目 录 +E[)@;T
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设计任务书……………………………………………………1 ! HC<aWb
传动方案的拟定及说明………………………………………4 JU.%;e7
电动机的选择…………………………………………………4 zQ+t@;g1
计算传动装置的运动和动力参数……………………………5 JB_`lefW,'
传动件的设计计算……………………………………………5 E\N=p&g$
轴的设计计算…………………………………………………8 EZfa0jJD
滚动轴承的选择及计算………………………………………14 'vIkA=
键联接的选择及校核计算……………………………………16 0l@+xS;
连轴器的选择…………………………………………………16 tP{$}cEY
减速器附件的选择……………………………………………17 *03/:q ^(
润滑与密封……………………………………………………18
)fL*Ws6
设计小结………………………………………………………18 PCfs6.*5Mf
参考资料目录…………………………………………………18 5z>\'a1U
I@M^Wu]wW
机械设计课程设计任务书 ~B\:
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 9iNns;^`q
一. 总体布置简图 OFbg]{ub?
9v2 ;
r2'rfpQ
2:F
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
>MrU^t
x@}Fn:c!5
二. 工作情况: @v=q,A8_
载荷平稳、单向旋转 2H "iN[2A
~=ys~em e
三. 原始数据 ~mU_`o
鼓轮的扭矩T(N•m):850 elB 8
鼓轮的直径D(mm):350 WfNMyI
运输带速度V(m/s):0.7 74(J7
带速允许偏差(%):5 VAt9JE;#
使用年限(年):5 y*(j{0yd
工作制度(班/日):2 /vMyf),2
fC|u
四. 设计内容 GA}^Rh`T-
1. 电动机的选择与运动参数计算; _AbEQ\P{
2. 斜齿轮传动设计计算 $'*BS
3. 轴的设计 +cH(nZ*f
4. 滚动轴承的选择 2GzpWV(
5. 键和连轴器的选择与校核; j@!}r|-T
6. 装配图、零件图的绘制 < z)G& h@
7. 设计计算说明书的编写 D .`\ ^a
j56 An6g
五. 设计任务 ulM&kw.4i
1. 减速器总装配图一张 ,2bAKa
2. 齿轮、轴零件图各一张 %Ege^4PE
3. 设计说明书一份 v2sU$M
`1]9(xwhQ0
六. 设计进度 V}-o):dI|
1、 第一阶段:总体计算和传动件参数计算 Y cpO;md
2、 第二阶段:轴与轴系零件的设计 T%/w^27E
3、 第三阶段:轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制 Q$j48,e
4、 第四阶段:装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写 tvRy8u;
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hh&y2#Io
pa-4|)qY
1+($"$ZC&B
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DA~ELje^j
I_7EfAqg(
传动方案的拟定及说明 wP"|$HN
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。 >oDP(]YGg
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。 k^jCB>b
'bPo 5V|
Al}PJz\
电动机的选择 l.l~K%P'h
1.电动机类型和结构的选择
H>6;I
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。 <Q)}
Xs@ ^D,
2.电动机容量的选择 K~T\q_ZPZ
1) 工作机所需功率Pw *pp1Wa7O
Pw=3.4kW 89mre;v`
2) 电动机的输出功率 eCD,[At/
Pd=Pw/η U{(07GNm#
η= =0.904 !@k@7~i
Pd=3.76kW YU(*kC8
^/vWK\-
3.电动机转速的选择 tb3fz")UC
nd=(i1’•i2’…in’)nw m28w4
初选为同步转速为1000r/min的电动机 [)n}!5fE
|3ETF|)?
4.电动机型号的确定 ><c5Humr
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。 7!wnx.
Un{ln*AR\
0u2uYiE-l
计算传动装置的运动和动力参数 QPE.b-S
传动装置的总传动比及其分配 tC-KW~&
1.计算总传动比 ZNeqsN{
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: Fg_s'G,`
i=nm/nw ,6\f4/
nw=38.4 cLC7U?-
i=25.14 e}AJxBE
UROi.976D
2.合理分配各级传动比 :/%xK"
由于减速箱是同轴式布置,所以i1=i2。 ?ovGYzUZ
因为i=25.14,取i=25,i1=i2=5 ]
Nipo'N;
速度偏差为0.5%<5%,所以可行。 KBA%
各轴转速、输入功率、输入转矩 ' PYqp&gJ
项 目 电动机轴 高速轴I 中间轴II 低速轴III 鼓 轮 N\p]+[6
转速(r/min) 960 960 192 38.4 38.4 v=-3 ,C
功率(kW) 4 3.96 3.84 3.72 3.57 ,s&~U<Z
转矩(N•m) 39.8 39.4 191 925.2 888.4 Uy|=A7Ad
c
传动比 1 1 5 5 1 -wMW@:M_
效率 1 0.99 0.97 0.97 0.97 [{LnE:
j)6B^!
传动件设计计算 ^|(4j_.(e
1. 选精度等级、材料及齿数 ~ O=| v/]
1) 材料及热处理; T<k1?h^7
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。 Q9tE^d+%
2) 精度等级选用7级精度; u@u.N2H.%
3) 试选小齿轮齿数z1=20,大齿轮齿数z2=100的; W+C_=7_
4) 选取螺旋角。初选螺旋角β=14° i9U_r._qj;
2.按齿面接触强度设计 wNhR(M7
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 5THS5'
按式(10—21)试算,即 UC/2&7?
dt≥ )'`AX\
1) 确定公式内的各计算数值 C?|3\@7
(1) 试选Kt=1.6 lILtxVBO2o
(2) 由图10-30选取区域系数ZH=2.433 ,!u@:UBT
(3) 由表10-7选取尺宽系数φd=1 $:
m87cR~
(4) 由图10-26查得εα1=0.75,εα2=0.87,则εα=εα1+εα2=1.62 !H=k7s
(5) 由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8Mpa i/~QJ1C
(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; Sb4PCt
(7) 由式10-13计算应力循环次数 Z1&GtM
N1=60n1jLh=60×192×1×(2×8×300×5)=3.32×10e8 UZXcKl>u
N2=N1/5=6.64×107 kS#DKo
RTBBb:eX
(8) 由图10-19查得接触疲劳寿命系数KHN1=0.95;KHN2=0.98 B00wcYM<1r
(9) 计算接触疲劳许用应力 _D,f4.R
取失效概率为1%,安全系数S=1,由式(10-12)得 Cf=q_\0|W
[σH]1==0.95×600MPa=570MPa "`*a)'.'^c
[σH]2==0.98×550MPa=539MPa m&0BbyE.z
[σH]=[σH]1+[σH]2/2=554.5MPa A-C)w/7
Q1\k`J
2) 计算 G,|]a#w&v.
(1) 试算小齿轮分度圆直径d1t lc?mKW9
d1t≥ \(U" _NPp
= =67.85 wW! r}I#
bNpIC/#0K
(2) 计算圆周速度 &zX 3
v= = =0.68m/s SA+%c)j29
nf.:5I.
(3) 计算齿宽b及模数mnt Y\Qxdq
b=φdd1t=1×67.85mm=67.85mm 8w8I:*
mnt= = =3.39 .>64h H
h=2.25mnt=2.25×3.39mm=7.63mm v&b.Q:h*'
b/h=67.85/7.63=8.89 jvc?hUcLKT
C6V&R1" s
(4) 计算纵向重合度εβ }A)36
εβ= =0.318×1×tan14 =1.59 KD"&_PX
(5) 计算载荷系数K ={E!8"
已知载荷平稳,所以取KA=1 ~{,vg4L
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, ?}3PJVy?
故 KHβ=1.12+0.18(1+0.6×1 )1×1 +0.23×10 67.85=1.42 Sa?5iFg
由表10—13查得KFβ=1.36 >yA,@%X
由表10—3查得KHα=KHα=1.4。故载荷系数 t-7[Mk9@
K=KAKVKHαKHβ=1×1.03×1.4×1.42=2.05 feI[M;7u
>6l ;/J
(6) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径,由式(10—10a)得 3ES[ N.V#
d1= = mm=73.6mm KjwY'aYwr:
&QOWW}
(7) 计算模数mn <.=#EV^i
mn = mm=3.74 j
#I:6yA3
3.按齿根弯曲强度设计 ?%xhe
由式(10—17) ,D@;i
mn≥ V)1:LLRW
1) 确定计算参数 Q
f+p0E;
(1) 计算载荷系数 3q|cZQK!1
K=KAKVKFαKFβ=1×1.03×1.4×1.36=1.96 :m++ iR
<{NYD.
(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 @ "{' j
UrhM)h?%
(3) 计算当量齿数 a?,[w'7FU
z1=z1/cos β=20/cos 14 =21.89 $D/bU lFx
z2=z2/cos β=100/cos 14 =109.47 MB8SB
(4) 查取齿型系数 ,bVS.A'o
由表10-5查得YFa1=2.724;Yfa2=2.172 ~6-"i0k
(5) 查取应力校正系数 :e&n.i^
由表10-5查得Ysa1=1.569;Ysa2=1.798 iIGI=EwZ
\>Ga-gv6/
)zW%\s*'
(6) 计算[σF] qF{DArc
σF1=500Mpa ||=[kjG~
σF2=380MPa Zc%foK{
KFN1=0.95 XYb^Cs;
KFN2=0.98 'ybth
[σF1]=339.29Mpa Ev+HW x~Y
[σF2]=266MPa 'wz\tT ^
(7) 计算大、小齿轮的 并加以比较 =CjNtD2]
= =0.0126 A{aw<
P|+
= =0.01468 <g3du~
大齿轮的数值大。 =sE2}/g
~[|V3h4v
2) 设计计算 z/Ns5
mn≥ =2.4 jD '
mn=2.5 gV"qV
WxVn&c\
4.几何尺寸计算 .:{h{@a
1) 计算中心距 |*tWF!
D6`
z1 =32.9,取z1=33 @K$VV^wp
z2=165 s&dO/}3uR]
a =255.07mm ^)f{q)to
a圆整后取255mm aNE9LAms
3XeXzPj
2) 按圆整后的中心距修正螺旋角 4<G?
β=arcos =13 55’50” *xE"8pN/
m]FaEQVoE
3) 计算大、小齿轮的分度圆直径 9Z,*h-o
d1 =85.00mm E0"10Qbi
d2 =425mm lAdDu
bA@
/B'
4) 计算齿轮宽度 9VoDhsKk
b=φdd1 m~)Fr8Wh6
b=85mm tZaD ${
B1=90mm,B2=85mm V$/u
mje<d"bW
5) 结构设计 q2x|%HRF
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。 lx\qp`w
@+'c+
轴的设计计算 op hH9D
拟定输入轴齿轮为右旋 Y{B9`Z
II轴: (^sh
1.初步确定轴的最小直径 \Fj5v$J-
d≥ = =34.2mm x9 &-(kBU
2.求作用在齿轮上的受力 B4]AFRI
Ft1= =899N #yW.o'S+
Fr1=Ft =337N -O|&