机械设计课程设计二级圆柱齿轮减速器Word格式文档下载.docx
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山516.36
2轴(中间轴)
P2=R匕2=R耳2口3=2.79x0.99x0.97=2.68kW
片516.36
n2=——==145.45r/min
i123.55
P22.68
T2=9550——=9550N-m=175.90N•m
n2145.45
3轴(低速轴)
P3=P2口23=P2J5=2.68汉0.99=<
0.97=2.57kW
n3-==57.26r/min
i232.54
P32.57
T3=9550亠=9550N•m=428.63N•m
n357.26
4轴(滚筒轴)
P4=P3H34=匕J“4=2.57x0.99況0.99=2.52kW
n357.26
n4===57.26r/min
i341
P42.52
T4=95504=9550N-m=420.29N•m
n457.26
轴名
功率P/kw
转矩T/Nm
转速
n(r/min
)
传动比
输入
输出
电动机轴
2.9
19.57
1420
1轴
2.79
2.76
51.60
51.08
516.36
9
2轴
2.68
2.65
175.90
174.14
145.45
3.55
3轴
2.57
2.54
428.63
424.34
57.26
滚动轴
2.52
2.49
420.29
416.09
1
电动机转速no=142Or/min,高速轴n,=516.36r/min,减速器输入额定
功率?
ed=3KW
(1)求计算功率?
c.
根据工作情况系数KA可得KA=1
故?
c.=KAP=13=3KW
(2)选V带型号,选用普通V带
根据mc=3kWn0=1420r/min,查出此坐标点位于A型与Z型
交界处,
故选用A型计算d’=80~100mm
(3)求大小带轮基准直径d2dt
由V带轮最小基准直径表,现取d<
=85mm
n,1420
d2=1d,(1-;
)=■85(1-0.02)
n2513.36
=230.42mm
由V带轮标准直径系列取d2=236mm
(4)验算带速
n0二851420
v=——==6.32m/s
601000601000
带速在5~25m/s范围,合适。
(5)
n=516.36r/minn2=145.45r/minn3-57.26r/minn4-57.26r/minP’=2.79kw
P••2.68kw
2
P3-2.57kw
P4-2.52kw
「=51.60N.m
T2=175.90N.mT3=428.63N.m
T4=420.29N.m
dt=85mmd2=236mm
v=6.32m/s
求V带基准长度Ld和中心距a
初步选取中心距
a°
=1.5(dt+d2)=1.5(85+236)=481.5mm
取ao=500mm符合0.7(dt+d2)<
a0<
2(dt+d2)
[仃.JT(d2—d1)
带长Lo=2a°
+—(dt+d2)+
24a°
兀(236—85)
=2x500+(85+236)+)一
24x500
=1000+503.97+11.40=1515.37mm
查V带基准长度Ld表,对A型选用Ld=1600mm
计算实际中心距
Ld—L0
a&
a0+
1600-1555.49
=500+=522.00mm
(6)验算小带轮包角0(!
■qd2—d1o
0(1=180-X57.3
a
0236—854©
v
=180X57.3=163.42>
120
522.00
合适
(7)求V带轮根数z
z=巳
(P。
+30)50
今n!
=1420r/mindi=85mm
根据单根普通V带轮基本额定功率P0表可知P0=1.0KW
传动比i=一空——=236=2.83
d1(^®
)85X(1—0.02)
根据带跟普通V带轮i式1时额定功率增量AP0表可知AP0
=0.17KW
由G1=163.42查表包角修正系数Kq得Ko(=0.97
a=522.00mm
五、各级传动零件参数计算
1、高速级齿轮的有关计算
(1)选择材料及确定需用应力
(2)按齿轮弯曲强度设计计算
查表带长修正系数kL得KL=1
3
z==2.64
(1+0.17)x0.97x1
取3根
(8)求作用在带轮轴上得压力Fq
查V带轮截面尺寸表得q=0.1kg/m
单根V带轮得初拉力
匸500Pc,2.5八2
F0(—1)+qv
zvKa
500x32.52
(—1)+0.1汉6.32
3汉6.320.97
=124.78+3.99=128.77N
作用在轴上得压力
%
Fq-2zFosin
16343:
=2x3x128.77xsin=764.56
(1)选择材料及确定许用应力,因要求结构紧凑故采用硬齿面组合
小齿轮用40MnB钢,表面淬火,齿面硬度为45~55HRC,
crHlim=1130~1210MPa<
!
fe=690~720Mpa
大齿轮用45钢,表面淬火,齿面硬度为40~50HRC,
<
rHlim=1120~1150MPactFe=680~700MPa
取sF=1.25,SH=1
取ZH=2.5,ZE=189.8
匚1】=.2】=归=^=560MPa
SF1.25
tjH1]_hH2】_^^_120°
_1200MPa
Sh1
(2)按齿轮齿弯曲强度设计计算
齿轮按9级精度制造,取载荷系数K=1
齿宽系数电=0.6
小齿轮上的转矩
取3根普通V带
查图外齿轮得齿形系数YFa1得
丫Fa1=2.93,YFa2=2.28
由图外齿轮齿根修正系数丫sa1得
中心距
a=mn-乙
21864
=84.89mm
mm
2cos15
(3)验算齿面接触强度
(4)齿轮的圆周速度
2、低速级齿轮的有关计算
(1)选择材料及确定许用应力
(2)按齿面接触强
取a=85mm
确定螺旋角
门俾了1+Z2)2x(18+64)
R_arccos'
*_arccos*15.27
2a2x85
齿轮分度圆直径
mnZ12x18
d|———37.32mm
cospcos15.27°
齿宽b=也=0.6疋37.32=22.39mm
取b2=30mmg=35mm
(3)验算齿面接触强度
;
2KT1u+1<
Jh=ZeZhZb’21—
气bd12u
=189.8X2.5汇Jcos15.27°
2x1x5.16x1043.56+1
XJ2MPa
\20X37.323.56
=1015.25MPa<
trHJ=1200MPa
女全!
(4)齿轮圆周速度
Jld1n0JlX516.36X37.32
v———1m/s<
2m/s
60X100060X1000
故选用9级制造精度时合适的。
(1)采用软齿面
小齿轮用40MnB钢,调质处理,齿面硬度为241~286HBS,
crHlim=680~760MPacrFE=580~610Mpa
大齿轮用45号钢,调质处理,齿面硬度为197~286HBS,
crHlim=550~620MPacrFE2=410~480MPa
由表最安全系数SHSF参考取SF=1.25,SH=1.0
LyH1]==型=700Mpa
Sh1.0
fcrH^-Hlim2=辺=620MPa
鼻]=毎*=60・=480Mpa
F1SF1.25
k=480=384MPa
F2SF1.25
(2)按齿轮齿接触强度设计计算
mn=2mm
d—37.32mm
d2=132.68mmda1=31.42mm
da2=104.05mmdft=24.67mm
df2=97.3mm
a=85mm
P=15.27:
6=35mm
b2=30mm
度计算
取ZE=189.8(表
11-4)
(3)验算齿轮弯曲强度
齿轮按7级精度制造,取载荷系数K=1
齿宽系数4d=0.5
小齿轮上得转矩T=9.55x106空
“2
取ZE=189.8
=9.551062.68N-mm
145.45
=1.76105N-mm
I2
2K「u+1,ZZEZH'
211.7610
=78.05mm
2.53-1
0.6
2.53
*189.8X2.5
620
取乙=32,Z2=322.54:
-82,故实际传动比i=2.53模数m=H=78.°
5=2.44mm
z132
齿宽b=;
d1=0.578.05=39.025mm
取b2=40mmb1=45mm
按标准模数表取m=2.5
实际dt=zm=322.5=80mmd2=zm=822.5=205mm
d!
■d280-205
中心距a=-mm=142.5mm
22
(3)验算齿轮弯曲强度
齿形系数YFa1=2.6YSa1=1.63,
YFa2=2.27YSa2=1.76
2KT1YFa1YSa121516002.61.63
bm2Z1452.5232
=48.60MPa-t.F=480MPa
YFa2YSa2
YFag
2.27H1.76
=48.60
2.61.63
=45.80MPa-t:
F2」-384MPa
Z3=30
Z4=76
m=3
6=45mmb2=40mm
dt=80mm
d2=205mm
da1=85mm
da2=210mm
df73.75mm
df2=198.75mm
a=142.5mm
二安全
(4)齿轮圆周速度
7:
d1二80145.45
v0.61m/s2m/s
六、轴的设计
,三轴的材料选40MnBtr]=40~52MPaC=98~107
轴的C=98
C=118~107二轴的
二轴的材料选45钢,AI-30~40MPa
C=107
轴承轴向载荷系数Y=0
当量动载荷P=1X1522.03+0X0=1522.03N
温度系数ft=1
载荷系数fp=1.2
由于是按10年,一年300天,单班制工作,共24000小时。
轴承预期寿命Lh=24000h
基本额定动载荷:
=7949.54N
查手册选60209轴承,其Cr=31500N>
7433.40N所以选60209轴承适用。
高速轴轴承的校核
高速轴:
30204
2「251.60
圆周力Ft1==2765.27N
d,37.3210
径向力Fr1=Ft1tan:
•=2765.27tan20=1006.48N
轴向力FFt1tan:
=2765.27tan15.27=754.94N
查得e=1.5tana=1.5tan12°
57'
10〃=0.345
X=0.4Y=0.4cot12°
10〃=1.740
当量动载荷P=0.4X1006.48+1.740X754.94=1716.19N轴承预期寿命Lh=24000h
温度系数ft=1,载荷系数fp=1.2
中间轴轴承的校核
八、键的选择与
校核
查手册,选30204轴承,其Cr-282000N>
18657.42N
所以选30204轴承适用。
中间轴:
30207
现按中间轴斜齿轮计算
间中亠2T22075.9
圆周力Ft2=——==4397.5N
d280X10一
径向力Fr2=Ft2tan20=4397.5汉tan20”=1600.56N
查得e-1.5tana-1.5tan14°
02'
10〃-0.375
X-0.4Y-0.4cot14°
10〃-1.60
当量动载荷P-0.4X1600.56+1.60X0-640.224N
轴承预期寿命Lh-24000h
温度系数ft-1,载荷系数fp-1.2
径向基本额定动载何值
fpp『60n左
C=(——Lh1-4562.50N
查手册,选30207轴承,其Cr-54200N>
4562.50N
所以选30207轴承适用。
第一轴带轮处直径dt-19mm键b-6mmh-6mm(倒角c-0.25长度
L-25ti-3.5mm
第二轴带轮处直径d1-30mm键b-8mmh-7mm倒角c-0.5长度
L-25t1-5.0mm
第三轴联轴器直径d2-40mm键b-12mmh-8mm倒角c-0.5长度
L-32t1-5.0mm
九、轴的校核
由题选[erp]=110Mpa;
[p]=40Mpa
4T
一轴:
石p==17.92Mpa<
[◎p]=110Mpa
pdhlp
二轴:
crp==23.03Mpa<
[crp]=110Mpa
P1dhlp
一“4T
crp==41.44Mpa<
1dhl
间中亠2Ti2X318
圆周力Ft___3533.3N
d10.18
/…亠Fttan20°
3533.3xtan20°
径向力F「===1286.0N
11
法向力Fa=°
1.求垂直面的支撑反力
齿轮分度圆直径dt=180mm
带轮上外力Fq=864.59N
|1=50.5mm,|2=95mml=145.5mm
d
Fr4—Fa-
F2-
l
1286X95
==839.7N
145.5
F?
v=F「—F1V=(1286—839.7)=446.3N
2.求水平面的支撑反力
Fl3533.3*50.5
F1h=F2h===1226.3N
L145.5
3.绘垂直面的弯矩图
95
Mav=F2vl2=446.3汇=42.4N‘m
1000
^50.5
Mav—F1vl!
—839.7X-42.4Nm
4.绘水平面的弯矩图
50.5
MaH=F1Hh=1266.3疋=63.9N■m
5.求合成弯矩图,考虑到最不利情况
Ma=Mav'
MaH=76.7Nm
'
i'
22~
Ma「MavMaH=76.7Nm
6.求轴传递的转矩
d1180
T=Ft=3533.3318.0Nm
VV1000
7.求危险截面a-a的当量弯矩
认为轴的切应力是脉动循环应力,取折合系数:
-=0.6
/V:
V
Me=Ma亠[:
汀V05.6Nm
8.计算危险截面a-a处轴的直径
轴的材料选用40Cr钢,调质处理,由表查得;
壮=750MPa,由
表查得L-±
J-70MPa,则
考虑到键对皱的削弱作用,将d值加大5%
d=1.0530.8=32.4mm:
:
50mm满足条件
df=(0.5~0.6)df箱盖与箱座联接螺栓直径
取df=10
联接螺栓d2的间距1=150~200
轴承端盖螺钉直径
窥视孔盖螺钉直径
d=(
d3=(0.4~0.5)df
取d3=8
d4=(0.3~0.4)df
取d4=4
0.7〜0.8)d2
取d=7
轴承旁凸台半径Rt=20
J=0,+c°
十(5~8)+6
内箱壁至轴承底端面距离112
取l,=50
大齿轮顶圆与内壁距离>
1.2§
=9.6
齿轮面与内壁距离亠>
6=8
箱盖、箱座肋厚m,^0.85^m2拓0.856
轴承端盖外径D2=D+(5〜5.5)d3
轴承端盖凸缘半径t—(1〜1.2)d3—15
箱体及减速器附件说明:
箱壳是安装轴系组件和所有附件的基座,它需具有足够的强度、刚度和良好的工艺性。
箱壳采用HT200灰铸铁铸造而成,易得到美观的外表,还易于切削。
为了保证箱壳有足够的刚度,常在轴承凸台上下做出刚性加固筋。
轴承采用润滑脂润滑,在轴承与轴肩联接处,采用挡油环结构。
防止箱体内全损耗系统用油将油脂洗去。
箱体底部应铸出凹入部分,以减少加工面并使支撑凸缘与地良好接触。
减速器附件:
1)视孔和视孔盖箱盖上一般开有视孔,用来检查啮合,润滑和齿轮损坏情况,并用来加注润滑油。
为了防止污物落入和油滴飞出,视孔需用视孔盖、垫片和螺钉封死。
2)油塞在箱体最底部开有放油孔,以排除油污和清洗减速器。
放油孔平时用螺塞和封油圈封死。
3)油标杆式油标结构简单,使用方便,应用较多,对于中小型减速器,最高油面与最低油面间差值常
取5~10mm。
一般要浸到1~2个齿,但不超过齿轮半径的1/3。
4)吊环、吊耳为了便于搬运减速器,常在箱体上铸出吊环和吊耳。
起吊整个减速器时,一般应使用箱体上的吊环。
对重量不大的中小型减速器,如箱盖上的吊环、吊耳的尺寸根据减速器总重决定,才允许用来起吊整个减速器,否则只用来起吊箱盖。
5)定位销为了加工时精确地镗制减速器的轴承座孔,安装时保证箱盖与箱体的相互位置,再分箱面凸缘两端装有两个直径为A6的圆锥销,以便定位。
长度应大于凸缘的总厚度,使销钉两端略伸凸缘以利拆装。
6)启盖螺钉为保证箱体密封,通常在剖分面上涂水玻璃或密封胶,因而在拆卸时不易分开。
为此需在箱盖凸缘的适当位置设置1~2个启盖螺钉。
启盖螺钉的直径可取与箱盖凸缘联接直径相同,端部应加工为圆柱或半圆形,以免其端部螺纹被损坏。
滚动轴承的外部密封装置:
为了防止外界灰尘、水分等进入轴承,为了防止轴承润滑油的泄漏,在透盖上需加密封装置。
在此,我用的是毡圈式密封。
因为毡圈式密封适用于轴承润滑脂润滑,摩擦面速度不超过4〜5m/s
的场合。
心得小结
机械设计课程设计终于要画上一个不太圆满的句号了,但在这过程中收获了很多,学到了很多。
。
开始接触这门课,我不知道能不能很好的学好这门课,大一的时候曾接触过这门课,自己感觉难度很大,现在却要画出二级圆柱齿轮减速器的装配图,心里更没底了。
随着制图的学习,老师耐心细致的讲解,自己的思考,最后慢慢地将减速器的总体结构,布局要求,制造加工性能,制图的方法等一系列的问题想清楚,减速器的设计也慢慢完成。
这对于我来说确实有点难度,可是,一份耕耘一份收获,努力了就会有收获。
设计之初我总是凭自己的想象去画图,去构造,不讲究很多。
但是经过这一段时间的练习我才发现原来机械制图中还有很多规定,并不是可以随心所欲的。
在表示零件的时候怎么去画,在画装配图时又要注意哪些画图的技巧,联接的画法和表示,尺寸的标注以及
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- 关 键 词:
- 机械设计 课程设计 二级 圆柱齿轮 减速器