#一级斜齿圆柱齿轮减速器通用模板doc.docx
- 文档编号:5665248
- 上传时间:2022-12-31
- 格式:DOCX
- 页数:19
- 大小:92.15KB
#一级斜齿圆柱齿轮减速器通用模板doc.docx
《#一级斜齿圆柱齿轮减速器通用模板doc.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《#一级斜齿圆柱齿轮减速器通用模板doc.docx(19页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
#一级斜齿圆柱齿轮减速器通用模板doc
计算过程及计算说明
一、传动方案拟定
题目:
设计一台冶金、矿山用带式输送机传动装置中的一级展开式渐开线圆柱齿轮减速器
<1) 工作条件:
皮带式输送机单向运转,有轻微的振动,两班制工作,使用年限10年,总传动比允许相对误差小于5%。
每年工作300天。
<2) 原始数据:
输送带拉力F=1900N;带速V=1..00m/s;滚筒直径D=330mm。
二、电动机选择
1、电动机类型的选择:
Y系列三相异步电动机<工作要求:
连续工作机器)
2、电动机功率选择:
<1)传动装置的总功率:
η总=η带×η4齿轮轴承×η齿轮×η联轴器×η筒
= 0.95×0.984×0.98×0.99×0.96
= 0.8
(2>电机所需的工作功率:
Pd=FV/1000η总=1900×1.00/1000×0.8=2.375KW
3、确定电动机转速:
计算滚筒工作转速:
n筒=60×1000V/πD=60×1000×1.00/π×330=57.9r/min
按课程设计任务书推荐的传动比合理范围,取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围Ia=2~4。
取V带传动比I0=2~4,则总传动比理时范围为I’a=4~16。
故电动机转速的可选范围为nd=I’a×n筒=<4~16)×------=327.56~1510.24r/min,符合这一范围的同步转速有750r/min、1000r/min、和1500r/min。
根据容量和转速,由指导书附表10查出有三种适用的电动机型号,其技术参数及传动比的比较情况见下表:
表1传动比方案
传动比方案
电动机型号
额定功率 电动机转速 传动装置的传动比 同步 转速 满载 转速 总传 动比 V带 传动 减速器 1 Y160M1-8 4 750 720 9.42 2.36 4 2 Y132M1-6 4 1000 960 12.57 2.51 5 3 Y112M-4 4 1500 1440 18.85 3.77 5 4、确定电动机型号 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及带传动和减速器的传动比,可知方案------比较合适<在满足传动比范围的条件下,有利于提高齿轮转速,便于箱体润滑设计)。 因此选定电动机型号为------,额定功率为Ped=------KW,满载转速n电动=------r/min。 三、计算总传动比及分配各级的传动比 1、总传动比: i总=n电动/n筒=1440/81.89=17.58 2、分配各级传动比 <1) 据指导书P7表1,取齿轮i齿轮=5<单级减速器i=3~6之间取3.15、3.55、4、4.5、5、5.6合理,为减少系统误差,取整数为宜) <2) ∵i总=i齿轮×i带 ∴i带=i总/i齿轮= 四、运动参数及动力参数计算 1、计算各轴转速 nI=n电动/i带= nII=nI/i齿轮= 2、计算各轴的功率 PI=Pd×η带= PII=PI×η齿轮轴承×η齿轮= 3、计算各轴扭矩 Td=9550×Pd/n电动= TI=9550×PI/nI= TII=9550×PII/nII= 五、标准直齿圆柱齿轮传动设计计算 <1)选择齿轮材料及精度等级和齿数 考虑减速器传递功率不大,按课本P191表10-1及10-4选,以齿轮采用软齿面。 小齿轮选用------钢,表面淬火,齿面硬度为------。 大齿轮选用------钢,表面淬火,齿面硬度------;一般齿轮传动,选用------级精度。 齿面精糙度Ra≤1.6~3.2μm。 取小齿轮齿数Z1=------。 则大齿轮齿数: Z2=i齿Z1=5×------= <2)按齿根弯曲疲劳强度设计 由课本P216式<10-17)mn≥12.4(kT1/φdZ12×YFS/[σFP]>1/3 确定有关参数如下: 载荷系数k由课本P196 取k=------初选螺旋角β=------ 小齿轮传递扭矩T1 T1=9550×P1/n1= 由教材表10-7 取齿宽系数φd= 齿根弯曲疲劳极限σFlim,由课本P207图10-20查得: σFlim1=------Mpa σFlim2=------Mpa 许用弯曲应力σFP [σFP1]=1.4σFlim1=------Mpa [σFP2]=1.4σFlim2=------Mpa 计算当量齿数Zv Zv1=Z1/cos3β= Zv2=Z2/cos3β= 复合齿形系数YFS: YFS1=,YFS2= YFS1/[σFP1]= YFS2/[σFP2]= 计算法面模数得: mn≥12.4(kT1/φdZ12×YFS/[σFP]>1/3= 按机械设计手册,取mn=------mm <3)确定齿轮传动主要参数及几何尺寸 计算中心距: a=mt 圆整a=------mm 精确计算螺旋角β β=arccosmn 计算分度圆直径d1=mtZ1=mnZ1/ cosβ= d2=mtZ2=mnZ2/ cosβ= 计算齿宽 b2=b=φd×d1= b1=b2+<5~10)mm= 轮齿的受力分析: Ft=2T1/d1=Fr=Fttanɑn/cosβ= Fa=Fttanβ= Fn=Ft/cosɑncosβ= 验算齿轮圆周速度 V齿=πd1n1/60×1000= 由课本P197表10-4选齿轮传动精度等级8级合宜 (4>校核齿面接触疲劳强度 由课本P201式<10-6)得 σH=20.8×103ξE[kT1/bd12× 确定有关参数和系数 传动尺寸影响系数ξE 查机械设计手册 ξE=1 齿轮接触疲劳极限σHlim 由课本P209图10-21查得: σHlim1=------Mpa σHlim2=------Mpa 许用接触应力σHP [σHP1]=0.9σHlim1=------Mpa [σHP2]=0.9σHlim2=------Mpa 校核计算 σH=20.8×103ξE[kT1/bd12× 六、减速器的润滑 <1)齿轮的润滑 V齿=------m/s<------m/s,采用浸油润滑,浸油高度h约为1/6大齿轮分度圆半径,取为------mm。 侵入油内的零件顶部到箱体内底面的距离H=------mm。 <2)滚动轴承的润滑 因为轴承周向速度为------m/s<------m/s,所以采用润滑脂润滑。 结构上增设档油盘 <3)润滑油的选择 由机械设计手册,齿轮选用全损耗系统用润滑油较为便利,考虑到该装置用于小型设备,选用------润滑油。 轴承选用------号通用锂基润滑脂。 <4)密封方法的选取 选用凸缘式闷盖易于调整,采用毡圈密封圈实现密封。 密封圈型号按所装配轴的直径确定为 轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。 七、轴的设计计算 1)输入轴的设计计算 1、选择轴的材料,确定许用应力 因为设计的是单级减速器的输入轴,旋转方向假设左旋,属于一般轴的设计问题,选用------钢,硬度------,抗拉强度σb=------Mpa,弯曲疲劳强度σ-1=------Mpa。 [σ-1]=------Mpa 2、估算轴的基本直径 根据机械设计手册,取A=110 d≥A(PI/n1>1/3= 考虑有键槽,将直径增大5%,则d1=------×(1+5%>mm= ∴由机械设计手册选d1=------mm 2)输出轴的设计计算 1、选择轴的材料,确定许用应力 因为设计的是单级减速器的输入轴,属于一般轴的设计问题,选用------钢,硬度------,抗拉强度σb=------Mpa,弯曲疲劳强度σ-1=------Mpa。 [σ-1]=------Mpa 2、估算轴的基本直径 根据机械设计手册,取A=105 d≥A(PⅡ/nⅡ>1/3= 考虑有键槽,将直径增大5%,则d2=------×(1+5%>mm=------mm ∴由机械设计手册选d2=------mm 九、滚动轴承的选择 根据条件,轴承预计寿命 L=5×365×24=43800小时 <1)输入轴轴承的选择 由题目工作条件查课本P320表13-4和13-5选择载荷系数fP=------,温度系数ft=------ 已知轴颈d1=------mm,转速n1=------r/min,初选7305B型角接触球轴承,基本额定动载荷Cr=------kN,基本额定静载荷Cor=------kN,e0=------。 <2)、输出轴轴承的选择 由题目工作条件查课本P320表13-4和13-5选择载荷系数fP=------,温度系数ft=------ 已知轴颈d2=------mm,转速n2=------r/min,初选------型角接触球轴承,基本额定动载荷Cr=------kN,基本额定静载荷Cor=------kN,e0=------。 十、联轴器的选择 已知输出轴轴径d2=------mm,PⅡ=------KW,nⅡ=------r/min。 因为是减速器低速轴和工作机轴相连的联轴器,转速低,传递转矩较大,根据传动装置的工作条件拟选用刚性固定式凸缘联轴器,根据输出轴轴径,拟选YL7型凸缘联轴器,由课本P352公式计算扭矩为: KT=------×9550×------/------=------ 因Tn=------N·m<Tc=------N·m,所以选------型凸缘联轴器,Tn=------N·m>Tc=------N·m,轴端直径------mm,采用内嵌套筒方式衔接输出轴 十一、轴的强度计算 3、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,靠平键和过盈配合实现周向固定。 两轴承分别以轴肩和大筒实现轴向定位,靠过盈配合实现周向固定,轴通过两端轴承实现轴向定位。 大带轮轮毂靠轴肩、平键和螺栓分别实现轴向定位和周向固定。 <2)确定轴各段直径和长度 工段: d2=------mm 长度取决于联轴器结构和安装位置,根据联轴器计算选择,选取------型------型凸缘联轴器L1=------mm。 ∵h=<2~3)c 查机械设计手册,取c=1.5mm II段: d2=d1+2h=------+2×<1~3)×1.5=------mm ∴d2=------mm 初选用------型角接触球轴承,其内径为------mm,宽度为------mm。 <转入输出轴轴承选择计算) 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。 而且两对轴承箱体内壁距离一致, L2= III段直径d3=d2+2h= L3=b2-2= Ⅳ段直径d4=d3=d2+2h= 长度与右面的套筒相同,即L4=------mm 考虑此段滚动轴承右面的定位轴肩,应便于轴承的拆卸,应按标准查取由机械设计手册得安装尺寸da=------mm,该段直径应取: d5=------mm。 因此将Ⅳ段设计成阶梯形,左段直径为------mm。 Ⅵ段直径d6=------mm. 长度L6=------mm 由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L= (3>按弯矩复合进行强度计算 已知分度圆直径d2=------mm,TII=------N·m Ft=------KN,Fr=------KN Fa=------KN,Fn=------KN 求径向力Fr351°=------N 因为该轴两轴承对称,所以: LA=LB=------mm (1>绘制轴受力简图<如图a) <2绘制水平面弯矩图<如图b) 轴承支反力: RHA=RHB=Ft/2=------N 由两边对称,知截面C的弯矩也对称。 截面C在水平面弯矩为 MHC=RHAL/2= (3>绘制垂直面弯矩图<如图c)(左旋> RVA=Fr/2+FXd1/2L= RVB=Fr/2-FXd1/2L= 截面C左侧的弯矩为 MVC1=RVAL/2= 截面C右侧的弯矩为 MVC2=RVBL/2= (4>绘制合成弯矩图<如图d) 截面C左侧的合成弯矩为 MC1=(MHC2+MVC12>1/2= 截面C右侧的合成弯矩为 MC2=(MHC2+MVC22>1/2= (5>绘制扭矩图<如图e) 转矩: T=9.55× (6>按弯扭合成进行强度计算 由机械设计手册按脉动循环: α=------ d≥[10 ∵d3=------mm≥d ∴该轴强度足够。 <7)进行疲劳强度安全系数校核 齿轮轴中间截面由键槽引起应力集中,所受载荷较大,应对其进行疲劳强度安全系数校核。 截面有关系数: ψτ=0.1<属中碳钢) κσ=1<键槽中段处) κτ=1.523 Kσ=2.906 Kτ=2.145<由机械设计手册,按配合H7/r6查得) W=πd3/32=------mm3 WT=2W=------mm3 [S]=------(由机械设计手册查得> S=σ-1/[(KσM/W>2+0.75[(Kτ+ψτ>T/WT]2]1/2 S>[S]=------,轴的强度满足要求。 十二、轴承校核计算 假设轴承仅受径向载荷R1和R2,由斜齿齿轮受力分析公式可得: Ft=2000T1/d1= Fr=Fttgat=Fttgan/cosβ= FX=Fttgβ= 1)求两轴承的径向载荷R1、R2 因轴承对称齿轮分布,故R1=R2=Fr/2=------N 2)求两轴承的轴向载荷A1、A2 两轴承反向排列且满足Fx+S2>S1,由课本公式得 A1=Fx+S2 S2=e0×R2 A2=S2 估算: 假设e0=0.47,由课本表15-4得A/Cor=0.12, 计算A1=Fx+S2=------N,A2=S2=------N A1/Cor=,A2/Cor= 逼近: 用插值法求当A1/Cor=------时对应的e=------,取e0=------ A/Cor=------ A1/Cor= 故取 e1=------ 同理插值取e2=------ A/Cor=------得A2/Cor= 3)计算轴承的当量动载荷P1、P2 A1/R1=, 由机械设计手册机械设计手册查得X1=------,Y1=------ P1=fP A2/R2= 查得X2=------,Y2=------ P2=fP Lh=16667/n 十三、键的选择与强度计算 因为齿轮和轴材料均为钢,故取[σP]=100Mpa 1、输入轴与大带轮轮毂联接采用平键联接 轴径d1=------mm,L1=------mm 查课本P106表6-1得,选用------型平键,得: b=------mm,h=------mm,键长范围L=------mm。 键长取L=L1-<5~10)=------mm。 键的工作长度l=L-b=------mm。 强度校核: 由P106式6-1得 σp=4T1/dhl= 所选键为: 键 2、输入轴与齿轮联接采用平键联接 轴径d3=------mm,L3=------mm 查课本P106表6-1得,选用A型平键,得: b=------mm,h=------mm,键长范围L=------mm。 键长取L=L-<5~10)=------mm。 键的工作长度l=L-b=------mm。 强度校核: 由P106式6-1得 σp=4T1/dhl=所选键为: 键------ 3、输出轴与齿轮2联接用平键联接 轴径d3=------mm,L3=------mm 查课本P106表6-1得,选用------型平键,得: b=------mm,h=------mm,键长范围L=------mm。 键长取L=L3-<5~10)=------mm。 键的工作长度l=L-b=------mm。 强度校核: 由P106式6-1得 σp=4T2/dhl= 所选键为: 键------ 4、输出轴与联轴器联接用平键联接 轴径d1=------mm,L1=------mm 查课本P106表6-1得,选用------型平键,得: b=------mm,h=------mm,键长范围L=------mm。 键长取L=L1-<5~10)=------mm。 键的工作长度l=L-b=------mm。 强度校核: 由P106式6-1得 σp=4T2/dhl= 所选键为: 键------ 十四、减速器箱体设计 由机械设计手册查得 机座壁厚: δ=0.025a+1=------取δ=------mm 机盖壁厚: δ1=------mm 机座凸缘厚度: b=1.5δ 机盖凸缘厚度: b1=1.5δ1 机座底凸缘厚度: b2=2.5δ 地脚螺钉直径: df=0.036a+12= 地脚螺钉数目: n= 轴承旁连接螺栓直径: d1=0.75df= 机盖与机座连接螺栓直径: d2=<0.5~0.6)df= 连接螺栓d2的间距: l= 轴承端盖螺钉直径: d3=<0.4~0.5)df= 窥视孔盖螺钉直径: d4=<0.3~0.4)df= 定位销直径: d=<0.7~0.8)d2= 轴承旁凸台半径: R1=C2= 凸台高度: h=画图时确定 外机壁至轴承座端面距离: l1=δ+C1+C2+<8~12)= 大齿轮顶圆于内机壁距离: Δ1>1.2δ= 齿轮端面与内机壁距离: Δ2>δ= 机盖、机座肋厚: m1≈0.85δ1=------;m≈0.85δ=------mm 轴承端盖外径: D1=d2+<5~5.5)d3= D2=d2+<5~5.5)d3= 轴承端盖凸缘厚度: t=<1~1.2)d3= 轴承旁边连接螺栓距离: s≈D2尽量靠近,不干涉Md1和Md3为准 十五、其他技术说明<略) 窥视孔盖板A=------mm,A1=------mm 通气器因为在室内使用,选通气器<一次过滤),采用M20×1.5 油面指示器选用游标尺M16 油塞螺钉选用M16×1.5 启盖螺钉选用M10 定位销选用Φ8 吊环箱体上采用起吊钩结构,箱盖上采用起吊耳环结构 十六、设计小结 1、设计时优先选择国家标准第一系列的参数; 2、为了方便后期润滑方式的设计,电机转速可适当选大一些,经济方面成本也较低。 后期计算轴承只能选择润滑脂润滑,原因是轴承圆周速度小于4m/s,造成这一现象的原因是电机转速在传递到轴承之前先经过V带一级减速,所以输入轴转速减低。 3、对于斜齿计算,齿轮中心距圆整到以0和5结尾,然后精确计算螺旋角。 4、轴的设计计算如果参考书上例题,一定要使小齿轮分度圆直径和输入轴齿轮段轴径满足e≥2mt。 具体参数可参考指导书P69页说明。 否则轴的结构、材料将发生改变。 5、轴承选择应先于轴的强度校核,直齿推荐采用深沟球轴承,斜齿推荐采用角接触球轴承,验算寿命足够后方可选取轴承尺寸参数代入后期计算。 6、输出轴与齿轮2联接用平键联接的计算中出现键长较小,强度不能满足的情况,究其原因在于L3值取值太小,为了满足强度,修改齿宽系数,或者增大齿数,才能增宽大齿轮齿宽,这点须注意反复调整。 十七、参考资料 [1]《机械设计》,高等教育出版社,西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著,2006年5月第八版; [2]《机械设计课程设计指导书》,高等教育出版社,李平林,黄少颜等主编, 2009年5月第二十九版。 [3]《机械设计实用手册》,机械工业出版社,王少怀、徐东安等主编,2009年4月第二版。 [4]《机械设计课程设计图册》,高等教育出版社,李平林,黄少颜等主编, 2009年5月第二十九版。 结 果 F= V= D= n滚筒= η总= Pd= 电动机型号 Ped= n电动= i总= i齿轮= i带= nI= nII= PI= PII= Td= TI= TII= i齿= Z1= Z2= k= β= T1= φd= [σFP1]= [σFP2]= YFS1= YFS2= YFS1/[σFP1]>YFS2/[σFP2] mn≥ mn= a= β= d1= d2= b2= b1= Ft= Fr= Fa= Fn= V齿= ξE= [σHP]=[σHP2]=------Mpa σH=------Mpa≤ [σHP] 安全 齿轮润滑: 选用------润滑油 轴承润滑: 选用------号通用锂基润滑脂 σb= σ-1= [σ-1]= d1= σb= σ-1= [σ-1]= d2= Cr= Cor= e0= Cr= Cor= e0= 转入联轴器计算环节 L1= d2= L2= d3= L3= d4= L4= d5= L= d2= T2= Ft= Fr= FX= LA=LB= MHC= RVA= RVB= MVC1= MVC2= MC1= MC2= d≥ d3=------≥d 该轴强度足够 S>[S],轴的强度满足要求 Ft= Fr= FX= R1=R2= e1= A1= e2= A2= P= Lh=------>L=------ 选轴承型号为------型
- 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:
- 一级 圆柱齿轮 减速器 通用 模板 doc