二级减速器课程设计说明书.docx
- 文档编号:29416616
- 上传时间:2023-07-23
- 格式:DOCX
- 页数:37
- 大小:444.45KB
二级减速器课程设计说明书.docx
《二级减速器课程设计说明书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《二级减速器课程设计说明书.docx(37页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
二级减速器课程设计说明书
1设计任务书
设计数据及要求
表1-1设计数据
序号
F(N)
D(mm)
V(m/s)
年产量
工作环境
载荷特性
最短工
作年限
传动
万案
7
1920
265
大批
车间
平稳冲击
十年二
班
如图1-1
传动装置简图
图1-1传动方案简图
设计需完成的工作量
(1)减速器装配图1张(A1)
(2)零件工作图1张(减速器箱盖、减速器箱座-A2);2张(输出轴-A3;输出轴齿轮-A3)
(3)设计说明书1份(A4纸)
2传动方案的分析
一个好的传动方案,除了首先应满足机器的功能要求外,还应当工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率高、成本低廉以及使用维护方便。
要完全满足这些要求是困难的。
在拟定传动方案和对多种方案进行比较时,应根据机器的具体情况综合考虑,选择能保证主要要求的较合理的传动方案。
现以《课程设计》P3的图2-1所示带式输送机的四种传动方案为例进行分析。
方案a制造成本低,但宽度尺寸大,带的寿命短,而且不宜在恶劣环境中工
作。
方案b结构紧凑,环境适应性好,但传动效率低,不适于连续长期工作,且制造成本高。
方
案c工作可靠、传动效率高、维护方便、环境适应性好,但宽度较大。
方案d具有方案c的优点,
而且尺寸较小,但制造成本较高。
上诉四种方案各有特点,应当根据带式输送机具体工作条件和要求选定。
若该设备是在一般环境
中连续工作,对结构尺寸也无特别要求,则方案a、c均为可选方案。
对于方案c若将电动机布置在减速器另一侧,其宽度尺寸得以缩小。
故选c方案,并将其电动机布置在减速器另一侧。
3电动机的选择
电动机类型和结构型式
工业上一般用三相交流电动机,无特殊要求一般选用三相交流异步电动机。
最常用的电动机是丫
系列笼型三相异步交流电动机。
其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、价格低,适用于不易燃、不易爆,无腐蚀性气体和无特殊要求的场合。
此处根据用途选用丫系列三相异步电动机
选择电动机容量
3.2.1工作机所需功率Pw
卷筒3轴所需功率:
Fv19200.82
Pw==1.574kw
10001000
卷筒轴转速:
3.2.2电动机的输出功率Pd
考虑传动装置的功率耗损,电动机输出功率为
Pd
Pw
传动装置的总效率:
1--联轴器效率
10.99
2232--齿轮传动效率
12343--滚动轴承效率
h20.97
取
30.99
4-孫筒效率
40.96
所以
223
0.990.970.990.960.86
所以
Pw1.574
Pd1.83kw
0.86
3.2.3确定电动机额定功率Fed
查《机械设计课程设计》表20-1得Ped2.2kw
选择电动机的转速
由《机械设计课程设计》表2-1圆柱齿轮传动的单级传动比为3~6,故圆柱齿轮传动的二级传动比为9~36,所以电动机转速可选范围为
ndi'nw(9~36)59.13r/min532.17~2128.7r/min
电动机技术数据
符合上述要求的同步转速有750r/min,1500r/min和3000r/min,其中减速器以1500和1000r/min的优先,所以现以这两种方案进行比较。
由《机械设计课程设计》第二十章相关资料查得的电动机数据及计算出的总传动比列于表3-1:
表3-1电动机技术数据
方案
电动机型号
额定功
率
kW
电动机转速
r/min
电动机质量
kg
总传动比
同转
满转
总传动比
高速级
低速级
1
Y100L1-4
1500
1420
34
24
6
4
2
Y112M-6
1000
940
45
16
表3-1中,方案1与方案2相比较,综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量及总传动比,为使传动装置结构紧凑,兼顾考虑电动机的重量和价格,选择方案2,即所选电动机型号为丫112M-6,
4传动装置运动和动力参数计算
传动装置总传动比的计算
i匹他16
nw59.13
传动装置各级传动比分配
减速器的传动比i为16对于两级卧式展开式圆柱齿轮减速器的i1(1.1~1.5)i2,计算得两级圆柱
齿轮减速器高速级的传动比i14.5,低速级的传动比i23.5。
传动装置运动和动力参数计算
4.3.1电动机轴运动和动力参数计算
P0Pd2.2kW
n0nm940r/min
T0955022.35Nm
n。
4.3.2高速轴运动和动力参数计算
RP012.2kW0.992.178kW
mn0940r/min
Pi
Ti9550」22.13Nm
ni
4.3.3中间轴运动和动力参数计算
F2P1232.178kW0.970.992.09kW
m940
n2-208.9r/min
114.5
P2
T29550丄95.5Nm
n?
4.3.4低速轴运动和动力参数计算
F3P2232.09kW0.970.992.09kW
n2
n359.7r/min
12
P3
T39550」321.5Nm
5传动件的设计计算
高速级齿轮传动设计计算
5.1.1选择材料、热处理方式和公差等级
1)按以上的传动方案,选用斜齿圆柱齿轮传动。
2)运输机为一般工作,速度不高,故选用8级精度(GB10095-88)。
3)材料选择。
考虑到制造的方便及小齿轮容易磨损并兼顾到经济性,圆柱齿轮的大、小齿轮材料
均用45钢,小齿轮调质处理,大齿轮正火处理。
由《机械设计》书表10-1得齿面硬度
HBS仁217-255,HBS2=162-21平均硬度硬度分别为236HBS,190HBS二者材料硬度差为46HBS
4)选小齿轮的齿数Z123,大齿轮的齿数为z4.523103.5,取z104。
5.1.2按齿面接触强度设计由设计公式进行试算,即
确定公式内的各计算数值试选载荷系数Kt1.4
2)由以上计算得小齿轮的转矩T122.13Nm
4)计算应力循环次数
3)查表及其图选取齿宽系数
d1,材料的弹性影响系数Ze189.8MPa°,按齿面硬度的小齿
(5-2)
计算接触疲劳许用应力,取失效概率为1%,安全系数S=1由
Nlim
S
HN1
lim1
0.9
580
522MPa
H1
得
S
HN2
lim
0.95
390
370.5MPa
H2
S
故:
[h]
[h]1
[
H】2
522
370.5MPa44625MPa
22
7)查图选取区域系数Zh2.46o
8)查图得10.765,20.87,贝U121.635
(2)计算:
1)求得小齿轮分度圆直径dt1的最小值为
d1t
cI2KtT1u1/ZEZH\2
3|'21.42.213104
5.5
189.82.460“
()37mm
466.25
\du[H]
Y1
1.635
4.5
2)
圆周速度:
3.14
37
940
1.82m/s
601000
60
1000
3)
计算齿宽及模数:
齿宽
:
bdd1t137
37mm
模数:
d1tcos37cos14,小
mnt1.56mm
123
齿高:
h2.25mnt2.251.563.51mm
.b
3710.5
h
3.51
4)计算纵向重合度:
0.318dZ1tan
0.318123tan14
1.82
5)计算载荷系数
:
根据Ka1,v
1.82m/s,8级精度,
查得
动载系数v1.1,Kh1.4491,
Kf1.35,Kh
Kf1.4
故载荷系数
1
AVHH
1.11.4
1.44912.23
di
7)
6)按实际载荷系数校正分度圆直径:
5.1.3按齿根弯曲强度计算弯曲强度设计公式为
(1)确定公式内的各计算数值
1)根据纵向重合度1.82,从图中查得螺旋角影响系数Y0.88
查取齿形系数.
查取应力校正系数.
查表得Ysa11.5909;Ysa21.801
计算大、小齿轮的yf^并加以比较.
F
YFa1Ysa1
2.61641.5909
0.01349
F1
YFa2YSa2
308.6
2.1691.801
0.02302
F2
169.6
大齿轮的数值大.
(2)设计计算
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数的大小要取决于弯曲强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿
轮直径(即模数与齿数的成积)有关,可取弯曲强度算得的模数,并接近圆整为标准值mn2mm,按
接触强度算得的分度圆直径d143.2mm,算出小齿轮齿数
这样设计出的齿轮传动,即满足了齿面接触疲劳强度,又满足齿根弯曲疲劳强度,并做到结构紧凑避免浪费.
5.1.4.几何尺寸计算
将中心距圆整为120mm.
(2)修正螺旋角:
arccos(Z1勺)0arccos(2195)214.84
2a2120
值改变不多,故参数
(3)分度圆直径:
.乙mn212
di--
coscos14.84
」Z2mn952
d2—-
coscos14.84
(4)齿轮宽度:
bdd143.4mm
、K、ZH等不必修正。
43.4mm
196.56mm
低速级齿轮传动设计计算
5.2.1选择材料、热处理方式和公差等级
1)运输机为一般工作,速度不高,故选用8级精度(GB10095-88)。
2)材料选择。
考虑到制造的方便及小齿轮容易磨损并兼顾到经济性,圆柱齿轮的大、小齿轮材料
均用45钢,小齿轮调质处理,大齿轮正火处理。
由《机械设计》书表10-1得齿面硬度
HBS仁217-255,HBS2=162-21平均硬度硬度分别为236HBS,190HBS二者材料硬度差为46HBS
3)选小齿轮的齿数乙25,大齿轮的齿数为Z23.52587.5,取z?
88
4)选取螺旋角。
初选螺旋角14
5.2.2按齿面接触强度设计由设计公式进行试算,即
d1t3
■2KtT1U1ZhZe2.().
du[h]
(1)确定公式内的各计算数值
1)试选载荷系数Kt1.6
2)由以上计算得小齿轮的转矩T1321.5Nm
1
3)查表及其图选取齿宽系数
d1,材料的弹性影响系数Ze189.8MPa2,按齿面硬度的小齿
轮的接触疲劳强度极限
Hlim3
580MPa;大齿轮的接触疲劳强度极限
hlim4390MPa。
8.6107
4)计算应力循环次数
N360n3jLh6059.71(583002)
N2
Ni8.6107
—3.5
2.46107
5)按接触疲劳寿命系数
HN10.9
HN2
0.95
故:
[h]
计算接触疲劳许用应力,取失效概率为1%,安全系数S=1
HN3lim3
0.95
580
551MPa
Nlim
H3
得
S
S
HN4lim4
0.99
390
386.1MPa
H4
S
[H]4[H]3
2
551严1MPa468.55MPa
7)查图选取区域系数Zh2.433
8)查图得30.78,40.8,贝U341.58
(2)计算:
1)求得小齿轮分度圆直径dt1的最小值为
d3t
2Kt£u1,ZeZh、2
u([
])
4
321.632.15104.52.433189.82“—
3()93.34mm
3.5468.55
1.58
2)
圆周速度:
d$n
60
1000
3・14眈3459.70.29m/s
601000
齿宽:
b
dd3t
193.3493.34mm
d3tcos
93.34cos14小“
模数:
mnt
3.62mm
3
25
齿高:
h
2.25mnt
2.253.628.15mm
b
93.34
11.45
h
8.15
计算齿宽及模数:
3)
4)计算纵向重合度
0.318dz3tan0.318125tan141.98
5)计算载荷系数:
1.467,
根据Ka1,v0.29m/s,8级精度,查得动载系数v1.03,Kh
Kf1.27,KhKf1.4
故载荷系数
1.1.031.41.4672.1
6)按实际载荷系数校正分度圆直径:
7)计算模数:
1)根据纵向重合度1.98,从图中查得螺旋角影响系数Y0.88
3)查图得小齿轮的弯曲疲劳强度极限
FE3480MPa;大齿轮的弯曲疲劳强度极限FE4250MPa;
4)查图取弯曲疲劳寿命系数KFN30.95,KFN40.91;
5)计算弯曲疲劳许用应力.取弯曲疲劳安全系数5=得
查取齿形系数.
查表得YFa32.56;YFa42.19.
查取应力校正系数.
查表得Ysa31.6037;Ysa4「7863
计算大、小齿轮的YFaYsa并加以比较.
F
YFa3YSa3
2.561.6037
0.0126
F3
YFa4YSa4
325.71
2.191.7863
0.02407
F4
162.5
大齿轮的数值大.
设计计算
3|21.833215000.88cos14
V12521.58
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数的大小要取决于弯曲强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿
轮直径(即模数与齿数的成积)有关,可取弯曲强度算得的模数,并接近圆整为标准值mn3mm,按
接触强度算得的分度圆直径d3102.2mm,算出小齿轮齿数
大齿轮齿数z4223.577.
这样设计出的齿轮传动,即满足了齿面接触疲劳强度,又满足齿根弯曲疲劳强度,并做到结构紧凑避免浪费.
d3
Z3mn
cos
d4
Z4mn
cos
223cos13.93
773
cos13.93
5.2.4几何尺寸计算
6轴的设计计算
高速轴的轴系结构设计
6.1.1轴的结构尺寸设计
1•高速轴的功率R2.178kw,转速n,940r/mm,转矩T,22.13Nm
根据结构及使用要求,把该轴设计成阶梯轴且为齿轮轴,共分七段,其中第5段为齿轮,如图6-1所示:
图6-1高速轴
由于结构及工作需要将该轴定为齿轮轴,因此其材料须与齿轮材料相同,均为45钢,热处理为调制处理,材料系数Ao为120。
此处最小直径显然是安装联轴器处的直径
d1,选择半联轴器的孔径d20mm,半联轴器长度
L52mm,半联轴器与轴配合的毂孔长度38mm
其他各段轴径、长度的设计计算依据和过程见下表:
表6-1高速轴结构尺寸设计
阶梯轴段
设计计算依据和过程
计算结果
第1段
d11由半联轴器孔径确定
In略小于联轴器毂孔长度,毂孔长
d1120mm
l1136mm
度L144mm
取l1136mm
为了满足半联轴器的轴向定位要求,一段右端应制出一轴肩,故取
2段的直径为d12
26mm,取端盖
d12
26mm
第2段
右端到联轴器左端距离为35mm,端
盖总宽度为30mm
,故丨仁65mm
丨12
65mm
根据d1226mm,
预选轴承
7206C
第3段
dDB30mm
62mm16mm,
d13
30mm
d13I12由轴承尺寸确定
、
丨13
16mm
查得7206C型轴承的定位轴肩高度
为h3mm
因此,取
第4段
d14d1636mm
d14
36mm
114
108mm
I14L2(74)
5504108mm
d15齿顶圆直径
47.4mm
d15
47.4mm
第5段
l15齿宽50mm
丨15
50mm
d16d14
d16
36mm
第6段
l165mm
l16
5mm
d17d1330mm
d17
30mm
第7段
l1771623mm(7mm为套筒宽
丨17
23mm
度)
6.1.2高速轴上轴承的选定计算
该轴承设计为面对面形式,预计寿命为3年,即12480小时
1计算轴承的径向载荷得Fr1258.87N、Fr2125.1N
2计算轴承的轴向载荷得Fd10.68Fr1176N、Fd20.68F「285N,
FaeFd227085355NFd1
故Fa1355N、Fa285N
3求比值
4初步计算当量动载荷P
取fp为,X0.41,Y0.87
Rfp(XFr1YFa1)1.2(0.41258.870.87355)498N
F21.2(0.41125.1850.87)150.3N
5求轴承应有的基本额定动载荷值
1337N
初选的轴承为7206C,它的额定动载荷分别为17.8KN和16.8KN,故符合条件
中间轴的轴系结构设计
轴的结构尺寸设计
根据结构几使用要求该轴设计成阶梯轴,共分六段,如图6-2所示:
=j=
dl
a
*
图6-2中间轴
由于结构及工作需要将该轴定为齿轮轴,因此其材料须与齿轮材料相同,均为45钢,热处理为调制
Pc:
209
处理,取材料系数Ao120。
有该轴的最小轴径为飞饨忙1203208.931-86mm
因键槽开在中间,其影响不预考虑标准化取d2135mm
其他各段轴径、长度的设计计算依据和过程见下表:
表6-2中间轴结构尺寸设计
阶梯轴段
设计计算依据和过程
计算结果
d21
\n2
第1段
由轴承尺寸确定
d21
35mm
(
轴承
预选
7207CdDB3572
17mm)
l21
30mm
I21
B1Bh171330mm
d22
由齿轮孔径决疋,取
d2240mm
d22
40mm
第2段
I22略小于齿轮宽度,取l
2248mm
l22
48mm
取d2348mm
d23
48mm
第3段
I23
10mm
123
10mm
d24
分度圆直径68mm
第4段
d24
68mm
124
齿宽76mm
l24
76mm
d25
d2348mm
d25
48mm
第5段
125
10mm
l25
10mm
d26
d2135mm
d26
35mm
第6段
126
B1Bh30mm
l26
30mm
低速轴的轴系结构设计
6.3.1轴的结构尺寸设计
根据结构几使用要求该轴设计成阶梯轴,共分七段,如图6-3所示:
图6-3低速轴
考虑到低速轴的载荷较大,材料选用45钢,热处理调质处理,取材料系数Ao120
所以,有该轴的最小轴径为:
daminA03p312032.0138.7mm
Yn3V59.7
显然此段轴是安装联轴器的,选择TL7型联轴器,取半联轴器孔径为d40mm,故此段轴径为
d3i40mm,半联轴器长度L112mm,半联轴器与轴配合的毂孔长度为Li84mm,第一段的长
度应比联轴器的毂孔长度略短,故取l182mm其他各段轴径、长度的设计计算依据和过程见下表表6-3低速轴结构尺寸设计
阶梯轴段
设计计算依据和过程
计算结果
d3140mm
d31
40mm
第1段
l3182mm
l31
82mm
(由联轴器宽度尺寸确定)
为了满足半联轴器的轴向定位要求,
一段右端应制
d32
46mm
第2段
出一轴肩,故取2段的直径为d32
46mml32由
l32
55mm
端盖等因_^素确疋,^取l3255mm
根据d3246mm,预选轴承7210C
dDB50mm90mm20mm,
d33、33由轴承
、
d33
50mm
第3段
尺寸确定
d3350mm
l33
20mm
I3320mm
第4段
d34d351060mm
d34
l34
60mm
65mm
I34L2(I35I36
162(1066为箱体内壁轴向距离,
距离)
丨373丨33)3/
(L2
49420)465mm
3为轴承端面至箱体内壁
d36
d35565mm
d35d34565mm
第5段
d35
65mm
I3510mm
l35
10
- 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:
- 二级 减速器 课程设计 说明书