二级展开式直齿圆柱减速器设计书Word文档下载推荐.docx
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,滚动轴承
,卷筒效率
,代入得
所需电动机功率为
3.3选择电动机的转速:
卷筒轴工作转速
两级展开式圆柱齿轮减速器的传动比
=8︿40,
故电动机转速的可选范围为
3.4选择电动机功率:
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重要、价格和带传动、减速器的传动比,选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0kw。
满载转,同步转速为1500。
电动机的其主要性能如表1。
表1:
Y112M-4型电动机的主要性能
电动机型号
额定功率/(kw)
满载转速/(r/min)
启动转矩/额定转矩(kw)
最大转矩/额定转矩(kw)
Y112-4
4
1440
2
4计算传动装置的运动和动力参数
4.1总传动比:
由选定的电动机满载转速和工作机主动轴转速n,可得减速器总传动比
4.2分配传动装置传动比:
减速器的传动比i为15.7,对于两级展开式圆柱齿轮减速器的
,为了分配均匀取
,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计算传动装置的运动和动力参数:
1).电动机轴(0轴)
2).高速轴(1轴)
3).中间轴(2轴)
4).低速轴(3轴)
5).卷筒轴(4轴)
4.4计算结果:
运动和动力参数计算结果,如表2.
表2:
运动和动力参数结果
项目
电动机轴
高速轴
中间轴
低速轴
卷筒轴
转速(r/min)
331.8
91.6
功率(kW)
3.15
3.12
2.935
2.76
2.678
转矩(N*m)
20.9
20.68
84.5
287.9
279
传动比
1
4.34
3.62
效率
0.99
0.94
0.98
5齿轮的设计及计算
5.1高速级齿轮传动设计
5.1.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
1)按以上的传动方案,选用直齿圆柱齿轮传动。
2)运输机为一般工作,速度不高,故选用7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,两级圆柱齿轮的大、小齿轮材料均用合金钢,热处理均为调质处理且大、小齿轮的齿面硬度分别为240HBS,280HBS,二者材料硬度差为40HBS。
4)选小齿轮的齿数
,大齿轮的齿数为
,取
5.1.2按齿面接触强度设计
由设计公式进行试算,即
(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
得
(2)计算:
1)带入
中较小的值,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:
4)计算齿宽与齿高比:
模数:
齿高:
∴
5)计算载荷系数:
根据
7级精度,查得动载系数
对于直齿轮
查得使用系数
用插值法查得7级精度小齿轮非对称布置时,
由
,
可查得
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
1)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
2)查图取弯曲疲劳寿命系数
3)计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数S=1.4,得
4)计算载荷系数K
5)查取齿形系数
查表得
6)查取应力校正系数
查表得
7)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2.2,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)分度圆直径:
(2)中心距:
(3)齿轮宽度:
取
5.2低速级齿轮传动设计
5.2.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数。
5.2.2按齿面接触强度设计
1确定公式内的各计算数值
2计算:
查得动载系数
5.2.3按齿根弯曲强度计算:
1)确定公式内的各计算数值
查图得小齿轮的弯曲疲劳强度极限
;
查图取弯曲疲劳寿命系数
计算弯曲疲劳许用应力。
计算载荷系数K
2)查取齿形系数.
3)查取应力校正系数.
4)计算大、小齿轮的
并加以比较。
大齿轮的数值大.
5)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3,并接近圆整为标准值
按接触强度算得的分度圆直径100,算出小齿轮齿
5.2.4几何尺寸计算
(1)分度圆直径:
6轴的设计及计算
6.1高速轴的轴系结构设计
6.1.1轴的结构尺寸设计
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2所示:
图2
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,均为合金钢,热处理为调制处理,材料系数
为110。
所以,有该轴的最小轴径为:
考虑到该段开键槽的影响,轴径增大6%,于是有:
标准化取
其他各段轴径、长度的设计计算依据和过程见下表:
表3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
(考虑键槽影响)
21.76
25
60
第2段
(由唇形密封圈尺寸确定)
30(27.848)
50
第3段
由轴承尺寸确定
(轴承预选6007
)
35
第4段
42.5(41.3)
145
第5段
齿顶圆直径
齿宽
65
70
第6段
41
10
第7段
6.1.2轴的受力分析及计算
轴的受力模型简化(见图3)及受力计算
图3
L1=92.5L2=192.5L3=40
6.1.3轴承的寿命校核
鉴于调整间隙的方便,轴承均采用正装.预设轴承寿命为3年即12480h.
校核步骤及计算结果见下表:
表4轴承寿命校核步骤及计算结果
计算步骤及内容
6007轴承
A端
B端
由手册查出Cr、C0r及e、Y值
Cr=12.5kN
C0r=8.60kN
e=0.68
计算Fs=eFr(7类)、Fr/2Y(3类)
FsA=1809.55FsB=1584.66
计算比值Fa/Fr
FaA/FrA>
eFaB/FrB<
e
确定X、Y值
XA=1,YA=0,XB=1YB=0
查载荷系数fP
1.2
计算当量载荷
P=Fp(XFr+YFa)
PA=981.039PB=981.039
计算轴承寿命
9425.45h
小于
12480h
由计算结果可见轴承6007合格.
6.2中间轴的轴系结构设计
6.2.1轴的结构尺寸设计
根据结构几使用要求该轴设计成阶梯轴且为齿轮轴,共分六段,其中第2段和第4段为齿轮,如图4所示:
图4
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,均为合金钢,热处理为调制处理,取材料系数
因键槽开在中间,其影响不预考虑标准化取
其他各段轴径、长度的设计计算依据和
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