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机械设计课程设计-一级圆锥齿轮减速器.doc

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机械设计课程设计-一级圆锥齿轮减速器.doc

1机械设计课程设计设计计算说明书一、课程设计任务书题目一级圆锥齿轮减速器工作条件单向运转,两班制工作,与轻度震动,使用年限10年。原始数据滚筒圆周力F3103N,带速V1.0m/s链轮直径D150mm。注意事项将设计人的电子版课程设计任务书(从邮箱中下载)粘贴、整理在此处正文中的标题(一、二、三)字体为宋体、四号、加粗、居中,且要求不同标题不能放在同一页,下一个标题及其内容要放在下一页设计计算内容字体为宋体、小四号、非加粗,按照样例排版即可行间距要求单倍行距以下左侧方框内为对应标题及其设计计算过程,右侧方框对应位置写设计计算的结果或结论。2机械设计课程设计设计计算说明书二、电动机的选择1、电动机类型的选择按工作要求和条件选用三相笼型异步电动机,封闭式结构,电压380V,Y型。2、电动机功率选择(1)传动装置的总效率ηaη1η23η3η4η5式中η1、η2、η3、η4、η5分别是带传动、轴承、齿轮传动、联轴器和输送链的传动效率。取η10.95,η20.98,η30.97,η40.99,η50.93,则ηa0.950.9830.970.990.930.80(2)电机所需的功率pw1000FVkw1000130003kwPdawp3.75kw3、确定电动机转速计算链轮工作转速6010006010001.0127.39/min150VnrD按机械设计课程设计指导书P7表1推荐的传动比合理范围,取V带传动比124i,一级锥齿轮减速器的传递比223i。则总传动比合理范围为412ai。故电动机转速的可选范围为5101529/mindnr。符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500r/min。根据容量和转速,由有关手册查出有三种适用的电动机型号,因此有三种传动比方案,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n1000r/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Y132M16。其主要性能额定功率4KW满载转速960r/min额定转矩2.0。ηa0.80Pd3.75kw127.39/minnr5101529/mindnr电动机型号Y132M163机械设计课程设计设计计算说明书三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比ianm/n960/127.397.532、分配各级传动比(1)据指导书P7表1,为使V带传动外廓尺寸不致过大,取ij3。(2)idia/ij2.51ia7.53ij3id2.514机械设计课程设计设计计算说明书四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速nⅠnm/id960/2.51382.5r/minnⅡnⅠ/ij382.5/3127.39r/minnⅢnⅡ127.39r/min2、计算各轴的输入功率PIPd3.750.953.56KWPIIPIη2η33.560.980.973.39KWPIIIPIIη2η43.390.990.983.29KW3、计算各轴扭矩电动机输出轴转矩Td9.55106Pd/nd9.551063.75/96037.30Nm各轴输入转矩TITdη135.4NmTIITIη2η333.7NmTIII9.55106PIII/nIII32.7NmnⅠ127.39r/minnⅡ127.39r/minnⅢ382.5r/minPd3.75KWPI3.56KWPII3.39KWPIII3.29KWTd38.03NmTI35.4NmTII33.7NmTIII32.7Nm5机械设计课程设计设计计算说明书五、传动零件的设计计算V带传动的设计计算1、选择普通V带截型由教材P156表87取工作情况系数kA1.2计算功率PcaKAP1.22.513.012KW由教材P157图811选用A型V带2、确定带轮基准直径,并验算带速由教材教材P157图811推荐的小带轮基准直径为80100mm,则取dd1100mmdmin75mm大带轮直径dd2nd/nIdd1960/382.5100251mm由教材P157表88,取dd2250mm实际从动轮转速nInddd1/dd2960100/250384r/min转速误差为nInI/nI382.5384/382.50.00391200(适用)5、确定带的根数根据教材P152表(84a)查得P00.95KW根据教材P153表(84b)查得△P00.11KW根据教材P155表(85)查得Ka0.96根据教材P146表(82)查得Kl0.99由教材P158式(826)得ZPca/P0△P0KaKl3/0.950.110.960.993取Z36、计算轴上压力由教材P149表83查得q0.1kg/m,由教材P158式(827)单根V带的初拉力F0500Pca(2.5Ka)/ZVKaqV25002.50.934.8/0.9355.030.15.0242162.17N则作用在轴承的压力Fp,由教材P159式(828)得Fp2ZF0sinα1/223162.17sin163.50/2963N齿轮传动的设计计算dd1100mmdd2280mmnI342.86r/minV5.03m/s266mm≤a0≤760mm取a0500Ld1600mma493.6mmZ5根Fp1609.1N6机械设计课程设计设计计算说明书1、选择齿轮材料及精度等级考虑减速器传递功率不大,所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40Cr调质,齿面硬度为240260HBS。大齿轮选用45钢调质,齿面硬度220HBS根据教材P210表108选7级精度。齿面粗糙度Ra≤1.63.2μm2、按齿面接触疲劳强度设计根据教材P203式109a21322.9210.5EHRRZKTdu进行计算确定有关参数如下①传动比i齿3取小齿轮齿数Z120。则大齿轮齿数Z2iZ132060实际传动比i052/202.6传动比误差ii0/I2.62.6/2.602.5可用齿数比ui02.6②由教材P224取φR0.3③转矩T1T135.4Nmm④载荷系数k取k1.3⑤许用接触应力σHσHσHlimkHN/SH由教材P209图1021查得σHlimZ1560MpaσHlimZ2500Mpa由教材P206式1013计算应力循环次数NN160njLh60331.03116365102.7648109N2N1/i1.16109/39.216108由教材P207图1019查得接触疲劳的寿命系数KHN10.87KHN20.90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SH1.0σH1σHlim1KHN1/SH5600.93/1.0Mpa487.2MpaσH2σHlim2KHN2/SH3500.97/1.0Mpa450Mpa⑥弹性影响系数ZE由教材P201表106查得ZE189.8MPa1/2故得21322.9210.5EHRRZKTdu67.9计算平均分度圆处的圆周速度vm分锥角δ1arctanZ1/Z2当量齿数Zv1Z1/cosδ121.43Zv2Z2/cosδ1144.86平均分度圆处的圆周速度11124.16/cos601000tmdnvms计算载荷系数根据v3.41m/s锥齿轮为7级精度由教材P194图108查得动载系数KV1.08由教材P193表102查得使用系数KA1由教材P195表103查得齿间啮合系数Ka1i齿2.6Z120Z252u2.6T1111070NmmσHlimZ1560MpaσHlimZ2350MpaN11.16109N24.46108KHN10.93KHN20.97σH1520.8MpaσH2339.5Mpad1t112.8mmZv121.43Zv2144.864.16/mvms7机械设计课程设计设计计算说明书由教材P226b表109查得轴承系数KHβbe1.10故载荷系数KKAKVKHaKHβ2.475按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径根据P226式(1010(a))33112.475112.8152.581ttKddK模数md1/Z1152.58/207.6mm取标准模数m73、校核齿根弯曲疲劳强度根据教材P226公式102310.5tFaSaFFRKFYYbm确定有关参数和系数①分度圆直径d1mZ1720140mmd2mZ2752364mm齿宽3Rb22121952mZZR故得65b取b65②齿形系数YFa和应力修正系数YSa根据教材P200表105得YFa12.72YSa11.57YFa22.14YSa21.83③许用弯曲应力σF根据公式σFσFLim2/SF根据教材P208图1020(c)得σFLim1420MpaσFLim2330Mpa按一般可靠度选取安全系数SF1.25计算两轮的许用弯曲应力σF1σFLim1/SF420/1.25336MpaσF2σFLim2/SF330/1.25264Mpa④将求得的各参数代入式111153.142010.5tFaSaFaaFRKFYYMPMPbm222248.6833010.5tFaSaFaaFRKFYYMPMPbm故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够5计算齿轮的圆周速度VVπd1n1/6010002.43m/s六、轴的设计计算d1152.58m7d1140mmd2364mmR195mmb65mmYFa12.72YSa11.57YFa22.14YSa21.83σFLim1420MpaσFLim2330MpaSF1.25σF153.1MpaσF248.68MpaV2.43m/s

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