一级齿轮减速器机械报告书范文解读Word格式.docx
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由计算得知工作机所需有效功率
由表11-19
设:
η1-联轴器效率=0.99
η2-闭式圆柱齿轮传动效率=0.97
η3-V带传动效率=0.95
η4-一对轴承效率=0.99
η5-输送机滚筒效率=0.96
由电动机至运输带的传动总效率为:
故
由下图所示Y系列三相异步电动机技术数据中
满足P0条件的电动机额定功率P0应取5.5kw。
2.确定电动机转速
输送机滚筒的工作转速:
额定功率相同的同类型电动机,可以有几种转速供选择,如三相异步电动机就有四种常用的同步转速,即3000r/min﹑1500r/min、1000r/min、750r/min。
(电动机空载时才可能达到同步转速,负载时的转速都低于同步转速)。
电动机的转速高,极对数少(相应的电动机定子绕组的极对数为2、4、6、8),尺寸和质量小,价格也便宜,但会使传动装置的传动比加大结构尺寸偏大,成本也会变高,若选用低转速的电动机则相反。
一般来说,如无特殊要求,通常选用同步转速为1500r/min或1000r/min的电动机。
本设计选用同步转速为1000r/min的电动机,对应于额定功率Pm为5.5kW的电动机型号应为Y132M2-6型。
有关技术数据如下:
电动机型号:
Y132M2-6;
额定功率:
5.5kW;
同步转速:
1000r/min;
满载转速:
960r/min;
电动机中心高:
H=132mm,轴伸出部分用于装联轴器段的直径和长度分别为D=38mm和E=80mm。
4.总传动比的确定及分配
1.总传动比
2.参考设计手册P5表1-8知V带的传动比7,单级减速器圆柱齿轮传动的传动比≤4~6,以及总传动比21.544r/min,取i带=4.49,i齿=4.8。
5.传动系统运动和动力参数的计算
传动装置从电动机到工作机有四个轴,分别为Ⅰ轴(电动机轴)、Ⅱ轴(V带所在轴)﹑Ⅲ轴(减速器所在轴)、Ⅳ轴(工作机轴),传动系统各轴的转速、功率和转矩计算如下:
1.各轴转速:
2.各轴输入,输出功率:
3.各轴输入,输出转矩:
现将上述数据统计在下表中:
轴名
功率PKW
转矩TNm
转速
r/min
输入
输出
1轴
4.992
49.66
960
2轴
4.742
4.695
211.62
209.52
214
3轴
4.554
4.508
966.46
956.70
45
4轴
4.463
4.418
947.15
937.60
6.V带的设计
1.计算功率Pca:
由表6-6查得KA=1.2,故Pca=KAP1=1.2×
4992=5.99kW
2.选取V带带型:
根据Pca=5.99kW,小带轮转速n1=960r/min,由图6-9确定选用A型带。
3.小带轮基准直径dd1和大带轮基准直径dd2:
由表6-4取dd1=140mm,另选取ε=0.01,则大带轮基准直径dd2=i带dd1(1-ε)=4.49×
140×
(1-0.01)=622.314mm,再由表6-4取dd2=630mm。
从动轮的实际转速,
转速误差为,合适。
4.验算带速:
,合适。
5.初定中心距:
现根据结构要求,取。
6.初算带的基准长度:
由书P85表6-2,选取带的基准长度。
7.实际中心距:
8.小带轮包角
主动轮上的包角合适。
9.单根V带所能传递的功率:
根据和查书P93表6-5,用插值法得P0=1.62
10.计算V带的根数:
查书P96表6-7得=0.92,P85表6-2得KL=1.17
综上,所采用的V带是A-35504。
11.作用在带轮轴上的力:
由式(8-17)求单根V带的张紧力:
查表6-8得
所以作用在轴上的力:
7.齿轮的设计
1.齿根弯曲疲劳强度计算:
(1)确定作用在小齿轮上的转矩T1
(2)选择齿数和齿宽系数:
查书P130取,则,取齿宽系数。
(3)选择齿轮材料,确定许用弯曲应力[]:
根据工作要求,采用齿面硬度>
350HBSD硬面齿齿轮且齿面硬度大致相同。
通常硬度为40~60HRC
小齿轮采用20Cr,渗碳淬火回火,硬度为60HRC
大齿轮采用20CrMnTi,渗碳淬火回火,硬度为55HRC
根据两轮齿的齿面硬度,由书P130表7-5可确定齿根的弯曲疲劳极限:
小齿轮
大齿轮
查表7-6得,,取,则得齿根许用弯曲应力为:
(4)确定载荷系数K:
查书P131取载荷系数K=1.6
(5)确定模数和齿宽:
由公式,书P128表7-4查得,
则,
取两者中较大者带入
按表7-1取标准模数。
(6)齿轮几何尺寸
小齿轮:
大齿轮:
中心距:
大齿轮宽度:
小齿轮宽度:
因小齿轮齿面硬度高,为补偿装配误差,避免工作时在大齿轮齿面上造成压痕,一般比宽些,取
(7)确定齿轮的精度等级:
齿轮的圆周速度
根据工作要求及圆周速度,由书pdf表9-3选用8级精度。
2.齿面接触强度验算:
(1)确定许用接触应力:
由书P130表7-5查得齿面的接触疲劳极限:
由书P130取,则得齿根许用弯曲应力为:
(2)验算接触应力:
由书P129公式7-23。
因为两齿轮均为钢,则=189.8
,安全
3.结构设计:
(1)因为,所以选用实心结构齿轮;
(2)因为,所以选用腹板结构的齿轮。
8.轴的设计与核算
1、减速器高速轴的设计
(1)轴的材料及热处理:
选用45钢,正火处理,由书PdfP275表12-1得:
毛坯直径≤100mm,硬度≤241HBS,抗拉强度MPa,屈服强度MPa,弯曲疲劳极限MPa。
(2)初算轴的最小直径,并进行初步结构设计:
由书pdfP276表12-2查得C=118~107
取=31mm最小直径还要符合相配零件的孔径(此处是V带轮)标准尺寸,在此处开一键槽,所以,取。
(3)确定轴的各段直径:
采用阶梯轴,尺寸按由小到大,由两端到中央的顺序确定。
A.外伸端(与V带轮相连):
取最小直径;
B.V带轮定位轴肩高故
,取38mm;
C.安装两滚动轴承处的轴颈直径为=40mm;
D.要固定齿轮,需要安装一个套筒,取内径
,外径为50mm;
E.为便于齿轮安装,取齿轮轮毂与轴配合处直径
;
F.考虑轴承固定要求,取轴环直径
,取50mm;
G.。
(4)选择轴承类型:
由上述一系列直径,查大书P131表15-1得:
轴承代号为6308,
基本尺寸d=40mm,D=90mm,B=23mm,
安装尺寸,,,,
基本额定动载荷,基本额定静载荷。
(5)轴承盖的设计:
带有密封件的轴承盖,轴承外径D=90mm,由指导书p174,
故取螺钉直径,即M8,
,
(6)轴各段的长度设计:
A.箱盖壁厚
故取8mm
B.箱体内壁与大齿轮顶圆应留有空隙
,取
C.箱体内壁与小齿轮端面应留有空隙
,故取
D.因为内壁至轴承座端面的距离
表11-2得:
E.根据,查手册P17表1-29得:
外伸轴长度
F.轴承宽度B=23mm,
G.,6mm为套筒宽度
H.小齿轮宽度,故取
I.查手册P17表1-31得轴环宽度,取
(7)挡油环
所以轴承采用脂润滑,需要挡油环。
取
(8)轴的强度校核
按弯矩,扭矩合成强度计算轴的计算简图如附图1所示:
A.决定作用在轴上的载荷:
圆周力(d为小齿轮的节圆直径)
径向力(为啮合角,取)
B.决定支点反作用力及弯曲力矩:
由轴向尺寸得:
支承反力
截面I-I的弯曲力矩
支承反力
合成弯矩
轴上的转矩,画出轴的当量弯矩图,如附图2所示:
从图中可以判断截面
I-I弯矩值最大,而截面承受纯扭,故校核这两个截面。
C.计算截面I-I与的直径:
已知轴的材料为45钢,正火,其;
查书P262表12-3得:
,则
截面I-I处的当量弯矩
截面的当量弯矩
故截面I-I处的直径
因为在截面I-I处有一键槽,所以轴的直径要增加3%,即为40.33mm。
前面取,故强度合适。
截面的直径
因为在截面处有一键槽,所以轴的直径要增加3%,即为28.9mm。
2、减速器低速轴的设计
(1)轴的材料及热处理:
选用45钢,正火处理,由书Pdfp275表12-1得:
由书pdfP276表12-2查得C=118~107
取=50mm最小直径还要符合相配零件的孔径(此处是V带轮)标准尺寸,在此处开一键槽,所以,取。
B.V带轮定位轴肩高
,取60mm;
C.安装两滚动轴承处的轴颈直径为=65mm;
,外径为75mm;
,取80mm;
G.。
(5)选择轴承类型:
轴承代号为6313,
基本尺寸d=65mm,D=140mm,B=33mm,
带有密封件的轴承盖,轴承外径D=140mm,由指导书p174,
故取螺钉直径,即M10,
(7)轴各段的长度设计:
B.箱盖壁厚
F.轴承宽度B=33mm,
G.,9mm为套筒宽度
H.大齿轮宽度,故取
(8)挡油环
所以轴承采用脂润滑
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