机械设计课程--带式运输机传动装置中的同轴式1级圆柱齿轮减速器 目 录 .MRLAG
设计任务书……………………………………………………1 "S&1J8D|
传动方案的拟定及说明………………………………………4 P`M1sON~
电动机的选择…………………………………………………4 tLx8}@X"
计算传动装置的运动和动力参数……………………………5 ;WL0
传动件的设计计算……………………………………………5 G@S'_
轴的设计计算…………………………………………………8 vYG$>*
滚动轴承的选择及计算………………………………………14 \G1(r=fU
键联接的选择及校核计算……………………………………16 *K w/ilI
连轴器的选择…………………………………………………16 !E\J`K0_e
减速器附件的选择……………………………………………17 faI4`.i
润滑与密封……………………………………………………18 wijY]$
设计小结………………………………………………………18 %!)Dk<
参考资料目录…………………………………………………18 9}Zi_xK&|e
机械设计课程设计任务书 9'JkLgz;d+
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 oRCD8b?
一. 总体布置简图 gJBk&SDgtP
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 pJwy~ L
二. 工作情况: >(a/K2$*1
载荷平稳、单向旋转 2E3x=
三. 原始数据 q]t^6m&-
鼓轮的扭矩T(N•m):850 .w]S!=h
鼓轮的直径D(mm):350 J7rfHhz
运输带速度V(m/s):0.7 <8/lHQ^\)
带速允许偏差(%):5 YyR~pT#ffT
使用年限(年):5 OKzk\F6
工作制度(班/日):2 tA{<)T
四. 设计内容 R2[!h1nZ
1. 电动机的选择与运动参数计算; BLhuYuON
2. 斜齿轮传动设计计算 rhvsd2zi
3. 轴的设计 Mxe
4. 滚动轴承的选择 uM~j
5. 键和连轴器的选择与校核; cj/FqU"
6. 装配图、零件图的绘制 K?+Rq
7. 设计计算说明书的编写 :YZMRJL
五. 设计任务 S b3@7^
1. 减速器总装配图一张 6e;.}i
2. 齿轮、轴零件图各一张 E^.
=^bR
3. 设计说明书一份 <$
Ar*<,6
六. 设计进度 U=bZy,FT$
1、 第一阶段:总体计算和传动件参数计算 l=JK+uZ
2、 第二阶段:轴与轴系零件的设计 (wIpq<%
3、 第三阶段:轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制 [VP~~*b
4、 第四阶段:装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写 {z}OZHJN
传动方案的拟定及说明 th*E"@
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。 BK]q^.7+:
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。 =>6'{32W_
电动机的选择 XX(;,[(_
1.电动机类型和结构的选择 ,*Yu~4
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。 [(N<E/m %B
2.电动机容量的选择 Z5o6RTi
1) 工作机所需功率Pw `4 A%BKYB
Pw=3.4kW "L" 6jT
2) 电动机的输出功率 qcfLA~y
Pd=Pw/η Io&F0~Z;;(
η= =0.904 r 6STc,%5
Pd=3.76kW <&rvv4*H
3.电动机转速的选择 /P0%4aWu=
nd=(i1’•i2’…in’)nw pJ5Sxgv{;
初选为同步转速为1000r/min的电动机 VscEdtkd
4.电动机型号的确定 lH ^[b[
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 gI^*O@Q4{b
计算传动装置的运动和动力参数 o3l_&?^
传动装置的总传动比及其分配 U.G** v
1.计算总传动比 6l>$N?a
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: m>6,{g)
i=nm/nw ^1S(6'a#
nw=38.4 JQ8wL _C>
i=25.14 v7/qJ9l
2.合理分配各级传动比 `:A`%Fg8<
由于减速箱是同轴式布置,所以i1=i2。 Bn/{J
因为i=25.14,取i=25,i1=i2=5 D[)g-_3f6<
速度偏差为0.5%<5%,所以可行。 X] &Q^
各轴转速、输入功率、输入转矩 rr#&0`]
项 目 电动机轴 高速轴I 中间轴II 低速轴III 鼓 轮 $R7n1
转速(r/min) 960 960 192 38.4 38.4 ?j8F5(HF?
功率(kW) 4 3.96 3.84 3.72 3.57 |}\et
ecB
转矩(N•m) 39.8 39.4 191 925.2 888.4 }cG!93
传动比 1 1 5 5 1 aQaO.K2
效率 1 0.99 0.97 0.97 0.97 iFW)}_.
N$H0o+9-Y
传动件设计计算 </|IgN$w`
1. 选精度等级、材料及齿数 _{6QvD3kg.
1) 材料及热处理; _*+ 7*vAL
选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。 {ls$#a+d
2) 精度等级选用7级精度; nmVL%66K
3) 试选小齿轮齿数z1=20,大齿轮齿数z2=100的; Z*QsDS
4) 选取螺旋角。初选螺旋角β=14° 4*_9Gl
2.按齿面接触强度设计 @U(D&_H,K
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 YZdp/X6x
按式(10—21)试算,即 -Vk+zEht
dt≥ EOjo>w>
1) 确定公式内的各计算数值 Os@ d&wm
(1) 试选Kt=1.6 ~w'M8(
(2) 由图10-30选取区域系数ZH=2.433 b&Qj`j4]ZM
(3) 由表10-7选取尺宽系数φd=1 s3W )hU)
(4) 由图10-26查得εα1=0.75,εα2=0.87,则εα=εα1+εα2=1.62 Be+vC=\K
(5) 由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8Mpa *S_eYKSl
(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; B8:_yAv o
(7) 由式10-13计算应力循环次数 70l" [Y
N1=60n1jLh=60×192×1×(2×8×300×5)=3.32×10e8 2`Xy}9N/Y
N2=N1/5=6.64×107 x5k6yHn
(8) 由图10-19查得接触疲劳寿命系数KHN1=0.95;KHN2=0.98 ~&=-*
(9) 计算接触疲劳许用应力 _U)DL=a'
取失效概率为1%,安全系数S=1,由式(10-12)得
'@9h@,tc
[σH]1==0.95×600MPa=570MPa ]%3o"|
[σH]2==0.98×550MPa=539MPa iNgHx[*?
[σH]=[σH]1+[σH]2/2=554.5MPa jAmAT/ 1
2) 计算
Q uy5H
(1) 试算小齿轮分度圆直径d1t 2![.Kbqa%
d1t≥ = =67.85 )%U&z>^P
(2) 计算圆周速度 H~1*`m
v= = =0.68m/s Aq}]{gfQ1
(3) 计算齿宽b及模数mnt oBQr6-nZ
b=φdd1t=1×67.85mm=67.85mm $6T*\(;T@A
mnt= = =3.39 q3B#rje>h
h=2.25mnt=2.25×3.39mm=7.63mm Jeyy Z=
b/h=67.85/7.63=8.89 C+$dm)M/q
(4) 计算纵向重合度εβ eZ
y)>.6Z
εβ= =0.318×1×tan14 =1.59 u<./ddC
(5) 计算载荷系数K RX%*:lXi_
已知载荷平稳,所以取KA=1 3HC aZ?Ry'
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, |r!G(an1x4
故 KHβ=1.12+0.18(1+0.6×1 )1×1 +0.23×10 67.85=1.42 I3D8xl>P\
由表10—13查得KFβ=1.36 l~wx8
,?G
由表10—3查得KHα=KHα=1.4。故载荷系数 ;=Jj{FoG%
K=KAKVKHαKHβ=1×1.03×1.4×1.42=2.05 Z16G
(6) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径,由式(10—10a)得 M;={] w@n
d1= = mm=73.6mm >sdj6^[+
(7) 计算模数mn SY_T\
}
mn = mm=3.74 aHe/MucK
3.按齿根弯曲强度设计 UwrinkoeE
由式(10—17 mn≥ a= ;7
1) 确定计算参数 FJgr=9>
(1) 计算载荷系数 >Qz#;HI
K=KAKVKFαKFβ=1×1.03×1.4×1.36=1.96 CeoK@y=o
(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 6+A<_r`#Q
i2A>T/?{
(3) 计算当量齿数 "?hEGJ;m"
z1=z1/cos β=20/cos 14 =21.89 &!vJ3:
z2=z2/cos β=100/cos 14 =109.47 s={AdQ
(4) 查取齿型系数 /cUcfe#X
由表10-5查得YFa1=2.724;Yfa2=2.172 J5}-5sV^
(5) 查取应力校正系数 v{^_3
]
由表10-5查得Ysa1=1.569;Ysa2=1.798 33DP0OBL^
(6) 计算[σF] G0Smss=K
σF1=500Mpa 7OG=LF*V-
σF2=380MPa \T'uFy9&a
KFN1=0.95 n;)!N
KFN2=0.98 <ZxxlJS)6
[σF1]=339.29Mpa MQY^#N
[σF2]=266MPa Q5b?-
P
(7) 计算大、小齿轮的 并加以比较 $&