直齿圆柱齿轮设计文档格式.docx
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在此范围内的电动机的同步转速有1500r/min和3000r/min两种。
由表10-112查得其型号。
表1-1两种电动机的比较
型号
额定功率/(KW)
满载转速
/(r/min)
堵转
转矩
最大转矩
质量
/kg
总传动比
带传动比
一级
二级
Y100L-2
2900
64
3
Y1002-4
1440
68
由表中数据可知两个方案均能够,但方案2的传动比小,传动装置结构尺寸小。
故采纳方案2,选动机的型号为Y132s-4。
计算总传动比并分派各级传动比
1.3.1总传动比
1.3.2各级传动比
为使带传动的尺寸不致过大,知足,可取,那么齿轮的传动比
由,为高速级传动比,为低速级传动比。
得取得。
计算传动装置的运动和动力参数
1.各轴的转速
2.各轴的功率
3.各轴的转矩
第2章带传动的设计
选择带的形状
1.由文献《机械零件/郑志祥等主编.—2版.—北京:
高等教育出版社,2000(2020重印)》查表5-9查得工作情形系数
2.由上文献式(5-22)
3.查图5-11a,选择A型V带
确信带轮直径及带长
1.参考图5-11a及表5-4,选取小带轮直径
2.验算带速由式(5-7)
3.从动带轮直径查表5-4取
4.传动比
5.从动轮转速
故符合要求。
6.由式(5-23)初选中心距
7.按式(5-24)求带的计算基准长度
确信中心距并验算小带轮包角
按式(5-25)计算实际中心距
按式(5-26)确信中心距的调整范围
由式(5-11)得
故适合。
确信V带根数Z
1.由表5-8a查得:
时的单根Z型V带的额定功率别离为和,用线性插值法时的额定功率值:
2.由表5-10a,查得
3.由表5-11,查得包角系数
4.由表5-12,查得长度系数
5.计算V带根数Z,由式(5-28)
取Z=3根。
受力计算
1.单根V带初拉力由式(5-29)
2.计算对轴的压力:
第3章齿轮传动设计
高速级齿轮传动的设计
3.1.1选择齿轮精度品级,材料及齿数
1.由于运输机为一样工作机械,速度不是很高,应选用7级精度即可(GB10095—88)。
2.材料选择,查同上文献表7-1可选得小齿轮(高速齿轮)材料为40(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS,二者材料差为40HBS。
3.初选小齿轮齿数=24,高速级,那么大齿轮齿数=
3.1.2按齿面接触疲劳强度设计
由上文献的设计公式(7-5)进行试算,即
1.试选载荷系数=由表7-8选取齿宽系数=1
2.由表7-6查得材料弹性阻碍系数
3.图10-30选取区域系数
4.重合度系数
5.接触疲劳许用应力
(1)由图7-16a,查得接触疲劳强度极限,。
(2)计算应力循环次数
(3)由图7-18曲线2,得。
(4)查表7-9,取
那么接触疲劳许用应力:
取小值带入计算
6.计算
7.圆周速度
8.计算载荷系数K
(1)由表7-3,取
(2)由V=1.297m/s和7级精度,按图7-8查得
(3)按表7-4,由软齿面,7级精度,非对称支承
(4)依照查表7-5,软齿面、斜齿,,取
(5)式中
与假设不符对进行修正。
9.要紧尺寸计算
(1)模数
(2)中心距
圆整中心距a=120mm
(4)计算大、小齿轮分度圆直径
(5)齿宽
3.1.3按齿根弯曲强度校核
由式(7-14)校核公式为
一、齿形系数,查表7-7得
2、应力修正系数,查表7-7得
3、重合度系数
4、由图7-29得螺旋角系数
五、许用弯曲应力
(1)由图7-16aMQ线得
(2)由图7-19得
(3)按表7-9
六、校核计算
3.1.4结构设计
以大齿轮为例。
以选用腹板式结构为宜。
其他有关尺寸由图中为准。
低速级齿轮传动的设计
低速级的齿轮仍选用斜齿轮软齿面。
选择小齿轮(低速齿轮)的材料为40(调质),硬度为270HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为230HBS,二者材料差为40HBS。
计算方式与高速级齿轮传动设计相同,用齿面接触疲劳强度设计,而后用齿根弯曲疲劳强度校核。
故步骤省略,参数见下表
表3-1齿轮参数表
高速级齿轮
低速级齿轮
小齿轮
大齿轮
齿数
24
72
30
75
模数
2.5mm
压力角
20°
齿顶高系数
1mm
顶隙系数
0.25mm
分度圆直径
60mm
180mm
75mm
187.5mm
齿顶圆直径
65mm
185mm
80mm
192.5mm
齿根圆直径
58.75mm
173.75mm
68.75mm
181.25mm
齿宽
中心距
120mm
131.25mm
第4章轴的设计
低速轴的设计
4.1.1低速轴的设计计算
1.求作用在齿轮上的力
表4-1减速器齿轮传动的要紧参数
级别
高速级
20
低速级
已知低速级大齿轮的分度圆直径为
圆周力:
径向力:
2.初步估算轴的最小直径,选择联轴器
初估轴颈:
安装联轴器处(L1)轴段的直径为轴的最小直径。
轴的材料选用45钢。
依照表9-3,,按公式(9-2)得
有键槽减弱,轴颈需增大3%,
选择联轴器:
(1)为了隔离振动与冲击,选择弹性套柱销联轴器。
(2)载荷计算,公称转矩T=
(3)型号选择:
从GB/T4323-2002表中查得TL9型的许用转速为2850r/min,公称转矩为,轴颈有50,55,56mm,轴段长度,取D1=50mm,l1=80mm
图4-1轴的简图
3.轴的结构设计
(1)拟定轴上零件的装配方案:
轴上大部份零件包括,大圆柱齿轮、挡油环、右端轴承、轴承端盖由右端装配,左端轴承、挡油环、轴承端盖、联轴器由左端装配。
(2)依照轴向定位及固定要求,确信轴各段的直径d和长度l。
1)装联轴器段,即轴的最小直径即d1=50mm,l1=80mm。
2)装左端轴承处,联轴器右端用轴肩定位,故取d2=55mm,其长度由轴承端盖及其固定螺钉的装拆要求决定,取。
3)装轴承段,这两段轴颈由转动轴承的内圈孔径决定。
依照直齿轮有轴向力、径向力、及d2=55mm,初选深沟球轴承6012,其尺寸d×
D×
T=60×
95×
18,故d3=d7=60mm,轴段3的长度为挡油环与轴承宽度之和,左端挡油环选,那么l3=16+18=34mm,轴段7的长度由轴承宽度、轴承与箱体内壁距离、箱体内壁与挡油环距离决定,那么l7=T+s+a=18+5+19=42mm。
4)装齿轮段,考虑到齿轮装拆方便,应使d6>
d7=60mm,取d6=65mm,其长度由齿轮轮毂宽度b2=75mm决定,为保证挡油环紧靠齿轮左端使齿轮轴向固定,应略小于,故取=71mm。
5)轴环段,齿轮左端用轴环定位,依照d6=65mm,按设计手册推荐轴环高h=+3)~+5)=(×
65+3)~(×
65+5)=~11.5mm,取,故轴环直径d5=d6+2h=65+2×
8=71mm,轴环宽度一样为高度的倍,即,取。
6)自由段,左端轴承用轴肩定位,依照深沟球轴承6012查手册得轴肩处安装尺寸D2=67mm,取d4=67mm,其长度由一级大齿轮与二级大齿轮之间的距离、一级大齿轮的齿宽b2=60、一级大齿轮与箱体内壁之间的距离决定l4=c+L+a-l5=18+60+16-12=82mm。
(3)轴上零件的周向固定
齿轮,半联轴器的周向固定均采纳平键联接。
按轴颈尺寸由手册查得,装齿轮处采纳平键尺寸b×
h×
l=20×
12×
63(GB1095-79),同时为了保证齿轮与轴有良好的对中性,故采纳的配合;
按联轴器处选用平键b×
l=16×
10×
63,联轴器与轴的配合为。
转动轴承与轴的周向固定是采纳过盈联接来保证的,此处选。
(4)定出轴肩处的圆角半径值,轴端倒角取
4.选择轴的材料,确信许用应力
轴的材料:
选用45钢,调制处置。
查表9-1得轴的力学性能
许用应力:
由表9-5得
4.1.2低速轴的校核计算
1.画轴的计算简图,计算支反力
由轴的结构简图4-1,及各段的长度可确信出轴承支点跨距
。
由此画出轴的受力简图,如以下图所示:
水平面支反力(如图4-2b图):
垂直面支反力(如图4-2d图):
图4-2轴的设计用图
2.画弯矩图、扭矩图
(1)水平面弯矩图(如图4-2c图):
截面C处
(2)垂直面弯矩图(如图4-2e图):
截面C左侧
截面C右边
(3)合成弯矩图(如图4-2f图):
(4)扭矩图(如图4-2g图):
扭矩T=
3.按扭矩合成应力校核轴的强度
按图中所示可见C处弯矩最大,应校核该截面的强度。
截面C的当量弯矩
式中
由式9-5得
校核结果:
故截面C的强度足够。
中间轴及高速轴的设计
中间轴的装配方案:
小圆柱齿轮、套筒、左端轴承、轴承端盖由左端装配,大圆柱齿轮、套筒、右端轴承、轴承端盖由右端装配。
高速轴的装配方案:
套筒、左端轴承、轴承端盖由左端装配,套筒、右端轴承、轴承端盖由右端装配。
均选用45钢,设计校核同低速轴,各段直径及长度,选用轴承见下表,其余参数见图纸。
表4-1其他轴参数
中间轴
高速轴
轴段
直径(mm)
长度(mm)
第一段
50
80
第二段
40
56
25
45
第三段
16
33
第四段
76
36
91
第五段
63
13
第六段
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