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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 pk6<wAs*?# 设计任务书……………………………………………………1 ;_0frX 传动方案的拟定及说明………………………………………4 CD4@0Z+ 电动机的选择…………………………………………………4 "d2JNFIHb 计算传动装置的运动和动力参数……………………………5 r6It)PQ 传动件的设计计算……………………………………………5 R`,|08E 轴的设计计算…………………………………………………8 %zO>]f& 滚动轴承的选择及计算………………………………………14 N;4wbUPL7h 键联接的选择及校核计算……………………………………16 uvi&! )x 连轴器的选择…………………………………………………16 5yjG\~ 减速器附件的选择……………………………………………17 q``/7 润滑与密封……………………………………………………18 E@-5L9eJ\ 设计小结………………………………………………………18 xl9S=^`= 参考资料目录…………………………………………………18 tRNMiU 机械设计课程设计任务书 ]1MZ:]k 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 N$u: ! 一. 总体布置简图 I A$= 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 x+v&3YF 二. 工作情况: 7Rn
4gT 载荷平稳、单向旋转 P1|3%#c 三. 原始数据 |o@U
L 鼓轮的扭矩T(N•m):850 Z6&bUZF$bE 鼓轮的直径D(mm):350 (Dn1Eov 运输带速度V(m/s):0.7 l
nJ 带速允许偏差(%):5 ^FZ9q 使用年限(年):5 c= aZ[ 工作制度(班/日):2 iDdR-T| 四. 设计内容 (px3o'ls h 1. 电动机的选择与运动参数计算; =Z..&H5i 2. 斜齿轮传动设计计算 B;nIKZ 3. 轴的设计 *\*]:BIe&v 4. 滚动轴承的选择 a6?t?:~| 5. 键和连轴器的选择与校核; (0Jr<16si$ 6. 装配图、零件图的绘制 X_)x Fg'k 7. 设计计算说明书的编写 R_"6E8N 五. 设计任务 g"`jWSt7Q 1. 减速器总装配图一张 )(pgJLW 2. 齿轮、轴零件图各一张 @VyF'
?} 3. 设计说明书一份 ?QtM|e 六. 设计进度 U&SSc@of 1、 第一阶段:总体计算和传动件参数计算 \\{78WDA 2、 第二阶段:轴与轴系零件的设计 |nU%H=Rs/ 3、 第三阶段:轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制 IsjN
xBM 4、 第四阶段:装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写 cfy9wD 传动方案的拟定及说明 iH>b"H> 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。 JURg=r]LI 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。 YoZd,} i 电动机的选择 X|L_}Q7 1.电动机类型和结构的选择 u++a0>N 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。 oG-Eac, 2.电动机容量的选择 rddn"~lm1 1) 工作机所需功率Pw ,V)hV@Dk Pw=3.4kW X5= Ki
$+ 2) 电动机的输出功率 ^;$9>yi1 Pd=Pw/η ^ '_Fd η= =0.904 X>Z83qV5d! Pd=3.76kW Z/;hbbG 3.电动机转速的选择 sosIu nd=(i1’•i2’…in’)nw '1zC|:, 初选为同步转速为1000r/min的电动机 3%u: c]-wF 4.电动机型号的确定 Ds@K%f(.?w 由表20-1查出电动机型号为Y132M1-6,其额定功率为4kW,满载转速960r/min。基本符合题目所需的要求 wkp$/IZKMj 计算传动装置的运动和动力参数 P<9T.l 传动装置的总传动比及其分配 cca]@Ox] 1.计算总传动比 2\gbciJ[{( 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: e.(RhajB i=nm/nw "V,dH%&j nw=38.4 ^}kYJvqA i=25.14 ANR611-a 2.合理分配各级传动比 Ko
"JH=< 由于减速箱是同轴式布置,所以i1=i2。 z;>O5a>z 因为i=25.14,取i=25,i1=i2=5 3Q,p, 速度偏差为0.5%<5%,所以可行。 L l,nt 各轴转速、输入功率、输入转矩 ;cb='s 项 目 电动机轴 高速轴I 中间轴II 低速轴III 鼓 轮 RG/P] 转速(r/min) 960 960 192 38.4 38.4
\P*%u 功率(kW) 4 3.96 3.84 3.72 3.57 $$R-> 转矩(N•m) 39.8 39.4 191 925.2 888.4 OQDx82E 传动比 1 1 5 5 1 -CPLgT 效率 1 0.99 0.97 0.97 0.97 Q?'Ax"$D uuy0fQQ8ti 传动件设计计算 5KssfI
a 1. 选精度等级、材料及齿数 o
Y<vKs^ 1) 材料及热处理; {s?hXB 选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。 QdIoK7J 9 2) 精度等级选用7级精度; o/!a7>xO4 3) 试选小齿轮齿数z1=20,大齿轮齿数z2=100的; !DKl:8mx4 4) 选取螺旋角。初选螺旋角β=14° W61:$y}8 2.按齿面接触强度设计 P[e#j 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 w_Z*X5u 按式(10—21)试算,即 {Hw$`wL dt≥ U*T :p>& 1) 确定公式内的各计算数值 0%3T'N% (1) 试选Kt=1.6 `?T8NK (2) 由图10-30选取区域系数ZH=2.433 OW8TiM
mK (3) 由表10-7选取尺宽系数φd=1 l_2YPon (4) 由图10-26查得εα1=0.75,εα2=0.87,则εα=εα1+εα2=1.62 ?!bWUVC)_ (5) 由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8Mpa =I+5sCF{g (6) 由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1=600MPa;大齿轮的解除疲劳强度极限σHlim2=550MPa; *y W9-( (7) 由式10-13计算应力循环次数 ?_/T$b] N1=60n1jLh=60×192×1×(2×8×300×5)=3.32×10e8 Ll^9,G"Tt N2=N1/5=6.64×107 dW#l3_'3T (8) 由图10-19查得接触疲劳寿命系数KHN1=0.95;KHN2=0.98 u_$Spbc]/ (9) 计算接触疲劳许用应力 92*Y( > 取失效概率为1%,安全系数S=1,由式(10-12)得 >JN[5aus [σH]1==0.95×600MPa=570MPa
.r@'9W^8 [σH]2==0.98×550MPa=539MPa &oDu$%dkT [σH]=[σH]1+[σH]2/2=554.5MPa `]<~lf 2) 计算 "C+Fl
/v (1) 试算小齿轮分度圆直径d1t D&8*4> d1t≥ = =67.85 y(Q.uYz* (2) 计算圆周速度 Oi n:5K)4- v= = =0.68m/s AdRt\H < (3) 计算齿宽b及模数mnt yy\d<-X~ b=φdd1t=1×67.85mm=67.85mm ?^:
xNRE$j mnt= = =3.39 bJ6v5YA% h=2.25mnt=2.25×3.39mm=7.63mm N,`<:' b/h=67.85/7.63=8.89 }sGH}n<9* (4) 计算纵向重合度εβ q.RW_t~ εβ= =0.318×1×tan14 =1.59 QBT_H"[ (5) 计算载荷系数K =[^_x+x
hE 已知载荷平稳,所以取KA=1 t`A5wqm 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, $e![^I]` 故 KHβ=1.12+0.18(1+0.6×1 )1×1 +0.23×10 67.85=1.42 Jm
G)=$, 由表10—13查得KFβ=1.36 wmgKh)`@_{ 由表10—3查得KHα=KHα=1.4。故载荷系数 L+"5g@ K=KAKVKHαKHβ=1×1.03×1.4×1.42=2.05 *AN2&>Y (6) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径,由式(10—10a)得 zDofe* d1= = mm=73.6mm 7~ok*yG w (7) 计算模数mn |;P9S mn = mm=3.74 gkNvvuQXc 3.按齿根弯曲强度设计 eVbaxL!Q^ 由式(10—17 mn≥ l=<
: 1) 确定计算参数 @~<M_63 (1) 计算载荷系数 nXqZkZE\ K=KAKVKFαKFβ=1×1.03×1.4×1.36=1.96 /S+gh;2OC (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 QA&BNG *.9.BD9 (3) 计算当量齿数 j*jO809%^ z1=z1/cos β=20/cos 14 =21.89 KCkA4`IeM z2=z2/cos β=100/cos 14 =109.47 9
&~Rj 9 (4) 查取齿型系数 nAJ<@a 由表10-5查得YFa1=2.724;Yfa2=2.172 "b"Q0"w (5) 查取应力校正系数 xI7;(o" 由表10-5查得Ysa1=1.569;Ysa2=1.798 #:?vpV#i (6) 计算[σF] 'WG%O7s. σF1=500Mpa skn`Q>a σF2=380MPa 2*K _RMr~ KFN1=0.95 wZm=h8d KFN2=0.98 ',yY [σF1]=339.29Mpa NK+iLXC [σF2]=266MPa *a7&v3X (7) 计算大、小齿轮的 并加以比较 r9@Q="J_) = =0.0126 T)ra>r<# = =0.01468 Y&k6Xhuao 大齿轮的数值大。 <tbsQ3 2) 设计计算 tF<|Eja* mn≥ =2.4 FU|c[u|z mn=2.5 {g *kr1JM 4.几何尺寸计算 PZRm.vC)k 1) 计算中心距 ;m3SlP{F z1 =32.9,取z1=33 <5Jp2x# z2=165 dM(}1%2 a =255.07mm joh=0nk;D a圆整后取255mm mzz77i
2) 按圆整后的中心距修正螺旋角 sSC yjS'T β=arcos =13 55’50” 2rq)U+ 3) 计算大、小齿轮的分度圆直径 MeqW/!72$L d1 =85.00mm sW B;?7P
d2 =425mm m1X0stFRs" 4) 计算齿轮宽度 \KmjA)( b=φdd1 HPGi5rU b=85mm n;0bVVMV B1=90mm,B2=85mm hgCeU+ H 5) 结构设计 MmBM\Dnv 以大齿轮为例。因齿轮齿顶圆直径大于160mm,而又小于500mm,故以选用腹板式为宜。其他有关尺寸参看大齿轮零件图。 xGq,hCQHV 轴的设计计算 aU3
m{pE 拟定输入轴齿轮为右旋 \5$N>
2kO II轴: 6<+R55 1.初步确定轴的最小直径 /YWoDHL d≥ = =34.2mm w<<G}4~u| 2.求作用在齿轮上的受力 ~\c]!%)o Ft1= =899N t,;1?W# Fr1=Ft =337N Q9N=yz Fa1=Fttanβ=223N; ;6I{7[ Ft2=4494N >8~+[e Fr2=1685N +! 6C^G Fa2=1115N *s/sF@8<X 3.轴的结构设计 Yz0ruhEMk 1) 拟定轴上零件的装配方案 )FM/^ i. I-II段轴用于安装轴承30307,故取直径为35mm。 s%Q
pb{ ii. II-III段轴肩用于固定轴承,查手册得到直径为44mm。 hSc$Sa8 iii. III-IV段为小齿轮,外径90mm。 ^.F@yo2} iv. IV-V段分隔两齿轮,直径为55mm。 2+Z2`k]AC v. V-VI段安装大齿轮,直径为40mm。 ti)foam vi. VI-VIII段安装套筒和轴承,直径为35mm。 AG2iLictv 2) 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 :<w3.(Z 1. I-II段轴承宽度为22.75mm,所以长度为22.75mm。 P. P3/, 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。 x"~F=jT 3. III-IV段为小齿轮,长度就等于小齿轮宽度90mm。 L=Q-r[ 4. IV-V段用于隔开两个齿轮,长度为120mm。 ,8g~,tMr+ 5. V-VI段用于安装大齿轮,长度略小于齿轮的宽度,为83mm。 [6Uc?Bi 6. VI-VIII长度为44mm。 qn#\ro1H 4. 求轴上的载荷 [1'`KJ] 66 207.5 63.5 pr.Vfb Fr1=1418.5N KUVsCmiT Fr2=603.5N '|< | |