单级直齿圆柱齿轮减速器文档格式.docx
- 文档编号:20497036
- 上传时间:2023-01-23
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:64.57KB
单级直齿圆柱齿轮减速器文档格式.docx
《单级直齿圆柱齿轮减速器文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《单级直齿圆柱齿轮减速器文档格式.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
n卷筒
=(3~7)×
191
=473~1337r/min
则符合这一范围的同步转速有:
750r/min,1000r/min.根据容量和转速,由指导书附表2-1查出Y系列1000r/min电动机的具体型号为Y132M2-6,额定功率为5.5KW,满载转速为960r/min。
三、确定传动装置的传动比:
由选定的电动机满载转速nm和工作机主动轴转速n
可得传动装置总传动比为:
ia=nm/n=nm/n卷筒=960/191=5.03
根据指导书,取齿轮i齿轮=5(单级减速器i=3~6合理)
四.计算传动装置的运动和动力参数
将传动装置各轴由高速至低速依次定为Ⅰ轴,Ⅱ轴,......
以及i0,i1,......为相邻两轴间的传动比
η01,η12,......为相邻两轴的传动效率
PⅠ,PⅡ,......为各轴的输入功率(KW)
TⅠ,TⅡ,......为各轴的输入转矩(N·
m)
nⅠ,nⅡ,......为各轴的输入转速(r/min)
可按电动机轴至工作运动传递路线推算,得到各轴的运动和动力参数。
1.运动参数及动力参数的计算
(1)计算各轴的转数:
Ⅰ轴:
nⅠ=n电动机=960(r/min)
Ⅱ轴:
nⅡ=nⅠ/i1
=960/5.03=191r/min
卷筒轴:
nⅢ=nⅡ
(2)计算各轴的功率:
Ⅰ轴:
PⅠ=Pd×
η01=Pd×
η1
=4.45×
0.97=4.32(kw)
Ⅱ轴:
PⅡ=PⅠ×
η12=PⅠ×
η2×
η3
=4.32×
0.98×
0.97
=4.11(kw)
卷筒轴:
PⅢ=PⅡ·
η23=PⅡ·
η2·
η4
=4.11×
=3.91(KW)
计算各轴的输入转矩:
电动机轴输出转矩为:
Td=9550·
Pd/nm=9550×
4.45/960
=44.27N·
m
TⅠ=Td·
=44.27×
0.99=43.83N·
m
TⅡ=TⅠ·
i·
η12=TⅠ·
i1·
=43.83×
5.03×
0.99=213.87N·
卷筒轴输入轴转矩:
TⅢ=TⅡ·
=207.50N·
计算各轴的输出功率:
由于Ⅰ~Ⅱ轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效率:
故:
P’Ⅰ=PⅠ×
η轴承=4.32×
0.98=4.23KW
P’Ⅱ=PⅡ×
η轴承=4.11×
0.98=4.02KW
计算各轴的输出转矩:
由于Ⅰ~Ⅱ轴的输出转矩分别为输入转矩乘以轴承效率:
则:
T’Ⅰ=TⅠ×
η轴承
=43.83×
0.98=42.95N·
T’Ⅱ=TⅡ×
=213.87×
0.98=209.59N·
T’卷=207.50X0.98
=203.35N·
综合以上数据,得表如下:
轴名
效率P(KW)
转矩T(N·
转速n
r/min
传动比i
效率
η
输入
输出
电动机轴
4.45
44.27
960
1.00
Ⅰ轴
4.32
43.83
42.95
5.03
0.95
Ⅱ轴
4.23
4.11
213.87
209.59
卷筒轴
4.02
3.91
207.50
203.35
五、齿轮传动的设计:
(1)、选定齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级。
小齿轮选硬齿面,大齿轮选软齿面,小齿轮的材料为45号钢调质,齿面硬度为250HBS,大齿轮选用45号钢正火,齿面硬度为200HBS。
齿轮精度初选8级
(2)按齿面接触疲劳强度设计
由d1≥76.43(kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3
确定有关参数如下:
传动比i齿=5
取小齿轮齿数Z1=20。
则大齿轮齿数:
Z2=iZ1=5×
20=100
实际传动比I0=100/20=5
传动比误差:
i-i0/I=5-5/5=0%<
2.5%
可用
齿数比:
u=i0=5
由课本取φd=0.9
(3)转矩T1
T1=9550×
P/n1=9550×
=44.26N•m
(4)载荷系数k
由课本取k=1
(5)许用接触应力[σH]
[σH]=
σHlimZNT/SH由课本查得:
σHlim1=625Mpa
σHlim2=470Mpa
由课本查得接触疲劳的寿命系数:
ZNT1=0.92
ZNT2=0.98
通用齿轮和一般工业齿轮,按一般可靠度要求选取安全系数SH=1.0
[σH]1=σHlim1ZNT1/SH=625×
0.92/1.0Mpa
=575
[σH]2=σHlim2ZNT2/SH=470×
0.98/1.0Mpa
=460
故得:
d1≥766(kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3
=766[1×
44.26×
(5+1)/0.9×
6×
460]1/3mm
=27.3mm
模数:
m=d1/Z1=27.3/20=1.385mm
根据课本表9-1取标准模数:
m=1.5mm
(6)校核齿根弯曲疲劳强度
根据课本式
σF=(2kT1/bm2Z1)YFaYSa≤[σH]
确定有关参数和系数
分度圆直径:
d1=mZ1=1.5×
20mm=30mm
d2=mZ2=1.5×
100mm=150mm
齿宽:
b=φdd1=0.9×
27.3mm=24.57mm
取b=25mm
b1=30mm
(7)齿形系数YFa和应力修正系数YSa
根据齿数Z1=20,Z2=100由表相得
YFa1=2.80
YSa1=1.55
YFa2=2.14
YSa2=1.83
(8)许用弯曲应力[σF]
根据课本公式:
[σF]=
σFlim
YSTYNT/SF
由课本查得:
σFlim1=288Mpa
σFlim2
=191Mpa
由图6-36查得:
YNT1=0.88
YNT2=0.9
试验齿轮的应力修正系数YST=2
按一般可靠度选取安全系数SF=1.25
计算两轮的许用弯曲应力
[σF]1=σFlim1
YSTYNT1/SF=288×
2×
0.88/1.25Mpa
=410Mpa
[σF]2=σFlim2
YSTYNT2/SF
=191×
0.9/1.25Mpa
=204Mpa
将求得的各参数代入式(6-49)
σF1=(2kT1/bm2Z1)YFa1YSa1
=(2×
1×
2586.583/35×
22×
20)
×
2.80×
1.55Mpa
=8Mpa<
[σF]1
σF2=(2kT1/bm2Z2)YFa1YSa1
120)
2.14×
1.83Mpa
=1.2Mpa<
[σF]2
故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够
(9)计算齿轮传动的中心矩a
a=m/2(Z1+Z2)=1.5/2(20+100)=90mm
(10)计算齿轮的圆周速度V
V=πd1n1/60×
1000=3.14×
30×
960/60×
1000
=1.507m/s
六、轴的设计计算
输入轴的设计计算
1、按扭矩初算轴径
选用45#调质,硬度217~255HBS
根据课本并查表,取c=115
d≥115
(2.304/458.2)1/3mm=19.7mm
考虑有键槽,将直径增大5%,则
d=19.7×
(1+5%)mm=20.69
∴选d=22mm、轴的结构设计
(1)轴上零件的定位,固定和装配
单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央,相对两轴承对称分布,齿轮左面由轴肩定位,右面用套筒轴向固定,联接以平键作过渡配合固定,两轴承分别以轴肩和大筒定位,则采用过渡配合固定
轴上零件的定位和固定方式(如图)
1,5—滚动轴承2—轴3—齿轮轴的轮齿段4—套筒
6—密封盖7—键8—轴承端盖9—轴端挡圈10—半联轴器
(2)确定轴各段直径和长度
工段:
d1=22mm
长度取L1=50mm
∵h=2c
c=1.5mm
II段:
d2=d1+2h=22+2×
1.5=28mm
∴d2=28mm
初选用7206c型角接触球轴承,其内径为30mm,
宽度为16mm.
考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面和箱体内壁应有一定距离。
取套筒长为20mm,通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度,并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定,为此,取该段长为55mm,安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故II段长:
L2=(2+20+16+55)=93mm
III段直径d3=35mm
L3=L1-L=50-2=48mm
Ⅳ段直径d4=45mm
由手册得:
c=1.5
h=2c=2×
1.5=3mm
d4=d3+2h=35+2×
3=41mm
长度与右面的套筒相同,即L4=20mm
但此段左面的滚动轴承的定位轴肩考虑,应便于轴承的拆卸,应按标准查取由手册得安装尺寸h=3.该段直径应取:
(30+3×
2)=36mm
因此将Ⅳ段设计成阶梯形,左段直径为36mm
Ⅴ段直径d5=30mm.
长度L5=19mm
由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=100mm
(3)按弯矩复合强度计算
①求分度圆直径:
已知d1=40mm
②求转矩:
已知T2=34747.5N•mm
③求圆周力:
Ft
根据课本式得
Ft=2T2/d2=69495/40=1737.375N
④求径向力Fr
Fr=Ft•tanα=1737.375×
tan200=632N
⑤因为该轴两轴承对称,所以:
LA=LB=50mm
(1)绘制轴受力简图
(2)绘制垂直面弯矩图
轴承支反力:
FAY=FBY=Fr/2=316N
FAZ=FBZ=Ft/2=868N
由两边对称,知截面C的弯矩也对称。
截面C在垂直面弯矩为
MC1=FAyL/2=235.3×
50=11.765N•m
(3)绘制水平面弯矩图
截面C在水平面上弯矩为:
MC2=FAZL/2=631.61455×
50=31.58N•m
(4)绘制合弯矩图
MC=(MC12+MC22)1/2=(11.7652+31.582)1/2=43.345N•m
(5)绘制扭矩图
转矩:
T=9.55×
(P2/n2)×
106=35N•m
(6)绘制当量弯矩图
转矩产生的扭剪文治武功力按脉动循环变化,取α=1,截面C处的当量弯矩:
Mec=[MC2+(αT)2]1/2
=[43.3452+(1×
35)2]1/2=55.5N•m
(7)校核危险截面C的强度
由式σe=Mec/0.1d33
=55.5/0.1×
353
=12.9MPa<
[σ-1]b=60MPa
∴该轴强度足够。
输出轴的设计计算
选用45#调质钢,硬度(217~255HBS)
根据课本取c=115
d≥c(P3/n3)1/3=115(2.77/114)1/3=34.5mm
取d=35mm
2、轴的结构设计
(1)轴的零件定位,固定和装配
单级减速器中,可以将齿轮安排在箱体中央,相对两轴承对称分布,齿轮左面用轴肩定位,
右面用套筒轴向定位,周向定位采用键和过渡配合,两轴承分别以轴承肩和套筒定位,周向定位则用过渡
配合或过盈配合,轴呈阶状,左轴承从左面装入,齿轮套筒,右轴承和皮带轮依次从右面装入。
(2)确定轴的各段直径和长度
初选7207c型角接球轴承,其内径为35mm,宽度为17mm。
考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面与箱体内壁应有一定矩离,则取套筒长为20mm,则该段长41mm,安装齿轮段长度为轮毂宽度为2mm。
(3)按弯扭复合强度计算
已知d2=300mm
已知T3=271N•m
③求圆周力Ft:
Ft=2T3/d2=2×
271×
103/300=1806.7N
④求径向力式得
Fr=Ft•tanα=1806.7×
0.36379=657.2N
⑤∵两轴承对称
∴LA=LB=49mm
(1)求支反力FAX、FBY、FAZ、FBZ
FAX=FBY=Fr/2=657.2/2=328.6N
FAZ=FBZ=Ft/2=1806.7/2=903.35N
(2)由两边对称,书籍截C的弯矩也对称
MC1=FAYL/2=328.6×
49=16.1N•m
(3)截面C在水平面弯矩为
MC2=FAZL/2=903.35×
49=44.26N•m
(4)计算合成弯矩
MC=(MC12+MC22)1/2
=(16.12+44.262)1/2
=47.1N•m
(5)计算当量弯矩:
根据课本得α=1
Mec=[MC2+(αT)2]1/2=[47.12+(1×
271)2]1/2
=275.06N•m
(6)校核危险截面C的强度
由式σe=Mec/(0.1d)
=275.06/(0.1×
453)
=1.36Mpa<
[σ-1]b=60Mpa
∴此轴强度足够
七、滚动轴承的选择及校核计算
根据根据条件,轴承预计寿命
24×
365×
5=43800小时
1、计算输入轴承
(1)已知n1=960r/min
两轴承径向反力:
FR1=FR2=500.2N
初先两轴承为角接触球轴承7206AC型
根据课本得轴承内部轴向力
FS=0.63FR
则FS1=FS2=0.63FR1=315.1N
(2)
∵FS1+Fa=FS2
Fa=0
故任意取一端为压紧端,现取1端为压紧端
FA1=FS1=315.1N
FA2=FS2=315.1N
(3)求系数x、y
FA1/FR1=315.1N/500.2N=0.63
FA2/FR2=315.1N/500.2N=0.63
根据课本得e=0.68
FA1/FR1<
e
x1=1
FA2/FR2<
x2=1
y1=0
y2=0
(4)计算当量载荷P1、P2
根据课本取f
P=1.5
P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×
(1×
500.2+0)=750.3N
P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×
(5)轴承寿命计算
∵P1=P2
故取P=750.3N
∵角接触球轴承ε=3
根据手册得7206AC型的Cr=23000N
由课本式得
LH=16670/n(ftCr/P)ε
=16670/458.2×
23000/750.3)3
=1047500h>
43800
∴预期寿命足够
2、计算输出轴承
(1)已知nⅢ=191r/min
Fa=0
FR=FAZ=903.35N
试选7207AC型角接触球轴承
根据课本得FS=0.063FR,则
FS1=FS2=0.63FR=0.63×
903.35=569.1N
(2)计算轴向载荷FA1、FA2
∴任意用一端为压紧端,1为压紧端,2为放松端
两轴承轴向载荷:
FA1=FA2=FS1=569.1N
FA1/FR1=569.1/903.35=0.63
FA2/FR2=569.1/930.35=0.63
根据课本得:
e=0.68
∵FA1/FR1<
∴x1=1
y1=0
∵FA2/FR2<
∴x2=1
(4)计算当量动载荷P1、P2
取fP=1.5
903.35)=1355N
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 单级直齿 圆柱齿轮 减速器