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_机械设计课程设计-一级锥齿轮减速器设计F=2.2,V=1.1,D=240

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_机械设计课程设计-一级锥齿轮减速器设计F=2.2,V=1.1,D=240

第1章概述1.11.2已知条件1工作条件两班制,连续单向运转,载荷较平稳,室内工作,有粉尘,环境最高温度35℃。2使用折旧期8年,每年工作350天,每天工作16小时。3检修间隔期2年一次大修,每年一次中修,半年一次小修。4动力来源电力,三相交流,电压380/220V。5运输带速度允许误差≤56制造条件及生产批量中型机械厂,单件小批生产。7滚筒效率η10.961.3设计数据参数运输带工作拉力F运输带工作速度V卷筒直径D数据2200N1.1m/s240mm表11设计数据表1.4设计任务1.4.11.4.21.4.3.1.5本方案特点本方案采用锥齿轮减速器开式齿轮传动方案,齿轮传动具有1效率高,是常用的机械传动中齿轮传动效率最高的。2结构紧凑,相对其它传动机械,其占用空间较小。3工作可靠寿命长。设计制造正确合理,使用维护良好的齿轮传动,工作十分可靠,寿命可长达一、二十年,这是其它机械传动无法比拟的。4传动比稳定。5使用了一对开式齿轮传动,它的失效形式多为齿面磨损,同时,开式齿轮传动在没有防护罩的情况下容易对靠近的工作人员造成危险。第2章传动装置的设计计算2.1效率统计η10.96。2.1.1对轴承的效率统计1滚筒球轴承效率η20.99(脂润滑)2开式齿轮轴承效率η30.99(脂润滑)3减速器内滚柱轴承效率(2对)η40.98(油润滑)η50.98(油润滑)4开式齿轮转动η60.95(8级精度,脂润滑)5锥齿转动啮合效率η70.96(8级精度,油润滑)2.1.2对两个联轴器的效率统计1电机锥齿轮间,使用弹性套柱联轴器η80.9932锥齿轮开式齿轮间,使用滑块联轴器η90.982.2工作机需求功率kWsmNFVp521.296.01000/1.1220010001传动总效率833.098.0993.096.095.098.099.099.092理论需求电机功率kWkWPPd025.3833.0521.22.3电动机的选择滚筒转速为min/58.8724014.31000601.1100060rdVnY系列三相异步电动机具有国际互换性特点其中,Y系列(IP44)电动机为一般用途全封闭自扇式笼型三相异步电动机,具有防止灰尘铁屑等杂物侵入电电动机内部之特点,B级绝缘,工作环境不超过+40°C相对湿度不超过95%,海拔不超过1000m,额定电压380V,频率50Hz。适用于无特殊要求的机械上。这里即选用此系列电动机。查取电动机参数。比较选择Y系列三项异步电动机在2.2节中求出工作机至少需要功率3.025kW,在不小于此功率前提下,选取额定功率至少4kW的电动机,有如下备选型号Y112M2,Y112M4,Y132M16,Y160M18,其中Y112M2型磁极少体积小,价格较低,但其转速高会使传动比增大Y160M18型转速低,磁极多,重量大,成本高,这两种电动机不宜在此处选用,通过比较选用Y112M4B3型电动机。其技术数据如下额定功率4KW满载转速1440r/min扭转转矩2.2额定转矩2.3Y112M4B3型电动机的外型尺寸(mm)图21Y112M4型电动机外形尺寸图A190B140C70D28E60F8G24H112K12AB245AC230AD190HD265BB180L4002.4传动装置总体传动比的确定及传动比的分配2.4.1总传动比442.1658.871440i2.4.2分配各构件传动比21iii初定减速器内的传动比5.21i,则开式齿轮的转动比就为576.65.2442.1612iii2.5确定各轴转速、转矩2.5.1转速计算1小锥齿轮轴转速min/14401rn2大锥齿轮转速min/5765.21440112rinn3开式齿轮大齿轮轴转速min/60.87576.6576223ninn2.5.2转矩计算1对电动机轴mNnPTddd06.201440025.3955095502对各转动轴功率kWPPd944.298.0993.0025.3481kWPP770.298.096.0944.25712kWPP687.299.098.0770.23923转矩mNiTTd52.1996.0993.0106.20011mNiTT91.4598.096.05.252.1912112mNiTT64.29299.098.075.691.45232232.6当前参数汇总参数转速(r/min)功率(kW)转矩(mN)轴Ⅰ14402.94419.52轴Ⅱ5762.77045.91卷筒轴Ⅲ87.602.687292.64表21各轴参数汇总表第3章各齿轮的设计计算3.1减速器内锥齿轮的设计计算3.1.1选定齿轮精度等级、材料热处理方式及齿数本运输机工作速度、功率都不高,故选用8级精度。1选择小齿轮材料为40Gr,调质处理,硬度270HBS,大齿轮材料为45号钢,调质处理,硬度为230HBS,二者硬度差为40HBS。2选取小齿轮齿数Z127,初步确定传动比为U12.5则大齿轮齿数Z2U1Z12.527≈68此时传动比52.22768121zzu3.1.2按齿面接触疲劳强度计算锥齿轮以大端面参数为标准值,取齿宽中点处的当量齿轮作为强度计算依据进行计算。3.1.2.1设计齿轮式1026321215.0192.2UTKZdRRtHET1初拟载荷系数0.2tK,取齿宽系数3.0R2弹性影响系数EZ,查得218.189aEMPZ3应力循环次数使用期h448001635089111087.3448800114406060hHNjLnN9221055.144880015766060hHNjLnN4,按齿面硬度查得齿轮的接触疲劳强度极限为小齿轮aHMP6001lim大齿轮aHMP5502lim5接触疲劳强度寿命系数,选用线型1(允许少量点蚀)查得9.01HNK94.02HNK6计算接触疲劳许用应力取失效概率为1,安全系数S1,由课本式1012得aHNHMPSK6009.01lim11aHNHMPSK55094.02lim223.1.2.2参数计算1试计算小齿轮(大端)分度圆直径1td,代入较小的2H有321221t5.0192.2dUTKZRRtHE)(mm130.6252.23.05.013.0195200.25178.18992.2322)(2计算平均圆周速度由,求平均分度圆直径mmddRtmit8105.523.05.01130.625.011smndVmitm/982.310006014408105.52100060113计算载荷系数使用系数由,取1.1KA动载系数由,按9级精度查取,1.23KV齿间载荷分布系数KHKF取1齿向载荷分布系数eHK5.1KKFH其中,轴承系数由查得25.1eHK所以875.125.15.1KKFH综上,载荷系数HHVAKKKKK537.2875.10.123.11.14校正分度圆直径,由mmKKddtt255.670.2537.2130.623311模数mmzdm491.227255.671取标准值m2.5mm3.1.3齿轮部分相关参数1由分度圆直径计算齿轮27902.265.2255.6711mdZ682752.212uZZ2最终传动比519.2276812ZZu3由齿数球分度圆直径

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