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2007-01-02 09:23 |
二级齿轮减速器说明书
目 录 H};1>G4 Q O =5Q 设计任务书……………………………………………………1 6Pl|FIJF 传动方案的拟定及说明………………………………………4 M584dMM 电动机的选择…………………………………………………4 MuD
? KK 计算传动装置的运动和动力参数……………………………5 2om:S+3)2 传动件的设计计算……………………………………………5 zk{d*gN 轴的设计计算…………………………………………………8 ."ZG0Zg 滚动轴承的选择及计算………………………………………14 ppz3"5 键联接的选择及校核计算……………………………………16 PyfWIU7O 连轴器的选择…………………………………………………16 .4v?/t1 减速器附件的选择……………………………………………17 23r(4 润滑与密封……………………………………………………18 ]#G s6CsT| 设计小结………………………………………………………18 W|8VE,"7 参考资料目录…………………………………………………18 v)O0i2 PoaCnoNS 机械设计课程设计任务书 FQO=}0Hl 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 jm%s#`)g 一. 总体布置简图 7~P2q/2E> bX2BEa8<" -*mbalU,J /lECgu*#69 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 3]vVuQK . Rr
[_t FM 二. 工作情况: Q*<KX2O 载荷平稳、单向旋转 s\mA3t Ee}|!n> 三. 原始数据 _3%$E.Q 鼓轮的扭矩T(N•m):850 PMTrG78p* 鼓轮的直径D(mm):350 \Ki3ls 运输带速度V(m/s):0.7
;wMu 带速允许偏差(%):5 [;ZCq!)> 使用年限(年):5 ]^"Lc~w8& 工作制度(班/日):2 P0m9($JBD pZS]i
" 四. 设计内容 g "Du]_, 1. 电动机的选择与运动参数计算; X8m-5(uW 2. 斜齿轮传动设计计算 /g>-s&w 3. 轴的设计 IoOOS5a 4. 滚动轴承的选择 Brxnl,%\ 5. 键和连轴器的选择与校核; X(/fE?%; 6. 装配图、零件图的绘制 w` +,
7. 设计计算说明书的编写 nmiJ2edx .pPuBJL]< 五. 设计任务 3?j:M]fR 1. 减速器总装配图一张 p7> 9
m 2. 齿轮、轴零件图各一张 !IR
cv
a 3. 设计说明书一份 #+D][LH4 *e [* 六. 设计进度 $H+X'1 1、 第一阶段:总体计算和传动件参数计算 yFk|8d-| 2、 第二阶段:轴与轴系零件的设计 ]CNPy$>* 3、 第三阶段:轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制 L@O>;zp; 4、 第四阶段:装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写 C<teZz8/w H^kOwmSzh VB90 5% jo&j<3i f4pIF"U9> s/@uGC0> ~/A2:}Cp= ~.x #ic 传动方案的拟定及说明 Pteti 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。 ?<.a>"! 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。 qnyacI +)yoQRekX !EKt$8W 电动机的选择 9~=zD9,|iA 1.电动机类型和结构的选择 3(K.:376 因为本传动的工作状况是:载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式Y(IP44)系列的电动机。 `=pA;R9 JZ`u?ZaJ/s 2.电动机容量的选择 to).PI? 1) 工作机所需功率Pw sHPAr}14 Pw=3.4kW 8Kl&_-l{b 2) 电动机的输出功率 .*6NqX$ Pd=Pw/η b0'}BMJ η= =0.904 >k\p%{P Pd=3.76kW 5D<Zbn.>q 3}V (8 3.电动机转速的选择 V?yQm4 nd=(i1’•i2’…in’)nw DXD+,y\= 初选为同步转速为1000r/min的电动机 ,k_ b-/ ;g8v7>p 4.电动机型号的确定 *\#<2 QAe 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。 ~Qif-|[V ^7>~y( Pi1LOCq 计算传动装置的运动和动力参数 bn|HvLQ"1 传动装置的总传动比及其分配 f%n ;Z}= 1.计算总传动比 eXsp0!v 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: vG6*[c8 i=nm/nw v(0ujfSR0 nw=38.4 P%&|?e~D^ i=25.14 "
]k}V2l .= ~2"P 2.合理分配各级传动比 aC' 6 由于减速箱是同轴式布置,所以i1=i2。 QsKnaRT 因为i=25.14,取i=25,i1=i2=5 oMYFfnoAa 速度偏差为0.5%<5%,所以可行。 ZYY~A_C 各轴转速、输入功率、输入转矩 wKdWE`|y 项 目 电动机轴 高速轴I 中间轴II 低速轴III 鼓 轮 %VB4/~ " 转速(r/min) 960 960 192 38.4 38.4 +fM8 功率(kW) 4 3.96 3.84 3.72 3.57 7Oe$Ou 转矩(N•m) 39.8 39.4 191 925.2 888.4 _l]
0V
g` 传动比 1 1 5 5 1 lAG@nh^ 效率 1 0.99 0.97 0.97 0.97 *GYLj[ Muq~p~m} 传动件设计计算 ?{ \7th37 1. 选精度等级、材料及齿数 5{+>3J 1) 材料及热处理; pRlScD_}; 选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。 wbr$w>n 2) 精度等级选用7级精度; UxB3/!<5g3 3) 试选小齿轮齿数z1=20,大齿轮齿数z2=100的; nF]E": 4) 选取螺旋角。初选螺旋角β=14° /ho7~C+H*e 2.按齿面接触强度设计 \;_tXb}F 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 "x]7et, 按式(10—21)试算,即 6yUThv.G# dt≥ 8cvSA&l(D 1) 确定公式内的各计算数值 $s
,g&7*- (1) 试选Kt=1.6 0FL'8!e< (2) 由图10-30选取区域系数ZH=2.433 L$"x*2[A (3) 由表10-7选取尺宽系数φd=1 ~x4]p|)</ (4) 由图10-26查得εα1=0.75,εα2=0.87,则εα=εα1+εα2=1.62 wPYeKOh' (5) 由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8Mpa dg*xo9Xi` (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; hN0h'JJ[7 (7) 由式10-13计算应力循环次数 v; ewMiK@E N1=60n1jLh=60×192×1×(2×8×300×5)=3.32×10e8 R$IsP,Uw N2=N1/5=6.64×107 O5:U2o- SJc*Rl> (8) 由图10-19查得接触疲劳寿命系数KHN1=0.95;KHN2=0.98 ro?.w (9) 计算接触疲劳许用应力 F@ pf._c 取失效概率为1%,安全系数S=1,由式(10-12)得 RWu<
dY#ym [σH]1==0.95×600MPa=570MPa )#4(4
@R h [σH]2==0.98×550MPa=539MPa jp}.W [σH]=[σH]1+[σH]2/2=554.5MPa =^ Ws/k 1x/ R 2) 计算 9X1vL (1) 试算小齿轮分度圆直径d1t wNl6a9# d1t≥ =],c$) = =67.85 ;){ZM,Ox #68$'Rl"o1 (2) 计算圆周速度 2YQBw,gG v= = =0.68m/s +7lr#AvU/ ettBque (3) 计算齿宽b及模数mnt <o|k'Y(- b=φdd1t=1×67.85mm=67.85mm E*tT^x) mnt= = =3.39 MUtM^uY h=2.25mnt=2.25×3.39mm=7.63mm Iq19IbR8 b/h=67.85/7.63=8.89 WSU/Z[\`H h<'tQGC (4) 计算纵向重合度εβ UWqX}T[^ εβ= =0.318×1×tan14 =1.59 WHjJR (5) 计算载荷系数K e50xcf1u 已知载荷平稳,所以取KA=1 `z/p,. 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, zcOm"-E- 故 KHβ=1.12+0.18(1+0.6×1 )1×1 +0.23×10 67.85=1.42 J.g6<n 由表10—13查得KFβ=1.36 xf8e" mD 由表10—3查得KHα=KHα=1.4。故载荷系数 9P#kV@%(0c K=KAKVKHαKHβ=1×1.03×1.4×1.42=2.05 6_rgRo& e8_EB/)_Z (6) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径,由式(10—10a)得 I3Z\]BI d1= = mm=73.6mm |z@AvS[ y fuH (7) 计算模数mn v3n
T@ra' mn = mm=3.74 fOsvOC 3.按齿根弯曲强度设计 \ ux{J 由式(10—17) tK+JmbB\ mn≥ RMs8aZCa 1) 确定计算参数 FL$S_JAw (1) 计算载荷系数 8/P!i2o K=KAKVKFαKFβ=1×1.03×1.4×1.36=1.96 8U]mr+ p?
VDBAx (2) 根据纵向重合度εβ=0.318φdz1tanβ=1.59,从图10-28查得螺旋角影响系数 Yβ=0。88 S;#7B?j UT 7'- (3) 计算当量齿数 e !w{ap8u z1=z1/cos β=20/cos 14 =21.89 UpQda`rb z2=z2/cos β=100/cos 14 =109.47 3:sx%Ci/2 (4) 查取齿型系数 .
Wd0}?} 由表10-5查得YFa1=2.724;Yfa2=2.172
"ZNy*.G|[ (5) 查取应力校正系数 ;3Z?MQe"NQ 由表10-5查得Ysa1=1.569;Ysa2=1.798 ofYZ!-V 'c/8|9jX X*Q<REDB (6) 计算[σF] lF7". σF1=500Mpa Hy'EbQ σF2=380MPa cs: ?Wq ^ KFN1=0.95 Az?^4 1r8 KFN2=0.98 @,G\`;Ma [σF1]=339.29Mpa Nd;pkssd [σF2]=266MPa jQfnc:' (7) 计算大、小齿轮的 并加以比较 +n
&8" ) = =0.0126 0}:Wh&g = =0.01468 ET*:iioP 大齿轮的数值大。 7~N4~KAUS (
YZ2& 2) 设计计算 t="nmjQs mn≥ =2.4 c4Q%MRR mn=2.5 1p-<F3; Lo)T 4.几何尺寸计算 :yw(Co]f 1) 计算中心距 (enOj0 z1 =32.9,取z1=33 c[vFh0s"m z2=165 #>z !ns a =255.07mm !Ap*PL a圆整后取255mm 8|!"CQJ|H LS-_GslE7\ 2) 按圆整后的中心距修正螺旋角 ':=20V β=arcos =13 55’50” B'PS-Jr zSOZr2-
^a 3) 计算大、小齿轮的分度圆直径 SHnMqaq d1 =85.00mm R_:lp\S& d2 =425mm -2C^M> HZ 8&1xb@Nc7 4) 计算齿轮宽度 fQw=z$ b=φdd1 pG v*{. b=85mm j97K\]tQ B1=90mm,B2=85mm u&f|z9 je>mAQKi\ 5) 结构设计 P|;v > 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。 TTo?BVBK 9`&sZ|"3 轴的设计计算 '+GYw$ 拟定输入轴齿轮为右旋 16~5 ;u II轴: 6>'>BamX 1.初步确定轴的最小直径 *oh,Va d≥ = =34.2mm @JJ{\?> 2.求作用在齿轮上的受力 SEM-t Ft1= =899N !<h-2YF<M Fr1=Ft =337N 4~d:@Gmk& Fa1=Fttanβ=223N; GN+,9 Ft2=4494N 8SupoS Fr2=1685N S}
&1_I Fa2=1115N ZV-Yq !|t I5Rd~-="G 3.轴的结构设计 |k: FNu]C 1) 拟定轴上零件的装配方案 b:
I0Zv6 P;IM -] i. I-II段轴用于安装轴承30307,故取直径为35mm。 !H9zd\wc ii. II-III段轴肩用于固定轴承,查手册得到直径为44mm。 !Okl3
!fC iii. III-IV段为小齿轮,外径90mm。 [| C iv. IV-V段分隔两齿轮,直径为55mm。 &5%~Qw.. v. V-VI段安装大齿轮,直径为40mm。 P (fWJVF7 vi. VI-VIII段安装套筒和轴承,直径为35mm。 >5t]Zlb` MJn= 2) 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 - C8VDjf9 1. I-II段轴承宽度为22.75mm,所以长度为22.75mm。 PoRP]Q*n 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。 H 9?txNea 3. III-IV段为小齿轮,长度就等于小齿轮宽度90mm。 78IY&q:v&0 4. IV-V段用于隔开两个齿轮,长度为120mm。 LP?*RrM 5. V-VI段用于安装大齿轮,长度略小于齿轮的宽度,为83mm。 b,#?LdQ% 6. VI-VIII长度为44mm。 T>5N$i }~v0o#
I T7(U6yN W;F=7[h 4. 求轴上的载荷 V$ "]f6 66 207.5 63.5 MX|@x~9W OXV9D:bIa ;jmT5XzL VE^IA\J x FMl_I26] 3AcDW6x| z'Ut9u G;J!3A;TE af=lzKt* DV!0zzJ y# IUDnRJ *nHkK!d<N U;Yw\&R | |