单级圆柱齿轮减速器和一级带传动说明书Word格式文档下载.docx
- 文档编号:21490818
- 上传时间:2023-01-30
- 格式:DOCX
- 页数:21
- 大小:54.75KB
单级圆柱齿轮减速器和一级带传动说明书Word格式文档下载.docx
《单级圆柱齿轮减速器和一级带传动说明书Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《单级圆柱齿轮减速器和一级带传动说明书Word格式文档下载.docx(21页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
根据容量和转速,由有关手册查出有三种适用的电动机型号:
因此有三种传支比方案:
如指导书P15页第一表。
综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比,可见第2方案比较适合,则选n=1500r/min
。
4、确定电动机型号
根据以上选用的电动机类型,所需的额定功率及同步转速,选定电动机型号为Y100L2-4。
其主要性能:
额定功率:
3KW,满载转速1430r/min,额定转矩2.2。
质量38kg。
三、计算总传动比及分配各级的伟动比
1、总传动比:
i总=n电动/n筒=1430/116=12.33
2、分配各级伟动比
(1)据指导书P7表1,取齿轮i齿轮=6(单级减速器i=3~6合理)
(2)∵i总=i齿轮×
I带
∴i带=i总/i齿轮=12.33/6=2.055
四、运动参数及动力参数计算
1、计算各轴转速(r/min)
nI=n电机=1430r/min
n
=nI/i带=1430/2.055=695.86(r/min)
=n
/i齿轮=695.86/6=115.98(r/min)
2、计算各轴的功率(KW)
P
=P工作=3.0KW
=P
×
η带=3×
0.96=2.88KW
η轴承×
η齿轮=2.88×
0.98×
=2.8224KW
3、计算各轴扭矩(N·
mm)
T
=9.55×
106P
/n
106×
3.0/1430
=20035N·
mm
2.88/695.86
=39525N·
=9.5×
2.8224/115.98
=232204N·
五、传动零件的设计计算
1、皮带轮传动的设计计算
(1)选择普通V带截型
由课本P83表5-9得:
kA=1.2
PC=KAP=1.2×
3=3.6KW
由课本P82图5-10得:
选用A型V带
(2)确定带轮基准直径,并验算带速
由课本图5-10得,推荐的小带轮基准直径为
75~100mm
则取dd1=100mm>
dmin=75
dd2=n1/n2·
dd1=1430/695.86×
100=205.5mm
由课本P74表5-4,取dd2=200mm
实际从动轮转速n2’=n1dd1/dd2=1430×
100/200
=715r/min
转速误差为:
n2-n2’/n2=695.86-715/695.86
=-0.027<
0.05(允许)
带速V:
V=πdd1n1/60×
1000
=π×
100×
1430/60×
=7.48m/s
在5~25m/s范围内,带速合适。
(3)确定带长和中心矩
根据课本P84式(5-14)得
1.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)
1.7(100+200)≤a0≤2×
(100+200)
所以有:
210mm≤a0≤600mm
由课本P84式(5-15)得:
L0=2a0+1.57(dd1+dd2)+(dd2-dd1)/4a0
=2×
500+1.57(100+200)+(200-100)2/4×
500
=1476mm
根据课本P71表(5-2)取Ld=1400mm
根据课本P84式(5-16)得:
a≈a0+Ld-L0/2=500+1400-1476/2
=462mm
(4)验算小带轮包角
α1=1800-dd2-dd1/a×
57.30
=1800-(200-100)/462×
=1800-12.40
=167.60>
1200(适用)
(5)确定带的根数
根据课本P214表(13-3)P1=1.32KW
根据课本P217表(13-7)△P1=0.17KW
根据课本P217表(13-7)Kα=0.96
根据课本P212表(13-2)KL=0.96
由课本P83式(5-12)得
Z=PC/P’=PC/(P1+△P1)KαKL
=3.6/(1.32+0.17)×
0.96×
=2.62
(6)计算轴上压力
由课本P70表5-1查得q=0.1kg/m,由式(5-18)单根V带的初拉力:
F0=500PC/ZV(2.5/Kα-1)+qV2
=[500×
3.6/3×
7.48×
(2.5/0.96-1)+0.1×
7.482]N
=134.27N
则作用在轴承的压力FQ,由课本P87式(5-19)
FQ=2ZF0sinα1/2=2×
3×
134.27sin162.98/2
=800.59N
2、齿轮传动的设计计算
(1)选择齿轮材料及精度等级
考虑减速器传递功率不在,所以齿轮采用软齿面。
小齿轮选用40Cr调质,齿面硬度为240~260HBS。
大齿轮选用45钢,调质,齿面硬度220HBS;
根据课本P139表6-12选7级精度。
齿面精糙度Ra≤1.6~3.2μm
(2)按齿面接触疲劳强度设计
由d1≥76.43(kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3
由式(6-15)
确定有关参数如下:
传动比i齿=6
取小齿轮齿数Z1=20。
则大齿轮齿数:
Z2=iZ1=6×
20=120
实际传动比I0=120/20=6
传动比误差:
i-i0/I=6-6/6=0%<
2.5%可用
齿数比:
u=i0=6
由课本P138表6-10取φd=0.9
(3)转矩T1
T1=9.55×
P/n1=9.55×
3/695.86
=41172N·
(4)载荷系数k
由课本P169表11-3取k=1
(5)许用接触应力[σH]
[σH]=σHlimZNT/SH由课本P134图11-1查得:
σHlimZ1=700MpaσHlimZ2=580Mpa
由课本P133式6-52计算应力循环次数NL
NL1=60n1rth=60×
695.86×
1×
(16×
365×
5)
=1.22×
109
NL2=NL1/i=1.22×
109/6=2.03×
108
由课本P135图6-34查得接触疲劳的寿命系数:
ZNT1=0.92ZNT2=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=σHlim1/SH=700×
0.92/1.0Mpa
=644Mpa
[σH]2=σHlim2/SH=580×
0.98/1.0Mpa
=568.4Mpa
故得:
d1≥76.43(kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3
=76.43[1×
41172×
(6+1)/0.9×
6×
5682]1/3mm
=41.96mm
模数:
m=d1/Z1=41.96/20=2.09mm
根据课本P107表6-1取标准模数:
m=2.25mm
(6)校核齿根弯曲疲劳强度
根据课本P132(6-48)式
σF=(2kT1/bm2Z1)YFaYSa≤[σH]
确定有关参数和系数
分度圆直径:
d1=mZ1=2.25×
20mm=45mm
d2=mZ2=2.25×
120mm=270mm
齿宽:
b=φdd1=0.9×
45mm=40.5mm
取b=40.5mmb1=42mm
(7)齿形系数YFa和应力修正系数YSa
根据齿数Z1=20,Z2=120由表11-8相得
YFa1=2.80YSa1=1.55
YFa2=2.14YSa2=1.83
(8)许用弯曲应力[σF]
根据课本P136(6-53)式:
[σF]=σFlimYSTYNT/SF
由课本图6-35C查得:
σFlim1=590MpaσFlim2=450Mpa
由图6-36查得:
YNT1=0.88YNT2=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=σFlim1YSTYNT1/SF=590×
2×
0.88/1.25Mpa
=830.72Mpa
[σF]2=σFlim2YSTYNT2/SF=450×
0.9/1.25Mpa
=648Mpa
将求得的各参数代入式(6-49)
σF1=(2kT1/bm2Z1)YFa1YSa1
=(2×
41172/36×
22×
20)×
2.80×
1.55Mpa
=120.08Mpa<
[σF]1
σF2=(2kT1/bm2Z2)YFa1YSa1
120)×
2.14×
1.83Mpa
=18.698Mpa<
[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)=2.25/2(20+120)=157.5mm
(10)计算齿轮的圆周速度V
V=πd1n1/60×
1000=3.14×
45×
695.86/60×
=1.64m/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P235(10-2)式,并查表10-2,取c=115
d≥115(2.88/695.86)1/3mm=18.46mm
考虑有键槽,将直径增大5%,则
d=18.46×
(1+5%)mm=19.39
∴选d=20mm
2、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
(2)确定轴各段直径和长度
工段:
d1=20mm长度取L1=50mm
∵h=2cc=1.5mm
段:
d2=d1+2h=20+2×
1.5=26mm
∴d2=26mm
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
段长:
L2=(2+20+16+55)=93mm
段直径d3=35mm
L3=L1-L=50-2=48mm
Ⅳ段直径d4=45mm
由手册得:
c=1.5h=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=45mm
②求转矩:
已知T2=41172N·
③求圆周力:
Ft
根据课本P127(6-34)式得
Ft=2T2/d2=2*41172/40=1829.87N
④求径向力Fr
根据课本P127(6-35)式得
Fr=Ft·
tanα=1829.87×
tan200=666N
⑤因为该轴两轴承对称,所以:
LA=LB=50mm
(1)绘制轴受力简图(如图a)
(2)绘制垂直面弯矩图(如图b)
轴承支反力:
FAY=FBY=Fr/2=333N
FAZ=FBZ=Ft/2=914.94N
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=333×
50=16.65N·
m
(3)绘制水平面弯矩图(如图c)
截面C在水平面上弯矩为:
MC2=FAZL/2=914.94×
50=45.75N·
(4)绘制合弯矩图(如图d)
MC=(MC12+MC22)1/2=(16.652+45.752)1/2=48.68N·
(5)绘制扭矩图(如图e)
转矩:
T=9.55×
(P2/n2)×
106=39.525N·
(6)绘制当量弯矩图(如图f)
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
=[48.682+(1×
33)2]1/2=62.68N·
(7)校核危险截面C的强度
由式(6-3)
σe=Mec/0.1d33=62.68/0.1×
353
=14.6MPa<
[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P235页式(10-2),表(10-2)取c=115
d≥c(P3/n3)1/3=115(2.8224/115.98)1/3=33.3mm
取d=35mm
(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7206c型角接球轴承,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=270mm
已知T3=232.204N·
③求圆周力Ft:
Ft=2T3/d2=2×
232.204×
103/270=1720N
④求径向力Fr根据课本P127(6-35)式得
tanα=1720×
0.36379=625.7N
⑤∵两轴承对称
∴LA=LB=49mm
(1)求支反力FAX、FBY、FAZ、FBZ
FAX=FBY=Fr/2=625.7/2=312.8N
FAZ=FBZ=Ft/2=1720/2=860N
(2)由两边对称,书籍截C的弯矩也对称
MC1=FAYL/2=312.8×
49=15.327N·
(3)截面C在水平面弯矩为
MC2=FAZL/2=860×
49=42.14N·
(4)计算合成弯矩
MC=(MC12+MC22)1/2
=(15.3272+42.142)1/2
=44.84N·
(5)计算当量弯矩:
根据课本P235得α=1
Mec=[MC2+(αT)2]1/2=[44.842+(1×
232.204)2]1/2
=236.12N·
(6)校核危险截面C的强度
由式(10-3)
σe=Mec/(0.1d)=236.12/(0.1×
413)
=34.26Mpa<
[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
16×
5=29200小时
1、计算输入轴承
(1)已知nⅡ=695.86r/min
两轴承径向反力:
FR1=FR2=914.94N
初先两轴承为角接触球轴承7206C型
根据课本P265(11-12)得轴承内部轴向力
FS=0.63FR则FS1=FS2=0.63FR1=576
(2)∵FS1+Fa=FS2Fa=0
故任意取一端为压紧端,现取1端为压紧端
FA1=FS1=576FA2=FS2=576
(3)求系数x、y
FA1/FR1=576N/914.94N=0.63
FA2/FR2=576N/914.94N=0.63
根据课本P263表(11-8)得e=0.68
FA1/FR1<
ex1=1FA2/FR2<
ex2=1
y1=0y2=0
(4)计算当量载荷P1、P2
根据课本P280表(16-11)取fP=1.1
根据课本P262(11-6)式得
P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.1×
(1×
914.94+0)=1006.43N
P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.1×
(5)轴承寿命计算
∵P1=P2故取P=1006.43N
∵角接触球轴承ε=3
根据手册得7206C型的Cr=23000N
由课本P264(11-10c)式得
LH=16670/n(ftCr/P)ε
=16670/695.86×
23000/1006.43)3
=2007691h>
292000h
∴预期寿命足够
2、计算输出轴承
(1)已知nⅢ=115.98r/min
Fa=0FR=FAZ=860N
试选7207C型角接触球轴承
根据课本P281表(16-12)得FS=0.63FR,则
FS1=FS2=0.63FR=0.63×
860=541.8eN
(2)计算轴向载荷FA1、FA2
∵FS1+Fa=FS2Fa=0
∴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=541.8N
FA1/FR1=541.8/860=0.63
FA2/FR2=541.8/860=0.63
根据课本P263表(11-8)得:
e=0.68
∵FA1/FR1<
e∴x1=1
y1=0
∵FA2/FR2<
e∴x2=1
y2=0
(4)计算当量动载荷P1、P2
根据表(11-9)取fP=1.1
根据式(11-6)得
8600)=946N
P2=fP(x2FR2+y2FA2)=1.1×
860)=946N
(5)计算轴承寿命LH
∵P1=P2故P=946ε=3
根据手册P3237207C型轴承Cr=30500N
根据课本P264表(11-10)得:
ft=1
根据课本P264(11-10c)式得
Lh=16670/n(ftCr/P)ε
=16670/115.98×
30500/946)3
=428870709h>
29200h
∴此轴承合格
八、键联接的选择及校核计算
轴径d1=20mm,L1=50mm
查手册得,选用C型平键,得:
键A6×
6GB1096-79l=L1-b=50-6=44mm
T2=33N·
mh=6mm
根据课本P243(10-5)式得
σp=4T2/dhl=4×
33000/20×
44
=25Mpa<
[σR](110Mpa)
2、输入轴与齿轮联接采用平键联接
轴径d3=35mmL3=48mmT=186.3N·
查手册P51选A型平键
键10×
8GB1096-79
l=L3-b=48-10=38mmh=8mm
σp=4T/dhl=4×
186290/35×
8×
38
=70.03Mpa<
[σp](110Mpa)
3、输出轴与齿轮2联接用平键联接
轴径d2=51mmL2=50mmT=61.5Nm
查手册P51选用A型平键
键16×
10GB1096-79
l=L2-b=50-16=34mmh=10mm
据课本P243式(10-5)得
6100/51×
10×
34=60.3Mpa<
[σp]
F=1500N
V=1.7m/s
D=280mm
n滚筒=116r/min
η总=0.85
P工作=3.0KW
电动机型号
Y100L2-4
i总=12.33
据手册得
i齿轮=6
i带=2.055
nI=1430r/min
=695.86r/min
=115.98r/min
=2.88KW
=2.8224KW
=39525N·
=232204N·
dd2=205.5mm
取标准值
dd2=200mm
n2’=715r/min
V=7.48m/s
取a0=500
Ld=1400mm
a=462mm
Z=3根
F0=134.27N
FQ=800.59N
i齿=6
Z1=20
Z2=120
u=6
T1=41172N·
αHlimZ1=700Mpa
αHlimZ2=580Mpa
NL1=1.22×
NL2=2.03×
ZNT1=0.92
ZNT2=0.98
[σH]1=644Mpa
[σH]2=568.4Mpa
d1=41.96mm
d1=45mm
d2=270mm
b=40.5mm
b1=42mm
YFa1=2.80
YSa1=1.55
YFa2=2.14
YSa2=1.83
σFlim1=590Mpa
σFlim2=450Mpa
YNT1=0.88
YNT2=0.9
YST=2
SF=1.25
σF1=120.08Mpa
σF2=18.69Mpa
a=157.5mm
V=1.64m/s
d=20mm
d1=20mm
L1=50mm
d2=26mm
L2=93mm
d3=35mm
L3=48mm
d4=41mm
L4=20mm
d5=30
- 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:
- 圆柱齿轮 减速器 一级 传动 说明书
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)