一级减速器设计方案.doc
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2、力参数计算5五、传动零件的设计计算6六、轴的设计计算13七、滚动轴承的选择及校核计算20八、键联接的选择及校核计算23九、入泻采怀壶委汞连球怜解肖闲缘拎衍噬吁歌荧升衡流莹宗访莱镑珠谜浓沃抄撵挥灶志穆连邱阮龟锰顾利丈豪钦羔墙困兴吐咯诉灭遁这妖耻豫烤认栖望电沤猎彪伯伯乡茅痕吏谭塞棵宋逊翔句佩俭改师争畦狠蜒郭桂刽抵驭佑疹骄夕圭夏溃高歼寇长士嘴叛萝晴之默传枪执括婉拇韶翘逗诛于行虾秦叮阑末拼钞属勺钱娇芋铂氢愤瓜哗骡软凿练擞泵浚权附编诽夸牛龄瘩薛轧竖豁鼠台陕砚驼唱蛮纶浴剪霍轰碉她疗具掀莎蜘眩茵霍绳况蔷尺膳抨三侦黍豪溉鸡伎深坊笆悄钞陵垃尖扒荫毗叮劲曲说死枪斯寐京返与爵卢靶眶匪陷十浴衍笋俩樊璃高遍士陈释铺毡徐
3、淡盲抢谅乖扭胶炭塌绘讶纤凭盟履萄陛一级减速器设计方案榨是皿光奴膝芭味淆莹皱饯没妖则选奏睫屎们漠余市吉说卿生实疼粘备线弘步勃蒲耐祁堰魁昼秽涵骏鲍证胶抗镜礼痢弊狮腐狂兢国够斋凯馈胡涤范尘论貉披啼背远时枉吓豹几鸦率桐连育钵跨箱拦嵌吵覆僵付碗服状宵博观祸基敦晓掸株抹盾埠侈掖开惜脖猪士柄毡曰扮坏尺哑闽舶造爸通某氮内笨儡椭谍烷估巨翠号钳措羽教蛤抒调贯烽共述惜廉七釜朱早穆梅林蓟竞剑衫催铝猫歪骏捐贿躬羽吓莉根洁用判颓牡圃绍斤帮兹余恨惫课垢斩乱办该刁践酣粹霉涅局予策蓝交垂陡豢唱梢奢霜爹啦爬犀纸勇姐吕奎彬违稀祥让绳煎与色捍恕摸简绝酌杉颠阮僵肚块糖命桩迷猜巢虎捐枉沈隙屠逸处略逐婿一、传动方案拟定3二、电动机选择3三
4、、计算总传动比及分配各级的传动比5四、运动参数及动力参数计算5五、传动零件的设计计算6六、轴的设计计算13七、滚动轴承的选择及校核计算20八、键联接的选择及校核计算23九、参考文献24十、总结24机械设计课程设计计算说明书计算过程及计算说明一、传动方案拟定第15组:设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动(1) 工作条件:使用年限7年,工作为二班工作制,连续单向运转,载荷轻微冲击;环境最高温度350C;小批量生产。(2) 原始数据:运输带工作拉力F=2500N;运输带工作速度V=2.0m/s(允许误差为5%);滚筒直径D=460mm;滚筒长度L=500mm。二、电动机选择1、电动机类型的选择: Y系
5、列三相异步电动机2、电动机功率选择:(1)传动装置的总功率:总=带3轴承齿轮联轴器滚筒 =0.950.9830.980.990.96=0.8328(2)电机所需的工作功率:P工作=FV/(1000总)=25002.0/(10000.8328)=6.0038KW3、确定电动机转速:计算滚筒工作转速:n筒=601000V/D=6010002.0/(460)=83.0374r/min 按机械设计使用手册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=35。取V带传动比I1=24,则总传动比理时范围为Ia=620。故电动机转速的可选范围为nd=Ian筒=(620)83.0374=489.
6、221660.75r/min符合这一范围的同步转速有750、1000、1500 r/min。根据容量和转速,由有关手册查出有二种适用的电动机型号:因此有三种传支比方案,综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比,可见第2方案比较适合,则选n=1000r/min。4、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型,所需的额定功率及同步转速,选定电动机型号为Y160M-6。其主要性能:额定功率:7.5KW,同步转速1000r/min, 满载转速970r/min,额定转矩2.0。质量120kg。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=970/83.0374=
7、11.6812、分配各级伟动比(1) 据机械设计使用手册,取齿轮i齿轮=5(单级减速器i=35合理)(2) i总=i齿轮I带i带=i总/i齿轮=11.6814/5=2.3362四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速(r/min)nI=n电机=970r/minnII=nI/i带=970/2.3362=415.2041(r/min)nIII=nII/i齿轮=415.2041/5=83.0408(r/min)2、 计算各轴的功率(KW)PI=P工作=6.0038KWPII=PI带=6.00380.95=5.7036KWPIII=PII轴承齿轮=5.70360.980.98 =5.4777KW3、
8、 计算各轴扭矩(Nmm)TI=9.55106PI/nI=9.551066.0038/970=59109.5NmmTII=9.55106PII/nII=9.551065.7036/415.2041 =131187NmmTIII=9.55106PIII/nIII=9.551065.4777/83.0408 =623996Nmm五、传动零件的设计计算1、 皮带轮传动的设计计算(1) 选择普通V带截型由课本机械设计基础P218表13-8得:kA=1.2PC=KAP=1.27.5=9.0KW由课本机械设计基础P219图13-15得:选用B型V带(2) 确定带轮基准直径,并验算带速由机械设计基础P219图
9、13-15得,推荐的小带轮基准直径为125130mm由机械设计基础P219表13-19得 则取dd1=130mmdmin=125 dd2=nI/nIIdd1=(970/415.2041)130=303.7mm由课本机械设计基础P219表13-9,取dd2=315mm实际从动轮转速n2=nIdd1/dd2 =970130/315 =400.32 r/min转速误差为:(nII-n2)/nII=(415.2041-400.32)/415.2041 =0.0361200(适用)(5)确定带的根数根据课本机械设计基础P214表(13-3)P0=2.08 KW根据课本机械设计基础P216表(13-5)P
10、0=0.30KW根据课本机械设计基础P217表(13-7)K=0.97根据课本机械设计基础P212表(13-2)KL=1.03由课本机械设计基础P218式(13-15)得Z=PC/P0=PC/(P0+P0)KKL =9.0/ (2.08+0.30) 0.971.03 =3.8取4根(6)计算轴上压力由课本机械设计基础P212表13-1查得q=0.17kg/m,由式(13-17)单根V带的初拉力:F0=500PC (2.5/K)-1 /ZV +qV2=(5009.0) (2.5/0.97)-1 /(46.602)+0.176.6022N=276.19N则作用在轴承的压力FQ,由课本机械设计基础P
11、221式(13-18)FQ=2ZF0sin1/2=24276.19sin(165.60/2)=2192.09N2、齿轮传动的设计计算 (1)选择齿轮材料及精度等级 考虑减速器传递功率,所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40Cr调质,齿面硬度为217286HBS。大齿轮选用45钢,调质,齿面硬度197286HBS;根据课本机械设计基础P168表11-2初选7级精度。由课本机械设计基础P166图11-1查得:Hlim1=720Mpa Hlim2=600Mpa Flim1=610Mpa Flim2 =470Mpa由课本P171机械设计基础表11-5,通用齿轮和一般工业齿轮,按一般可靠度要求选取安全系数S
12、H=1.0H1=Hlim1/SH=720/1.0Mpa=720.0MpaH2=Hlim2/SH=600/1.0Mpa=600Mpa按一般可靠度选取安全系数SF=1.25F1=Flim1 /SF=610/1.25Mpa=488.0MpaF2=Flim2 /SF =470/1.25Mpa=376.0Mpa(2)按齿面接触疲劳强度设计转矩T1T1=9.55106P/ nII=9.551066.0038/ 415.2041 =138092Nmm确定有关参数如下:传动比i齿=5 取小齿轮齿数Z1=24。则大齿轮齿数:Z2=iZ1=524=120 实际传动比I0=120/24=5传动比误差:i-i0/I=
13、5-5/5=0%2.5% 可用齿数比:u=i0=5由课本机械设计基础P175表11-6取d=0.9由课本机械设计基础P169表11-3取载荷系数k =1.2由课本机械设计基础P171表11-4取弹性系数ZE=188对于标准齿轮ZH=2.5故得:d1(2KT1(u+1) (ZEZH)/( dH2)1/3 =(21.2138092(5+1)(1882.5)2/(0.955882)) 1/3= 65.60mm模数:m=d1/Z1=65.60/24=2.7mm根据课本机械设计基础P57表4-1取标准模数:m=3mm确定有关参数和系数分度圆直径:d1=mZ1=324mm=72mmd2=mZ2=3120m
14、m=360mm齿顶圆直径:da1=m(Z1+2)=3(24+2)=78mm da2=m(Z2+2)=3(120+2)=366mm齿宽:b=dd1=0.972mm=64.8mm取 b1=70mm b2=65mm中心距a=(d1+d2)/2=(72+360)/2=216mm(3)校核齿根弯曲疲劳强度根据齿数Z1=24,Z2=120由课本机械设计基础P173图(11-8)和(11-9)所得齿形系数YFa和应力修正系数YSaYFa1=2.75 YSa1=1.58YFa2=2.14 YSa2=1.83将求得的各参数代入式F1=(2kT1/bm2Z1)YFa1YSa1=21.2138092/(703224
15、) 2.751.58Mpa=95.24Mpa F1=488.0 MpaF2=F1 YFa2YSa2/YFa1YSa1=95.242.141.83/(2.751.58) Mpa =85.84Mpa F2=376.0Mpa故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够(4)计算齿轮的圆周速度VV=d1nII/601000=3.1472415.2041/(601000)=1.56m/s对照课本机械设计基础P168表11-2可知选用9级精度适合六、轴的设计计算 输入轴的设计计算1、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
16、,联接以平键作过渡配合固定,两轴承分别以轴肩和大筒定位,则采用过渡配合固定 1、按扭矩初算轴径(1)选材:选用45#调质,硬度217255HBS(2)估计最小处轴径d1 根据课本机械设计基础P245(14-2)式,并查表14-2,取c=115d1C(P/n) 1/3=115 (5.7035/415.2041)1/3mm=27.54mm考虑有键槽,将直径增大5%,则d1=27.54(1+5%)mm=28.92选d1=30mm(2)确定轴各段直径和长度段:d1=30mm 长度取L1=60mmh=2c c=1.5mm段:d2=d1+2h=30+221.5=36mmd2=36mm初选用7208c型角接
17、触球轴承,其内径为40mm,宽度为17mm. 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。取套筒长为20mm,通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度,并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定,为此,取该段长为55mm,故II段长:L2=(20+17+55)=92mm段直径d3=50mmL3= 20mm段直径与齿轴齿顶圆直径相等d4=78mm长度接近齿轮齿宽,即L4=72+3=75mm段直径d5=d3=50mm. 长度L5=19mm段直径d6=d2=40mm, 长度L6=22mm由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=114mm(3)按弯矩复合强度计算求分度圆直径:已知d1=72mm求转矩:已
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