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2007-01-02 09:23 |
二级齿轮减速器说明书
目 录 k|#Zy, "=A|K~b 设计任务书……………………………………………………1 R$xY8+}V 传动方案的拟定及说明………………………………………4 %N{sD[^ 电动机的选择…………………………………………………4 t:9
ZCu ay 计算传动装置的运动和动力参数……………………………5 5<N~3
1z 传动件的设计计算……………………………………………5 @+dHF0aXd 轴的设计计算…………………………………………………8 N5\{yV21", 滚动轴承的选择及计算………………………………………14 lO&cCV; 键联接的选择及校核计算……………………………………16 jYdV?B 连轴器的选择…………………………………………………16 2nx9#B*/T 减速器附件的选择……………………………………………17 T~:_}J 润滑与密封……………………………………………………18 I*c;hfu 设计小结………………………………………………………18 g8Aj `O 参考资料目录…………………………………………………18 Ej|A
; &E b"P&+c 机械设计课程设计任务书 #HDesen 题目:设计一用于带式运输机传动装置中的同轴式二级圆柱齿轮减速器 RHXvee55 一. 总体布置简图 0Bu*g LY )G4rJ~#@ oeGS
6EP~F8Kd 1—电动机;2—联轴器;3—齿轮减速器;4—带式运输机;5—鼓轮;6—联轴器 (j=DD6fC .Qk{5=l6P 二. 工作情况: O0zi@2m?B 载荷平稳、单向旋转 x@ 6\Ob %1Jd^[W 三. 原始数据 "VQ|Ed 鼓轮的扭矩T(N•m):850 J=P;W2L 鼓轮的直径D(mm):350 s*+ZYPk 运输带速度V(m/s):0.7 Z^+a*^w~{ 带速允许偏差(%):5 r./z,4A` 使用年限(年):5 .xnQd^qoac 工作制度(班/日):2 `uhL61cMp N&N 82OG 四. 设计内容 [,nfAY 1. 电动机的选择与运动参数计算; um}N%5GAa 2. 斜齿轮传动设计计算 &%}6q]e 3. 轴的设计 wXcMt>3 4. 滚动轴承的选择 neIy~H_#! 5. 键和连轴器的选择与校核; V^ Y*xZ 6. 装配图、零件图的绘制 7 BK46x 7. 设计计算说明书的编写 b_l.QKk (L:`ojiU 五. 设计任务 3z$HKG 1. 减速器总装配图一张 jDJ. 2. 齿轮、轴零件图各一张 gb9[Meg' 3. 设计说明书一份 excrXx F*X%N_n 六. 设计进度 ?.~]mvOR 1、 第一阶段:总体计算和传动件参数计算 tNYJQ 2、 第二阶段:轴与轴系零件的设计 F[(6*/ 46x 3、 第三阶段:轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制 &EGY+p|2Y 4、 第四阶段:装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写 /Q]:Uf.J sD.6"w7} ^xmZ|f- -t%L#1k tw]/,>\G bt0djJRw $xQ"PJ2 g"w)@*?K 传动方案的拟定及说明 o;*]1 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。 Ys)+9yPPn 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。 5UPPk$8` tb: bD d_} 电动机的选择 v^;-@ddr 1.电动机类型和结构的选择 TJE%
U0Ln 因为本传动的工作状况是:载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式Y(IP44)系列的电动机。 H
kSL5@ Cv0&prt 2.电动机容量的选择 4VC/-.At 1) 工作机所需功率Pw S\}?zlV Pw=3.4kW VVgsLQd 2) 电动机的输出功率 Th_Q
owk Pd=Pw/η #`r(zI[ η= =0.904 8g-P_[> Pd=3.76kW TS/Cp{ n#)PvV~ 3.电动机转速的选择 SHytyd nd=(i1’•i2’…in’)nw _`slkwP. 初选为同步转速为1000r/min的电动机 #"|"cYi, 7N!tp,? 4.电动机型号的确定 ,9F*96 由表20-1查出电动机型号为Y132M1-6,其额定功率为4kW,满载转速960r/min。基本符合题目所需的要求。 4,gol?a {(_B p| Vmdnb 计算传动装置的运动和动力参数 #_on{I 传动装置的总传动比及其分配 9e0C3+)CY 1.计算总传动比 fFjL pl 由电动机的满载转速nm和工作机主动轴转速nw可确定传动装置应有的总传动比为: IkiQOk i=nm/nw <>SR 4 nw=38.4 sg+ZQDF{x i=25.14 j
l}!T[5 G`9cd\^ 2.合理分配各级传动比 '" ^ B&W 由于减速箱是同轴式布置,所以i1=i2。 >0kmRVd 因为i=25.14,取i=25,i1=i2=5 (s5< 速度偏差为0.5%<5%,所以可行。 (zjz]@qJ 各轴转速、输入功率、输入转矩
F\o;t: 项 目 电动机轴 高速轴I 中间轴II 低速轴III 鼓 轮 w/?nUp 转速(r/min) 960 960 192 38.4 38.4 =X)Q7u".7 功率(kW) 4 3.96 3.84 3.72 3.57 X\o/i\ C} 转矩(N•m) 39.8 39.4 191 925.2 888.4 fEx+gQW_ 传动比 1 1 5 5 1 (Nm}3 p 效率 1 0.99 0.97 0.97 0.97 A*G
)CG
oNiToFbQu 传动件设计计算 pQk=x T 1. 选精度等级、材料及齿数 ~gSwxGT7d 1) 材料及热处理; 3Ne9%" 选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。 TS\9<L9S 2) 精度等级选用7级精度; (~q#\ 3) 试选小齿轮齿数z1=20,大齿轮齿数z2=100的; /'R UA 4) 选取螺旋角。初选螺旋角β=14° LvSP #$f 2.按齿面接触强度设计 7( yXsVq 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
%zA2%cq< 按式(10—21)试算,即 A2}Z
*U(; dt≥ fBHkLRFH 1) 确定公式内的各计算数值 >2]Eaw&W (1) 试选Kt=1.6 (eCF>Wh^m (2) 由图10-30选取区域系数ZH=2.433 04I6-}6 (3) 由表10-7选取尺宽系数φd=1 &>&dhdTQ (4) 由图10-26查得εα1=0.75,εα2=0.87,则εα=εα1+εα2=1.62 [
c ~LY4: (5) 由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8Mpa ~C}(\8g (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; 54`bE$:+ (7) 由式10-13计算应力循环次数 uAW*5 `[ N1=60n1jLh=60×192×1×(2×8×300×5)=3.32×10e8
1m&!l6Jk N2=N1/5=6.64×107 mXxZM;P[ dH
^b)G4 (8) 由图10-19查得接触疲劳寿命系数KHN1=0.95;KHN2=0.98 2E@C0Ha L (9) 计算接触疲劳许用应力 V-?sek{; 取失效概率为1%,安全系数S=1,由式(10-12)得 R=][>\7]} [σH]1==0.95×600MPa=570MPa %Nwyx;>9^K [σH]2==0.98×550MPa=539MPa *%ed;>6:Q [σH]=[σH]1+[σH]2/2=554.5MPa ^2&O3s Y|hzF:ll 2) 计算 9f@#SB_H (1) 试算小齿轮分度圆直径d1t n;-x!Gs d1t≥ aHBByH = =67.85 W
/~||s 4@/ q_*3o (2) 计算圆周速度 u#zP>! v= = =0.68m/s ;']vY _9}x2uO~ (3) 计算齿宽b及模数mnt 4FfwpO3,Ku b=φdd1t=1×67.85mm=67.85mm ^yn[QWFO mnt= = =3.39 . 1{vpX h=2.25mnt=2.25×3.39mm=7.63mm vR6^n~ b/h=67.85/7.63=8.89 adRNrt*! "Cb.cO$i; (4) 计算纵向重合度εβ oyKt({ εβ= =0.318×1×tan14 =1.59 q;1VF;<"vH (5) 计算载荷系数K cc2d/<: 已知载荷平稳,所以取KA=1 M^|"be~{' 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, +Op%,,Db 故 KHβ=1.12+0.18(1+0.6×1 )1×1 +0.23×10 67.85=1.42 NDs]}5# 由表10—13查得KFβ=1.36 yS:IRI. 由表10—3查得KHα=KHα=1.4。故载荷系数 ;[WSf{k K=KAKVKHαKHβ=1×1.03×1.4×1.42=2.05 SXHru Z vWnHC (6) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径,由式(10—10a)得 g( @$uJ d1= = mm=73.6mm L]/\C{}k Ux%\Y.PPI (7) 计算模数mn ="#:=i] mn = mm=3.74 Lyf? V(S 3.按齿根弯曲强度设计 $>S}acuC 由式(10—17) VurP1@e& mn≥ SU_]C+ 1) 确定计算参数 yZj}EBa (1) 计算载荷系数 +eV4g2w) K=KAKVKFαKFβ=1×1.03×1.4×1.36=1.96 g|GvJ)VX w]o:c(x@ (2) 根据纵向重合度εβ=0.318φdz1tanβ=1.59,从图10-28查得螺旋角影响系数 Yβ=0。88 /JK-}E %U=S6<lbj; (3) 计算当量齿数 _Cv[`e. z1=z1/cos β=20/cos 14 =21.89 U&Sbm~Qi z2=z2/cos β=100/cos 14 =109.47 NE;(.. (4) 查取齿型系数 V<~_OF 由表10-5查得YFa1=2.724;Yfa2=2.172 \V"PmaP\ (5) 查取应力校正系数 <WHs
由表10-5查得Ysa1=1.569;Ysa2=1.798 |`q)/ 08b bgzT3KZ lH,]ZA./ (6) 计算[σF] 3G%XG{dg σF1=500Mpa Dvq*XI5 σF2=380MPa _ RT"1"r KFN1=0.95 XW&8T"q7 KFN2=0.98 Pw^c2TQ [σF1]=339.29Mpa [c
KI0 [σF2]=266MPa lE2wkY9^/ (7) 计算大、小齿轮的 并加以比较 ~ ];6hxv = =0.0126 y3@x*_K8 = =0.01468 >arO$|W 大齿轮的数值大。 Ch \ed|u [A%e6 2) 设计计算 >jrz;r mn≥ =2.4 :m)Rmwn_ mn=2.5 cDQw`ORP*g q~g&hR}K 4.几何尺寸计算 _#^A:a^e8 1) 计算中心距 >QZt)<[ z1 =32.9,取z1=33 X>@.-{6T z2=165 %<ptkZK# a =255.07mm }^GV(]K a圆整后取255mm 7QOC]:r P^_d$ 2) 按圆整后的中心距修正螺旋角 z)<pqN β=arcos =13 55’50” Cs1%g *09\\
G 3) 计算大、小齿轮的分度圆直径 "13
:VTs[5 d1 =85.00mm ev;5?9\E d2 =425mm 'De'(I tEWj}rX 4) 计算齿轮宽度 lc$@Jjg9 b=φdd1 *p#YK| b=85mm a9@l8{)RX B1=90mm,B2=85mm sNk>0 X[ <rwOI.W
l$ 5) 结构设计 Vg [5bJ5 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。 LnRi+n[@7 Bn#HJ17/# 轴的设计计算 [@. jL0> 拟定输入轴齿轮为右旋 E~Up\f II轴: ;cm{4%=Iqe 1.初步确定轴的最小直径 Alk*
"p d≥ = =34.2mm $OFFH[_z 2.求作用在齿轮上的受力 ]O9f"cj Ft1= =899N b1>$sPJ+ Fr1=Ft =337N kDpZnXP Fa1=Fttanβ=223N; B=Jd%Av Ft2=4494N %`T^qh_dE Fr2=1685N J*lYH]s Fa2=1115N {R{%Z *}iT6OJ 3.轴的结构设计 5W]N]^v 1) 拟定轴上零件的装配方案 S5pP"& | |