二级齿轮减速器设计.doc
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1、目录一减速器设计说明书5二传动方案的分析5三电动机选择,传动系统运动和动力参数计算6一、电动机的选择6二、传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配7三、运动参数和动力参数计算7四传动零件的设计计算8一、V带传动设计8二、渐开线斜齿圆柱齿轮设计12(一)高速级斜齿圆柱齿轮设计计算表12(二)低速级斜齿圆柱齿轮设计计算表17(三)斜齿轮设计参数表21五轴的设计计算22一、轴的结构设计22二、轴的结构设计25三、轴的结构设计27四、校核轴的强度29六轴承的选择和校核33七键联接的选择和校核35一、轴大齿轮键的选择35二轴大齿轮键的校核35八联轴器的选择36九减速器的润滑、密封和润滑牌号的选择36一、
2、传动零件的润滑36二、减速器密封37 十减速器箱体设计及附件的选择和说明37一、箱体主要设计尺寸37二、附属零件设计40 十一设计小结44十二参考资料44一 减速器设计说明书vF一、题目:设计一用于带式运输机上的两级圆柱齿轮减速器。二、已知条件:输送机由电动机驱动,经传动装置驱动输送带移动,整机使用寿命为6年,每天两班制工作,每年工作300天,工作时不逆转,载荷平稳,允许输送带速度偏差为5%。工作机效率为0.96,要求有过载保护,按单位生产设计。三、设计内容:设计传动方案;a) 减速器部件装配图一张(0号图幅);b) 绘制轴和齿轮零件图各一张;c) 编写设计计算说明书一份。二 传动方案的分析三
3、电动机选择,传动系统运动和动力参数计算一、电动机的选择1.确定电动机类型 按工作要求和条件,选用y系列三相交流异步电动机。2.确定电动机的容量(1)工作机卷筒上所需功率PwPw = Fv/1000 =4200*1.2/1000=5.04kw (2)电动机所需的输出功率为了计算电动机的所需的输出功率Pd,先要确定从电动机到工作机之间的总功率总。设1、2、3、4、5分别为弹性联轴器、闭式齿轮传动(设齿轮精度为7级)、滚动轴承、V形带传动、工作机的效率,由2表1-7查得1 = 0.99,2 = 0.98,3 = 0.99,4 = 0.95,5 = 0.96,则传动装置的总效率为 = = 0.99 x
4、 0.982 x 0.993 x 0.95 x 0.96=0.84143.选择电动机转速由2表13-2推荐的传动副传动比合理范围 普通V带传动 i带=24 圆柱齿轮传动 i齿=35则传动装置总传动比的合理范围为 i总=i带i齿1i齿2 i总=(24)(35)(35)=(18100)电动机转速的可选范围为nd=i总=(18100)=(18100)r/min=1006.685592.67r/min 根据电动机所需功率和同步转速,查2表12-1,符合这一范围的常用同步加速有1500、1000。选用同步转速为:1500 r/min选定电动机型号为:Y112M-4二、传动装置总传动比的确定及各级传动比的
5、分配1.传动装置总传动比=式中nm-电动机满载转速: 1440 r/min; nw-工作机的转速:55.93 r/min。2.分配传动装置各级传动比 i总=i带i齿1i齿2 分配原则: (1)i带i齿 (2)i带=24 i齿=35 i齿1=(1.31.5)i齿2 根据2表2-3,V形带的传动比取i带 =2.6 ,则减速器的总传动比为 i =9.90双级圆柱齿轮减速器高速级的传动比为 i齿1 = 3.59低速级的传动比 i齿2 = i/i齿1 =2.76三、运动参数和动力参数计算 1.各轴转速计算 1440 r/min n= nm / i带 = 1440/2.6 r/min =553.85 r/
6、min n= n / i齿1 = 553.85/3.59 r/min =154.28 r/minn= n / i齿2 = 154.28/2.76r/min=55.90 r/min2.各轴输入功率 P0= Pd=5.99 KWP= Pd4 = 5.99 0.95 KW=5.69KW P= P23 =5.69 0.98 0.99 KW=5.52 KWP= P23 =5.520.98 0.99 KW=5.36 KW3.各轴输入转矩T0 = 9550Pd/n0 =39.73T = 9550P/n =98.11 T = 9550P/n =341.69 T = 9550P/n = 915.71表1 传动装
7、置各轴运动参数和动力参数表项目轴号功率转速转矩传动比0轴5.99144039.732.6轴5.69553.8598.113.59轴5.52154.28341.692.76轴5.3655.90915.71四传动零件的设计计算一、V带传动设计1.设计计算表项目计算(或选择)依据计算过程单位计算(或确定)结果(1)确定计算功率PcaPca=d查1表8-7取 (2)选择带的型号查1图8-11选用A型带(3)选择小带轮直径查1 表8-6及8-890(4)确定大带轮直径=查1 表8-8 =236=236(5)验算传动比误差0.85%(6)验算带速=6.78(7)初定中心距=(0.72)(90+236)=2
8、28.2652=360(8)初算带长=2360+3.14/2(90+236)+(236-90)/(4360)=1246.3=1246(9)确定带的基准长度查1表8-2因为=1246,选用A型带取=1250=1250(10)计算实际中心距离(取整)=362mm(11)安装时所需最小中心距(取整)=362+0.015=343(12)张紧或补偿伸长量所需最大中心距=400mm(13)验算小带轮包角=(14) 单根V带的基本额定功率查1表8-4a插值法=1.06kw=1.06(15) 单根V带额定功率的增量查1表8-5b插值法=0.17kw=0.17(16) 长度系数查1表8-2由 得(17)包角系数
9、查1表8-5插值法0.94(18)单位带长质量查1表8-3=0.10=0.10(19)确定V带根数根7(20)计算初拉力=130.31(21)计算带对轴的压力1787.372.带型选用参数表带型A902366.78362159.8971787.37B=(7-1)15+210=1103带轮结构相关尺寸项目计算(或选择)依据计算过程单位计算(或确定)结果(1)带轮基准宽bd查1表8-10因选用A型,故取(2)带轮槽宽b=12.93(3)基准宽处至齿顶距离ha查1表8-10(4)基准宽处至槽底距离hf查1表8-10(5)两V槽间距e查1表8-10.0(6)槽中至轮端距离查1表8-10=10(7)轮槽
10、楔角查1表8-10因为118,所以38度38(8)轮缘顶径241.6(9)槽底直径=236-29.0=218218(10)轮缘底径D1查1表8-10,得200(11)板孔中心直径D0=0.5(200+60)=130130(12)板孔直径d040(13)大带轮孔径d查3表12-1-12根据=236,Z7, 所以取d=30d=30(14)轮毂外径d160(15)轮毂长LL=60(16)辐板厚S查3表12-1-12S(0.50.25)B=15.7127.5S25(17)孔板孔数查3表12-1-12个二、渐开线斜齿圆柱齿轮设计(一)高速级斜齿圆柱齿轮设计计算表项目计算(或选择)依据计算过程单位计算(或
11、确定)结果1选齿轮精度等级查1表10-8选用7级精度级72材料选择查1表10-1小齿轮选用45号钢(调质处理)硬度为250HBS大齿轮选用45号钢(调质处理)硬度为220HBS小齿轮250HBS大齿轮220HBS3选择齿数Z个913.4584选取螺旋角取14度145按齿面接触强度设计(1)试选Kt取1.61.6(2)区域系数ZH由1图10-30(3)a由1图10-26查得a1=0.77 a2=0.871.641.64(4)计算小齿轮传递的转矩T1查表1Nmm(5)齿宽系数d由1表10-71.0(6)材料的弹性影响系数ZE由1表10-6(7) 齿轮接触疲劳强度极限由1图10-21c由1图10-2
12、1550540550540(8)应力循环次数N由1式10-13(9)接触疲劳强度寿命系数KHN由1图10-19KHN1 =1.05KHN2 =1.12KHN1 =1.05KHN2 =1.12(10)计算接触疲劳强度许用应力H取失效概率为,安全系数为S=1,由1式10-12得 =(577.5+604.8)=591.15(11)试算小齿轮分度圆直径按1式(1021)试算mm=53.03(12)计算圆周速度vm/s1.54(13)计算齿宽BB1=60B2=55mmB1=60B2=55(14)模数h = 2.25mnt =2.252.14=4.815b/h =53.03/4.815=11.01度mnt
13、 =2.14h = 4.815b/h =11.01(15)计算纵向重合度= 0.318dz1tan1.903(16)计算载荷系数K由1表10-2查得使用系数根据v=1.54 m/s,级精度,由1图查得动载荷系数1.08由1表查得KH=1.12+0.18(1+0.6d2) d2+0.2310-3b=1.420由1图查得KF=1.33假定,由1表查得1.4故载荷系数K=KAKVKHKH=11.081.41.42=2.15K=2.15(17)按实际的载荷系数校正分度圆直径由1式10-1058.52(18)计算模数 mm2.376按齿根弯曲强度设计(1)计算载荷系数KK=KAKVKFKFK=11.08
14、1.41.33=2.01K=2.01(2)螺旋角影响系数根据纵向重合度= 1.903 ,从1图10-280.880.88(3)计算当量齿数ZV =26.30=90.94(4)齿形系数YFa由1表YFa1=2.591YFa2=2.198YFa1=2.591YFa2=2.198(5)应力校正系数YSa由1表YSa1=1.597YSa2=1.781YSa1=1.597YSa2=1.781(6)齿轮的弯曲疲劳强度极限由1图10-20b由1图10-20c400350400350(7)弯曲疲劳强度寿命系数由1图10-18利用插值法可得0.900.950.900.95(8)计算弯曲疲劳许用应力F取弯曲疲劳安
15、全系数S1.3,由式10-12得(9)计算大小齿轮的并加以比较结论:大齿轮的系数较大,以大齿轮的计算0.0153(10)齿根弯曲强度设计计算由1式10-17=1.743mm1.743结论:对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,取2 mm,已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度,须按接触疲劳强度算得的分度圆直径d1=58.52 mm来计算应有的齿数。于是由取29,则Z2 = Z1i齿1 =293.59=104.11取Z2 =1043几何尺寸计算(1)计算中心距a=137.1将中心距圆整为137mma=137(2)按圆整后的中心距修正螺旋角因值改
16、变不多,故参数、等不必修正。度13.88(3)计算齿轮的分度圆直径dmm59.74214.26(4)计算齿轮的齿根圆直径dfmm54.74209.26(5)计算齿轮宽度Bb = dd1b=1.059.74=59.74圆整后取:B1 =65B2 =60mmB1 =65B2 =60(6)验算所以合适(二)低速级斜齿圆柱齿轮设计计算表项目计算(或选择)依据计算过程单位计算(或确定)结果1选齿轮精度等级查1表10-8选用7级精度级72材料选择查1表10-1小齿轮选用45号钢(调质处理),硬度为250HBS大齿轮选用45号钢(调质处理)硬度为220HBS小齿轮250HBS大齿轮220HBS3选择齿数Z个
17、U=2.84选取螺旋角取14度145按齿面接触强度设计(1)试选Kt取1.61.6(2)区域系数ZH由1图10-30(3)由1图10-26查得a4=0.88=0.78+0.88=1.661.66(4)计算小齿轮传递的转矩T查表1Nmm(5)齿宽系数d由1表10-71.0(6)材料的弹性影响系数ZE由1表10-6MPa1/2(7) 齿轮接触疲劳强度极限由1图10-21c由1图10-21550540550540(8)应力循环次数N由1式10-13(9)接触疲劳强度寿命系数KHN由1图10-19KHN1 =1.08KHN2 =1.14KHN1 =1.08KHN2 =1.14(10)计算接触疲劳强度许
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