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2007-01-21 12:52 |
二级齿轮[课程设计] 设计说明书
文字文字文字文字[p:1]这里有设计说明一.设计任务书 R]r~TJ o <<`."RY#0 设计一带式输送机使用的V带传动或链传动及直齿圆柱齿轮减速器。设计参数如下表所示。 -~aVt~{k/ 1.运输带工作拉力F=2.5 KN -S|L+">=Z 2.运输带工作速度V=1.4 M/S kB8l`|
I 3.滚筒直径 D=200 mm W!Xgse3 4.滚筒效率n=0.96 $@U`zy"Y 5.工作情况 两班制,连续单向运转,载荷平稳; ?(|!VLu 6.工作环境 室内 ,灰尘较大 ,环境最高温度35度左右。 kt S0 7.工作寿命15年,每年300个工作日,每日工作16小时 GV2}K
<s 8.制作条件及生产批量 一般机械厂制造,小批量生产。 x x
'XR'zK 部件:1电动机 K crF=cA 2V带传动或链传动 SKS[Lf 3减速器 "TxXrt%>A 4联轴器 *i\7dJ Dj 5输送带 1XZ&X] 6输送带鼓轮 U{R*WB b 传动方案设计如下: )V>FU= =X1$K_cN &3^40s/+ @&~BGh *;}! WDr /!E /9[V xL!05du
<W5F~K
;41 -kJF@w6u SZ0Zi\W {:rU5 !n bcZHFX \
0CGS Lr+2L_/v` L,l+1`Jz ' 1mygplW i|=XW6J% ZWr\v!4 Zc"]Cv( `^6}Dn /TB_4{ Na`qA j} ~{N|("nB $Qm;F%
> ^*0;Z<_ {6KU.'#iF s_kI\w4(x1 -Rf|p(SJ,E ?,Hk]Rl3 P@Qo2zTh% )wGC=, c#rbyx?5 3Fr}8Dy NeWssSje ~fgv7=(! -OziUM1qs ZHB'^#b jb*#!m.l AUN Tc3 hR?rZUl2M {b+IDq`)= R8?A%yxf 1.>`h: 二.电动机的选择传动装置的运动和动力参数计算 ;Lu}>.t ;J`X0Vl$ 1. 选择电动机的类型 ?r@ZTuq# 按工作要求和条件,选用Y系列一般用途全封闭式鼠笼型三相异步电动机 f.u{;W 2. 确定电动机的容量 fW\u*dMMZE 电动机所需功率由公式 -Zw"o> Pd=Pw/ηa (KW) q6,xsO,+ Pw=Fv/1000ηw PzF)Vg 因此 Pd=Fv/1000ηaηw(KW) M0]fh5O 由电动机主卷筒轴的传动总效率为: 0lBl5ke ηa=η带η²轴η齿η链 `C=p7% 按表4-1的V带传送速率η带=0.95,滚动轴承η轴=0.98,齿轮传动效率η齿=0.97,联轴器效率η联=0.99.则ηa=0.95 x 0.98 ² x 0.97 x 0.99 = 0.88 )XNcy" 工作机构效率ηw=η轴 xη卷 = 0.98 x 0.96 = 0.94 $iB(N ZV 所以Pd=Fv/1000ηaηw=2500 x 1.2/1000 x 0.88 x 0.94=3.63 KW c1z5t]d 查表10-1选电动机额定功率Pe为4.0KW Q/+a{m0f 3 确定电动机的转速 (+>n/I6 卷筒轴工作转速为: nw=60x1000v/πD=60x1000x1.2/πx200=114.6(r/min) |UBJu `% 根据表1-3的V带传动比i1=2-4,而单级圆柱齿轮减速器的传动比i2=4-6,因此总传动比的合理范围为:ia=8—24.
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]{ qaQ Ex Qld b/G0EcRw+ -Wig k['v <6`,)(dj SY{J .5T7O_%FP O8lOr(|l %? g]{ K}zw%!ex jXdn4m/O 68d @By O-|3k$'\z E>[~"~x"pV oNdO@i%.q4 'R$~U?i8 jVA xa|S v:+se6HY?p b_LzG_n! \K4m~e@! qlzL< (thzWr6; 3) 7'dM *7Mrng Pe=4.0KW JAn3 d,>l;l \GkcK$Y EUNG&U I7TMv. `j2z=5 _Ih~'Y Fd B^OhL!*tI t]m#k%) &oR&NKk 电动机转速可选范围为: na=iaxnw=(8—24)x114.6=916.8—2750.4 5yQgGd) 符合这一范围的电动机同步转速有:750,1000,1500(r/min)三种,选用同步转速1000 (r/min)时,电动机的重量,价格及V带传动和减速器的传动比都比较合适,因此选定电动机型号为Y132M-6满载转速为nm=960(r/min). H<>x_}& 4.确定传动装置的总传动比并分配各级传动比 _7;#0B (1) 求传动比 6tJM*{$$H 由选定的电动机的满载转速nm和工作机构转速nw,可求得传动装置的总传动比为: ~vt8|OOo0 ia=na/nw =960/114.6=8.038 rN*4Y (2) 分配传动装置传动比 Z2ZS5a ia=i带i减 `zvYuKQ.} 为使V带传动外廓尺寸不致过大,选i带=2.5 4v{gc/g 则i减=ia/i带=3.35 "kL5HD]TC 5.传动装置的运动和运动参数的计算 Lh0<A% (1) 各轴功率 N@) D,~ 由PI=P齿xη01=Pd xη带=3.63 x 0.95=3.45(KW) 7_|zMk.J* PⅡ=Pxη12=PIxη轴η齿3.45x0.98x0.97=3.28(KW) cBAA32wf (2) 各轴扭矩 4iw+3 Q| Td = 9950Pd/ηm=9950x3.63/960=36.11(N/m) ?iq:Gf TI=Tdxi01xη01=Tdxi带xη带=36.11x2.5x0.95=85.76(N/m) y@(U6ZOyx "B\qp "N n=1000 Vw,dHIe(3
AKHi$Bk 电动机 型号为Y132M-6 4}0s^>R tV T(!&( /1^%32c +Oxl1fDf Y`_6Ny=" [bZXzV( FPu,sz8 i带=2.5 _E1:3N| i减=3.35 u=4tW:W, m*(8I=]q p_}OtS; i
JQS@2=A g.veHh|;_ Mbi)mybM TI=85.76N/m vb$k/8JK :_vf1>[ z7GLpTa TⅡ=TIxi12xη12=TIxi1xi轴xη齿=85.76x3.35x0.98x0.97=273.11(N/m) u6D>^qF}@' (3) 各轴转速 Q2+e` nI=nm/i带=960/2.5=334(r/min) -f'z_&KI nⅡ=nI/iI=384/3.35=114.6(r/min) ('>!dXA$ p{88v3b6 l.&6| "d{ |_Cf U/TF,JUI QYg2'`( Q.!D2RZc mH;\z;lyK +H+OYQ>^ i5rAb<q` zEa3a k/*r2 C o8Tt|Lxb$8 WJl&Vyl2FL -[G+*3Y{7 /9i2@#J}W1 {6RT&w 4D0"Y#&G !x&/M*nBE ;Q\Duj Q
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9"B JgEPzHgx !g'kWE[ //xK v{3fI C|*U)#3:F tZB"(\ ;=fOyg 3rBSwgRl
LhKaqR{ s IJl9 ark~#<SqAr xf% _HMKc 3"FvYv{ W US[hx, D=Jj !; }OL?k/w o<cg9 g(& hu S 三.V带传动设计 $KHw=<:)/ 保证带传动工作时不打滑,同时具有足够的疲劳强度。 LDc?/
Z1 该系统载荷变动小,工作条件不是很恶劣,所以工况系数选用为1.2, 6?i]oy^X]p 设计功率Pd=KAP kW @G,pM: t 由电动机为4KW,得Pd=1.2x4000=4800kW, iI.pxo
s 由转速在满载时为960r/min xq$(=WPI 查表得 Td(eNe_4T Gj!9#on$7R VokIc&!Uz +Np[m$Z* ",O |uL oN({X/P2j Cw$0XyO JJe8x4 EdcbWf7 aG_@--= 8L1vtYz H?oBax: ` `mnk>/ .bYZkO:oy LY:%k|L9 3']a1\sy^ Y=83r]% =
y@*vl NVnId p {#` O'F> *Ri\7CqU"6 c~``)N I-Q@v` aC90IJ8^ ~F"<N q Ah2*7@U #)r^ZA&E Sy@)Q[A [g<Y,0,J YuXCRw9p; )d~{gPr. /Fk]>|* o|kiwr}Y !\<
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f@@7?5fW /8#e < p tVv/G~( jj&mRF0gCb bey:Qj?? -aq3Lqi skm~~JM^ W:maE9E= Q7.jSL6 $Ge0<6/ "XQ3mi`y v M'!WVs z]2MR2W@X S{m:Iij[; (|\%)vH- .mHVJ5^:4\ aUF{57,< *sQ.y
{ cQkj{u 四 .传动零件的计算 c,^W/:CQAB 设计一般用途的传动零件 w@"Zjbs` 1. 选择材料 NCdDG 小齿轮选用45号钢调质,大齿轮用45号钢正火,查表得小齿轮齿面硬度HBS=217-255,大齿轮齿面硬度为160-217,计算时取平均值小齿轮为236,大齿轮为188。 :_,a%hb+8 2. 按齿面接触强度确定主要参数 *>/w,E] d1≥[(671/[σH])²x(KT1/Φd)x(u+1)/u] 1/3 ~:L5Ar< T1为小齿轮传递的转矩T1=85.76(N/m) -9~$Ll+2h Φd为齿宽参数;由表知软齿面对称布置时φd=0.8214,由于是单级传动,速度低,轴的刚性较大,因此φd=1.1,K为载荷系数,对带式运输机,载荷平稳,且齿轮相对于轴承为对称布置,取K为1.4. 1N_T/I8_F QOX'ZAB` [σH]为许用接触应力,由 [σH]= σHlim*ZN/Shmin(N/mm²) w\mT ug σHlim为实验齿轮的接触疲劳极限应力,查表,根据HBS1=236 查得 GEvx<: σHlim1=580N/mm²(碳钢调质)根据HBS2=188 查得σHlim2=530 N/mm²(碳钢正火).ZN为接触疲劳强度的寿命系数,由N=60ant得:当a=1时,n1=384r/min (*M0'5 t=15x300x16=72000h lVuBo& N1=60x384x72000=1660000000 r$v\ \^?2 N2=N1/u=1660000000/3.35=500000000 ]x).C[^ 查得ZN1=1,ZN2=1.05(允许一定点蚀) [p'A?- SHmin为接触疲劳强度的最小安全系数,取SHmin1=SHmin2=1 VX*+: 故[σH1]= σHlim1xZN1/SHmin1=580x1/1=580N/ mm² x+DETRLP [σH2]= σHlim2xZN2/SHmin2=530x1.05/1=557 N/ mm² H<}|n1w< 3ZC@q
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A -Bq]E,Xf) y #C9@C q %j8Js fWC(L s OLtXk M3elog:M yN)(MmX'1 7O8 @T-f+2 aS[y\9(** w_V A:]j4 wpp!H<') :IU<A G6 K为1.4. P*i'uN %y\5L#T!> j\wZjc-j G)^/#d#& -[J4nN &N bHcBjk.\ auB
931| }t"K(oamm dGj0;3FI% +8W5amk.P| 2D:,( $9j>oUG Lagk Nmd{C(^o @ ;@~=w i#^YQCy 6&5D4
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\HE1w ~ES%=if~Y %I9f_5BlT8 vNs`UkA [σH1]= 580N/ mm² F+*fim'NK [σH2]= 557 N/ mm² x_I*6? Sk"hqF.2 计算时的以小值代入 r73W.& 为齿数比. 3s|:7 将各参数代入得 OiXO<1'$ i-;#FT+Xc >Ut: -}CS 则 eub}+~_?[ 的标准 -9.lFuI 中心距为 <"6\\#}VG %WKBd\O 由于齿轮传动须装入箱体,现a为小数,结加工和测量带来不便,应调整为整数。方法为将Z2增加或减少1~2个齿,调整后位动比误差 只要在3-5%内, 因此Z2=93则a=150mm &;pM<h i实 z. X
hE \ 合要求。 {tl{j1d| 故分度 圆直径 /\<x8BJ }apno|W& 齿度 (3$DUvx7 [&4+
<Nl' 3、校核齿根弯曲强度 lyFlJm i,r Y3~z#< Y>/_A%vQU AG}j'
ja~Dp5 R&6@*Nn d1=59mm z/h]Jos JFO,Q
-y\ D!OY <? 1$.svR szhSI Z1=27 boCi*] Z2=90 #:N#i L fcy#3! _q1\8y Zk lpnL*! *P9" 1K+ !4D?X\~"% )=() yQ[ ;.<%v gED|2%BXb -C(Yl= _EP]|DTfr WkE="E} yA"?Hv \o; a=150mm )92(C IO9|o!&> CmbgEGIh[a VpYD/Oj4; GVA%iE. d1=67.5759 sRZ<c d2=232.5 4Eu'_>"a Q|{b8K wT- <#+L\ gg rYf* {wA8!5Gu =O"]e/CfO <z2.A/L / [49iIzC M&hNkJK*G 为齿形系数,查得 ~!2fUewEu cf$
hIB)Oi 为应力,修正系数,查得 ~7KH/%Z- )sdHJ 为 用弯曲应力,由 vX6JjE! 查得 e21J9e6z /bo=,%wJ[ 为弯有疲劳强度的寿命系数 Z]G#: aACPyfGQ 查得 jlF3LK)9q a}f/<-L 故 6@/k|t>OT Cj4Y, N 将各参数代入 \xggIW.^0 ?)(/SZC0 &xB9;v3 Gv dok<o \db=]L=| SE' |||B x+za6e_k" +FadOx7X$ -(WRhBpw O.QR1 N2}Y8aR~ ?yjg\S?L FGP^rTP)e Yl'8"
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x7b {Y2J: x ]u-bJ 0L32sFy ^W@8KB oGI'a:iff dr&G> 2!W[ff@~7 &{<hY|% (X\]! 'A :5j+^/ D bi ^% 1fIx@ "HqmS j-**\.4a~ 7 qn=W w[3a^ 所以大小齿轮弯曲强度足够 Btzes. 4、确定齿轮的主要几何尺寸 ZD|F"v. 分度圆直径: |X XO0 J|
wk})? 齿顶圆直径: hPz=Ec<zW .IY@Q 齿跟圆直径: VR1]CN"G ZDp^k{AN9a 齿宽: .nVY" C& b1=b2+(5-10)=80-85取80 ge?0>UU;~ 中心距 2TB'HNTFx 5、确定齿轮制造精度 k}nGgd6XD >m!Z$m([J 查表确定齿轮第 II公差组为8级精度,第I,III公差与II组同为8级,并按设计手册资料推荐确定齿厚偏差。小轮为
n=~!x .L%pWRxA[ 1=109.3N/mm VrfEa d EJ<L,QH3 gk?H@b* X|!@%wuGC t$VRNZ`dy h/:LC 7 2=103.3N/mm l4taD!WD/ WwWOic2 G~u$BV' <<gW`KF
K+ M\E[1W d1=67.5mm II _CT= bw/mF5AsW d2=232.5mm `~lG5| Fz<1xyc( da1=72.5mm z!b:|*m]w dD39?K/ da2=237.5mm $\]Mvd m;xa}b{(i dF1=61.25mm xfX|AC 3"my!}03 dF2=226.25mm 6?.S-.Mr 'ta&qp 1TfFWlf[B ~~"U[G1 (Lh!7g/0N @44*<!da a=150mm L$!2<eK Jc5YGj 7 =2rdbq6R )`Qr=DIsW 99'c\[fd' Ywt9^M|z; doX`NbA ,+v(?5[6 KkzG#'I1 (NfB+Ue} GJ,在零件上标示为8-GJGB10098-88,大轮齿厚偏差为KK,在零件工作图上标示为8-HKGBl0095-88。 z,dFDl$ "9Q_lVI|Q %M8Q6 OaoHN& " ~@ <o-|# S_??G:i M1 o@v 0 @_c&lToj_ mxJe\[I ;F%EW`7 '?NMQ h5aPRPU g
m`xYd e iH&<AH #1}%=nAsi ^aJ]|*m vGJw/ij'X #\xy,C'Y /yUKUXi /Gb)BJk! ,}>b\(Lk z([HGq5 |VyN>&r~6 CSWA/#&8> 6y?uH;SL 0d~?|Nv - E2.!|u2 (otD4VR_ md\Vw?PkU ?f:0GE7 [z;}^ 3b nS.qK/.s $Grk{]nT qI74a F Lke!VS!P& @K#}nKN' 小轮8-GJGB10098-88 JV!F< *Kq;xM6Ck 大轮8-HKGBl0095-88 L1@<7?@X (Nf!E[}Z r=RiuxxTq =gd~rk9 Vm I
Afe 2G:KaQ) rC/z8m3z {p(6bsn_#] c47.,oTo tjne[p LzEH&y_O ~qA\u5sB9@ |F~U x IL]Y7HWM $TAsb>W!( 8ux d=g,s[FMm /Hq#!2) %wJ?+D/ /(}YjeS 2jP(D%n G/1V4-@ ]0}NF r|953e `Q>qmf_Fi m='_O+ $ ,LU|WXRB 6D*x5L-1o Fj&8wZ)v) > IZ$ .- O%} hNTS" xu'b@G}12 {]7lh#M 3#`Sk`z< IfCa6g<&( 五、轴的设计计算 A_.}-dzF 1、选择轴的材料,确定许用应力,选用45号钢。调质处理,查得轴毛坯直径 许用弯曲应力 =cx_3gCr{ 4(8BWP~.y2 2、按轴所传递m转矩初估轴最小直径 u6*0%
Km J@4 Z+l9 v dU) 因装链轮之外有一键 ,轴加大5% YJZ`Clp? Yjx4H 考虑到减速器、轴承、 轴器,外观等因素, 轴II与滚筒连接处直径为35,轴I与电动机连接处为30,由于轴 II负荷大,故设计,检验都以轴II为例,轴I设计如同轴II。 [O3)s] | 轴尺寸设计见附录 ^8g<>,$ 1#vi]CX v
5&8C <;!#+|L/ i%r+/D)KvG . H8 6f != W3B:)< | |