已知:运输带F=2600N,V=1.5m/s,卷筒直径D=270mm。 L,\Iasv
A"]YM'.
1、输出功率P2=F*V=2600*1.5=3.9kw ^W^OfY
卷筒转速N2=(60000*V)/(π*D)=(60000*1.5)/(π*270)=106.2r/min ;pAK_>
输出转矩T2=9550*P2/N2=9550*3.9/106.2=350.7N.m J5qZFD
2、根据负载选择电动机。 hb$Ce'}N
双级圆锥圆柱齿轮传动的效率为0.94~0.95,取0.94 uT"rq:N
则电机功率P1>=P2/0.94=3.9/0.94=4.15kw 7! Nsm
查表:选择Y系列电机,型号为Y132S-4,额定功率P1=5.5kw,转速n1=1440r/min。 _f83-':W6
则总传动比i=N1/N2=1440/106.2=13.56 DQ3<$0
3、传动比分配: TOt dUO
因为速度、载荷都不大,采用二级直齿圆锥圆柱齿轮传动。 V0@=^Bls
高速级传动为直齿锥齿轮,为避免锥齿轮尺寸过大,取传动比i1=0.25*i=3.14,取i1=3 gdc<ZYcM
则i2=i/i1=13.56/3=4.52。 ]gOy(\B
aN?zmkPpov
'L'R9&o<X
<I?Zk80
高速级锥齿轮设计计算: 1zv'.uu.,
4RO}<$Nx}
1、小齿轮材料选用40Cr淬火,硬度48-55HRC ?`s8 pPc4
大齿轮选用45调质,硬度217-255HBS 9{l}bu/u
G{}VPcrbC
2、小齿轮转矩T1=9550*P1/N1=9550*5.5/1440=36.48 N.m
"jZ-,P=
按齿面接触强度初步估算: FrS]|=LJhX
公式:d'e1=1951*((K*T1)/(u*σ'HP^2))^(1/3) M3\AY30L
载荷系数k=1.2 o-5TC
齿数比u=i1=3 [,Gg^*umS
查小齿轮齿面接触疲劳极限σHlim=1200MPa ,+k\p5P
σ'HP=σHlim/S'H=1200/1.1=1090MPa (S'H估算时取1.1) HPl<%%TI
则d'e1=1951*((1.2*34.48)/(3*1090^2))^(1/3)=45.18mm [0!( xp^
3、查手册,取小齿轮齿轮Z1=19 %b$>qW\*&
则Z2=i1*Z1=19*3=57 ZK,G v
分锥角:δ1=arctan(z1/z2)=arctan(19/57)=18°26'6" j#|ZP-=1_
4?kcv59
δ2=90°-δ1=71°33'54" oA
1yIp
大端模数 :me=d'e1/z1=56.46/19=2.38,取标准值me=2.5mm e'~3oqSvR
大端度圆直径:de1=me*z1=2.5*19=47.5mm }bxs]?OW>
de2=me*z2=2.5*57=142.5mm r!v\"6:OM
外锥距Re=de1/2sinδ1=47.5/(2*sinδ1)=75.104mm (PLUFT
齿宽b=0.3Re=0.3*75.104=22.5mm,取23mm aE8VZ8tvq
中点模数M=me*(1-0.5*0.3)=2.125mm y29m/i:
中点分度圆直径dm1=2.125*19=40.375mm Q &8-\
dm1=2.125*57=124.125mm e~OpofJNb
当量齿数Zv1=z1/cosδ1=20.028 Jy)/%p~
Zv2=z2/cosδ2=180.25 V3Bz
Mw\9r
变位系数为0 z{
dEC %
MgZ/(X E
其他结构尺寸(略) L(-4w+
-).C
4、较核齿面接触疲劳强度(略) _a, s
)
cAw/I@jG
5、工作图(略) &oNAv-m^GD
:OT&
圆柱齿轮传动设计计算: j 7B!h|
mh%VrAq
一、设计参数 43cE`9~
传递功率 P=5.5(kW) zLQx%Yg!
传递转矩 T=109.42(N·m) *. t^MP
齿轮1转速 n1=480(r/min) "]*tLL:`
齿轮2转速 n2=106.2(r/min) P \I|,
传动比 i=4.52 "+c-pO`Wg
原动机载荷特性 SF=均匀平稳 Xw1*(ffk
工作机载荷特性 WF=均匀平稳 ctQ/wrkU
预定寿命 H=40000(小时) F|8&
Wwo0%<2y
二、布置与结构 u8^lB7!e/
闭式,对称布置 [E_9V%^
4+n\k
三、材料及热处理 42{~Lhxt
硬齿面,热处理质量级别 MQ qq?!LEZ
/r 5eWR1G
齿轮1材料及热处理 20Cr<渗碳> BtZ yn7a
齿轮1硬度取值范围 HBSP1=56~62 7<4qQ.deE
齿轮1硬度 HBS1=59 Om&Dw|xG8
\V:^h[ad
齿轮2材料及热处理 =45调质 [[ZJ]^n,
齿轮2硬度取值范围 HBSP2=217~255HBS 4-w{BZuS
齿轮2硬度 HBS2=230HBS !-bB559Nv
okXl8&mi
]:;&1h3'7
四、齿轮精度:7级 buC{r,
7)m9"InDI
五、齿轮基本参数 f1? >h\F8
模数(法面模数) Mn=2.5 =1!
'QUc
齿轮1齿数 Z1=17 Bvj0^fSm
齿轮1变位系数 X1=0.00 MD]>g>
齿轮1齿宽 B1=25.00(mm) }JfjX'
齿轮1齿宽系数 Φd1=0.588 yZ:qU({KhD
=Qq+4F)MD
齿轮2齿数 Z2=77 rQX zR
齿轮2变位系数 X2=0.00 U*:!W=XN
齿轮2齿宽 B2=20.00(mm) :&Nbw
齿轮2齿宽系数 Φd2=0.104 8L XHk l
<3iMRe
总变位系数 Xsum=0.000 E^PB)D(.
标准中心距 A0=117.50000(mm) Z)!C'c b
实际中心距 A=117.50000(mm
c> af
0x7'^Z>-oe
齿轮1分度圆直径 d1=42.50000(mm) dx]>(e@(t{
齿轮1齿顶圆直径 da1=47.50000(mm) ^8tEach
齿轮1齿根圆直径 df1=36.25000(mm) R]dg_Da
齿轮1齿顶高 ha1=2.50000(mm) t)
+310w
齿轮1齿根高 hf1=3.12500(mm) K,]=6Rj
齿轮1全齿高 h1=5.62500(mm) n%-0V>
齿轮1齿顶压力角 αat1=32.777676(度) =;k|*Ny
.hiSw
齿轮2分度圆直径 d2=192.50000(mm) J1kM\8%b\
齿轮2齿顶圆直径 da2=197.50000(mm) !wNO8;(
齿轮2齿根圆直径 df2=186.25000(mm) e)ZUO_Q$
齿轮2齿顶高 ha2=2.50000(mm) >/\'zi]L
齿轮2齿根高 hf2=3.12500(mm) wzaV;ac4K
齿轮2全齿高 h2=5.62500(mm) Mtv?:q
齿轮2齿顶压力角 αat2=23.665717(度) $(9U @N9E
U.TA^S]`g
齿轮1分度圆弦齿厚 sh1=3.92141(mm) Jwp7gYZ
齿轮1分度圆弦齿高 hh1=2.59065(mm) ~
1 pr~
齿轮1固定弦齿厚 sch1=3.46762(mm) yVc(`,tZ(
齿轮1固定弦齿高 hch1=1.86889(mm) m*;ERK
齿轮1公法线跨齿数 K1=2 +V+a4lU14
齿轮1公法线长度 Wk1=11.66573(mm) d3Rw!slIq
DJir { \F
齿轮2分度圆弦齿厚 sh2=3.92672(mm) OB7hlW
齿轮2分度圆弦齿高 hh2=2.52003(mm) fnY.ao1-s[
齿轮2固定弦齿厚 sch2=3.46762(mm) BHw, 4#F1;
齿轮2固定弦齿高 hch2=1.86889(mm) n(Uyz`qE
齿轮2公法线跨齿数 K2=9 h~26WLf.
齿轮2公法线长度 Wk2=65.42886(mm) aT<q=DO
VX/#1StC
齿顶高系数 ha*=1.00
7.T?#;'3
顶隙系数 c*=0.25 HThcn1u~^b
压力角 α*=20(度) 2oU_2P
端面齿顶高系数 ha*t=1.00000 $N\Ja*g
端面顶隙系数 c*t=0.25000 .2pK.$.
端面压力角 α*t=20.0000000(度) ;]fs'LH
l@\FWWQ
xpI wrJO
六、强度校核数据 :jx4{V
齿轮1接触强度极限应力 σHlim1=1250.0(MPa) &R siVBA
齿轮1抗弯疲劳基本值 σFE1=816.0(MPa) V:27)]q
齿轮1接触疲劳强度许用值 [σH]1=1576.3(MPa) Ug`djIL
齿轮1弯曲疲劳强度许用值 [σF]1=873.5(MPa) Wf<LR3
齿轮2接触强度极限应力 σHlim2=1150.0(MPa) *dF>_F
齿轮2抗弯疲劳基本值 σFE2=640.0(MPa) Bf:Q2slqI
齿轮2接触疲劳强度许用值 [σH]2=1450.2(MPa) a>)f=uS
齿轮2弯曲疲劳强度许用值 [σF]2=685.1(MPa) i&k7-<
接触强度用安全系数 SHmin=1.00 to\Ni~a&
弯曲强度用安全系数 SFmin=1.40 .KC++\{HE
接触强度计算应力 σH=1340.5(MPa) V,9cl,z+
接触疲劳强度校核 σH≤[σH]=满足 !wp3!bLp
齿轮1弯曲疲劳强度计算应力 σF1=455.2(MPa) 8] ikygt"
齿轮2弯曲疲劳强度计算应力 σF2=398.3(MPa) ~v83pu1!2s
齿轮1弯曲疲劳强度校核 σF1≤[σF]1=满足 5?L<N:;J_
齿轮2弯曲疲劳强度校核 σF2≤[σF]2=满足 7Qsgys#/=
5coZ|O&f8
0g\(+Qg^
v}(WaO#S
实际传动比i2=z2/z1=77/17=4.53 mqJ_W[y7
aoTP[Bp
总传动比i=i1*i2=3*4.53=13.6 _~pbqa,
" Jr-J#gg
误差:(13.6-13.56)/13.56=0.3%<5%