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2007-01-02 09:23 |
二级齿轮减速器说明书
目 录 [0@`wZ _M5%V>HO 设计任务书……………………………………………………1 k2^ a$k} 传动方案的拟定及说明………………………………………4 /@oLe[Mz$ 电动机的选择…………………………………………………4 K 1#ji*Tp 计算传动装置的运动和动力参数……………………………5 ig#r4nQ= 传动件的设计计算……………………………………………5 b$JBL_U5Ch 轴的设计计算…………………………………………………8 aMuVqZw 滚动轴承的选择及计算………………………………………14 O[q\ e<V< 键联接的选择及校核计算……………………………………16 6[P-Ny{z 连轴器的选择…………………………………………………16 Z|m`7xeCy 减速器附件的选择……………………………………………17 |\9TvN^$` 润滑与密封……………………………………………………18 Im72Vt:p- 设计小结………………………………………………………18 <=um1P3X 参考资料目录…………………………………………………18 G=/k>@Di v! hY 机械设计课程设计任务书 l?q qqB 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 l|`^*%W@u6 一. 总体布置简图 9";sMB}W* Hh[Tw&J4 n D6G ](0mjE04<d 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 4`v!Z#e/aX F`+\>ae$h 二. 工作情况: wxQ>ifi9Z 载荷平稳、单向旋转 0~WF{_0| I*|P@0 三. 原始数据 /pH(WHT+/H 鼓轮的扭矩T(N•m):850 -apXI. 鼓轮的直径D(mm):350 ,J=P,]( 运输带速度V(m/s):0.7 #J\rv' 带速允许偏差(%):5 3z =^(Y 使用年限(年):5 #@.-B,] 工作制度(班/日):2 Ve 3 ; u dk.zk 四. 设计内容 9.OA, 6 1. 电动机的选择与运动参数计算; HTjkR*E 2. 斜齿轮传动设计计算 vsyWm.E 3. 轴的设计 c/3$AUsuO 4. 滚动轴承的选择 "jg@w%~ 5. 键和连轴器的选择与校核; `FF8ie 8L 6. 装配图、零件图的绘制 qv2!grp]*W 7. 设计计算说明书的编写 1+kE!2b;b a$11PBi[9 五. 设计任务 B|=|.qp$) 1. 减速器总装配图一张 f i~I@KJ> 2. 齿轮、轴零件图各一张 },-* 3. 设计说明书一份 A$/\1282 W#F Q,+0) 六. 设计进度 {<$bAj 1、 第一阶段:总体计算和传动件参数计算 K7TzF& 2、 第二阶段:轴与轴系零件的设计 0DPxW8Y -` 3、 第三阶段:轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制 Bik*b)9y2 4、 第四阶段:装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写 (#\pQ51 48D?'lW % x i~uv?f -b;|q.! L1m{]>{- JgRYljQi2 |+,[``d>" n`7f"'/: 传动方案的拟定及说明 `8_z!) 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。 E)N<lh 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。 Q+q,!w8 kyw/LE3$- s Kicn5 电动机的选择 U
Z_'><++ 1.电动机类型和结构的选择 -~f511<
因为本传动的工作状况是:载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式Y(IP44)系列的电动机。 1QqHF$S E; Y;r" 2.电动机容量的选择 =<z.mzqu5 1) 工作机所需功率Pw ;az5ZsvN
D Pw=3.4kW F_3:bX 2) 电动机的输出功率 +/{L#e> Pd=Pw/η {D&9UZm η= =0.904 csZc|kDI Pd=3.76kW +_l^ #?o, ShOX<Fb& 3.电动机转速的选择 _banp0ywS nd=(i1’•i2’…in’)nw DPn=n9n2 初选为同步转速为1000r/min的电动机 L5YnG_M& /'.=sH 4.电动机型号的确定
Y k7-` 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。 Y4.Eq+$gh 0u
B'g+MU` c"tJld5F_ 计算传动装置的运动和动力参数 $(pF;_W 传动装置的总传动比及其分配 Mj=$y?d ] 1.计算总传动比 )v4b 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: =3~/:8o i=nm/nw y3u+_KY- nw=38.4 una%[jTc i=25.14 sM[I4.A3 1j-te-}"c 2.合理分配各级传动比 Q _iO(qu
6 由于减速箱是同轴式布置,所以i1=i2。 n.oUVr=nX 因为i=25.14,取i=25,i1=i2=5 yL4 T 速度偏差为0.5%<5%,所以可行。 K5t0L!6<+ 各轴转速、输入功率、输入转矩 "6ECgyD+E! 项 目 电动机轴 高速轴I 中间轴II 低速轴III 鼓 轮 B$Z3+$hfF 转速(r/min) 960 960 192 38.4 38.4 =DbY? Q<Q 功率(kW) 4 3.96 3.84 3.72 3.57 q=Zr>I;(Ks 转矩(N•m) 39.8 39.4 191 925.2 888.4 /\s}uSW 传动比 1 1 5 5 1 SzDKByi 效率 1 0.99 0.97 0.97 0.97 d5 Edu44 K0+.q?8D| 传动件设计计算 MTGiAFE 1. 选精度等级、材料及齿数 e?0q9W 1) 材料及热处理; y&[y=0! 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。 t+r:"bb 2) 精度等级选用7级精度; ~ I}9;XT 3) 试选小齿轮齿数z1=20,大齿轮齿数z2=100的; _?voU 4) 选取螺旋角。初选螺旋角β=14° F1%vtk;2? 2.按齿面接触强度设计 eas:6Q) 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 <+#oBN 按式(10—21)试算,即 c?2MBtnu dt≥ o_M.EZO 1) 确定公式内的各计算数值 &ZHC-qMRK (1) 试选Kt=1.6 ''OfS D_g (2) 由图10-30选取区域系数ZH=2.433 Qe"pW\ (3) 由表10-7选取尺宽系数φd=1 |WryBzZ>on (4) 由图10-26查得εα1=0.75,εα2=0.87,则εα=εα1+εα2=1.62 T=a=B( (5) 由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8Mpa \<0B 1m (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; 1' v5/ (7) 由式10-13计算应力循环次数 <AlZ]~Yct N1=60n1jLh=60×192×1×(2×8×300×5)=3.32×10e8 k^ F@X N2=N1/5=6.64×107 m9}AG Rj 3ss6_xd+ (8) 由图10-19查得接触疲劳寿命系数KHN1=0.95;KHN2=0.98 ^>y@4q B (9) 计算接触疲劳许用应力 pg+[y<B 取失效概率为1%,安全系数S=1,由式(10-12)得 {yU+)t(. [σH]1==0.95×600MPa=570MPa I:V0Xxz5t [σH]2==0.98×550MPa=539MPa y7i %W4 [σH]=[σH]1+[σH]2/2=554.5MPa F(#rQ_z] x_!0.SU 2) 计算 g$:Xuw1 (1) 试算小齿轮分度圆直径d1t JPM))4YDR d1t≥ }{ 9&:!uA = =67.85 [[~w0G~1 H y"x (2) 计算圆周速度 2O"P2(1}v v= = =0.68m/s Do%-B1{ri IL/Yc1 (3) 计算齿宽b及模数mnt 7`IpBm< b=φdd1t=1×67.85mm=67.85mm EVX{ 7% mnt= = =3.39 e6B{QP#jq h=2.25mnt=2.25×3.39mm=7.63mm R2L;bGI*J b/h=67.85/7.63=8.89 Cp`j/rF {j {+0V (4) 计算纵向重合度εβ ;|p$\26S)% εβ= =0.318×1×tan14 =1.59 '1fNBH2 (5) 计算载荷系数K m@`8A 已知载荷平稳,所以取KA=1 l JP1XzN_ 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, O|A_PyW 故 KHβ=1.12+0.18(1+0.6×1 )1×1 +0.23×10 67.85=1.42 kc'pN&]r: 由表10—13查得KFβ=1.36 LWsP ya 由表10—3查得KHα=KHα=1.4。故载荷系数 $P7iRM] K=KAKVKHαKHβ=1×1.03×1.4×1.42=2.05 plu$h-$d m\>a,oZH (6) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径,由式(10—10a)得 iGDLZE+? d1= = mm=73.6mm qrvsjYi*w
@=]~\[e\ (7) 计算模数mn {*ZY(6^ mn = mm=3.74 UmnE@H"t$\ 3.按齿根弯曲强度设计 qQi.?<d2"s 由式(10—17) "!>DX1rsi mn≥ j#~Jxv%n 1) 确定计算参数 3bqC\i^[\m (1) 计算载荷系数 3lLMu B+ K=KAKVKFαKFβ=1×1.03×1.4×1.36=1.96 0c.s
- ~m1P_`T (2) 根据纵向重合度εβ=0.318φdz1tanβ=1.59,从图10-28查得螺旋角影响系数 Yβ=0。88 H_!4>G@ {u!)y?}I- (3) 计算当量齿数 1Kvx1p
z1=z1/cos β=20/cos 14 =21.89 }7G8|54t z2=z2/cos β=100/cos 14 =109.47 =K&\E2kA4 (4) 查取齿型系数 A`}yBSb 由表10-5查得YFa1=2.724;Yfa2=2.172 Z34Wbun4 (5) 查取应力校正系数 M'`;{^< 由表10-5查得Ysa1=1.569;Ysa2=1.798 O9'x-A% IvpcSam' %;D+k (6) 计算[σF] !/ y!QXj σF1=500Mpa 7:]Pl=:X σF2=380MPa G
a;.a KFN1=0.95 gef6pfV KFN2=0.98 "'^4*o9 [σF1]=339.29Mpa 2nb:) [σF2]=266MPa Mfk2mIy (7) 计算大、小齿轮的 并加以比较 7@.cOB`y@3 = =0.0126 s%iOUL2/ = =0.01468 Nf3.\eR 大齿轮的数值大。 I9o6k?$K w|mb4AyL{? 2) 设计计算 a</D_66 mn≥ =2.4 'tN25$=V&W mn=2.5 Fg$3N5* xX0-]Y h: 4.几何尺寸计算 &Gm$:T'~ 1) 计算中心距 #B'aU#$u z1 =32.9,取z1=33 h0?2j)X_
z2=165 ^1:U'jIXO a =255.07mm B:"THN^ a圆整后取255mm V&soN:HS TGuiNobD 2) 按圆整后的中心距修正螺旋角 53HU. β=arcos =13 55’50” `"i Y* wn
Y$fT9 3) 计算大、小齿轮的分度圆直径 j4FeSGa d1 =85.00mm , "jbq~ d2 =425mm 5`~mmAUk;` lcON+j 4) 计算齿轮宽度 ?^'
7+8C*J b=φdd1 $d+DDm1o b=85mm 0s#vwK13 B1=90mm,B2=85mm ?#0snlah| s#h8%[' 5) 结构设计 +u@aJ_^ 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。 ]DFXPV #6+FY+/ 轴的设计计算 IUGz =%[ 拟定输入轴齿轮为右旋 K\[!SXg@ II轴: 0U66y6 1.初步确定轴的最小直径 |5I'CNi\ d≥ = =34.2mm jO9ip 2.求作用在齿轮上的受力 |6J ?8y Ft1= =899N q,<[hBri- Fr1=Ft =337N s"=6{EVqk3 Fa1=Fttanβ=223N; HhA -[p Ft2=4494N 8 9{HJ9} Fr2=1685N zWw2V}U! Fa2=1115N & | |