减速器说明书模板.docx
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减速器说明书模板
设计题目:
二级斜齿齿轮减速器
学校:
井冈山大学
院(系):
机电工程学院
班级:
姓名:
学号:
指导教师:
夏翔
时间:
2014.12.01-12.13
1设计任务书3
2传动方案的拟定3
3原动机的选择4
4确定总传动比及分配各级传动比5
5传动装置运动和运动参数的计算6
6传动件的设计及计算7
7轴的设计及计算21
8轴承的寿命计算及校核37
9设计小结38
10参考文献39
1设计任务书
1.1课程设计的设计内容
设计带式运输机的传动机构
1.2课程设计的原始数据
已知条件:
①运输带的工作拉力:
F=2380N;
②运输带的工作速度:
v=1.05m/s;
③卷筒直径:
D=400mm;
④使用寿命:
10年,每年工作日300天,3班制,每班8小时。
1.3课程设计的工作条件
设计要求:
①误差要求:
运输带速度允许误差为带速度的±5%;
②工作情况:
连续单向运转,载荷平稳,工作时有轻微震动;
③制造情况:
小批量生产。
2传动方案的拟定
带式运输机的传动方案如下图所示
图1-1同轴式带式输送机传动简图
特点是:
该方案减速器横向尺寸较小,两大齿轮浸油深度可以大致相同。
中间轴承受载荷大、刚度差,润滑较困难;重量较大,高级齿轮的承载能力不能充分利用;而且有一个输入和输出端。
3原动机的选择
3.1选择电动机的类型
按按照设计要求以及工作条件,选用一般Y型全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机,电压为380V。
3.2选择电动机的容量
3.2.1工作机所需的有效功率
式中:
—工作机所需的有效功率(KW)
—带的圆周力(N)
3.2.2电动机的输出功率
式中:
—工作机效率,根据第141页中表2(按平带查得)
传动装置总效率,
其中,根据表10-2(按一般齿轮传动查得)
—传动装置总效率
V带效率
一对滚动轴承效率,
闭式圆柱齿轮传动效率,
联轴器效率(齿式),
故:
因载荷平稳,电动机的功率稍大于即可,所示Y系列三相异步电动机的技术
参数,可选择电动机的额定功率。
3.3确定电动机的转速
卷筒轴工作的转速,
根据表2-2(按两级圆锥-圆柱齿轮减速器查得),两级圆柱齿轮减速器一般传动比范围为8~40,则总传动比合理范围为=8~40,故电动机转速的可选范围为,
符合这一范围的同步转速的有3个,再由3.2中的电动机的额定功率,可根据表19-1查得,可选取Y100L2-4型号的电动机,其数据列于表1中。
表3.1电动机数据
电动机型号
额定功率/KW
满载转速/(r/min)
堵载转速
额定转速
堵载转速
额定转速
Y100L2-4
3
1420
2.2
2.3
4确定总传动比及分配各级传动比
4.1传动装置的总传动比,
式中:
—总传动比
—电动机的满载转速(r/min)
4.2分配传动比
根据表2-1查得,两级传动中减速器传动比适用范围,圆柱齿轮的传动比的适用范围。
总传动比i总
i总=nm/nw=1440/66.9=21.2
减速器的传动比i
i=i总/i链=22.62/2=10.6
高速级的传动比i1
低速级的传动比i2
i2=i/i1=10.6/3.71=2.86
5传动装置运动和动力参数的计算
减速器传动装置中各轴由高速轴到低速轴依次编号为电动机0轴、1轴、2轴、3轴。
5.1各轴的转速
5.2各轴输入功率
式中:
—电动机0轴与Ⅰ轴间的传动效率,,也是轴间的传动效率
5.3各轴输入转矩
将以上计算的结果列成表格。
如下表5.1所示:
表5.1运动和动力参数
轴号
功率P/KW
转矩T/(N·m)
转速n/(r/min)
传动比i
效率η
高速轴轴
2.88
38.72
710
3.7
0.970.99
中间轴轴
2.77
137.95
191
2.86
低速轴轴
2.66
378.87
67
6传动件的设计及计算
V带..............................
6.1高速级直齿齿轮的设计计算
6.1.1材料的选择
根据表10-1查得,
小圆锥齿轮1选用40Cr号钢,7级精度,热处理为调质HBS1=280<350;
大圆锥齿轮2选用45号钢,7级精度,热处理为调质HBS2=230<350。
由此可知两齿轮为闭式的软齿面啮合,且二者材料硬度差为50HBS,可以有效地防止胶合破坏,另外两齿轮啮合应先保证接触疲劳强度,再校核弯曲强度。
6.1.2按接触疲劳强度设计
根据10-12式,
式中:
—许用接触疲劳强度(MPa)
—接触疲劳强度安全系数,(按失效概率为1%计算,由于点蚀破坏发生后只引起噪声、振动增大,并不立即导致不能继续工作的后果,故可取)
—齿轮的疲劳极限(MPa),根据图10-21d按齿面硬度查得锥齿轮的接触疲劳强度极限,(一般选取中间偏下值,MQ上选值)
,
—接触疲劳寿命系数,根据中10-13式,
式中:
—齿轮的工作应力循环次数
—齿轮的转速(r/min),(其中,)
—齿轮每转一圈,同一齿面的啮合次数,
—齿轮的工作寿命(h),
所以:
小圆锥齿轮的应力循环次数,
大圆锥齿轮的应力循环次数,
根据图10-19查得接触疲劳寿命系数,
,
将上述各式代入许用应力计算公式,
∵>,∴计算取
6.1.3计算圆锥齿轮大端面的分度圆直径
根据10-26式查得,在对于α=20°的圆柱直齿圆锥齿轮的情况下,区域系数,小圆锥齿轮大端面的分度圆直径需满足,
式中:
—小圆锥齿轮大端面的分度圆直径(mm)
—弹性影响系数(),根据表10-6按锻钢查得
—小圆锥齿轮的转矩(N·mm),由表2可知
—两圆锥齿轮的齿数比,
—许用接触疲劳应力(MPa),
—齿宽系数,根据P224查得可取
—接触疲劳载荷系数,根据10-2式,查得
式中:
—使用系数,根据表10-2按轻微冲击查得
—动载荷系数,根据图10-8按精度等级8级,速度V=5m/s
查得
—齿间接触疲劳载荷分配系数,根据表10-3查得
—齿向接触疲劳载荷分布系数,根据P226可查得
(根据表10-9查得
)
∴接触疲劳载荷系数
故小圆锥齿轮的大端面分度直径,
修正小圆锥圆周速度,
因此时的已经很接近5m/s,动载荷系数与根据所查的值相差不大,故可不再重算。
6.1.4计算齿轮的齿数和大端模数
选取小齿轮齿数:
,
则大齿轮齿数:
大端模数:
另外根据表6.11取m=3mm>2mm(符合根据P16中2.2.3规定了对于圆锥齿轮传动其模数应大于2mm)
6.1.5计算齿轮的相关几何参数
小齿轮大端面分度圆直径:
大齿轮大端面分度圆直径:
小齿轮的分度圆锥角:
大齿轮的分度圆锥角:
小齿轮的当量齿数:
大齿轮的当量齿数:
锥距:
齿宽:
故取,。
6.1.6计算弯曲疲劳极限
根据10-12式,
式中:
—许用弯曲疲劳强度(Mpa)
—弯曲寿命系数
—齿轮的弯曲疲劳极限(Mpa)
—弯曲疲劳强度安全系数,(对于弯曲疲劳强度一旦发生断齿,就会引起严重的事故,故计算时取)
根据图10-21d按齿面硬度查得锥齿轮的弯曲疲劳强度极限,(一般选取中间偏下值,MQ上选值,并以脉动循环变应力计算)
,
由6.1.2以算出齿轮的工作应力循环次数:
根据图10-18查得接触疲劳寿命系数,
,
将上述各式代入许用应力计算公式,
6.1.7校核齿根弯曲强度
根据10-23式查得校核公式,
式中:
—齿根弯曲强度
—齿形系数,根据表10-5按当量齿数查得
,
—应力校正系数,根据表10-5按当量齿数查得
,
—切与分度圆的轴向分力(圆周力),根据P226查得,
—弯曲疲劳强度载荷系数,根据P226查得
式中:
—使用系数,根据表10-2按轻微冲击查得
—动载荷系数,根据图10-8按精度等级8级,速度V=5m/s查得
—齿间载荷分配系数,根据P226查得
—齿向载荷分布系数,根据P226查得
(根据表10-9按一个
两端支撑一个悬臂查得)
∴接触疲劳载荷系数
小齿轮的齿根弯曲强度
大齿轮的齿根弯曲强度
故两个圆锥齿轮的弯曲强度足够,由于圆锥齿轮处于高速级,为了防止其失效,应保证较富裕的强度和刚度,因此不再进行齿根弯曲疲劳的综合设计。
6.2低速级斜齿圆柱齿轮的设计计算
6.2.1材料的选择
根据表10-1查得,
小斜齿圆柱齿轮1选用45号钢,7级精度,热处理为调质,HBS3=250<350;
大斜齿圆柱齿轮2选用45号钢,7级精度,热处理为调质,HBS4=210<350。
因为此两圆柱齿轮的转速不高,,且二者材料硬度差为40HBS,也可以有效地防止胶合破坏,另外两齿轮啮合应先保证接触疲劳强度,再校核弯曲强度。
螺旋角:
初选β=14°
小齿轮齿数:
初选z3=21
大齿轮齿数:
初选z4=z1×i1=21×4=84
6.2.2按接触疲劳强度设计
6.2.2.1计算接触疲劳强度
根据10-12式,
按失效概率为1%计算,由于点蚀破坏发生后只引起噪声、振动增大,并不立即导致不能继续工作的后果,故可取。
根据图10-21d按齿面硬度查得圆柱齿轮的接触疲劳强度极限,(一般选取中间偏下值,MQ上选值)
,
根据10-13式,
齿轮的转速:
,)
齿轮的工作寿命:
齿轮的应力循环次数:
根据图10-19查得接触疲劳寿命系数,
,
将上述各式代入许用应力计算公式,
∵
∴
6.2.2.2确定小斜齿圆柱齿轮的分度圆直径
式中:
—载荷系数,试选
—弹性影响系数(),根据表10-6按锻钢查得
—区域系数,根据图10-30按法向压力角查得
—小圆柱斜齿轮的转矩(N·mm),由表2可知
—两圆柱斜齿轮的齿数比,
—许用接触疲劳应力(MPa),
—齿宽系数,根据表10-7按非对称布置查得
—圆柱齿轮的端面重合度,根据图10-26查得,,
故小齿轮的分度直径,
6.2.2.3计算小齿轮的圆周速度
6.2.2.4计算小齿轮的齿宽及模数
齿宽:
,
法面模数:
齿高:
齿宽与齿高之比:
6.2.2.5计算纵向重合度
根据P216,
6.2.2.6计算载荷系数
式中:
—使用系数,根据表10-2按轻微冲击查得
—动载荷系数,根据图10-8按精度等级7级,速度V3=1.177m/s查得
—齿间接触疲劳载荷分配系数,根据表10-3查得
—齿向接触疲劳载荷分布系数,根据表10-4查得
∴接触疲劳载荷系数
6.2.2.7按实际载荷系数校正分度圆直径
根据10-10a式,
6.2.3按齿根弯曲强度设计
根据10-17式,
6.2.3.1计算两齿轮齿根的弯曲疲劳强度
根据10-12式,
弯曲疲劳强度安全系数,(对于弯曲疲劳强度一旦发生断齿,就会引起严重的事故,故计算时取)
根据图10-21d按齿面硬度查得齿轮的弯曲疲劳强度极限,(一般选取中间偏下值,MQ上选值,并以脉动循环变应力计算)
,
由6.2.2.1已经算出齿轮的工作应力循环次数:
,根据图10-18查得接触疲劳寿命系数,
,
将
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