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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 wfEL
.h tg==Qgz 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。 U6*[}Ww 1.运输带工作拉力F=2.5 KN ,bIJW]h0 2.运输带工作速度V=1.4 M/S b SgbvnJ 3.滚筒直径 D=200 mm aaw[ia_E L 4.滚筒效率n=0.96 bu <d>XR 5.工作情况 两班制,连续单向运转,载荷平稳; sQ^t8Y9 6.工作环境 室内 ,灰尘较大 ,环境最高温度35度左右。 QxxPImubB 7.工作寿命15年,每年300个工作日,每日工作16小时 nnN$?'%~6 8.制作条件及生产批量 一般机械厂制造,小批量生产。 <y~Ba@1u 部件:1电动机 ;Ss!OFK 2V带传动或链传动 Z!^>!'Z 3减速器 x3#:C= 4联轴器 v_pe=LC{-e 5输送带 #1\`!7TO3 6输送带鼓轮 WLwi 传动方案设计如下: z~tdLtcX TQNdBq5I6 ts@Z5Yw*! ^ <`SUBI MN5}}@ rl~Rb i 9&Un|cr UBM#~~sM 3D!7,@&>3 j6~`C
?( %e0X-tXcmX ]v),[]Xs +Yq?:uBV \9tJ/~ #>\SK =uNc\a ( SqRM*Cf= P]y{3y:XxM ?E
V^H-rr :<{15:1 jPZ+~:m+ N~IAm:G}[ `v)'(R7){ Mt`LOdiC_ |Z2_W/ IAMa s5+;8u9K pO5j-d* f{O-\ "nfi:A1 0F![<5X bXc*d9] ~,KrL(jC MaD| X_g "M/) LXn:0 V_m!<sr ( u$zRm(!RB L>E;cDB }:{ @nP ?SO!INJ 4:Ju|g]O fK]%*i_" N#RC; 二.电动机的选择传动装置的运动和动力参数计算 mOHOv61
$8 &Y(` 1. 选择电动机的类型 M=95E$6 按工作要求和条件,选用Y系列一般用途全封闭式鼠笼型三相异步电动机 LWhy5H;Es 2. 确定电动机的容量 RFFbS{U* 电动机所需功率由公式 edcz%IOM( Pd=Pw/ηa (KW) 8EdaqF Pw=Fv/1000ηw LH+Bu%s 因此 Pd=Fv/1000ηaηw(KW) \4j_K*V 由电动机主卷筒轴的传动总效率为: f_LXp$n ηa=η带η²轴η齿η链 4ME$Z>eN 按表4-1的V带传送速率η带=0.95,滚动轴承η轴=0.98,齿轮传动效率η齿=0.97,联轴器效率η联=0.99.则ηa=0.95 x 0.98 ² x 0.97 x 0.99 = 0.88 3WwCo.q;m 工作机构效率ηw=η轴 xη卷 = 0.98 x 0.96 = 0.94 s?S e]?i 所以Pd=Fv/1000ηaηw=2500 x 1.2/1000 x 0.88 x 0.94=3.63 KW F;_o `h 查表10-1选电动机额定功率Pe为4.0KW eg?p)| 3 确定电动机的转速 L;vglS=l; 卷筒轴工作转速为: nw=60x1000v/πD=60x1000x1.2/πx200=114.6(r/min) K
re*~ " 根据表1-3的V带传动比i1=2-4,而单级圆柱齿轮减速器的传动比i2=4-6,因此总传动比的合理范围为:ia=8—24. q&&"8.w- \h s7>5O^K TNN@G~@cm {jR3D!hK #
c1LOz Q<MxbHk9 X6$Cd]MN 6|n3Q$p "SQyy FYE(lEjxi Q7F4OS5b -$=RQH$9 Bfdfw+ RL]$" [N%InsA9k Kx,X{$Pe j"TEp$x W=+AU!% {2 T:4i5 ;O~FiA~`c Z[Iej:o5 hv>Xr=RE roG<2i F *0L3#. i B%tj-h(a Lp }V 94xT [J eq ?X9 ^b$G.h{o!E Pe=4.0KW x#5[i;-c ?aBAmyxm *>W6,F7 )w&|VvM )L ?;5/"/i |pMP- |t3}>+"?z 4XJ']M(5; 0v1~#KCm @ra JB' 电动机转速可选范围为: na=iaxnw=(8—24)x114.6=916.8—2750.4 7oUo [ 符合这一范围的电动机同步转速有:750,1000,1500(r/min)三种,选用同步转速1000 (r/min)时,电动机的重量,价格及V带传动和减速器的传动比都比较合适,因此选定电动机型号为Y132M-6满载转速为nm=960(r/min). 'aD"v> 4.确定传动装置的总传动比并分配各级传动比 {(F}SF{ (1) 求传动比 {IBbN05 ; 由选定的电动机的满载转速nm和工作机构转速nw,可求得传动装置的总传动比为: (8o;Cm ia=na/nw =960/114.6=8.038 :*|So5fs (2) 分配传动装置传动比 ]0%{IgB ia=i带i减 7OXRR)]V 为使V带传动外廓尺寸不致过大,选i带=2.5 6wq%4RI0 则i减=ia/i带=3.35 g?}h*~<b 5.传动装置的运动和运动参数的计算 oHSDi (1) 各轴功率 OzRo 由PI=P齿xη01=Pd xη带=3.63 x 0.95=3.45(KW) m%"=sX7/9 PⅡ=Pxη12=PIxη轴η齿3.45x0.98x0.97=3.28(KW) UaQW<6+ (2) 各轴扭矩 mN R}%s
Td = 9950Pd/ηm=9950x3.63/960=36.11(N/m) f1o^:}5x TI=Tdxi01xη01=Tdxi带xη带=36.11x2.5x0.95=85.76(N/m) ?,hGKSC 69uDc n=1000 K@osD7- >oEFuwE 电动机 型号为Y132M-6 hA&m G33 +Bt%W%_X ci 22fw0 t I9p2! O0pXHXSAL 6B>*v`T: k4:=y9`R}$ i带=2.5 OMYbCy^ i减=3.35 q_>=| b ?&U~X)Q >k/
rJ[Sc 'q8:1i9\[ B&*`A&^y =G'J@[d{d TI=85.76N/m 6Ol)SQE, j \ #y 4Xn-L&0z TⅡ=TIxi12xη12=TIxi1xi轴xη齿=85.76x3.35x0.98x0.97=273.11(N/m) O=!Eqa ExW (3) 各轴转速 iy_3#x5> nI=nm/i带=960/2.5=334(r/min) YsTF10 nⅡ=nI/iI=384/3.35=114.6(r/min) f=4q]y#& X >DzW OB l]IQjjJ` "*d%el\63 jgYe\dinM $KGRpI {qH+S/ j(_6.zf cI<T/~P i^}DIx{ +6<g N[ 7Uh/Gl :+fW#: P&Hhq>@Z dda*gq/p bGp3V. H <Lq.J`|+ M>jk"*hA| ITU6Eq $*+UX
Bjb8#n04 Reg%ah|$/= re@OPiXa v Iw</X}#\ \!r,>P _w9:([_ TaTw,K|/ {'f=*vMI \ 3l3,VYH +[=%W 'c/Z
W a0B,[i _^] :tL6 ]y/!GFQ |%Ssb;M nI=334(r/min) <\5E{/7Tl nⅡ=114.6(r/min) *W1:AGpz 53?B.\ C;eM:v0A[ /q6
^.>b Q-$EBNz ,Je9]XT "]1|%j 7E)*]7B% 7?~*F7F gn4Sz") $3:O}X> H=>;Mj uI_h__ |),3`*N t3FfPV!P" A>Oi9%OY: >=3ay^(Y2D rtgu{m02 )|i]"8I pksF|VS Uz;
pNWMk ]$
iqJL pe7R1{2Q_s ]tDuCZA hG%J:} BJI"DrF Cdbh7 'hH3d"a^= xO` O$ie y6 _,U/9 XCU>b[Cj, 三.V带传动设计 zXx)xIO 保证带传动工作时不打滑,同时具有足够的疲劳强度。 uf&Ke
k, 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, Z{J{6j 设计功率Pd=KAP kW S2EeC&-AR 由电动机为4KW,得Pd=1.2x4000=4800kW, x9B{|+tIoc 由转速在满载时为960r/min zz~AoX7V6 查表得 Dwp-*QK^G n{v[mqm^ sT|FgB ` p)$7! HOrD20 %N
}0,a0 v08Xe*gNU jV!9IK;HA. tHV81F1J ('7qJkV l^*'W(% Qt+;b 8KrqJN0\ uzpW0(_i3a i[d@qp!H= %RF9R"t$ 0qUBt9rA */JMPw& .G|9:b Xitsbf=Gg )FnJLd ^dF?MQA<@ pa@@S$( }b5If7 ;j]-;wg-; c8cPGm#i 3"ii_#1 hs5aIJ Y={_o!9 p#eai (dh{Gk4=+ `/0S]?a.{B 3h-C&C U:n3V !C$bOhc @d]a#ypU );zLy?n ^t'mfG|DV 'nO%1BZj+ bm+
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z2 0$~zeG" ta\CZp +hJ@w-u,G L&WhX3$u _RHB ^y;- zFn-VEJ) pSvqGJU3 fi6i{(K XsVp7zk\ _4]GP3` YFF\m{# I|27%i <^APq8> (rM-~h6g M+akD PSM~10l, sfv{z!mo 9 ^G.]W] bCv^za]P6 Sas&P:#r .D~ZE94@ X
\1grM 0KQDw P}AfXgr 7NY9UQ (H\)BS7#R 四 .传动零件的计算 {g%F 3- 设计一般用途的传动零件 0\N n.x% 1. 选择材料 HFr#Ql>g 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。 \,b@^W6e> 2. 按齿面接触强度确定主要参数 lBbUA)z6 d1≥[(671/[σH])²x(KT1/Φd)x(u+1)/u] 1/3 a2{nrGD T1为小齿轮传递的转矩T1=85.76(N/m) /n9yv 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. Y_H|Fl^ w
A0$d [σH]为许用接触应力,由 [σH]= σHlim*ZN/Shmin(N/mm²) Q9UBxpDV: σHlim为实验齿轮的接触疲劳极限应力,查表,根据HBS1=236 查得 Zr&~gXmVS σHlim1=580N/mm²(碳钢调质)根据HBS2=188 查得σHlim2=530 N/mm²(碳钢正火).ZN为接触疲劳强度的寿命系数,由N=60ant得:当a=1时,n1=384r/min ranLHm.nB t=15x300x16=72000h JwkMRO N1=60x384x72000=1660000000 ymIjm0jVh N2=N1/u=1660000000/3.35=500000000 Hq[vh7Lux 查得ZN1=1,ZN2=1.05(允许一定点蚀) MS Ml SHmin为接触疲劳强度的最小安全系数,取SHmin1=SHmin2=1 +, SUJ| 故[σH1]= σHlim1xZN1/SHmin1=580x1/1=580N/ mm² qB`-[A9HPe [σH2]= σHlim2xZN2/SHmin2=530x1.05/1=557 N/ mm² {Q&@vbw' BRTM]tRZ "I)*W8wTn RY>BP[h yEaim~ Ac0^`
KKfC^g *bl*R'; U_ -9rkUa b
V)mO@N~w hU:M]O0uw w4: (-RZ|VdYg
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w K为1.4. )9^0Qk' ] +w(sDH~kd =Me94w>G3X F~NmLm ( 1 L9K; x>u \ ~f.fg@v`+v B=>:w%<Ii ^yO+-A2zC [7K-L6X [hLSK-K 9 ;"*\R5a MH"{N
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FmRCTH (QO8_ ?!N@%R>5rN `
>w4G|{ ]BY^.!Y %R18 7e{w)m:A [σH1]= 580N/ mm² (<= e? [σH2]= 557 N/ mm² \S[7-:Lu^ /rKdxsI* 计算时的以小值代入 0i76(2 为齿数比. C q/936`O 将各参数代入得 `N+A8 iIOA5 4!o //SH=>w2 则 o%!8t_1mR 的标准 + _=&7 中心距为 ZT
UaF4k j ZnX]Q+w 由于齿轮传动须装入箱体,现a为小数,结加工和测量带来不便,应调整为整数。方法为将Z2增加或减少1~2个齿,调整后位动比误差 只要在3-5%内, 因此Z2=93则a=150mm we6kV-L. i实 _\HMF 合要求。 Kq`C5 故分度 圆直径 4LO U[D C%s+o0b 齿度
F
%OA F9hh- "(Z 3、校核齿根弯曲强度 y*Egt `W a?LrSk` =")}wl=s >^cP]gGY (dOC ^i CNC3">Dk~9 d1=59mm 9y BENvq BPp`r_m8w} 0?)U?=>]p I~LN)hqd o K;%P_f/KJP Z1=27 w"s;R8 Z2=90 U@W3x@ (!-gX"<b R{s&6 Uu~7+oaQ <ptgFR+ P8tpbdZE- ^;";fr
Vw T3HAr9i%) ' `0kW_' R,mOV8y"W[ RlRkw+%m hE|Z~5\Y,> oF1{/ERS a=150mm e):jQite
+.Pv:7gh %2 A-u i$~2pr "N"$B~W* d1=67.5759 "m*.kB)e7 d2=232.5 <Fkm7ME] yc4?'k! R+'$V$g\X %+\ PN _lWC)bv` sVk+E'q H .F-mm .hBq1p
UKYQ @m 为齿形系数,查得 W62 $ HI zf@gA vJ 为应力,修正系数,查得 r57&F`{ =?o, ' n0 为 用弯曲应力,由 ^?pf.E!F` 查得 &|/@;EA$8 []i/\0C^ 为弯有疲劳强度的寿命系数 O$Wi=5 LAe>XF-5 查得 9q
+I 8*nv+ 故 L1'PQV 4LG[i}u.N 将各参数代入 #@ClhpLD ?]*WVjskE F52%og~N U0%T<6*H AcZ{B< vY 0EffZ |PGF g0li
Nk.m$ OyI?P_0u <x QvS^|[ KCBA`N8 qPI\Y3ZU \9HpbCHr <z'Pj7c[ oo+i3af&7 %G'{G UL{+mp =`MxgK + gxKL
yZO! Yfbo=yk Z\lJE>1 GHs,,J; -_*ux! DOaTp f WGmXq. *F<Ar\f5 )WBp.j /# DpRGPs g~7x+cu0 N8[ &1 qjBF]3%t% H=/ ; X-,mNvz lU\v8!Ji {"dvU"y)\ ,`pUz[wl >z'T"R/ mm
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d8#~. s![Di U/#X,Bi~ #Dz. 58A gmqL,H# 所以大小齿轮弯曲强度足够 5i0vli/L 4、确定齿轮的主要几何尺寸 7&hhKEA 分度圆直径: e0"80"D Hhzi(<e^ 齿顶圆直径: v:IpZ;^ SG4)kQ 齿跟圆直径: A{ a4;`}5 "d; T1 齿宽: Fa0NHX2: b1=b2+(5-10)=80-85取80 8{-
*Q(=/ 中心距 cU|tG!Ij? 5、确定齿轮制造精度 6/dP)"a(' vNDf1B5z 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 A4tb>OM jtv<{7a 1=109.3N/mm ysH'X95 f
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@hF$qevX 0sP*ChY5S Jm`{MzqL 4n0Iw I 2=103.3N/mm X|'[\v2ld ="('
#o e9;5.m w }=LC#le %BwvA_T'Q d1=67.5mm AsfmH-4) szs.B|3X@* d2=232.5mm B!x7oD9 Rd;^ fBx da1=72.5mm W|L#Q/
RX =/+f3 da2=237.5mm NtG^t}V q\G7T{t$. dF1=61.25mm {Rz(0oD\ LlcH#L$ dF2=226.25mm YS bS.tq ?s@=DDB\u ^@
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@Yw>s9X a=150mm 5
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djMF-E sdBB( ]Jnrs ";Q}Gs} 3~\,VO'' cDq*B*e .naSK`J,` ! JauMR /], 9N 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。 :j`4nXm )C$pjjo/` moCR64n =J`M}BBx skF}_ fwi
- GK[9Cm"v o|APsQE ~{ucr#]C oml^f~pm 6J <.i bb}Fu/S t{e}3}LEd i,mZg+;w #kgLdd" sn8l3h) 8M,$|\U CQs,G8\/ C,B{7s0- 3F$N@K~s -ZoAbp$ _FCg5F2U !$p E=~1C A]MX^eY 4'y@ne}g! z8j7K'vV1 N7!(4|14 _e " /}k?Tg/ h*?]A }Vfc;2 P:UR:y([ =3=8oF x8 ~<"{u-q#K @2sr/gX^ C?]+(P 小轮8-GJGB10098-88 U:gvK8n P&Wf.qr{: 大轮8-HKGBl0095-88 @%8$k[ k/i&e~! \ `We?j7O 'OU`$K7n j2oU1' b \q"vC1,9 91UC>]}H lt%9Zgr[u Ue=1NnRDkA ITZ}$=
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Fu65VLKh T!|-dYYI pEY zB; iThf\ 五、轴的设计计算 A s8IjGNs{ 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 ;W3c|5CE ~zFwSF 2、按轴所传递m转矩初估轴最小直径 *enT2Q B~%SB/eu NYPjN9L 因装链轮之外有一键 ,轴加大5% wdRk+ ~(eD 4" 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。 hn e}G._b 轴尺寸设计见附录 -uB*E1|Q =j8g6# 'u C+0BV~7J<< .19_EQ>+ T8Ye+eP} hmv*IF. Sv[+~co<l sd
|c/ayh~ M2M&L,/O l'?(4N `LJ.NY pP 1+Bj` ACP l(~NpT{=V hlHle\[ds XZxzw*Y1J z*WQ=l2 Pa/2]) w SKJ'6*6 ?d)FYB K?=g
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bG 7niI65 :JzJ(q/ \PK}4<x} g;!,2,De} &=laZxe jn>RE 3、校核轴强度,轴II负荷最大,须校核 %~qY\> (1)轴上受力分析 t<znz6 轴传递转矩 T$4Utd5[z' tN&X1 齿轮上圆周力 4|KtsAVp{ oqy}?<SQ 径后力 +<n8O~h IHj9n>c)[ 轴向力Fa=Ft tgB=2351*tg16.55978=701 E7|P\^}m(f 运输带工作拉力为2500N tCr?!Y~ 压轴力简单计为5000N m/NXifi8l (2)受力图 ehQ~+x f=nVK4DuZ cy#N(S[ 1 z229:L6" }G1hB#j {&.?u1C.\ `Qo}4nuRs ??=7pFm Ozs&YZ TS;?>J- Ft=2351 N G:{\-R' pc/]t^]p 3ypf_]< Fr=893N xi"Ug41) s@5r}6?M w"BMJ+ &!O~ f gq an]b_
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-2 TGu]6NzyZ ?<-ins +K03yphZr 2x dN0S mY,t]#^m7 X"3Za[9j (3)作垂直面受力图b)及弯矩图d) 3eP7vy ①作垂直面受力图并求垂直面支反力 由 得 "4e{Cq 088"7 s 同理 D!CuE7} ②求垂直面弯矩并绘垂直面弯矩图MV图a) _f@,
>l 7T}r]C. (4)作水平面受力图c)及弯矩图e) ;#Pc^Yzc1 ①作水平面受力图并求水平面支反力 由 得 RTRi{p om}jQJ]KH ②求水平面弯矩并作水平面弯矩图 图e) (GI]Uyn 截面c的变矩 Qv>rww] f6zS_y9gn cJ!C=J yCG<qQz ;l>C[6] |=W=H6h* nH% 1lD?: Du."O]syD [.`%]Z( $(U}#[Vie
S|?Ht61k RVA=1175.5N #-Ad0/ fK{[=xMr@ <UMT:`h1MZ b&1-tYV eq#x~O4 T^~9'KDd MVC=67004N.MM {#'M3z= lYMNx|PF ie%_- n%YG)5; J%n{R60b Nu%:7 eX@7f!uz Hz6yy* qTl/bFD O#5ll2? RHB=9381N p/f!\ RHA=3488N OnKPD=< XgmblNp1 tSvklI )"o+wSI1 p!~{<s] f;"6I MHC左=-198816Nmm }_{QsPx9 X&qa3C}) MHC右=-280307Nmm BLvI[b|3gn 4Dd7I yw(E} o-D,K dY 23;e/Qr 1xkU;no 截面B的弯矩 qJ|n73yn (5)求后来弯矩并作合成弯矩图f) n*oa J<o% 7q] @Jx9 (6)作扭矩aT图g) ]U,K]y[Bj 考虑启,制动的影响 挤合 a=0.6 ;I+"MY7D oYG].PC (7)求出量变矩并作当量变矩图h) 7Z;w<b~ O(( kv|X4 (8)校核轴危险截面的强度 %ycCNS 由图h)知轴上当量变矩最大的截面左右,轴承支点的B处,故校核该截面的当量应力。 CY4_= %YaUc{.% B
az:N6u L8~nx}UP5 .2b) rKo~ N&0MA #NVqS5 YORFq9a{R ,Dz2cR6 xmDX1sL** r]{fjw(~ LaE;{ jY Hr$oT=x[ MHB=-530000Nmm %;0w2W {I|k@ xrT_ro8 L-d8bA 0;)6ZU MC左=20980Nmm H&L=WF+x MC右=28820Nmm v.1= TBh Ss u{Lj g[;iVX^1& 3D~Fu8Hg1 @"s\eL,r ;f-|rC_" Yf:utCvv (nrrzOax ![5<\ MLC左=33159Nmm 8m A6l0 MLB=554794Nmm ZW2#'$b ABV\:u
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