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2007-01-02 09:23 |
二级齿轮减速器说明书
目 录 4/D~H+k u:H@]z(x 设计任务书……………………………………………………1 g;en_~g3j 传动方案的拟定及说明………………………………………4 I0ycLx 电动机的选择…………………………………………………4 1xK'T_[ 计算传动装置的运动和动力参数……………………………5 wqo2iRql 传动件的设计计算……………………………………………5 N>i1TM2 轴的设计计算…………………………………………………8 &8t?OpB =h 滚动轴承的选择及计算………………………………………14 (zkh`8L 键联接的选择及校核计算……………………………………16 [o&Vr\.$ 连轴器的选择…………………………………………………16 r$ue1bH}| 减速器附件的选择……………………………………………17 e2w$":6> 润滑与密封……………………………………………………18 2L.UEAt 设计小结………………………………………………………18 =0xuH>WY}w 参考资料目录…………………………………………………18
Z4'"* g-xbb&] 机械设计课程设计任务书 &B3Eq1A 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 ?!(/;RU1 一. 总体布置简图 0O4'Ts ? /b@0HL? ia|^>V>- [ANit0-~ 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 Z91gAy^z< yAEOn/.~ 二. 工作情况: `9Ngax=_ 载荷平稳、单向旋转 RhyI\(Z2q 6, ag\ 三. 原始数据 'ntb.S) 鼓轮的扭矩T(N•m):850 z2t;!]"'l 鼓轮的直径D(mm):350 U0u @[9! 运输带速度V(m/s):0.7 Tp~yn 带速允许偏差(%):5 (]j*)~=V 使用年限(年):5 S6}_Z 工作制度(班/日):2 sAk~`(:4! s9'g'O5 四. 设计内容 fT._Os?i 1. 电动机的选择与运动参数计算; ,)V*xpp 2. 斜齿轮传动设计计算 f4s[R0l 3. 轴的设计 .^#{rk 4. 滚动轴承的选择 6N.mSnp 5. 键和连轴器的选择与校核; KtY~Y 6. 装配图、零件图的绘制 &{&lCBN 7. 设计计算说明书的编写 aVuan&]*= )ACa0V>*p 五. 设计任务 v)N6ZOj*C 1. 减速器总装配图一张 pvy;L[c 2. 齿轮、轴零件图各一张 m|~,# d@ 3. 设计说明书一份 R2Tvo?xI7 O~d!*A 六. 设计进度 9b]*R.x:$& 1、 第一阶段:总体计算和传动件参数计算 V2w[0^L 2、 第二阶段:轴与轴系零件的设计 &\sg~ 3、 第三阶段:轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制 $$ _ uQf 4、 第四阶段:装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写 ThWZ>hyJ *sJx0<!M} \Qk:\aLR qa^x4xZM r_)-NOp mm#U a/~1u 9][Mw[k> a-!"m 传动方案的拟定及说明 Kox~k?JK
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。 9[T#uh!DC 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。 ec1g7w-n |nry^zb q*{"6"4( 电动机的选择 Cy6[p 1.电动机类型和结构的选择 3{M IBMA 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。 .E;6Xx_+r
u.hnQsM 2.电动机容量的选择 8GlH)J+kq 1) 工作机所需功率Pw gK)B3dH*& Pw=3.4kW xDADJ>u2K 2) 电动机的输出功率 ^D4 b\mF Pd=Pw/η
}f&7<E η= =0.904 T>f-b3dk Pd=3.76kW CQ,r*VAw #s
yP= 3.电动机转速的选择 6\0GVM\ nd=(i1’•i2’…in’)nw njUM>E,' 初选为同步转速为1000r/min的电动机 ;k/0N~ SmR*b2U 4.电动机型号的确定 ixKQh};5/ 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。 &u=FLp5 1~7y]d?% Wnf`Rf)1z 计算传动装置的运动和动力参数 !uO|T'u0a 传动装置的总传动比及其分配 3^
Z tIZ 1.计算总传动比 _cGiuxf
# 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: :He:Bdk i=nm/nw f4tia. nw=38.4 aO<d`DTyJ i=25.14 &R^mpV5 , JZ@qmQ, 2.合理分配各级传动比 .!6ufaf$ 由于减速箱是同轴式布置,所以i1=i2。 "R9kF- 因为i=25.14,取i=25,i1=i2=5 ,RT\&Ze5 速度偏差为0.5%<5%,所以可行。 T@vVff 各轴转速、输入功率、输入转矩 JK_$A;Q 项 目 电动机轴 高速轴I 中间轴II 低速轴III 鼓 轮 g:,4Kd| 转速(r/min) 960 960 192 38.4 38.4 ]iNSa{G 功率(kW) 4 3.96 3.84 3.72 3.57 R>0ta
Q 转矩(N•m) 39.8 39.4 191 925.2 888.4 R6:N`S]&d[ 传动比 1 1 5 5 1 6|jE3rHw 效率 1 0.99 0.97 0.97 0.97 *v5y]E%aW /?6y2 t 传动件设计计算 A23 Z)` 1. 选精度等级、材料及齿数
E;|\?> 1) 材料及热处理; G:&Q)_ 选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。 WYzY#-j 2) 精度等级选用7级精度; %vThbP#mR| 3) 试选小齿轮齿数z1=20,大齿轮齿数z2=100的; /KV@Ce\ 4) 选取螺旋角。初选螺旋角β=14° GYs4#40 2.按齿面接触强度设计 kU^@R<Fo 因为低速级的载荷大于高速级的载荷,所以通过低速级的数据进行计算 R1m18GHQ 按式(10—21)试算,即 :8QG$Ua1 dt≥ qzmZ/z96 1) 确定公式内的各计算数值 #F6ak,9S4 (1) 试选Kt=1.6 hs*:!&E
(2) 由图10-30选取区域系数ZH=2.433 7SM/bJ-M# (3) 由表10-7选取尺宽系数φd=1 Fwqv1+ (4) 由图10-26查得εα1=0.75,εα2=0.87,则εα=εα1+εα2=1.62 ){(cRB $ (5) 由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8Mpa pucHB<R@bL (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; dW5z0VuB$/ (7) 由式10-13计算应力循环次数 pKJ[e@E^ N1=60n1jLh=60×192×1×(2×8×300×5)=3.32×10e8 _Ey8P0-I N2=N1/5=6.64×107 s`TBz8QO$ ujSzm=_P (8) 由图10-19查得接触疲劳寿命系数KHN1=0.95;KHN2=0.98 (#,.;Y (9) 计算接触疲劳许用应力 aOuon0 取失效概率为1%,安全系数S=1,由式(10-12)得 %B?5l^W@ [σH]1==0.95×600MPa=570MPa qqAsh]Z [σH]2==0.98×550MPa=539MPa J+4uUf/d! [σH]=[σH]1+[σH]2/2=554.5MPa df)1}/*L YS~x-5OE\ 2) 计算 | UaI i^ (1) 试算小齿轮分度圆直径d1t axl?t|~I d1t≥ FPMk& = =67.85 0VZj;Jg}q 3_>1j (2) 计算圆周速度 0CR;t`M@ v= = =0.68m/s 9c 6V&b YsDl2P (3) 计算齿宽b及模数mnt uXC?fMWp. b=φdd1t=1×67.85mm=67.85mm Ue7W&N^E mnt= = =3.39 'GyPl h=2.25mnt=2.25×3.39mm=7.63mm &sWyh[`P b/h=67.85/7.63=8.89 +Oscy-; :Ry24X (4) 计算纵向重合度εβ S.jjB εβ= =0.318×1×tan14 =1.59 a]k&$ (5) 计算载荷系数K +!Ltn 已知载荷平稳,所以取KA=1 SrtmpQ 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, tvUvd(8w 故 KHβ=1.12+0.18(1+0.6×1 )1×1 +0.23×10 67.85=1.42 >tzXbmFp; 由表10—13查得KFβ=1.36 E.3}a>f 由表10—3查得KHα=KHα=1.4。故载荷系数 :6 fQE#(s& K=KAKVKHαKHβ=1×1.03×1.4×1.42=2.05 ,+RO 5n L_r &'B (6) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径,由式(10—10a)得 )-{~7@yqZ d1= = mm=73.6mm S#9SAX [ 6.jZy~ (7) 计算模数mn #jJcgR< mn = mm=3.74 l_%~X9" 3.按齿根弯曲强度设计 gK( 4<PO' 由式(10—17) ("6W.i> mn≥ iQF}x&a< 1) 确定计算参数 8iN As#s (1) 计算载荷系数 bM-Rj1#Lo K=KAKVKFαKFβ=1×1.03×1.4×1.36=1.96 Kd)m"9Cc QFPx4F7(e (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
R'/wOE2 NjxW A&[ng (3) 计算当量齿数 %np#Bv-L z1=z1/cos β=20/cos 14 =21.89 ar|[D7Xrq\ z2=z2/cos β=100/cos 14 =109.47 (0Cszm. (4) 查取齿型系数 ,LZ:y1z'V- 由表10-5查得YFa1=2.724;Yfa2=2.172 L'Zud,JKg (5) 查取应力校正系数 d@tr]v5 B 由表10-5查得Ysa1=1.569;Ysa2=1.798 l'T0< 81cmG`G7 M<unQ1+wh (6) 计算[σF] W6T&hB σF1=500Mpa r<v%Zp σF2=380MPa Ji[g@# KFN1=0.95 HqBPY[;s KFN2=0.98 ~P_kr'o [σF1]=339.29Mpa %#9 ~V [σF2]=266MPa PNgMLQI6 (7) 计算大、小齿轮的 并加以比较 \T9UbkR = =0.0126 fJ2{w[ne = =0.01468 %Be[DLtE" 大齿轮的数值大。 sV[Z|$&Z @3 c#\jx 2) 设计计算 dA/o4co mn≥ =2.4 bOMP8{H, mn=2.5 Pfx71*u, (N|xDl&; 4.几何尺寸计算 |:+pPh!- 1) 计算中心距 dY<#a,eS z1 =32.9,取z1=33 ~iZF~PQ1_ z2=165 rVy\,#| a =255.07mm ;/ KF3
% a圆整后取255mm X.l"f'`l yQ{_\t1Wd 2) 按圆整后的中心距修正螺旋角 J.2]km β=arcos =13 55’50” K=TW}ZO Ko)T>8: 3) 计算大、小齿轮的分度圆直径 ddDJXk)!0 d1 =85.00mm @ ^cgq3H' d2 =425mm ;}~Bv<# $L8s/1up 4) 计算齿轮宽度 BJxmW's/ b=φdd1 Y0O<]2yVx b=85mm Uv`v|S:+2 B1=90mm,B2=85mm #4 &N0IG
MVP)rugU 5) 结构设计 \Ntdl:fSw 以大齿轮为例。因齿轮齿顶圆直径大于160mm,而又小于500mm,故以选用腹板式为宜。其他有关尺寸参看大齿轮零件图。 ({kGK0 ?>jArzI 轴的设计计算 D.R|HqZ 拟定输入轴齿轮为右旋 zMzf=~ II轴: `Mn{bd 1.初步确定轴的最小直径 rbun5&RCyW d≥ = =34.2mm vKf;&`^qE 2.求作用在齿轮上的受力 ^%$W S, Ft1= =899N 2mU-LQ1WN Fr1=Ft =337N =tRe3o0( Fa1=Fttanβ=223N; :$Q]U2$mPS Ft2=4494N mRnzP[7-\) Fr2=1685N 40d9/$uzh Fa2=1115N [-Tt11 \BcJDdL 3.轴的结构设计 :G=1$gb 1) 拟定轴上零件的装配方案 5`'au61/2 Xa%&.&V i. I-II段轴用于安装轴承30307,故取直径为35mm。 5YG@[ic ii. II-III段轴肩用于固定轴承,查手册得到直径为44mm。 2j/1@Z1j= iii. III-IV段为小齿轮,外径90mm。 $CwTNm? iv. IV-V段分隔两齿轮,直径为55mm。 +fCyR v. V-VI段安装大齿轮,直径为40mm。 *o\Y~U-so vi. VI-VIII段安装套筒和轴承,直径为35mm。 B0XBI0w^Y ]#-/i2-K 2) 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 [(P[qEY 1. I-II段轴承宽度为22.75mm,所以长度为22.75mm。 K6yFpVl 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。 `Y({#U 3. III-IV段为小齿轮,长度就等于小齿轮宽度90mm。 3g#=sd!0O@ 4. IV-V段用于隔开两个齿轮,长度为120mm。 (=tF2YBV 5. V-VI段用于安装大齿轮,长度略小于齿轮的宽度,为83mm。 L5qCv -{ 6. VI-VIII长度为44mm。 bb0McEQy (T#(A4:6S 0e:QuV2X {p*hN i)0 4. 求轴上的载荷 tqwk?[y}+l 66 207.5 63.5 5nM9!A\D ':2*+ . I&)MZ>n o`T< | |