽度 ,`<w#
b=φdd1 ]<3$Sx_{y
b=85mm uFd.2,XNP
B1=90mm,B2=85mm FcR(uv<
VUfV=&D-*g
5) 结构设计 5o2W[<