二级减速器课程设计说明书Word文档格式.docx
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1.3设计需完成的工作量
(1)减速器装配图1张(A1)
(2)零件工作图1张(减速器箱盖、减速器箱座-A2);
2张(输出轴-A3;
输出轴齿轮-A3)
(3)设计说明书1份(A4纸)
2传动方案的分析
一个好的传动方案,除了首先应满足机器的功能要求外,还应当工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率高、成本低廉以及使用维护方便。
要完全满足这些要求是困难的。
在拟定传动方案和对多种方案进行比较时,应根据机器的具体情况综合考虑,选择能保证主要要求的较合理的传动方案。
现以《课程设计》P3的图2-1所示带式输送机的四种传动方案为例进行分析。
制造成本低,但宽度尺寸大,带的寿命短,而且不宜在恶劣环境中工
作。
结构紧凑,环境适应性好,但传动效率低,不适于连续长期工作,且制造成本高。
工作可靠、传动效率高、维护方便、环境适应性好,但宽度较大。
具有方案
的优点,而且尺寸较小,但制造成本较高。
上诉四种方案各有特点,应当根据带式输送机具体工作条件和要求选定。
若该设备是在一般环境中连续工作,对结构尺寸也无特别要求,则方案
均为可选方案。
对于方案
若将电动机布置在减速器另一侧,其宽度尺寸得以缩小。
故选
方案,并将其电动机布置在减速器另一侧。
3电动机的选择
3.1电动机类型和结构型式
工业上一般用三相交流电动机,无特殊要求一般选用三相交流异步电动机。
最常用的电动机是Y系列笼型三相异步交流电动机。
其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、价格低,适用于不易燃、不易爆,无腐蚀性气体和无特殊要求的场合。
此处根据用途选用Y系列三相异步电动机
3.2选择电动机容量
3.2.1工作机所需功率
卷筒3轴所需功率:
=
卷筒轴转速:
3.2.2电动机的输出功率
考虑传动装置的功率耗损,电动机输出功率为
传动装置的总效率:
取
所以
3.2.3确定电动机额定功率
根据计算出的功率
可选定电动机的额定功率
。
应使
等于或稍大于
查《机械设计课程设计》表20-1得
3.3选择电动机的转速
由《机械设计课程设计》表2-1圆柱齿轮传动的单级传动比为
,故圆柱齿轮传动的二级传动比为
,所以电动机转速可选范围为
3.4电动机技术数据
符合上述要求的同步转速有750r/min,1500r/min和3000r/min,其中减速器以1500和1000r/min的优先,所以现以这两种方案进行比较。
由《机械设计课程设计》第二十章相关资料查得的电动机数据及计算出的总传动比列于表3-1:
表3-1电动机技术数据
电动机型号
额定功率
kW
电动机转速
r/min
电动机质量
kg
总传动比
同转
满转
高速级
低速级
1
Y100L1-4
2.2
1500
1420
34
24
6
4
2
Y112M-6
1000
940
45
16
4.5
3.5
表3-1中,方案1与方案2相比较,综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量及总传动比,为使传动装置结构紧凑,兼顾考虑电动机的重量和价格,选择方案2,即所选电动机型号为Y112M-6。
4传动装置运动和动力参数计算
4.1传动装置总传动比的计算
4.2传动装置各级传动比分配
减速器的传动比
为16,对于两级卧式展开式圆柱齿轮减速器的
,计算得两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比
,低速级的传动比
4.3传动装置运动和动力参数计算
4.3.1电动机轴运动和动力参数计算
4.3.2高速轴运动和动力参数计算
4.3.3中间轴运动和动力参数计算
4.3.4低速轴运动和动力参数计算
5传动件的设计计算
5.1高速级齿轮传动设计计算
5.1.1选择材料、热处理方式和公差等级
1)按以上的传动方案,选用斜齿圆柱齿轮传动。
2)运输机为一般工作,速度不高,故选用8级精度(GB10095-88)。
3)材料选择。
考虑到制造的方便及小齿轮容易磨损并兼顾到经济性,圆柱齿轮的大、小齿轮材料均用45钢,小齿轮调质处理,大齿轮正火处理。
由《机械设计》书表10-1得齿面硬度HBS1=217-255,HBS2=162-217,平均硬度硬度分别为236HBS,190HBS,二者材料硬度差为46HBS。
4)选小齿轮的齿数
,大齿轮的齿数为
,取
5)选取螺旋角。
初选螺旋角
5.1.2按齿面接触强度设计
由设计公式进行试算,即
(5-1)
(1)确定公式内的各计算数值
1)试选载荷系数
2)由以上计算得小齿轮的转矩
3)查表及其图选取齿宽系数
,材料的弹性影响系数
,按齿面硬度的小齿轮的接触疲劳强度极限
;
大齿轮的接触疲劳强度极限
4)计算应力循环次数
5)按接触疲劳寿命系数
6)计算接触疲劳许用应力,取失效概率为1%,安全系数S=1
由
(5-2)
得
故:
7)查图选取区域系数
8)查图得
,
,则
(2)计算:
1)求得小齿轮分度圆直径
的最小值为
2)圆周速度:
3)计算齿宽及模数:
齿宽:
模数:
齿高:
∴
4)计算纵向重合度
:
5)计算载荷系数:
根据
8级精度,查得动载系数
故载荷系数
6)按实际载荷系数校正分度圆直径:
7)计算模数:
5.1.3按齿根弯曲强度计算
弯曲强度设计公式为
(5-3)
(1)确定公式内的各计算数值
1)根据纵向重合度
,从图中查得螺旋角影响系数
2)计算当量齿数:
3)查图得小齿轮的弯曲疲劳强度极限
大齿轮的弯曲疲劳强度极限
;
4)查图取弯曲疲劳寿命系数
5)计算弯曲疲劳许用应力.
取弯曲疲劳安全系数S=1.4,得
6)计算载荷系数K.
7)查取齿形系数.
查表得
8)查取应力校正系数.
查表得
9)计算大、小齿轮的
并加以比较.
大齿轮的数值大.
(2)设计计算
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数
大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数的大小要取决于弯曲强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮直径(即模数与齿数的成积)有关,可取弯曲强度算得的模数1.266mm,并接近圆整为标准值
按接触强度算得的分度圆直径
算出小齿轮齿数
大齿轮齿数
.
这样设计出的齿轮传动,即满足了齿面接触疲劳强度,又满足齿根弯曲疲劳强度,并做到结构紧凑,避免浪费.
5.1.4.几何尺寸计算
(1)计算中心距:
将中心距圆整为120mm.
(2)修正螺旋角:
值改变不多,故参数
等不必修正。
(3)分度圆直径:
(4)齿轮宽度:
取
5.2低速级齿轮传动设计计算
5.2.1选择材料、热处理方式和公差等级
1)运输机为一般工作,速度不高,故选用8级精度(GB10095-88)。
2)材料选择。
3)选小齿轮的齿数
4)选取螺旋角。
5.2.2按齿面接触强度设计
1)试选载荷系数
7)计算接触疲劳许用应力,取失效概率为1%,安全系数S=1
5.2.3按齿根弯曲强度计算
(1)设计计算
大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数的大小要取决于弯曲强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮直径(即模数与齿数的成积)有关,可取弯曲强度算得的模数2.87mm,并接近圆整为标准值
5.2.4几何尺寸计算
将中心距圆整为153mm.
6轴的设计计算
6.1高速轴的轴系结构设计
6.1.1轴的结构尺寸设计
1.高速轴的功率
,转速
,转矩
根据结构及使用要求,把该轴设计成阶梯轴且为齿轮轴,共分七段,其中第5段为齿轮,如图6-1所示:
图6-1高速轴
由于结构及工作需要将该轴定为齿轮轴,因此其材料须与齿轮材料相同,均为45钢,热处理为调制处理,材料系数
为120。
所以,有该轴的最小轴径为:
此处最小直径显然是安装联轴器处的直径
,选择半联轴器的孔径
,半联轴器长度
,半联轴器与轴配合的毂孔长度
其他各段轴径、长度的设计计算依据和过程见下表:
表6-1高速轴结构尺寸设计
阶梯轴段
设计计算依据和过程
计算结果
第1段
由半联轴器孔径确定
略小于联轴器毂孔长度,毂孔长度
取
第2段
为了满足半联轴器的轴向定位要求,一段右端应制出一轴肩,故取2段的直径为
,取端盖右端到联轴器左端距离为
端盖总宽度为
,故
第3段
,预选轴承
7206C
、
由轴承尺
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