机械设计专业课程设计计算说明指导书二级展开式圆柱斜齿轮减速器.doc
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1、机械设计课程设计计算阐明书设计题目 二级展开式圆柱齿轮减速器 专业 班设计者 指引教师 12月26日西安西安交通大学都市学院目 录一、设计任务书-(2)二、传动方案拟定-(2)三、电动机选取和计算-(3)四、整个传动系统运动和动力参数选取与计算-(4)五、联轴器选取- -(5)六、轴设计计算-(6)七、铸铁箱体构造尺寸-(14)八、轴设计-(15)九、轴校核- -(17)十、轴承校核-(21)十一、键选取与校核-(23)十二、减速器附件设计-(23)十三、润滑与密封-(30)十四、设计小结-(26)十五、参照资料-(26)设 计 计 算 内 容计算成果一、设计任务书1规定:持续单向运转,工作时
2、有轻微振动,空载启动,使用年限8年,小批量生产,单班制工作,输送带速度容许误差。2已知:带圆周力F=1900N,带速度V=2.45m/s,卷筒直径D=360mm。3设计任务:减速器装配图一张; 零件工作图2张; 零件阐明书1份。二、传动方案拟定传动方案如下图1所示:三 电动机选取1.电动机类型和构造形式选取 经综合分析,选用Y系列三相交流异步电动机,此系列电动机具备高效节能、噪声小、振动小、运营安全可靠特点。 Y系列电动机,额定电压为380V,额定频率为50HZ.。 本设计中电动机采用封闭式构造。2.电动机容量选取 工作机所需功率 传动装置总效率 所需电机输出 滚筒转速 综合考虑,选Y132M
3、2-6,Ped=5.5kW nm=960r/min四、 整个传动系统运动和动力参数选取与计算1. 传动装置所规定总传动比为: 同步 i1高速级传动比 由 考虑润滑条件,为使两级大齿轮直径相似取1.4 高速级传动比 低速级传动比 2. 传动装置运动和动力参数(1).各轴转速: 轴: 轴: 轴:(2).各轴输入功率(kw) 轴: 轴: 轴: 滚筒: (3)各轴输入扭矩计算(Nm) 电动机轴输出转矩为: 故,轴: 轴: 轴: 滚筒: 将各轴运动和动力参数列于表1。 表1 各轴运动和动力参数轴 号功 率转 矩T/(N.m)转 速传动比效率电动机轴5.41953.90896010.99轴5.36553.
4、3699603.09840.96轴5.152158.609309.3872.38340.96轴4.947363.021129.99810.96卷筒轴4.751348.609129.998 五.联轴器选取 最小轴径 轴: II 轴: 轴: 电动机轴径 d=38mm轴:积极 J1型轴孔 C型键槽 d=38mm L1=82mm 从动 J1型轴孔 C型键槽 d=32mm L1=82mm TL6型联轴器 GB/T 4323-84六轴设计计算1.高速级齿轮传动设计1).齿轮材料,热解决 考虑此减速器小批量生产,为便于加工,故大小齿轮都选用软齿面渐开线斜齿轮高速级小齿轮选用45钢调质,齿面硬度230-250
5、HBS,取小齿轮齿数=27高速级大齿轮选用45钢正火,齿面硬度190-210HBS,大齿轮齿数 取Z=85. 误差不大于5% 2)初步设计齿轮传动重要尺寸(1).拟定许用弯曲应力 .弯曲疲劳极限应力 大齿轮Flim =220MPa 小齿轮Flim =250MPa .寿命次数 应力循环次数 YN1=0.88 YN2=0.93 .实验齿轮应力修正系数 YST=2.最小安全系数 按普通可靠度 SFmin=1.25.许用弯曲应力 (2).拟定许用接触应力 .接触疲劳应力 大齿轮Hlim =580MPa 小齿轮Hlim =550MPa .寿命系数 应力循环次数 ZN1=0.9 ZN2=0.92.最小安全
6、系数 按普通可靠度 SHmin=1.许用接触应力 H2H1,取H=H2=506MPa (3).按齿面接触强度拟定中心距载荷系数 设齿轮按8级精度制造 电机驱动,轻微振动 取K=1.2齿宽系数 按非对称布置软齿面取 .弹性系数 ZE=189.84. 节点区域系数 初设螺旋角 ZH=2.465.重叠度系数 端面重叠度 轴向重叠度 6. 螺旋角系数 7. 设计中心距 取mn=2,重求中心距圆整中心距,取a=115mm调节 (4).拟定齿轮参数尺寸 1.取齿数 z1=27 z2=85 2.模数 mn=2mm 3.实际齿数比 4.拟定分度圆直径 5.拟定齿宽 取b=b2=55mm b1=b2+5=60m
7、m (5).验算轮齿弯曲强度 1.当量齿数 2.齿形系数和修正系数 线性差法可得 YFa1=2.586 YSa1=1.597 YFa2=2.174 YSa2=1.796 3.重叠度系数Y 重新计算端面重叠度 4.螺旋角系数 由及1,取Y=0.83 5.校核弯曲强度 = (6).设计成果 齿轮参数及几何尺寸 模数mn=2mm 齿数z1=27 z2=85 齿宽 b2=55mm b1=60mm 分度圆直径 d1=55.446 mm d2=178.661 mm 中心距 a=115 mm 螺旋角=13.116 齿轮精度 8级 齿轮材料 小齿轮 45钢,调质,230-250HBS 大齿轮 45钢,正火,1
8、90-210HBS1.低速级齿轮传动设计1).齿轮材料,热解决 考虑此减速器小批量生产,为便于加工,故大小齿轮都选用软齿面渐开线斜齿轮高速级小齿轮选用45钢调质,齿面硬度230-250HBS,取小齿轮齿数=39高速级大齿轮选用45钢正火,齿面硬度190-210HBS,大齿轮齿数 取Z=101. 误差不大于5% 2)初步设计齿轮传动重要尺寸(1).拟定许用弯曲应力 .弯曲疲劳极限应力 大齿轮Flim =220MPa 小齿轮Flim =250MPa .寿命次数 应力循环次数 YN2=0.93 YN2=0.99 .实验齿轮应力修正系数 YST=2.最小安全系数 按普通可靠度 SFmin=1.25.许
9、用弯曲应力 (2).拟定许用接触应力 .接触疲劳应力 大齿轮Hlim =550MPa 小齿轮Hlim =580MPa .寿命系数 应力循环次数 ZN2=0.92 ZN3=0.98.最小安全系数 按普通可靠度 SHmin=1.许用接触应力 H2H3,取H=H2=533.6MPa (3).按齿面接触强度拟定中心距载荷系数 设齿轮按8级精度制造 电机驱动,轻微振动 取K=1.2齿宽系数 按对称布置软齿面取 .弹性系数 ZE=189.85. 节点区域系数 初设螺旋角 ZH=2.465.重叠度系数 端面重叠度 轴向重叠度 8. 螺旋角系数 9. 设计中心距 取mn=2,重求中心距圆整中心距,取a=135
10、mm调节 (4).拟定齿轮参数尺寸 1.取齿数 z1=39 z2=92 2.模数 mn=2mm 3.实际齿数比 4.拟定分度圆直径 5.拟定齿宽 取b=b2=80mm b1=b2+5=85mm (5).验算轮齿弯曲强度 1.当量齿数 2.齿形系数和修正系数 线性差法可得 YFa1=2.37 YSa1=1.675 YFa2=2.18 YSa2=1.79 3.重叠度系数Y 重新计算端面重叠度 4.螺旋角系数 由及1,取Y=0.84 5.校核弯曲强度 = (6).设计成果 齿轮参数及几何尺寸 模数mn=2mm 齿数z1=39 z2=92 齿宽 b2=80mm b1=85mm 分度圆直径 d1=80.
11、385 mm d2=189.618mm 中心距 a=135 mm 螺旋角=13.116 齿轮精度 8级 齿轮材料 小齿轮 45钢,调质,230-250HBS 大齿轮 45钢,正火,190-210HBS 七. 铸铁箱体构造尺寸箱座壁厚: =0.025a+3=7mm 取=10mm箱盖壁厚: 1=0.8=8mm 箱座凸缘厚度 b=1.5=15mm箱盖凸缘厚度 b1=1.51=15mm箱底座凸缘厚度:b2=2.5=25mm地脚螺栓直径:df=0.036a+12=16.86mm 取M20 df=18.376mm地脚螺栓数目:n=4轴承旁连接螺栓直径:d1=0.75df=13.32mm 取M16 d1=1
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