机械设计课程设计蜗杆斜齿圆柱齿轮二级减速器资料下载.pdf
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b、使用状况使用状况:
室内工作,需要5台;
动力源为三相交流电380/220V,电机单向转动,载荷较平稳,转速误差4%;
使用期限为10年,每年工作300天,每天工作16小时;
检修期为三年大修。
c、生产状况生产状况:
中等规模机械厂,可加工7、8级精度齿轮、蜗轮。
3、设计参数:
推杆行程200mm;
电机所需功率3.4kW;
推杆工作周期2.7s。
4、设计任务:
a、设计总体传动方案,画总体机构简图,完成总体方案论证报告。
b、设计主要传动装置,完成主要传动装置的装配图(A0)。
c、设计主要零件,完成两张零件工作图(A3)。
d、编写设计说明书。
二、传动方案的拟定根据设计任务书,该传动方案的设计分成减速器和工作机两部分:
1、减速器采用蜗轮-齿轮二级减速器,以实现在满足较大传动比的同时拥有较高的效率,和比较紧凑的结构,同时封闭的结构有利于在粉尘较大的环境下工作。
蜗杆传动布置在高速级,有利于啮合处油膜的形成,齿轮传动布置在低速级,可适当降低制造精度,降低成本。
图2.1轴2轴1减速器传动简图:
轴32、工作机采用如下图所示六杆机构。
机构工作原理:
原动件1由减速器输出轴3驱动旋转,同时带动杆2,杆2通过铰接处牵动杆3从而带动杆4,进而推动滑块完成往复运动。
且六杆机构的急回特性可以使滑块以较高的效率完成送料任务。
机械设计基础课程设计说明书第2页共23页图2.2三、电动机的选择1、类型和结构形式的选择:
按工作条件和要求,选用一般用途的Y系列三相异步卧式电动机,封闭结构。
2、已知电动机所需功率KWPd4.3=。
推杆工作周期T=2.7s3、确定电动机转速工作机转速min/22.227.2min/60min/60rssTsnW=;
齿轮传动比范围41=齿i;
蜗杆传动比范围4010=蜗i电动机转速范围min/3552200rniinWd=蜗齿在相关手册中查阅符合这一转速范围的电机,综合考虑总传动比,结构尺寸及成本,选择堵转转矩和最大转矩较大的Y11-2M-4型电机。
结论:
电动机型号定为Y11-2M-4,其技术数据如下表:
同步转速同步转速r/minr/minr/minr/min满载转速满载转速r/minr/minr/minr/min额定功率额定功率kWkWkWkW155015501550155014404.0四、传动系统的运动和动力参数1、计算总传动比:
8.64min/22.22min/1440=rrnniWMa2、分配减速器的各级传动比:
机械设计基础课程设计说明书第3页共23页在蜗杆传动比范围内取201=i,故齿轮传动比24.3/12=iiia,符合齿轮传动比的推荐值范围()88.394.106.003.02=aii3、计算传动装置的运动和动力参数aaaa、计算各轴转速计算各轴转速电机轴:
min/1440rnM=1轴:
min/14401rnnM=2轴:
min/7220min/1440112rrinn=3轴:
min/22.2224.3min/72223rrinn=bbbb、计算各轴输入功率计算各轴输入功率3轴:
kWP4.33=2轴:
kWkWPP5.398.0/99.0/4.3/32=齿承1轴:
kWkWPP42.48.0/99.0/5.3/21=蜗承dP=联/1P=4.42/0.99=4.465KWcccc、计算各轴输入转矩计算各轴输入转矩电动机输出转矩mNnPTMdd=61.291440465.4955095501轴:
mNmNTTd=31.2999.061.291联2轴:
mNmNiTT=27.464208.099.031.29112蜗承3轴:
mNmNiTT=4.145964.298.099.027.464223齿承将运动和动力参数计算结果进行整理并列于下表:
轴名功率P/kW转矩T/Nm转速nr/min传动比i效率输入输出输入输出电机轴3.429.61144010.991轴4.4229.311440200.7922轴3.5464.27723.240.97机械设计基础课程设计说明书第4页共23页3轴3.41459.422.22五、传动零件的设计计算1、齿轮设计斜齿轮啮合好,且可以抵销一部分蜗杆轴向力,降低轴承轴向负荷,故选用斜齿轮,批量较小,小齿轮用40Cr,调质处理,硬度241HB286HB,平均取260HB,大齿轮用45钢,调质处理,硬度为229HB286HB,平均取240HB。
计算步骤如下:
计算项目计算项目计算内容计算内容计算结果计算结果(1111)初步计算)初步计算转矩转矩1T725.31055.91055.96161=nPTmNT=27.4641齿宽系数齿宽系数d由表9.3-11查取9.0=d9.0=d接触疲劳极限接触疲劳极限limH由图9.3-22bMPaMPaHlH5807102lim1lim=初步计算需用接触初步计算需用接触应力应力HPMPaMPaHlHPHHP5809.09.07109.09.02lim21lim!
=MPaMPaHPHP5226392!
=dA值值由表B1,估计13取756=dA,756=dA动载荷系数动载荷系数K4.1=K4.1=K初步计算小齿轮直初步计算小齿轮直径径1d44.11424.3124.35229.027.4644.17561323211=+=+uuKTAdHPdd取mmd1161=初步齿宽初步齿宽bmmdbd4.1041169.01=mmb106=(2222)校核计算)校核计算圆周速度圆周速度1000607211610006011=ndvsmv/437.0=精度等级精度等级由表9.3-1选择8级精度=齿数齿数z、模数模数m和螺旋角和螺旋角取281=z72.902824.312=izz机械设计基础课程设计说明书第5页共23页一般1z与2z应取为互质数取281=z,932=z()%47.224.3/24.332.332.328/93=,i传动比误差为2.47%142857.428/116/11=zdmt28.38593142857.422=zmdtmmmt142857.4=2d=385.28mm由表9.3-4取4=nmmmmn4=142857.44arccosarccos=tnmm09.15=使用系数使用系数由表9.3-6原动机均匀平稳,工作机有中等冲击5.1=AK动载系数动载系数由图9.3-60.1=VK齿间载荷齿间载荷分配系数分配系数先求116/4642702/211=dTFtNFt66.8004=27.11311666.80045.1=bFKtAmmNbFKtA/100由表9.3-7,非硬齿面斜齿轮,精度等级8级2.1=HK齿向载荷齿向载荷分布系数分布系数1061061.011610616.017.11032321+=+=bCdbBAKH37.1=HK区域系数区域系数由图.3-17查出28.2=HZ28.2=HZ弹性系数弹性系数由表9.3-11查出MPaZE8.189=MPaZE8.189=重合度系重合度系数数由表9.3-5=09.15cos20tanarctancostanarctannt7.29505.4211666.20cos116arccos2cosarccosarccos111111=+=+=atabathdddd66.20=t7.291=at机械设计基础课程设计说明书第6页共23页89.23505.42883.38229.26cos883.382arccos2cosarccosarccos222222=+=+=atabathdddd由于无变位,端面啮合角tt=+=tattatzztantantantan212211409.15sin106sin=nmb837.111=Z89.232=at66.20=t837.1=1197.2=738.0=Z螺旋角系螺旋角系数数cos=Z98.0=Z许用接触许用接触应力应力由表9.3-14取最小安全系数limHS总工作时间1630010=ht05.1lim=HShth48000=应力循环次数hLtnN1160=(单向运转取1=)24.31015.4912=iNNLL911015.4=LN921028.1=LN接触寿命系数NTZ由图9.3-23查出89.01=NZ92.02=NZ齿面工作硬化系数17001302.1221=HBZZWW135.121=WWZZ接触强度尺寸系数XZ由表9.3-15安调质钢查0.121=XXZZ润滑油膜影响系数取为1212121=VVRRLLZZZZZZlimlimHXWRVLNTHHPSZZZZZZ=2221/80.576/05.683mmNmmNHPHP=机械设计基础课程设计说明书第7页共23页验算验算21/98.2951mmNuubdFKKKKZZZZtHHVAEHH=+=21,minHPHPH合格(3333)确定主要传动尺寸)确定主要传动尺寸中心距中心距()92.2452/11=+=ida取整250=a螺旋角螺旋角2502)9328(4cos2)(cos1211+=+=aZZmn53.14=切向模数切向模数53.14cos/4cos/=ntmm132.4=tm分度圆直分度圆直径径cos/zmdn=mmdmmd29.3847.11521=齿宽齿宽1169.01=dbdmmbmmb34610521=取(4444)齿根弯曲疲劳强度验算)齿根弯曲疲劳强度验算齿形系数齿形系数FaY53.10253.14cos/93cos/87.3053.14cos/28cos/33223311=zzzzVV由图9.3-19,查得FaY19.255.221=FaFaYY应力修正应力修正系数系数SaY由图9.3-20查得80.163.121=SaSaYY螺旋角系螺旋角系数数Y由图9.3-21查取75.0=Y齿向载荷齿向载荷分布系数分布系数FK()78.11425.2/106/=hb由图9.3-9查取38.1=FK许用弯曲许用弯曲应力应力FP试验齿轮的齿根弯曲疲劳极限limF由表9.3-14查最小安全系数minFS由图9.3-26确定尺寸系数XY22lim21lim/250/270mmNmmNFF=25.1min=FS机械设计基础课程设计说明书第8页共23页由图9.3-25确定弯曲寿命系数NTY另外取112212121=RrelTRrelTVrelTVrelTSTSTYYYYYYlimlimFXRrelTVrelTNTSTFFPSYYYYY=0.121=XXYY90.089.021=NTNTYY2221/360/48.384mmNmmNFPFP=验算验算YYYYmbFKKKKSaFantFFVAF1=222121/08.69/84.72FPFFPFmmNmmN=合格(55)小)小结:
齿轮结:
齿轮主要传动主要传动尺寸列表尺寸列表模数模数()nmm4.0mm压力角压力角()n20螺旋角螺旋角53.14分度圆直径分度圆直径dmmd7.1151=mmd29.3842=齿顶高齿顶高ah0.41=mhhaa4.0齿根高齿根高fh0.425.1=mhhff5.0齿顶间隙齿顶间隙C0.425.025.0=mC1.0齿根圆直径齿根圆直径fd0.527.115211=ffhddmmdf7.1051=机械设计基础课程设计说明书第9页共23页0.5229.384222=ffhddmmdf29.3741=中中心心距距a()2121dda+=250齿齿宽宽b7.1159.012=dbbd()mmbb1051+=mmb1061=mmb1162=
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- 机械设计 课程设计 蜗杆 圆柱齿轮 二级 减速器