课程带式运输机传动装置的设计Word文档下载推荐.doc
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目录
1.电动机选择……………………………………………………………………
2.传动比分配……………………………………………………………………
3.运动和动力参数计算………………………………………………………
4.传动零件的设计计算………………………………………………………
5.轴的计算………………………………………………………………………
6.减速器箱体主要结构尺寸…………………………………………………
7.轴的受力分析和强度校核…………………………………………………
8.轴承寿命计算…………………………………………………………………
9.键连接强度计算……………………………………………………………
参考文献…………………………………………………………………………
计算内容和设计步骤:
计算及说明
结果
1.电动机选择
按工作要求选用Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机。
1.1确定电机功率
η=1
工作机所需功率(kw)为===2.60kw
按书查找得:
齿轮传动效率η=0.97球轴承η=0.99
弹性联轴器η=0.99滑块联轴器η=0.98
总效率η=ηηηη=0.97×
0.99×
0.98=0.89
电动机所需工作功率(kw)为=2.75÷
0.89=3.1kw
1.2确定电动机转速
卷筒轴工作转速n==52.5r/min
二级圆柱齿轮减速器传动比3.9<
i<
7.53<
5
电机转速n=(3~5)×
(3~5)n=472.5r/min~1312.5r/min
取n=1000r/min
所以,由表12-1得电动机型号为Y132M1-6
额定功率p=4kw,满载转速n=960r/min
由表12-3得轴伸尺寸直径38mm长度80mm
2.传动比分配
2.1总传动比
i===18.3
2.2分配传动装置各级传动比
对展开式圆柱二级传动齿轮i=(1.3~1.5)i,i=ii
计算可i=5.3i=3.45
3.运动和动力参数计算
3.1各轴转速
1轴n=n=960r/min
2轴n=n/i=960/5.3=181.1r/min
3轴n=n/i=n/ii=960/18.3=52.5r/min
3.2各轴功率
1轴p=pη=3.1×
0.992=3.075kw
2轴p=pηη=3.075×
0.97×
0.99=2.953kw
3轴p=pηη=2.953×
0.99=2.836kw
3.3各轴转矩
1轴T=9550=30.56N·
M
2轴T=9550=143.37N·
3轴T=9550=515.88N·
4.传动零件的设计计算
4.1第一级(高速级)齿轮传动设计计算
4.1.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
(1)高速级选用直齿圆柱齿轮传动;
(2)运输机为一般工作机器,速度不高,故选用7级精度;
(3)材料选择
选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45(调质),硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS;
(4)初选小齿轮齿数Z1=24,大齿轮齿数
=4.88×
24=117.12,取;
Z2=118
4.1.2按齿面接触强度设计
由设计计算公式进行试算
(1)确定公式内各计算数值
1)试选载荷系数Kt=1.3。
2)小齿轮传递的转矩T=9.55×
10=30560N·
3)由表10-7选取齿宽系数Φd=1。
4)由表10-6查得材料的弹性影响系数锻钢ZE=189.8MPa
5)由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σlim1=600MPa;
大齿轮的接触疲劳极限σlim2=550MPa。
6)由公式10-13计算应力循环次数
60×
960×
1×
365×
2×
8×
8=2.691×
109=5.514×
108
7)由图10-19取接触疲劳寿命系数
K0.9K1.05
8)计算接触疲劳许用应力
取失效概率为1﹪,安全系数S=1,则
[σ]==540MPa
[σ]==577.5MPa
(2)计算
1)试算小齿轮分度圆直径d1t,由计算公式得
=41.883mm
2)计算圆周速度
=2.105m/s
3)计算齿宽b
=1×
41.883=41.883mm
4)计算齿宽与齿高比b/h
模数:
=1.745mm
齿高:
1.745×
2.25=3.926mm
b/h=10.67
5)计算载荷系数K。
由表10-2查得使用系数KA=1;
根据2.105m/s,7级精度,由图10-8查得,动载系数KV=1.1;
直齿轮1
由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时,1.417;
由10.67,1.417查图10-13得1.38;
故载荷系数
1.1×
1.417=1.5587
6)按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径,有
=44.495mm
7)计算模数mn
=1.854mm
4.1.3按齿根弯曲强度设计
按公式(10-17),即
m≥
(1)确定计算参数
1)由图10-20查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限σFE1=500MPa;
大齿轮的疲劳强度极限σFE2=380MPa;
2)由图10-18取弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.85,KFN2=0.88;
3)计算弯曲疲劳许用应力。
取弯曲疲劳安全系数S=1.4,则有
[]=
4)计算载荷系数
K==1×
1.38=1.518
5)查取齿形系数和应力校正系数
由表10-5用插值法查得
YFa1=2.65;
YFa2=2.16;
YSa1=1.58;
YSa2=1.81
6)计算大、小齿轮的并加以比较。
=0.01379
=0.011973
小齿轮的数值大。
(2)设计计算
=1.31mm
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的m大于由齿根弯曲疲劳强度的计算值,而齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力,取m1=1.5mm,已可满足弯曲强度。
为了同时满足接触疲劳强度,需按接触疲劳强度算得的分度圆直径d1=44.495mm来计算应有的齿数。
于是由
=29.6
取Z1=30,则Z2=i1Z1=4.88×
30=146.4,取147。
4.1.4几何尺寸计算
(1)计算大小齿轮的分度圆直径
d=Z=30×
1.5=45mm
d=Z=147×
1.5=220.5mm
(2)计算中心距
a=(d+d)/2=132.75mm
(3)计算齿轮宽度
45=45mm
圆整后取B2=45mm,B1=50mm
4.2第二级(低速级)齿轮传动设计计算(参照高速级设计)
4.2.1选定齿轮类型、精度、材料及齿数
低速级转速低、传递转矩大,故选用直齿圆柱齿轮传动;
精度仍选为7级;
为了减少材料品种和工艺要求,小齿轮材料仍选用硬度为280HBS的40Cr(调质),大齿轮为硬度240HBS的45(调质);
仍初选小齿轮齿数Z1=24,
大齿轮齿数Z2=i2Z1=3.75×
24=90
4.2.2按齿面接触强度设计
试算公式:
试选载荷系数Kt=1.3;
小齿轮传递转矩T2=143.37N·
M,
Φ=1;
ZE=189.8MPa;
应力循环次数:
=5.514×
=1.47×
108;
小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim=600MPa;
大齿轮σHlim=550MPa;
接触疲劳寿命系数:
KHN1=1.05,KHN2=1.12.
取失效概率为1﹪,安全系数S=1,
计算得接触疲劳许用应力
=630Mpa
=1.12×
550=616MPa
1)小齿轮分度圆直径
=64.205mm
2)圆周速度
=0.661m/s
3)齿宽1×
64.205=64.205mm
模数=2.67mm
齿高h=2.25×
mt=2.25×
2.67=6.019mm
宽高比10.666
4)载荷系数。
Kv=1.01;
直齿轮1.0;
KA=1;
1.423,1.39;
则1.5653
5)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径:
=68.305mm
6)计算模数mm=2.846mm
4.2.3按齿根弯曲强度设计
设计公式:
小齿轮的弯曲疲劳强度极限σFE1=500MPa;
弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.88,KFN2=0.9;
载荷系数1.529;
YFa1=2.65,YFa2=2.21;
YSa1=1.58,YSa2=1.78;
S=1.4;
计算弯曲疲劳许用应力:
==314.2MPa
==244.29Mpa
则:
=0.01332
=0.01610
大齿轮数值较大
=2.33mm
取m2=2.5,则小齿轮齿数
=27.3取Z1=28
28=105
4.2.4几何尺寸计算
(1)分度圆直径
28×
2.5=70mm
262.5mm
(2)中心距=166.25mm
(3)齿轮宽度1×
70=70mm
取B4=70mm,B3=75mm。
5轴的设计
5.1低速轴
1.输出轴上的功率、转速、转矩:
=2.836kW;
52.5r/min;
515.88N·
mm
2.作用在轴上的力;
已知低速级大齿轮的分度圆直径:
261mm
圆周力:
Ft4==3931N
径向力:
Fr4=Ft4tanα=3931×
tan20=1431N
3.初步确定轴的最小直径:
按初步估算,选取轴的材料为45钢,调质处理。
有表15-3取,
于是得=41.58mm
由轴直径d100mm,且开有一个键槽,故使轴径增大5%,
即:
取40mm
为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应,故需同时选取联轴器型号。
选滑块联轴器,根据设计手册表8-9得联轴器型号为
WH7
4.半联轴器的孔径=40mm,故取=40mm。
半联轴器长度L=84mm,半联轴器与轴配合的毂孔长度=84mm。
联轴器和轴配合采用轴的结构设计:
(1)方案如下图:
(2)确定轴的各段直径和长度:
1)为了满足半联轴器的轴向定为要求,1-2轴段左端需制出一轴肩,故取
2-3段的直径=62mm,为保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴端面上,故1-2断的长度应比L1略短一些,现取=82mm。
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