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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 +0&/g&a\R i. "v4D 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。 xAr\gu 1.运输带工作拉力F=2.5 KN -~0^P,yQ 2.运输带工作速度V=1.4 M/S S!UaH>Rh 3.滚筒直径 D=200 mm ^ c<Ve'- 4.滚筒效率n=0.96 ]'}L 1r 5.工作情况 两班制,连续单向运转,载荷平稳; Sf'CN8 6.工作环境 室内 ,灰尘较大 ,环境最高温度35度左右。 A<{{iBEI` 7.工作寿命15年,每年300个工作日,每日工作16小时 pb}*\/s 8.制作条件及生产批量 一般机械厂制造,小批量生产。 DF= *_,2/ 部件:1电动机 Za9qjBH
2V带传动或链传动 uYN`:b8 3减速器 *T/']t 4联轴器 vgPCQO([ 5输送带 | (93gJ 6输送带鼓轮 }j%5t ~Qa 传动方案设计如下: L_T5nD^D $I=~S[p V&5wRz+`W wj,=$RX q1,~ WcAkCH!L !a`&O-ye ,F|f. 7; (HVGlw'` EwN}l iMlWM-wz>O ;I}fBZ3
K-4PI+qQ\ t_^4`dW` Y7|EIAU5Y 1#x0 q:6 (zk"~Ud \hXDO_U d0D]Q rp$'L7lrX /wp6KXm )GpK@R]{ Ac@VGT:9 ^[[P*NX3
s!J9|]o 9w"*y#_ #"!<W0 %EH)&k h{Y",7]! By|4m }#fbbtd tw;}jh *@5 @,=d <)9y{J}s: 6Mf0`K 1zv'.uu., 4RO}<$Nx} 23PGq%R T)/eeZ$ vXs"Dst 54T`OE
= !L(^(;$Kgr (QEG4&9 二.电动机的选择传动装置的运动和动力参数计算 0mE 0 j js(pC@<q5 1. 选择电动机的类型 y(#e}z: 按工作要求和条件,选用Y系列一般用途全封闭式鼠笼型三相异步电动机 _6Sp QW 2. 确定电动机的容量 j#|ZP-=1_ 电动机所需功率由公式 4?kcv59 Pd=Pw/ηa (KW) K;?+8(H Pw=Fv/1000ηw e'~3oqSvR 因此 Pd=Fv/1000ηaηw(KW) >MZ/|`[M 由电动机主卷筒轴的传动总效率为: ="+#W6bZT ηa=η带η²轴η齿η链 5m@V#2^P 按表4-1的V带传送速率η带=0.95,滚动轴承η轴=0.98,齿轮传动效率η齿=0.97,联轴器效率η联=0.99.则ηa=0.95 x 0.98 ² x 0.97 x 0.99 = 0.88 #qki 工作机构效率ηw=η轴 xη卷 = 0.98 x 0.96 = 0.94 ch]IzdD 所以Pd=Fv/1000ηaηw=2500 x 1.2/1000 x 0.88 x 0.94=3.63 KW kiEa<-] 查表10-1选电动机额定功率Pe为4.0KW @ArSC 3 确定电动机的转速 -7ep{p- 卷筒轴工作转速为: nw=60x1000v/πD=60x1000x1.2/πx200=114.6(r/min) 5pX6t 根据表1-3的V带传动比i1=2-4,而单级圆柱齿轮减速器的传动比i2=4-6,因此总传动比的合理范围为:ia=8—24. {}9a6.V;}
t@(HF-4~= =_CzH(=f# Mx}gN:Wt _a, s
) m67V_s,7B yi[x}ffdE hrk r'3lv 0GwR~Z}Z CIWO7bS }MySaL> NEs:},)o Eci\a] 5P bW[ UKGPtKE< F4QVAOM]U F|8& Wwo0%<2y u8^lB7!e/ T{"(\X$ A/(a`"mK|' )J |6 -C Z+SRXKQ hH.G#-JO P?<y%c< 'u658Tj [g,}gyeS( \8tsDG(1 ' Pe=4.0KW cQ|NJ_F{1 }H2R3icE "@kaHIf[ {
w_e9W bi |Tw~@kT@ K3C <{#r x-c"%Z| :UdF ICCc./l| ~&O%N 电动机转速可选范围为: na=iaxnw=(8—24)x114.6=916.8—2750.4 rqq1TRg 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). CTK;dM'uQ 4.确定传动装置的总传动比并分配各级传动比 iso4]>LF (1) 求传动比 hZ3bVi)L\ 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: iLT}oKF2N; ia=na/nw =960/114.6=8.038 AW .F3hN) (2) 分配传动装置传动比 13PS2 ia=i带i减 6@o*xK7L 为使V带传动外廓尺寸不致过大,选i带=2.5 oU|c.mYe 则i减=ia/i带=3.35 b6[j%(
5.传动装置的运动和运动参数的计算 4Hg9N} (1) 各轴功率 e!`i3KYn" 由PI=P齿xη01=Pd xη带=3.63 x 0.95=3.45(KW) C~[,z.FvO PⅡ=Pxη12=PIxη轴η齿3.45x0.98x0.97=3.28(KW) d-m7}2c (2) 各轴扭矩 @x1-!
~z# Td = 9950Pd/ηm=9950x3.63/960=36.11(N/m) c,22*.V/ TI=Tdxi01xη01=Tdxi带xη带=36.11x2.5x0.95=85.76(N/m) +p^u^a V :eD]zq5 n=1000 -di o5a !wNO8;( 电动机 型号为Y132M-6 <VcQ{F fVwUe _Y iE{&*.q_}> Mtv?:q $(9U @N9E U.TA^S]`g Jwp7gYZ i带=2.5 !BI;C(,RL i减=3.35 tgaO!{9I? l~.-e^p? *VeRVaBl bcR_E5x$ Fi1@MG5$2 07)yG:q*x TI=85.76N/m 2tLJU Z1 5r_|yu _U0f=m TⅡ=TIxi12xη12=TIxi1xi轴xη齿=85.76x3.35x0.98x0.97=273.11(N/m) /bEAK- (3) 各轴转速 $cR{o# nI=nm/i带=960/2.5=334(r/min) Ie^l~Gb nⅡ=nI/iI=384/3.35=114.6(r/min) :LTN!jj KG@8RtHsQ F"<vaqT2 <Qq*p {[(h[MW# Tr|JYLwF P$sxr X|[`P<'N< 8_tQa^.n\ S$k&vc(0 2(nlJ7R !+ njS >MK98(F ]{ kPrey kl,3IKHa 6Iw\c .KC++\{HE V,9cl,z+ 8D].MI^ 4~=l}H>& Ha ]YJ} +O5hH8<&b ,
dp0;nkr xCKRxF *qMY22X p#[.{ vI]N^j2% Df#l8YK# >j`qh:^ XlJZhc ??T#QQ akT6^cP^ "]iB6 Ev P{p 'RRE|L, nI=334(r/min) H|D.6^ nⅡ=114.6(r/min) xm@_IL&P W%)Y#C -^57oU ?rIx/>C9
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Mim- s0_nLbWwO qv"$Bd:]r f9\X>zzB2| e]tDy0@ +]50D xflA @vB!u[{ x=jK:3BF ##o#eZq:" #=v~8 (M
~e?s T5:G$-qL( 5^KWCS7@ #u
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Usz? Y#3c }qb <rmvcim{* 三.V带传动设计 }{<
'8J.R 保证带传动工作时不打滑,同时具有足够的疲劳强度。 .%OR3"9@ 该系统载荷变动小,工作条件不是很恶劣,所以工况系数选用为1.2, N&V`K0FU 设计功率Pd=KAP kW xRsWI!d+| 由电动机为4KW,得Pd=1.2x4000=4800kW, (3&?w y_l 由转速在满载时为960r/min L~>i, 查表得 -
CWywuD &=k,?TJO>
EU/8=JA1 TBrPf-Xr "x /OIf {vO9ptR; 6Kb1~jY 9<)NvU^-r 27<
Enq] e NafpK :#~j:C| PJ'E/C)i w8D"CwS1Rx a -moI+y !#"zTj T${Q.zHY[! hDq`Z$_+KX vFK<J Sk! @jlw_ob2g @{pLk4E bD8Gwi=iiu E`k@{*Hn& .q 3/_* 9]wN Bd Bng@-#`/ dmN&+t ~<OSYb Ezv
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Uf <)-Sj, (%W&4a1di 8rS:5:Hi U,- 39mr >:!X.TG$ pKrN:ExB"\ \3aoM{ztD 2nIw7>.}f W+X6@/BO 4l45N6" :#?5X|Gz <=0
u2~E W=qVc tX %5BTv wInh~p 四 .传动零件的计算 M|`U"vO 设计一般用途的传动零件 s;vHPUB\n 1. 选择材料 )i^<r ;_z 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。 }\:NuTf 2. 按齿面接触强度确定主要参数 6@0OQb d1≥[(671/[σH])²x(KT1/Φd)x(u+1)/u] 1/3 Hi1JLW, T1为小齿轮传递的转矩T1=85.76(N/m) zSja/yq 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. }YNR"X9*)/ qC:raH_: [σH]为许用接触应力,由 [σH]= σHlim*ZN/Shmin(N/mm²) ,+{LYF σHlim为实验齿轮的接触疲劳极限应力,查表,根据HBS1=236 查得 :Ab%g- 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 5VAK:eB t=15x300x16=72000h %H&@^Tt a N1=60x384x72000=1660000000 emPM4iG?! N2=N1/u=1660000000/3.35=500000000 $$5aUI:$~$ 查得ZN1=1,ZN2=1.05(允许一定点蚀) cH?B[S;] SHmin为接触疲劳强度的最小安全系数,取SHmin1=SHmin2=1 b8SHg^} 故[σH1]= σHlim1xZN1/SHmin1=580x1/1=580N/ mm² !F1N~6f [σH2]= σHlim2xZN2/SHmin2=530x1.05/1=557 N/ mm² Y+*0~xm4 m?fy^>1
&Ao+X=qw ~W+kiTsD? ~%=MpQ3 v`zJb00DT o`P%& R$TB1w9] iQ
fJ 3ojlB |Z ^o1*a&~J@ lXiKY@R# kZZh"#W: L E5xzy/ZQ K为1.4. 4^~(Mh- Mw pDIVZC SB|Qa}62 48qV>Gwf A?%H=>v$ lWc:$qnR-K E}p&2P+MR X/2&!O 7/f3Z1g 4?7W+/~<& ,J>5:ht(6 L=8<B=QT$ pd7NF-KD PCM-i{6/ xScLVt<\e a]/>ra5{ qA$*YIlK GlT7b/JCG m{uxIza @zz1hU i9A+gtd [σH1]= 580N/ mm² MLWM&cFG [σH2]= 557 N/ mm² #=f?0UTA U($dx.`v# 计算时的以小值代入 @I/]D6
~" 为齿数比. s,n0jix@ 将各参数代入得 ,Bo>E: u b e-~\ @ \\7ZWp\fN 则 _D_LgH;} 的标准 f[~L?B;_L 中心距为 &n?^$LTPY ;Q[mL(1: 由于齿轮传动须装入箱体,现a为小数,结加工和测量带来不便,应调整为整数。方法为将Z2增加或减少1~2个齿,调整后位动比误差 只要在3-5%内, 因此Z2=93则a=150mm Z1Z1@2 T i实 TGe;HZ 合要求。 &c%g 故分度 圆直径 *B{j.{
p( ~-m " 齿度 xs:n\N c 8>hcV 3、校核齿根弯曲强度 ";Rtiiu <5jzl +H#U~p$ glXZZ=j +g]yA3 FE!lok d1=59mm LLXVNO@e+ ehG/zVgn 1u(.T0j7f SD$h@p=!= i21Gw41p: Z1=27 qfz 8jY] Z2=90 _b.qkTWUB H;fxxu`cS z;wELz1L{ pL%r,Y_^\x eT8} '@CR\5 @ Gkv{~?95 ?Wt$6{) `8>Py~ R@#G>4 Ch%m Eb>78k(3I) 'X!?vK^]p a=150mm ADk8{L{UU r~n sN*t ku
a)
K! TdGnf UaV iI/ks d1=67.5759 \Z/)Y;|mi0 d2=232.5 _#}n~}d F.=Bnw/- a~!G%})'a xOHgp=#D 9{8GP xvSuPP4 m ZzBQe !\;FNu8_. u@%r 为齿形系数,查得 U(;&(W"M
[kgdv6E 为应力,修正系数,查得 H'UR8% T=:]]nf?M 为 用弯曲应力,由 t"YNgC ^ 查得 OOz[-j>'Y+ b(I2m 为弯有疲劳强度的寿命系数 ?
j
9|5* w7n373y% 查得 AkT<2H|4 U"4?9.
k 故 V)i5=bHC @(i!YL 将各参数代入 FG!X"<he BMIyskl=i 9A7@
5F =FT98H2*| .+([ S"hTE7` tDCw- d@3}U6, EK$Kee}~ `O8b1-1q~ <x),,a=X oq_6L\
~ P0-Fc@&Y U70]!EaT T4;T6 9j;, ez9k4IO KYxBVgJ >u(>aV|A yRYWch *+b6B_u] M-uMZQe DBs*Fx[ ,[nm_^R*\ T=YzJyQC) Z_1*YRBY; [;b=A fXQiNm[P RP`2)/sMT Gj /3kS~@ ag4`n:1 l~Lb!; ,dN rB%$;<`/ ^ 2u/n swc@34ei\ t%r :4, 41 vL"P
K ehAu^^Q> VZIR4J[\. \BI/G lKEa)KF[ YO:&;K% ,`8Y8 2PSTGG8JV RX2{g^V7 所以大小齿轮弯曲强度足够 !1uzX
Kb 4、确定齿轮的主要几何尺寸 ?&l)W~S 分度圆直径: !
qJI'+_ |@o6NZ<9N 齿顶圆直径: n`;R pr& &4$oudn 齿跟圆直径: W%!@QY;E( }o9Aa0$*$ 齿宽: ZZ)G5ji b1=b2+(5-10)=80-85取80 8Vt4HD 08 中心距 " B@jfa% 5、确定齿轮制造精度 czBi Dk4 Pcu|k/tk 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 |[cdri^?D /CT(k1> 1=109.3N/mm )8{6+{5lu %>XN%t'6aT o VB"f Eb.;^=x xT F=Y_ :nQp.N*p 2=103.3N/mm 4^!4eyQ^ Kv+Bfh !g0cC.' vg8O]
YF LBX%H GH d1=67.5mm \}inT_{g F$hZRZ d2=232.5mm <4D%v"zRP nJVp.*S da1=72.5mm Xi~9&ed#$i ?B4#f!X da2=237.5mm c#q"\" nN ~GP"} dF1=61.25mm U7%28#@ d]M[C[TOX dF2=226.25mm c)1=U_6 1 If}lJ6jZ '>^Xqn 3B,QJ& &jJckT Sa}D.SBg a=150mm s[-]cHQ E8tD)=1 YIDg'a+z z/vDgH!s d1NE% hg3 AA7#c7 5V|tXsy: HP$K.a7H piu0^vEEH
hh&Js'd GJ,在零件上标示为8-GJGB10098-88,大轮齿厚偏差为KK,在零件工作图上标示为8-HKGBl0095-88。 q$^<zY &"j@79Ym1~ Jn,w)Els {aJz. `u\ n|]N7 b' j<$R4A1 KF$ %q(( ~_}4jnC 2k3 z'RLG apaIJ+^[ {Tx 3$eU Ai jUs*n 2 J3\)Jy fMB4xbpD dP3VJ3+
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?zE< mCrU//G nCB[4 c'lIWuL) ;@'0T4Z&l x9\J1\ D'?]yyrf `]LODgk~ J/gQQ.s b.(XS?4o ;q&Z9lm 6)+9G_ KF4see;; [+7"{UvT +cw{aI`a8 ;;6\q!7` rUvwpP"k YRu%j4Tx Qasr:p+ aZC*7AK
}9FD/ 小轮8-GJGB10098-88 aKD;1|) ty9rH=1 大轮8-HKGBl0095-88 %)dI2 J^Xf %8g$T6E[<2 2:n|x5\H XNK
43fkB. Cea"qNq=k NB3/A"}"02 C,R,:zR <f[9j u uq]iMz> 3lyQn" w4`!Te Fv;u1Atiw _4~k3%w\`l H.)fOctbO 9c:5t'Qt5. 2;O c^ `2sdZ/fO .M}06,- IZ|c<#r6 ?TRW"% -uO%[/h;N 5~*=#v:` %{=4Fa(Jux %~ ;nlDw EP/&m|o|G +|)zwe @_G` Ok4 fdg[{T4: J,MT^ B BllDWKb 5X0_+DdeL u;$I{b@M] I4A; \-DM-NrZ1U yIM.j;5:~5 五、轴的设计计算 p, !1 3X 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 p<<6}3~ 5ENov!$H 2、按轴所传递m转矩初估轴最小直径 x|&[hFXD =mDy@%yx! cq-e
c7 因装链轮之外有一键 ,轴加大5% F%w\D9+P e-&L\M 考虑到减速器、轴承、 轴器,外观等因素, 轴II与滚筒连接处直径为35,轴I与电动机连接处为30,由于轴 II负荷大,故设计,检验都以轴II为例,轴I设计如同轴II。 i.B$?cr~ 轴尺寸设计见附录 k*A4;Bm :d, >d l!xgtP K bWhJ^LD +#&el// ke{DFqh tsCz+MP g{rt ^B zS&7[:IRs' ju
@%A@s 37.)@ /&y,vkZTT 5%vP~vy_} /DgT1^&0 DN2hv2 +H5 jRw 0Og/47dO.2 F(0pru4u t[L2'J.5 z:@d@\$? .H*? '* G <} 7vF 7lnM|nD %3#b6m~ >2!^ dT^D $D0)j(v S^_JC *<#]&2I >d1aE)? ^MF=,U'8 d=35mm gu~-} \`p |,j % B7?l 7~Xu71^3s q[We][Nrzb lcuH]z ^@l5u= HzFt 06j)P6Iju r&LCoe'\{i qrORP3D@ j:\_*f GtGyY0 "X!_37kQ ,sy/rV ^O,6(@> `rRg(fCN!M d3\l9R{} .5$V7t.t$\ +L<w."WG 3、校核轴强度,轴II负荷最大,须校核 _3g %F (1)轴上受力分析 b_"V%<I 轴传递转矩 |x}&wFV T!O3( 齿轮上圆周力 +eVpMD(
l ! a8h 径后力 Vo58Nz:% GO&R | |