1、输入齿轮的各项参数:
@v/Ae_q! (h@~0S 齿数:tooths;模数:mn;压力角:angle;螺旋角:helix;变位系数:xn;齿高变动系数:teeth_change_modulus;
5HAAa I a*_"
nI&lr 径向间隙系数:c_modulus;齿顶高系数:ha_modulus;齿宽:teeth_width;齿厚等于
http://www.ji-xie.net.cn齿槽宽的圆的直径:dse;
[*ug:PG \4OU+$m 2、编辑齿轮关系式:见“软件下载”区;
E%Ysyk {ueDwnZ 3、插入基准曲线(草绘):
U?:?NC=1{ !Xq5r8] FRONT平面作为草绘平面,绘制4个圆,圆的直径分别设定为:da, db, df, dse;完成后如下图:
raP9rEs Qq.Ja%Zq d.U"lP/)D 本篇教程来源于 完全教程网 原文链接:
http://203.208.35.101/search?q=cache:Ud8Xi5GRvbsJ:www.pcstu.com/IndustrialDesign/Pro_E/proym/20070214/32062.html+%E6%96%9C%E9%BD%BF%E5%9C%86%E6%9F%B1%E9%BD%BF&hl=zh-CN&ct=clnk&cd=4&gl=cn&st_usg=ALhdy29tKpA6uTN7VmfcxRYwRSxWz-o5TQ ;t.)A3 PL 回答者: lovegps - 副总裁 十级 11-25 14:33
-7I%^u 一、 设计题目:二级直齿圆柱齿轮减速器
%wJ>V-\e 1. 要求:拟定传动关系:由电动机、V带、减速器、联轴器、工作机构成。
\:Hh'-77q 2. 工作条件:双班工作,有轻微振动,小批量生产,单向传动,使用5年,运输带允许误差5%。
>8`;SEnv 3. 知条件:运输带卷筒转速 ,
T+5H2]yy) 减速箱输出轴功率 马力,
q{q;X{ 二、 传动装置总体设计:
[RDY(}P% 1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。
U'} [:h~) 2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀,要求轴有较大的刚度。
gb^'u 3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 其传动方案如下:
)o::~ eu RS{E| 三、 选择电机
&_]bzTok 1. 计算电机所需功率 : 查手册第3页表1-7:
/5f=a
-带传动效率:0.96
@[ '?AsO -每对轴承传动效率:0.99
CT=5V@_u\ -圆柱齿轮的传动效率:0.96
(.$e@k= -联轴器的传动效率:0.993
cm>+f ^4?n —卷筒的传动效率:0.96
91FVe 说明:
|[/XG2S -电机至工作机之间的传动装置的总效率:
j W-K J@q!N;eh| ]#FQde4]5 2确定电机转速:查指导书第7页表1:取V带传动比i=2 4
3HndE~_C& 二级圆柱齿轮减速器传动比i=8 40所以电动机转速的可选范围是:
AD'c#CT Qer}eg`R 符合这一范围的转速有:750、1000、1500、3000
k,/2]{#53d 根据电动机所需功率和转速查手册第155页表12-1有4种适用的电动机型号,因此有4种传动比方案如下:
G|UeR=/ 方案 电动机型号 额定功率 同步转速
!@)tkhP r/min 额定转速
V67<Ky> r/min 重量 总传动比
e=",58 1 Y112M-2 4KW 3000 2890 45Kg 152.11
*.-qbwOg 2 Y112M-4 4KW 1500 1440 43Kg 75.79
V:8{MO(C\ 3 Y132M1-6 4KW 1000 960 73Kg 50.53
6.3qux9 4 Y160M1-8 4KW 750 720 118Kg 37.89
S<++eu 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比,可见第3种方案比较合适,因此选用电动机型号为Y132M1-6,其主要参数如下:
)aX#RM? N kl5Y{![/&f 额定功率kW 满载转速 同步转速 质量 A D E F G H L AB
((fFe8Rn)q 4 960 1000 73 216 38 80 10 33 132 515 280
`{nzw $ 四 确定传动装置的总传动比和分配传动比:
*,XT;h$'> 总传动比:
,LDdL 分配传动比:取 则
HhUk9 >7 取 经计算
JZ"XrS0? 注: 为带轮传动比, 为高速级传动比, 为低速级传动比。
<TEDs4
C 五 计算传动装置的运动和动力参数:
3hR3)(+1 将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、3轴、4轴
3TT?GgQ ——依次为电机与轴1,轴1与轴2,轴2与轴3,轴3与轴4之间的传动效率。
]Mgxv>zRbs 1. 各轴转速:
d((,R@N' E@)9'?q /|[%~`?BM 2各轴输入功率:
)m10IyUAY k=.pcDX N6/;p]| fSm|anuKZe 3各轴输入转矩:
f_r4*#&v X}]g;|~SN g;</ |Z ~" U^N:I" ' "o2;J)7 运动和动力参数结果如下表:
iaQ3mk# 轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min
|\h<!xR 输入 输出 输入 输出
!u%XvxJwDb 电动机轴 3.67 36.5 960
!MD uj 1轴 3.52 3.48 106.9 105.8 314.86
S(5&%}QFQ 2轴 3.21 3.18 470.3 465.6 68
'X1/tB8* 3轴 3.05 3.02 1591.5 1559.6 19.1
BGL-lJrG 4轴 3 2.97 1575.6 1512.6 19.1
sKL"JA
T 六 设计V带和带轮:
-T .C?Q g 1.设计V带
7j{63d`2 ①确定V带型号
x`zE#sD 查课本 表13-6得: 则
[hKt4]R 根据 =4.4, =960r/min,由课本 图13-5,选择A型V带,取 。
:.F;LF& 查课本第206页表13-7取 。
jH]?vpP 为带传动的滑动率 。
xayd_RB 9 ②验算带速: 带速在 范围内,合适。
oJor
]QY K ③取V带基准长度 和中心距a:
A!aki}aT~ 初步选取中心距a: ,取 。
aumM\rY 由课本第195页式(13-2)得: 查课本第202页表13-2取 。由课本第206页式13-6计算实际中心距: 。
~&Y%yN^ ④验算小带轮包角 :由课本第195页式13-1得: 。
9rM6kLD ⑤求V带根数Z:由课本第204页式13-15得:
"I&,':O+ 查课本第203页表13-3由内插值法得 。
tp3
!6I6 9':MD0P/M OC_i, EF=0.1
\Qe`>nA =1.37+0.1=1.38
JCZ 5q9b !l#n.Fx&3 5,K*IH s7na!A[ EF=0.08
]s^Pw>/` d<afO?" ]MV=@T^8# |C.[eHe&D 查课本第202页表13-2得 。
sWX\/Iyy2p 查课本第204页表13-5由内插值法得 。 =163.0 EF=0.009
WRfhxl =0.95+0.009=0.959
+p_>fO g7<u eF C;oT0( v
L!?4k cR/z; *wr7 [[VB'Rs *odwg$ 则
Ox}a\B8 取 根。
'mU7N<Q$qQ ⑥求作用在带轮轴上的压力 :查课本201页表13-1得q=0.10kg/m,故由课本第197页式13-7得单根V带的初拉力:
e6hfgVN 作用在轴上压力:
{N 0i
3e
s 。
(eF "[,z 七 齿轮的设计:
j+QE~L 1高速级大小齿轮的设计:
Xmaj7*f>p ①材料:高速级小齿轮选用 钢调质,齿面硬度为250HBS。高速级大齿轮选用 钢正火,齿面硬度为220HBS。
ZH8Oidj` ②查课本第166页表11-7得: 。
xBKis\b 查课本第165页表11-4得: 。
gC\^"m 故 。
5Ak6 q(\ 查课本第168页表11-10C图得: 。
'"o&BmF 故 。
6`sS8Ar&u ③按齿面接触强度设计:9级精度制造,查课本第164页表11-3得:载荷系数 ,取齿宽系数 计算中心距:由课本第165页式11-5得:
=/L;}m)7 考虑高速级大齿轮与低速级大齿轮相差不大取
2]f?c%)I 则 取
.z&,d&E 实际传动比:
cr<ty"3\ 传动比误差: 。
/yO|Q{C}M8 齿宽: 取
2g:V_% 高速级大齿轮: 高速级小齿轮:
+JRPd.B"@ ④验算轮齿弯曲强度:
=hDFpb,mr 查课本第167页表11-9得:
D0a3%LBS/2 按最小齿宽 计算:
!w=6>B^ 所以安全。
6F4OISy%3 ⑤齿轮的圆周速度:
x^P ~+(g 查课本第162页表11-2知选用9级的的精度是合适的。
M|uWSG 2低速级大小齿轮的设计:
B_#U|10et ①材料:低速级小齿轮选用 钢调质,齿面硬度为250HBS。
Hlye:.$ 低速级大齿轮选用 钢正火,齿面硬度为220HBS。
w@"l0gm+u[ ②查课本第166页表11-7得: 。
K1*]6x, 查课本第165页表11-4得: 。
T9=55tpG9 故 。
3pk `&' 查课本第168页表11-10C图得: 。
55]E<2't 故 。
P
gK> Z, ③按齿面接触强度设计:9级精度制造,查课本第164页表11-3得:载荷系数 ,取齿宽系数
%+e%
RZ3 计算中心距: 由课本第165页式11-5得:
B$@fE} z;d]=PT 取 则 取
Ed=]RR4R 计算传动比误差: 合适
~k[q:$T 齿宽: 则取
w,v~ 低速级大齿轮:
U|}Bk/0. 低速级小齿轮:
&$+nuUA ④验算轮齿弯曲强度:查课本第167页表11-9得:
t
(>} 按最小齿宽 计算:
[W{WfJ-HwG 安全。
vgvJ6$# ⑤齿轮的圆周速度:
$MB/j6#j 查课本第162页表11-2知选用9级的的精度是合适的。
VQ((c:+! 八 减速器机体结构尺寸如下:
mhZ60 RW 名称 符号 计算公式 结果
J_ S]jE{ 箱座厚度
5<?s86GHh' >qhoGg 10
1hnw+T<<W 箱盖厚度
3'D<'S}[ HHU0Nku@ho 9
(#`1[n+b`x 箱盖凸缘厚度
<qpDAz4k Zn]njf1x 12
-p\uW0XA 箱座凸缘厚度
[h^>Iq
(Z NHjZ`=Js 15
FG[YH5 箱座底凸缘厚度
Yf=Puy}q Q4vl 25
zPKx: I3 地脚螺钉直径
Q7vTTn\ Bw;LGEHi| M24
quEP" 地脚螺钉数目
/degBL+ 查手册 6
#ovmX 轴承旁联结螺栓直径
xOAA1# jx7b$x] M12
|q:p^;x 盖与座联结螺栓直径
2y0J~P! I =(0.5 0.6)
,-GkP>8f( M10
byW9]('e 轴承端盖螺钉直径
=T0;F0@#4 =(0.4 0.5)
ySEhi_)9^ ~&
@UH _'"whZ)2 10
WFTXSHcG 视孔盖螺钉直径
-4!9cE =(0.3 0.4)
8UahoNrSt 8
=KctAR; 定位销直径
l9eCsVQ~V =(0.7 0.8)
"7&DuF$s) 8
m\hzQ9 , , 至外箱壁的距离
6|-V{ 查手册表11—2 34
ZgP~VB0)$ 22
6yN8(&` 18
bI_T\Eft , 至凸缘边缘距离
I\DH 查手册表11—2 28
E1&9( L5 16
UHh7x%$n 外箱壁至轴承端面距离
P wY~L3, = + +(5 10)
C=6.~&( 50
^DWvzfj 大齿轮顶圆与内箱壁距离
6(5YvT >1.2
4|#@41\ B 15
/#C}1emK 齿轮端面与内箱壁距离
OrJuE[R. >
@*VfG CQ( 10
oXxY$x*R1 箱盖,箱座肋厚
~7$4w# of0 3iI 4yg 9
3m#/1=@o 8.5
'wg>=|Q5 轴承端盖外径
z{N~AaY +(5 5.5)
$k,wA8OZ- 120(1轴)
8`{)1.d5[ 125(2轴)
lI<Q=gd 150(3轴)
0S%xm'|N 轴承旁联结螺栓距离
Ddr.kXIpo Us.")GiHE 120(1轴)
[K=M;$iQ 125(2轴)
26&$vgO~: 150(3轴)
?m(]@6qa 九 轴的设计:
T|%pvTIe 1高速轴设计:
t{ R\\j ①材料:选用45号钢调质处理。查课本第230页表14-2取 C=100。
T.}wcQf&* ②各轴段直径的确定:根据课本第230页式14-2得: 又因为装小带轮的电动机轴径 ,又因为高速轴第一段轴径装配大带轮,且 所以查手册第9页表1-16取 。L1=1.75d1-3=60。
BIk0n;Kz<L 因为大带轮要靠轴肩定位,且还要配合密封圈,所以查手册85页表7-12取 ,L2=m+e+l+5=28+9+16+5=58。
$Sx(vq6( 段装配轴承且 ,所以查手册62页表6-1取 。选用6009轴承。
^]cl:m=* L3=B+ +2=16+10+2=28。
,DZoE~ 段主要是定位轴承,取 。L4根据箱体内壁线确定后在确定。
8nj^x?bn 装配齿轮段直径:判断是不是作成齿轮轴:
U $2"ZyFii 查手册51页表4-1得:
s.#%hPX{ 得:e=5.9<6.25。
sgGXj7 段装配轴承所以 L6= L3=28。
1LK` 2 校核该轴和轴承:L1=73 L2=211 L3=96
0'3f^Ajf 作用在齿轮上的圆周力为:
Ki,SFww8r 径向力为
Y_gMoo 作用在轴1带轮上的外力:
R_7[7/a 求垂直面的支反力:
ZR,"w ILU7Yhk x%!Ea{s 求垂直弯矩,并绘制垂直弯矩图:
C+m%_6< 5Qh$>R4!" 5{"v/nXV 求水平面的支承力:
mdtG W 由 得
dKk#j@[n" N
^vHh*Ub N
T)Zef 求并绘制水平面弯矩图:
yd|ro G/ =<;C5kSD z]%c6ty 求F在支点产生的反力:
k Xg&}n7 LJc"T)>$` Xt.ca,`U 求并绘制F力产生的弯矩图:
'-l.2IUyT g!\H^d4 vmj'X>Q F在a处产生的弯矩:
3T= ?!|e f'oO/0lx 求合成弯矩图:
Ct<]('Hm( 考虑最不利的情况,把 与 直接相加。
B4Fuvi D^Gs_z$[' */6lyODf 求危险截面当量弯矩:
CK"OHjR 从图可见,m-m处截面最危险,其当量弯矩为:(取折合系数 )
gJZH??b dHsI<