目 录 41luFtE9
2.)@u~^Q
设计任务书……………………………………………………1 ^p#f B4z
传动方案的拟定及说明………………………………………4 f$a%&X6"-
电动机的选择…………………………………………………4 td^2gjr^5
计算传动装置的运动和动力参数……………………………5 Q+/:5Z
C
传动件的设计计算……………………………………………5 %)[m bb
轴的设计计算…………………………………………………8 reml|!F-)
滚动轴承的选择及计算………………………………………14 2kV[A92s
键联接的选择及校核计算……………………………………16 S -j<O&h~C
连轴器的选择…………………………………………………16 fsa
减速器附件的选择……………………………………………17 <VD^f
润滑与密封……………………………………………………18 Hl"rGA>
设计小结………………………………………………………18 l,}{Y4\G
参考资料目录…………………………………………………18 qJ QE|VM&
?c)PBJ+]
机械设计课程设计任务书 XHuY'\;-
题目:设计一用于带式运输机传动装置中的同轴式二级圆柱齿轮减速器 P+pL2 BA
一. 总体布置简图 IWeQMwg
hQ&S*f&='
LjUBV_J
1Sox@Ko
1—电动机;2—联轴器;3—齿轮减速器;4—带式运输机;5—鼓轮;6—联轴器 ?29zcuRaru
kR%bdN
二. 工作情况: ;\7TQ9z
载荷平稳、单向旋转 BCB"&:}
LO@.aJpp
三. 原始数据 <,qJ%kc
鼓轮的扭矩T(N•m):850 U,"lOG'
鼓轮的直径D(mm):350 %zE_Q
运输带速度V(m/s):0.7 <{@?c
带速允许偏差(%):5 8cn)ox|J[
使用年限(年):5 WT Pp/Nq'
工作制度(班/日):2 Ko6tp9G
`Z]Tp1U
四. 设计内容 7|3Qcn7P)@
1. 电动机的选择与运动参数计算; q+XL,E
2. 斜齿轮传动设计计算 ,j
wU\xo`C
3. 轴的设计 {<~0nLyJS
4. 滚动轴承的选择 0S@O]k)
5. 键和连轴器的选择与校核; J{'
u
6. 装配图、零件图的绘制 U#G[#sd> K
7. 设计计算说明书的编写 f !t2a//
V%k[S|f3
五. 设计任务 dDN#>|
1. 减速器总装配图一张 JDv7jy
2. 齿轮、轴零件图各一张 'U]= T<
3. 设计说明书一份 -e#YWMo(
X}'3N'cbkU
六. 设计进度 Tz .!
1、 第一阶段:总体计算和传动件参数计算 3/8o)9f.
2、 第二阶段:轴与轴系零件的设计 :)}iWKAse
3、 第三阶段:轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制 :$d3}TjsA+
4、 第四阶段:装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写 ";B.^pBv@;
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V ~w(^;o@
传动方案的拟定及说明 `+$'bNPn&
由题目所知传动机构类型为:同轴式二级圆柱齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析论证。 Sr~zN:wn
本传动机构的特点是:减速器横向尺寸较小,两大吃论浸油深度可以大致相同。结构较复杂,轴向尺寸大,中间轴较长、刚度差,中间轴承润滑较困难。 P8!Vcy938
+]H9:ARI
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电动机的选择 ?cr;u~-=
1.电动机类型和结构的选择 x<60=f[O2R
因为本传动的工作状况是:载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式Y(IP44)系列的电动机。 s]`&9{=E
&'V_80vA
2.电动机容量的选择 +<6L>ZAL
1) 工作机所需功率Pw G T#hqt'1x
Pw=3.4kW I z~#G6]M
2) 电动机的输出功率 e8gJ }8Fj
Pd=Pw/η 6XUcJ0
η= =0.904 *%(8z~(\
Pd=3.76kW b!SGQv(^M
'-3AWBWI1
3.电动机转速的选择 ;RZ@t6^
nd=(i1’•i2’…in’)nw /Ik_U?$*
初选为同步转速为1000r/min的电动机 s<'^
@Y
OQaM4 7"
4.电动机型号的确定 o!L1Qrh
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。 ,eOOV@3C
6~?7CK
owZjQ
计算传动装置的运动和动力参数 1B=vrGq
传动装置的总传动比及其分配 3;~1rw=$<
1.计算总传动比 m8$6FN
由电动机的满载转速nm和工作机主动轴转速nw可确定传动装置应有的总传动比为: +o(t5O[G
i=nm/nw W%b<(T;
nw=38.4 * X\i=
K!
i=25.14 G40,KCa
??12
J#
2.合理分配各级传动比 K"VphKvR
由于减速箱是同轴式布置,所以i1=i2。 Q6Y1Jr">X
因为i=25.14,取i=25,i1=i2=5 @Ek''a$
速度偏差为0.5%<5%,所以可行。 & S_gNa
各轴转速、输入功率、输入转矩 _CAWD;P
项 目 电动机轴 高速轴I 中间轴II 低速轴III 鼓 轮 [&t3xC,
转速(r/min) 960 960 192 38.4 38.4 3 8pw
功率(kW) 4 3.96 3.84 3.72 3.57 7}-.U=tnP
转矩(N•m) 39.8 39.4 191 925.2 888.4 2\l7=9 ]\3
传动比 1 1 5 5 1 %!%3jo0t
效率 1 0.99 0.97 0.97 0.97 <<@\K,=
UevbLt1Y
传动件设计计算 OP]=MZP|
1. 选精度等级、材料及齿数 A?|KA<&m#u
1) 材料及热处理;
/XS6X
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。 Tk$rwTCl
2) 精度等级选用7级精度; k#R}^Q
3) 试选小齿轮齿数z1=20,大齿轮齿数z2=100的; :Gqyj_|<
4) 选取螺旋角。初选螺旋角β=14° 5p"n g8nR
2.按齿面接触强度设计 QR2J;Oj_
因为低速级的载荷大于高速级的载荷,所以通过低速级的数据进行计算 ['R2$z
按式(10—21)试算,即 0vmMNF
dt≥ rtv\Pf|
1) 确定公式内的各计算数值
Bka\0+
(1) 试选Kt=1.6 XV1#/@H;
(2) 由图10-30选取区域系数ZH=2.433 /:>qhRFJA:
(3) 由表10-7选取尺宽系数φd=1 yxQxc5/X)
(4) 由图10-26查得εα1=0.75,εα2=0.87,则εα=εα1+εα2=1.62 4Cke(G
(5) 由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8Mpa \2-!%i,
(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; 'Kxs>/y3
(7) 由式10-13计算应力循环次数 \.myLkm
N1=60n1jLh=60×192×1×(2×8×300×5)=3.32×10e8 )XMSQ ="m
N2=N1/5=6.64×107 NSHWs%Zc
bBAZr`<&U
(8) 由图10-19查得接触疲劳寿命系数KHN1=0.95;KHN2=0.98 flIdL,
(9) 计算接触疲劳许用应力 T
nAd!
取失效概率为1%,安全系数S=1,由式(10-12)得 QXishHk&
[σH]1==0.95×600MPa=570MPa d?WA}VFU
[σH]2==0.98×550MPa=539MPa c.m '%4
[σH]=[σH]1+[σH]2/2=554.5MPa XD{U5.z>y
vmAMlgZ8{<
2) 计算 8wwqV{O7
(1) 试算小齿轮分度圆直径d1t %/~6Qq
d1t≥ f%ZqK_CW
= =67.85 m46Q%hwV
AR`X2m '
(2) 计算圆周速度 K6@QZc5.!
v= = =0.68m/s gR.zL>=_5e
;nji<
(3) 计算齿宽b及模数mnt Nz#T)MGO`
b=φdd1t=1×67.85mm=67.85mm {2R b^K
mnt= = =3.39 gZ
h=2.25mnt=2.25×3.39mm=7.63mm CY)/1 # J
b/h=67.85/7.63=8.89 x8.7])?w
`"H!=`
(4) 计算纵向重合度εβ Y4){{bEp
εβ= =0.318×1×tan14 =1.59 }+#-\a2
(5) 计算载荷系数K $Eg|Qc-1
已知载荷平稳,所以取KA=1 'Z+w\0}@
根据v=0.68m/s,7级精度,由图10—8查得动载系数KV=1.11;由表10—4查的KHβ的计算公式和直齿轮的相同, SWUHHl
故 KHβ=1.12+0.18(1+0.6×1 )1×1 +0.23×10 67.85=1.42 PH9MB
由表10—13查得KFβ=1.36 R3d>|`) +
由表10—3查得KHα=KHα=1.4。故载荷系数 {CR~G2Z
K=KAKVKHαKHβ=1×1.03×1.4×1.42=2.05 ^)rX27!G
zAC
(6) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径,由式(10—10a)得 j*x8K,fN
d1= = mm=73.6mm v#a`*^ ^
<(6@l@J|6
(7) 计算模数mn TOn{o}Y B
mn = mm=3.74 GbwcbfH
3.按齿根弯曲强度设计 *;Dd:D9
由式(10—17) %O%+TR7Z
mn≥ lu`\6
1) 确定计算参数 Pr{? A]dQ
(1) 计算载荷系数 '$ ~.x|
K=KAKVKFαKFβ=1×1.03×1.4×1.36=1.96 }C/u>89%q
sDK
lbb
(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 + G"=1sxJ
Kw3fpNd
(3) 计算当量齿数 e-,U@_B
z1=z1/cos β=20/cos 14 =21.89 !(*mcYA*W
z2=z2/cos β=100/cos 14 =109.47 ~7Kqc\/H&I
(4) 查取齿型系数 m}T^rX%m_
由表10-5查得YFa1=2.724;Yfa2=2.172 %'kaNpBz
(5) 查取应力校正系数 4
`Z @^W
由表10-5查得Ysa1=1.569;Ysa2=1.798 ?1?^>M
3Ku!;uo!u
'(5 &Sj/C
(6) 计算[σF] 5UVQ48aT
σF1=500Mpa n }7DL8
σF2=380MPa SGZOfTcY
KFN1=0.95 [Oxmg?W
KFN2=0.98 H;k;%Zg;
[σF1]=339.29Mpa 7fLLV2
[σF2]=266MPa Dp6]!;kx
(7) 计算大、小齿轮的 并加以比较 FviLlly6
= =0.0126 ;j-@
$j
= =0.01468 Cmm"K[>Rx
大齿轮的数值大。 X, <l
ZO2u[HSO>
2) 设计计算 8Z4d<DIJ
mn≥ =2.4 S5@/;T
mn=2.5 HelC_%#^
Mlb=,l
4.几何尺寸计算 F:%= u
=
1) 计算中心距 <GF)5QB
z1 =32.9,取z1=33 _b<Fz`V
z2=165 "FT5]h
a =255.07mm (sW:^0 p
a圆整后取255mm b,Ed}Ir
}Jk.c~P)
2) 按圆整后的中心距修正螺旋角 u6'vzLmM
β=arcos =13 55’50” Ms<^_\iPN
95_?F7}9
3) 计算大、小齿轮的分度圆直径 9r
fR
d1 =85.00mm };+ '
d2 =425mm 'X_iiR8n@p
::uD%a zd
4) 计算齿轮宽度 %/,PY>:|
b=φdd1 ?;0=>3p*0
b=85mm
yUq,9.6Ig
B1=90mm,B2=85mm GIWgfE?
Q
nDy mVF
5) 结构设计 I}puN!
以大齿轮为例。因齿轮齿顶圆直径大于160mm,而又小于500mm,故以选用腹板式为宜。其他有关尺寸参看大齿轮零件图。 N:)`+}
I.fV_
H^
轴的设计计算 n4 KiC!*i0
拟定输入轴齿轮为右旋 Bg-C:Ok2'
II轴: -DlKFN
1.初步确定轴的最小直径 k)'hNk"x
d≥ = =34.2mm $G"PZ7
2.求作用在齿轮上的受力 K)]7e?:Wu
Ft1= =899N Y:FV+ SI
Fr1=Ft =337N ":"QsS#*"#
Fa1=Fttanβ=223N; H:`W\CP7_
Ft2=4494N HyiuU`
Fr2=1685N Xf:CGR8_
Fa2=1115N fNFdZ[qOd
Sr)/
Mf
3.轴的结构设计 ^OI
1) 拟定轴上零件的装配方案 ldM [8
~4U[p 50
i. I-II段轴用于安装轴承30307,故取直径为35mm。 oZ& ns!#
ii. II-III段轴肩用于固定轴承,查手册得到直径为44mm。 5hB&]6n
iii. III-IV段为小齿轮,外径90mm。 R9o:{U]
iv. IV-V段分隔两齿轮,直径为55mm。 6^wg'u]c
v. V-VI段安装大齿轮,直径为40mm。 ?f1%)]>
vi. VI-VIII段安装套筒和轴承,直径为35mm。 YZ7rs]A
[p$b@og/>
2) 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 Ve2z= 6(
1. I-II段轴承宽度为22.75mm,所以长度为22.75mm。 %Wom]/&,'
2. II-III段轴肩考虑到齿轮和箱体的间隙12mm,轴承和箱体的间隙4mm,所以长度为16mm。 Nn
?B D4i
3. III-IV段为小齿轮,长度就等于小齿轮宽度90mm。 nqBZp N^
4. IV-V段用于隔开两个齿轮,长度为120mm。 A%"XN k
5. V-VI段用于安装大齿轮,长度略小于齿轮的宽度,为83mm。 !Wvzum@5D
6. VI-VIII长度为44mm。 dY~3YD[
90k|W>
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4. 求轴上的载荷 L(PJ9wjkD
66 207.5 63.5 Q[i;IbY
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