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资源描述
学号: 辽宁科技大学机械设计课程设计计算说明书题目: 双级圆柱齿轮减速器 学院: 机械工程学院 专业: 机械设计制造及其自动化 年级: 姓名: 指导教师: 完成日期: 目录一、 设计任务书 1二、 传动方案的拟定 1三、 电动机的选择 1一、电动机类型的选择二、电动机功率的选择三、电动机的转速的选择四、电动机型号的确定四、 主要参数的计算 2一、确定总传动比和各级传动比的分配二、传动装置的运动和动力参数计算五、 减速器传动零件设计计算 4(一) 、 高速级(级)齿轮(二)、低速级(级)齿轮六、 轴、键及轴承的设计计算 13一、 高速轴(I 轴)及轴上键、轴承的设计二、 中间轴(II 轴)及轴上键、轴承的设计三、 低速轴(III 轴)及轴上键、轴承的设计七、 润滑与密封的设计 31八、 箱体的设计 32一、 润滑方式、润滑油的选择二、 密封方式的选择参考文献 34- 1 -一、 设计任务书一、 设计题目:展开式二级圆柱齿轮减速器(用于带式输送机传动装置中)二、 原始数据:输送带的工作拉力: 。NF380输送带的速度:v = 1.2m/s。卷筒的直径:D = 410mm。三、工作条件:两班制工作,连续单向运转,载荷较平稳,使用期限为 10 年,小批量生产;允许输送带速度误差为 ;生产条件是中等规模机械厂,可加工 7-8 级精度5齿轮及蜗轮;动力来源是三相交流电(220V380V)。四、设计工作量:1、绘制减速器装配图 1 张(A0 或 A1)。2、绘制减速器零件图 12 张。3、编写设计说明书 1 份。五、设计要求:1、各设计阶段完成后方可进行下一阶段的设计。2、在指定的教室内进行设计。二、传动方案的拟定为确定传动方案,根据已知条件计算的工作机滚筒的转速为: min/56i/4102.6106rrDvnw 三、电动机的选择一、电动机类型的选择因其动力源为三相交流电(220V/380V),单向运转,由此选用 Y 系列三相异步电机。二、电动机功率的选择工作机所需的有效功率为:Pw=38001.2/1000KW=4.56KW为计算电动机所需的功率 ,先要确定从电动机到工作机之间的总效率 ,dP 设 、 、 、 、 分别为:弹性联轴器、闭式齿轮传动(设齿轮精度为 7 级)1234- 2 -、滚动轴承、卷筒的效率。查表 2-2 得:=0.99, =0.97, =0.99, =0.96。则传动装置的总效率为:1234=0.990.970.990.96=0.859电动机所需功率为:Pd=Pw/ =4.56/0.859 KW= 5.31 KW电动机的额定功率 应大于电动机的所需功率 , 。查表 16-1 选用的ePdPde电动机的额定功率为 5.5KW。三、电动机的转速的选择选择常用的同步转速为 1500r/min 和 1000r/min 两种。四、电动机型号的确定根据电动机所需功率和转速,由表 16-1 知电动机的型号为:Y132S-4 与Y132M2-6。由于 Y132S-6 的转速较低,价格低,外部尺寸小,并且总传比也不是很大,故采用该类型的电动机,该电动机的参数数据如下表:表 1电动机型号 额定功率/KW同步转速(r/min)满载转速(r/min)Y132S-6 5.5 1000 960该电动机中心高 H=132mm,轴外伸周径 38mm,轴外伸长度 80 mm。四、齿轮主要参数的计算一、确定总传动比和各级传动比的分配:传动装置的总传动比: 14.7569021ni=( 1.11.5) , = ,取 = (其中 、 分别为高速级和低速IiIii3.IIi/Ii级的传动比)。高速级齿轮传动比为 =4.720,低速级齿轮传动比为 =3.631。Ii Ii二、传动装置的运动和动力参数计算:1、各轴转速计算:- 3 -min/18.563.20/ 20i/7496min/0 rinrrII2、各轴的输入功率计算: KWPKWIwIIOIed 60.49.07.47353.5.2.1.133、各轴的输入转矩计算: mNnPTnmNPTnWwIIIo 46.7850.950.1.63.230.5950.6.71.1.950332211将上述结果列于下表(表 1),便于查用表 1 各轴运动和动力参数汇总表轴号 转速(r/min)输入功率(KW)转矩( )mN传动比电动机轴 960 5.31 54.71 11 轴 960 5.25 52.03 12 轴 203 5.03 236.63 4.7203 轴 56 4.79 816.87 3.631工作机轴 56 4.60 784.46 1- 4 -五、减速器传动零件设计一、减速器斜齿圆柱齿轮传动的设计计算(一) 、高速级(级)齿轮1、选定齿轮的类型,精度等级,材料及齿数。(1)由于斜齿传动平稳,冲击震动噪声小,故选用斜齿圆柱齿轮。(2)运输装置为一般工作机器,速度不高,故选用 7 级精度(GB10095-88 ) 。(3)材料的选择:查表 10-1 选小齿轮材料为 45Cr(调质) ,硬度为 240HBS,大齿轮材料为 45 钢(正火) ,硬度为 190HBS。(4)初选小齿轮的齿数 ,大齿轮的齿数 ,取 。201z 4.9.20z92z(5)选取螺旋角:初选螺旋角 。042、按齿面接触强度设计按计算式计算: 3 2112IHEIdtt ZuTK(1) 确定公式内的各计算数值。 试选取 。6.tK 由图 10-30 选取区域系数 。43.2HZ 查表 2 知小齿轮传递的转矩 。mNTI05 由表 10-7 选取齿宽系数 。.1d 由表 10-6 查得材料的弹性影响系数 218.9MPaZE 由图 10-26 查得 , 。则75.01.02 64.1I 由图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限;大齿轮的接触疲劳强度极限MPaH6851lim aH3852lim 由式 10-13 计算应力循环次数 8912 910.57.46 1076.)32(0 IhIiNjLn- 5 - 由图 10-19 取接触疲劳寿命系数 ,9.01HNK04.12HN 计算接触疲劳许用应力。取失效率为 1,安全系数 。由式 10-12 得:S MPaSKaHNH 4.038504.1.619.2lim21li 则许用接触应力为: aaHIH 45.082.621(2) 计算 试计算小齿轮分度圆半径 ,由计算式得:td1mmZuTKdIHEIdtt62.445.0819327.4.103523 23 21 计算圆周速度: ssndvIt /34.2/10692.101 计算齿宽 及模数 。1bntI17.908.562408.526.26.14cos.cos.41 01hbmntItntI 计算纵向重合度: 586.14tan2038.tan3. 01 zdI 计算载荷系数 。IK根据 ,7 级精度,由图 10-8 查得动载荷系数 。smv/4.21 .vIK- 6 -查表 10-2 查得使用系数 。1AK由表 10-3 查得齿间载荷分配系数 。3.1FH由表 10-4 的差值法查得 7 级精度,小齿轮相对支撑非对称布置时。419.IHK由 , 查图 10-13 得 。7.1hb419.IH 39.1IFK故载荷系数: 2.4.5.0IHvIAIK 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径。由式 10-10amdtIt 0.16.2.4331 计算模数 。nInI 48.2201cos.5cos1 3、按齿根弯曲强度设计。由式 10-17 得弯曲强度设计式: 321cosIFSaIdInI YzYTKm(1) 确定计算参数。 由图 10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 ;大齿轮MPaFE581的弯曲疲劳强度极限 。MPaFE312 由图 10-18 取弯曲疲劳寿命系数 ; 。FNK2FN 计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数 ,由式 10-12 得:4.1S MPaaSKFENF 86.24.139.17.5822 计算载荷系数- 7 -07.2319.51IFvIAIK 根据纵向重合度 ,从图 10-28 查得螺旋角影响系数 。586.I 8.Y 计算当量齿数。 8.1024cos9.3321zvv 查取齿形系数。查表 10-5 的 ; 。74.1FaY7.2FaY 查取应力校正系数。由表 10-5 查得 ; 。569.2Sa8.12Sa 计算大小齿轮的 ,并加以比较FY01247.378.12.9456.21FSaY大齿轮的数值大。(2) 设计计算 mmYzYTKIFSaIdInI50.1 01247.64.120cos83.7.2cos3 2312对此计算结果,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n强度计算的法面模数,由于齿轮的模数 的大小主要取决于弯曲强度所决定的m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有关,可取由弯曲强度算得的模数 。为同时满足接触疲劳强度,需按接触强度算mnI2得的分度圆直径 来计算应有的齿数,于是有:d0.51- 8 -83.20.14cos25cos1 nImdz取 ,则 ,取 。241z 837.4212Ii 3z4、几何尺寸计算。 计算中心距: mmzanII 19.41cos2)34(cos2)(01 将中心距圆整为 141mm。 按圆整后的中心距修正螺旋角: 68.1342)(arcos2)(arcos1InI z因 值改变不多,故参数 等不必修正。HIZK,3 计算大小齿轮的分度圆直径。 mInI 6.2368.13cos4.9.24214 计算齿轮宽度。 bd4.9.41圆整后取 ;mB502565 结构设计。 小齿轮用实心式,大齿轮因圆齿顶圆直径大于 而又小于 ,故m160m50以选用腹板式结构为宜。(二) 、低速级(级)齿轮设计1、选定齿轮的类型,精度等级,材料及齿数。(1)按图示方案第级传动仍选用斜齿圆柱齿轮。(2)运输装置为一般工作机器,速度不高,故选用 7 级精度(GB10095-88 ) 。(3)材料的选择:在同一减速器各级小齿轮(或大齿轮)的材料在没有特殊情况,应选用相同牌号。以减少材料品种和工艺要求。故查表壳选择小齿轮材料为 45Cr(调质) ,硬度为 240HBS,大齿轮材料为 45 钢(正火) ,硬度为190HBS。(4)选小
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