| wuyanjun |
2008-12-30 18:39 |
一些齿圆柱齿轮减速器的设计员说明书
机械设计课程--带式运输机传动装置中的同轴式1级圆柱齿轮减速器 目 录 ua-cX3E 设计任务书……………………………………………………1 @'yD(ZMAz 传动方案的拟定及说明………………………………………4 N>$Nw<wV 电动机的选择…………………………………………………4 '[h|f 计算传动装置的运动和动力参数……………………………5 oU.LYz_ 传动件的设计计算……………………………………………5 I}a iy.l 轴的设计计算…………………………………………………8 =Qcz :ng 滚动轴承的选择及计算………………………………………14 XdDy0e4{%< 键联接的选择及校核计算……………………………………16 T"2D<7frbo 连轴器的选择…………………………………………………16 >/DyR+?>4 减速器附件的选择……………………………………………17 -$]Tn#`Fb 润滑与密封……………………………………………………18 MOIH%lpe 设计小结………………………………………………………18 }"'^.FG^_ 参考资料目录…………………………………………………18 N}*|*!6hI 机械设计课程设计任务书 27t23@{YL 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 ci@U
a}T 一. 总体布置简图 @qfVt 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 yBPaGZ{f 二. 工作情况: ZMHb 载荷平稳、单向旋转 TuBl9 p'6 三. 原始数据 &.Jp,Xt) 鼓轮的扭矩T(N•m):850 hK+Iow- 鼓轮的直径D(mm):350 Vc!;O9dP 运输带速度V(m/s):0.7 /8GgEW9Q~G 带速允许偏差(%):5 ueiXY| 使用年限(年):5 yB7=8 Pcx 工作制度(班/日):2 ^fLePsmd 四. 设计内容 A(mU,^ 1. 电动机的选择与运动参数计算; }/yhwijg 2. 斜齿轮传动设计计算 ov=[g l 3. 轴的设计 d (Fb_ 4. 滚动轴承的选择 ?dukK3u 5. 键和连轴器的选择与校核; @}K'Ic 6. 装配图、零件图的绘制 A3p@hQl 7. 设计计算说明书的编写 n+M:0{Y| 五. 设计任务 !po8[fz~x 1. 减速器总装配图一张 `5[d9z/ 6 2. 齿轮、轴零件图各一张 2z7+@!w/ 3. 设计说明书一份 /3!KfG 六. 设计进度 3hOiHO
; 1、 第一阶段:总体计算和传动件参数计算 C|"h] 2、 第二阶段:轴与轴系零件的设计 d7y`AS@q6 3、 第三阶段:轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制 a{7>7%[ 4、 第四阶段:装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写 &i8AB{OU 传动方案的拟定及说明 t%e}'?#^ 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。 2Y)3Ue 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。 /RuGh8qzP 电动机的选择 8I)66 1.电动机类型和结构的选择 `/:ZB6 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。 O!}TZfC 2.电动机容量的选择 Fg)Iw<7_2 1) 工作机所需功率Pw .$/Su3]K/ Pw=3.4kW y]B?{m``6 2) 电动机的输出功率 ,~-"EQT Pd=Pw/η [V ~(7U η= =0.904 TC80nP Pd=3.76kW )\C:| 3.电动机转速的选择 ugEh}3 nd=(i1’•i2’…in’)nw $9DV} 初选为同步转速为1000r/min的电动机 XYtDovbv& 4.电动机型号的确定 G};os+FxF 由表20-1查出电动机型号为Y132M1-6,其额定功率为4kW,满载转速960r/min。基本符合题目所需的要求 \0iF <0oy 计算传动装置的运动和动力参数 QAigbSn] 传动装置的总传动比及其分配 PpD ?TAlA 1.计算总传动比 V,<3uQD9a 由电动机的满载转速nm和工作机主动轴转速nw可确定传动装置应有的总传动比为: tr6<89e(o i=nm/nw {OP[Rrm nw=38.4 ^uIP i=25.14 [R[]&\W 2.合理分配各级传动比 @UCGsw 由于减速箱是同轴式布置,所以i1=i2。 &v7$*n27 因为i=25.14,取i=25,i1=i2=5 *Ppb; 速度偏差为0.5%<5%,所以可行。 /s"mqBXCG 各轴转速、输入功率、输入转矩 ]a)o@FI 项 目 电动机轴 高速轴I 中间轴II 低速轴III 鼓 轮 Bb2;zOGdA 转速(r/min) 960 960 192 38.4 38.4 HV-c
DL 功率(kW) 4 3.96 3.84 3.72 3.57 *HFRG)[V 转矩(N•m) 39.8 39.4 191 925.2 888.4 `9BZ))Pg 传动比 1 1 5 5 1 ct+ ;W 效率 1 0.99 0.97 0.97 0.97 p]/HZS.-b p< i;@H;: 传动件设计计算 C?jk#T 1. 选精度等级、材料及齿数 {.=089`{ 1) 材料及热处理; a>x3UVf_ 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。 K' xN>qc 2) 精度等级选用7级精度; wQ
/IT}- 3) 试选小齿轮齿数z1=20,大齿轮齿数z2=100的; n,hl6[O L7 4) 选取螺旋角。初选螺旋角β=14° InnjZ>$ 2.按齿面接触强度设计 +eSNwR= 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 qRkY-0vBP 按式(10—21)试算,即 ;i*<HNQ dt≥ QOA7#H-m9 1) 确定公式内的各计算数值 b^[Ab:`}[V (1) 试选Kt=1.6 e&WlJ (2) 由图10-30选取区域系数ZH=2.433 2Wwzcvs@ (3) 由表10-7选取尺宽系数φd=1 22aS
<@} (4) 由图10-26查得εα1=0.75,εα2=0.87,则εα=εα1+εα2=1.62 F!DDlYUz. (5) 由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8Mpa xj8yQ Y1 (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; N `-\'h (7) 由式10-13计算应力循环次数 ~NT2QY5!K N1=60n1jLh=60×192×1×(2×8×300×5)=3.32×10e8 5VD(fW[OW] N2=N1/5=6.64×107 iV#sMJN9 (8) 由图10-19查得接触疲劳寿命系数KHN1=0.95;KHN2=0.98 f]Jn\7j4 (9) 计算接触疲劳许用应力 \ng!qN 取失效概率为1%,安全系数S=1,由式(10-12)得 XpWcf ([ [σH]1==0.95×600MPa=570MPa dm8N;r/w [σH]2==0.98×550MPa=539MPa
2P3,\L [σH]=[σH]1+[σH]2/2=554.5MPa L?_'OwaY 2) 计算 iNj*Gj (1) 试算小齿轮分度圆直径d1t I`k%/ei38 d1t≥ = =67.85 2d),*Cvf (2) 计算圆周速度 T1,Nb>gBq^ v= = =0.68m/s En01LrC? (3) 计算齿宽b及模数mnt c>I(6$ b=φdd1t=1×67.85mm=67.85mm M)sM G
C mnt= = =3.39 9e5XS\ h=2.25mnt=2.25×3.39mm=7.63mm \ZN> 7?Vs b/h=67.85/7.63=8.89 .nDB{@# (4) 计算纵向重合度εβ <'WS -P%U εβ= =0.318×1×tan14 =1.59 sz;B-1^6 (5) 计算载荷系数K yW3!V-iA 已知载荷平稳,所以取KA=1 ?'>pfU 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,
zciL'9 故 KHβ=1.12+0.18(1+0.6×1 )1×1 +0.23×10 67.85=1.42 P){b"`f 由表10—13查得KFβ=1.36 D,R"P }G 由表10—3查得KHα=KHα=1.4。故载荷系数 '" MT$MrT K=KAKVKHαKHβ=1×1.03×1.4×1.42=2.05 R( 2,1f=d (6) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径,由式(10—10a)得 i'bviD d1= = mm=73.6mm py\KY R (7) 计算模数mn
h{ xq mn = mm=3.74 :Vdo.uUa 3.按齿根弯曲强度设计 tUOqF 由式(10—17 mn≥ ;og[q 1) 确定计算参数 b}&2j3-n, (1) 计算载荷系数 3[_zz;Y*d K=KAKVKFαKFβ=1×1.03×1.4×1.36=1.96 o2'^MxKb T (2) 根据纵向重合度εβ=0.318φdz1tanβ=1.59,从图10-28查得螺旋角影响系数 Yβ=0。88 oU|yBs1 O+f'Ql (3) 计算当量齿数 hYvWD.c} z1=z1/cos β=20/cos 14 =21.89 \S5YS2,P z2=z2/cos β=100/cos 14 =109.47 {Q?\%4>2 (4) 查取齿型系数 n1Ic[cM} 由表10-5查得YFa1=2.724;Yfa2=2.172 @wVq%GG} (5) 查取应力校正系数 %Z.!T 由表10-5查得Ysa1=1.569;Ysa2=1.798 L0^rw|Z%' (6) 计算[σF] S/?!ESW6 σF1=500Mpa Z'Uc}M'U σF2=380MPa PiL[&_8g KFN1=0.95 PxAUsY KFN2=0.98 3'*}ZDC [σF1]=339.29Mpa {tKi8O^Rb [σF2]=266MPa N6R0$Br (7) 计算大、小齿轮的 并加以比较 yb/v?q?Fk = =0.0126 K^6fg,& = =0.01468 @Z+(J:Grm5 大齿轮的数值大。 z5tOsU 2) 设计计算 n0
q$/Y. mn≥ =2.4
dj}y6V& mn=2.5 m)\wbkC 4.几何尺寸计算 i3dV2^O 1) 计算中心距 w]ihGh z1 =32.9,取z1=33 g&]n:qx z2=165 KtMD? a =255.07mm (R{|* :KP a圆整后取255mm ]r&dWF 2) 按圆整后的中心距修正螺旋角 bnZ`Wc*5b β=arcos =13 55’50” 8+|7*Ud 3) 计算大、小齿轮的分度圆直径 ^J-"8% d1 =85.00mm h\<;N*Xi d2 =425mm )O:T\{7+ 4) 计算齿轮宽度 h0c&}kM b=φdd1 x2M{=MExE. b=85mm b0:5i<"w6 B1=90mm,B2=85mm dN)@/R^E; 5) 结构设计 zNh$d;(O$^ 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。 H_&z-g` 轴的设计计算 BpR#3CfW 拟定输入轴齿轮为右旋 1)N~0)dO II轴: b!l/O2
G 1.初步确定轴的最小直径 \L5h& | |