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燕山大学机械设计课程设计说明书题目: 蜗轮-齿轮二级减速器 学院(系): 机械工程学院 年级专业: 锻压2班 学 号: 学生姓名: 指导教师: 目 录一、传动方案拟定二、电动机的选择三、计算总传动比及分配各级的传动比四、运动参数及动力参数计算五、传动零件的设计计算六、轴的设计计算七、滚动轴承的选择及校核计算八、键联接的选择及计算九、联轴器的选择十、箱体及附件设计十一、密封和润滑选择十二、拆装和调整说明十三、减速箱的附加说明十四、设计小结十五、参考资料 设计及计算过程结果1. 原始数据 (1)输送带拉力 1840N (2)输送带速度 0.39m/s (3)滚筒直径 330mm2. 工作条件 连续单向运转,载荷平稳,使用年限八年,一班制工作,生产批量大批量,运输带速度允许误差5%3. 机械课程设计内容 计算及设计工作: 1.电机选择、传动方案的拟定 2.运动和动力参数计算 3.传动、轴系零件设计(带传动计算、齿轮强度计算、轴强度计算、轴 承寿命计算、键强度计算) 4.选择联接件、键、轴承、密封件 5.装配图、零件图绘制 6.绘图工作 减速器装配图1张(A0图纸); 零件图2张(A3图纸,高速轴、端盖、低速大齿轮) 设计计算说明书1份,(20页) 7说明书一、传动方案拟定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8年,工作为一班工作制,载荷平稳,环 境清洁。 (2)原始数据:滚筒圆周力F=1840N;带速v=0.39m/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(P44)2、电动机功率选择:(1)卷筒功率 传动装置的总效率: 2个联轴器效率 1 1个涡轮传动效率2 1个齿轮传动效率3 4个轴承传动效率4 (2) 电机所需的工作功率: =(18400.39)/(10000.7015) =1.076kW (3)确定电动机转速:计算卷筒工作转速: =(6010000.39)/(330) =22.58r/min4、确定电动机型号电动机转速范围由指导手册表2-2的,i=1560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Y100L-6。其主要性能:额定功率:1.5KW,满载转速940r/min,额定转矩2.0 电动机型号额定功率(Kw)同步转速(r/min)满载转速(r/min)Y100L-61.510009402.02.2三、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=940/22.58=41.63 r/min2、分配各级传动比(查指导手册P12)(1) 蜗杆-齿轮式 =(0.040.07)41.63 =1.672.91(2) 取齿轮i齿轮=2.4(低速级减速器i=合理)(3) i总=i齿轮i带i带=i总/i齿轮=41.63/2.4=17.34四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速(r/min)nI=n电机=940 r/minnII=nI/i带=940/15=54.20 r/minnIII=nII/i齿轮=54.20/2.4=22.5r/minnIII=n卷=22.5r/min2、 计算各轴的功率(kW)PI=P工作 1= 1.059 kWPII=PI24=1.0590.980.8=0.83 kWPIII=PII34= 0.830.970.98= 0.788kWP卷=P14=0.790.990.98=0.766kW3、计算各轴扭矩(Nm) Td=9.55103Pd/nm=9.551031.067/940 =10.84 NmTI=9.55103PI/nI=9.551031.059/940=10.76 NmTII=9.55103PII/nII=9.551030.83/54.20 =146.2NmTIII=9.55103PIII/nIII=9.551030.708/22.5 =300.5 NmT=9.55103P/n=9.551030.687/22.5 =291.59 Nm五、传动零件的设计计算1、蜗轮蜗杆的传动计算根据GB/T 100851988的推荐,采用渐开线蜗杆(ZI)。.选择材料、精度等级和蜗杆头数材料:蜗杆:45钢,表面淬火处理,4555HRC,初选8级精度; 蜗轮:铸铝青铜ZcuAl9Fe4Ni4Mn2,砂型铸造。轮芯用灰铸铁HT200制造。精度等级:初选取8级选取蜗杆头数Z1=2,i1=17.34实际齿数比齿数误差由于0.9%5%,所以在误差允许范围内.2、 初定模数m,蜗杆直径系数q,蜗杆中圆直径d1查书P110得, KA:由P109表7-6得,KA=0.81.25.取KA=1KV:估计V23m/s此时,KV=11.1取KV=1K:载荷是平稳的,K=1代入=111=1TII=146.2Nm查P111表7-7得,N2=60n2t2=6047(63008)=4.0610725107查书P104表7-2得,MPa代入 9.260.8166.2103(155/166.235)2=8741000当m=5,q=8.00,d1=40,m3q=10003、 确定传动尺寸中心距:a=m/2(qZ2)=2.5(835)=107.5mm圆整中心距为a,108mm,变位系数X=(a,_a)/m=0.1头数z1=2,直径系数q=8;齿顶圆直径da1=48mm;分度圆导程角=14.03;蜗杆轴向齿厚Sa=1/2m=7.85蜗轮齿数 z2=35,蜗轮中圆直径d1=40,蜗轮直径d2=mZ2=535=175mm蜗轮齿根圆直径 df2=d2-2hf2=175-24(1+0.2)=165.4mm蜗轮齿宽b2=2m(0.5)=35确定精度等级涡轮圆周速度V2 V2=n2d2/601000=0.4304m/s, VS=V2/sin=0.4304/sin(14.03)=1.775m/s,因此KV=1.,VS=0.4304/0.2424=1.775m/s,取当量摩擦角v=2故初选8级精度等级合适。校核齿根弯曲疲劳强度1.当量齿数 zv=z2/cos3=45.964由此,查表可得齿形系数YF=1.7432.螺旋角系数 Y=1-/140=0.923.许用弯曲应力 =30.69MPa4.弯曲应力 =9.950MPa满足弯曲强度5. 验算效率 啮合效率: 搅油效率: 滚动轴承效率: 复核 7471000 安全6、热平衡计算t =t01000(1-)/Kd A蜗杆轴传递效率P1=1.059kW箱体的散热系数,则Kd=1417.45w/(m2),取Kd=15w/(m2)A=0.33(a,/100)1.75=0.3775mm2蜗杆传动总效率=(0.95-0.96)tan/tan() =0.955tan14.03/tan(14.032) =0.79工作油温t=t01000(1-)P1/KdA =2010001.033(1-0.79)/170.36 =60.75 满足温度要求2斜齿轮传动选择计算1.选精度等级、材料及齿数运输机一般工作机器,速度不高,故选用8级精度。材料选择。选择小齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS,大齿轮材料为45钢(调质、正火)硬度为200HBS。 HB=240-200=40HBS2. 选小齿轮齿数z1=30,大齿轮齿z2=iz1=72, 传动比是2.4,实际传动比i=2.4 i=0 符合要求 3.选取螺旋角。初选螺旋角=10, 齿宽系数 取d=0.8 4.按齿面接触疲劳强度设计 1.确定小齿轮分度圆直径确定公式内各计算数值 a.使用系数 查表取KA=1.0b.动载系数 预估v=4m/s,则vZ1/100=1.2m/s 查书P82图6-11取 KV=1.07 齿间载荷分配系数 a端面重合度 b轴向重合度 c总重合度 d查书图6-13的K=1.46, 由d=0.8查书P85图6-17得K=1.07 则K=KAKVKK=3.05 e材料的弹性影响系数 查表得 ZE=189.8 f 齿向区域系数 查图取 ZH=2.38 g重合度系数 h螺旋角系数 i接触疲劳强度极限 查图取 HLim1=600MPa HLim2=470MPa j 应力循环次数 查表得6-25接触疲劳寿命系数KHN1=1.05 KHN2=1.12 SH=1 k计算接触疲劳许用应力 取安全系数SH=1(失效概率为1%),则 2.计算 a试算小齿轮分度圆直径d1 b校核圆周速度 c.修正载荷系数 vz1/100=0.051m/s 查图6-11(b)取KV=1.005,则 d.校正分度圆直径 3确定主要参数 a计算法向模数 取mn=3 b计算中心距 取圆整160 c修正螺旋角 故设计合理,不需再做修正 d计算分度圆直径 e计算齿宽 ,圆整55mm 取60
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