机械毕业设计（论文）-37KW外置式减速滚筒设计【全套图纸】 .doc

一电动机选型y系列封闭式三相异步电动机，具有效率高，耗电少，性能好，噪声低，振动小，体积小，重量轻，运行可靠，维修方便。为b级绝缘，结构为全封闭式，自扇冷式，能防止灰尘铁屑杂物侵入电动机内部。故选取y250m-6型电动机。其基本参数为：全套图纸，加153893706额定功率：37kw，满载转速980r/min，增转转距/额定转距=1.8，最大转距/额定转距=2.0二传动比及传动比分配计算 1计算传动比i 因为行星轮数目，传动范围只有，故选用两级行星齿轮传动机构。 2传动比分配分配原则是各级传动等强度和获得最小外形尺寸，在两级行星齿轮传动中，用角标表示高速级参数，表示低速级参数。设高速级和低速级外啮合齿轮材料，齿面硬度相同，则；取行星轮数目；齿面工作硬化系数；低速级内齿轮分度圆直径与高速级内齿轮分度圆直径之比值以b表示，并取b=1.2；取载荷不均匀系数；取齿宽系数。因为动载系数，接触强度计算的齿向载荷分布系数及接触强度计算的寿命系数的三项比值的乘积（）等于1.82.0,故取（）=1.9。所以a=2.28由公式在使用图6-9，即可查出ngw型两级行星齿轮传动的传动比分配，图中及分别为高速级及总的传动比，如果最后标得的。此例中，由图查三、 高速级齿轮计算配齿计算通常电动滚筒中取行星轮数目，过多会使其载荷均衡困难，过少又发挥不了行星齿轮传动的优点，由于距可能达到的传动比极限值较远，所以可不检验邻接条件。各轮齿数按公式 进行配齿计算，计算中根据并适当调整，使c等于整数，再求出，应尽可能取质数，并使/整数。则 所以 这些符合取质数，/整数，/整数，且及无公约数，整数的ngw型配齿要求。按接触强度初算a-c传动的中心距a和模数m输入转距 因传动中有一个或两个基本构件浮动动作为均载机构，且齿轮精度低于6级，所以取载荷不均匀系数。在一队a-c传动中，小齿轮（太阳轮）传递的扭矩 全面硬齿面的外啮合，在对称，中等冲击载荷时：7级精度，使用的综合系数8级精度，。考虑电动滚筒加工和使用的实际条件，取。齿数比 太阳轮和行星轮的材料用40cr钢表面的影响系数。hrc5055（太阳轮）和hrc4550（行星轮），取。齿宽系数（gb1009888）线偏斜可以忽略因齿面硬度hb350，则取。按接触强度初算中心距a公式： 模数计算a-c传动的实际中心距和啮合角取模数，则实际中心距 因为直齿轮高变位，则 所以 计算c-b传动的中心距和啮合角实际中心距： 因为中心距变动系数，所以啮合角几何尺寸计算按高变位齿轮传动的几何计算a，c，b三轮的集合尺寸。分度圆直径 齿顶高 式中 。齿根高 齿高 齿顶圆直径 齿根圆直径 （6）验算a-c传动的接触强度和弯曲强度 强度计算所用公式同定轴线齿轮传动，但确定和所用的圆周速度用相对于行星架的圆周速度 则 动载系数速度系数由表6-11查得=0.965 确定计算公式中的其他系数使用系数齿间载荷分布系数，：弯曲强度计算时，接触强度计算是，式中 及齿轮相对于行星架的圆周速度及大齿轮齿面硬度对，的影响系数，按表6-29选取，取 =0.74 , =1。齿宽和行星轮数目对，的影响系数。对于圆株直齿传动，如果行星架刚性好，行星轮对称布置或者行星轮采用调位轴承，则使太阳轮和行星轮的轴线偏斜可以忽略不计，值可由图6-10查取。由图查得=1，可取=1。求齿间载荷分配系数，。先求端面重合度式中 则 因为是直齿齿轮，总重合度=所以 =0.645=0.6451.6=1.032节点区域系数： 式中 所以 弹性系数：接触强度计算的重合度系数：接触强度计算的螺旋角系数：接触强度计算的寿命系数：=0.965因为当量循环次数，则 。最小安全系数：取=1润滑剂系数，考虑用n46机械油作为润滑冷却剂，按表6-10，取=0.93。粗糙度系数，按表6-12，取=0.99。齿面工作硬化系数：取=1。接触强度计算的尺寸系数：=1 a-c传动接触强度验算计算接触应力，由式（6-6）按式（6-7）许用接触应力计算结果，a-c接触强度通过。用40钢（40钢）调质后表面淬火，安全可靠。 a-c传动弯曲强度验算按式（6-15）齿根应力为式中 -齿形系数，由图6-5查取， -应力修正系数，由图6-6查取， -弯曲强度计算的重合度系数，-弯曲强度计算的螺旋角系数，因为是直齿，取=1考虑到行星轮轮齿受力可能出现不均匀性，齿根最大应力由强度条件 即 则 由6.1.3节，40cr调质、表面淬火，。a-c传动改用材质后，弯曲强度验算也通过。（7）验算c-b传动大接触强度和弯曲强度根据a-c传动的来确定c-b传动的接触应力，因为c-b传动为内啮合，所以 核算内齿轮材料的接触疲劳验算由，按式6-13有由6.1.5节，45号钢调，则内齿轮用45号钢调质钢，调质硬度hb229286，接触强度符合要求。 弯曲强度的验算只对内齿轮进行验算，按式6-15计算齿根应力，其大小和a-c传动的外啮合一样，即 ，由强度条件 得 由6.1.3节，45号钢调，所以c-b传动中的内齿轮弯曲强度符合要求。四、低速级齿轮计算（1）配齿计算由高速级计算得i=3.9,且低速级改为行星架固定，由内齿轮输出，仍按行星轮计算。,则公式（6-24）进行配齿计算 ，则=29， 符合取质数，/整数，/整数。及无公约数的配齿要求，速比误差。（2）按接触强度初算a-c传动的中心距a和模数m低速级输入扭矩取载荷不均匀系数，在一对a-c轮传动中，小轮（太阳轮）传递的转矩取综合系数k=2.4,齿数比=太阳轮和行星轮材料和高速级一样，改用40调质表面淬火，齿面硬度hrc=5055（太阳轮）和hrc=4550（行星轮），取，也可用40mnb钢质表面淬火代替，其性能变能变。齿宽系数在低速级取。按式（6-25）初算低速级中心距 模数 按第一序列选取 m=5（3）计算a-c传动的实际中心距和啮合角 取模数，则实际中心距 因为直齿轮高变位，则实际中心距变动系数 则 （4）计算c-b传动的中心距和啮合角 实际中心距 因为中心距变动系数所以啮合角 （5）几何尺寸计算 按高变位齿轮传动计算a、c、b三轮的几何尺寸。1） 分度圆直径 2） 齿顶高 因3） 齿根高 4） 齿高 5） 齿顶圆直径+2=145+2+2=215+2 -2=565-26) 齿根圆直径 （6）验算a-c传动的接触强度和弯曲强度 按定轴线齿轮传动的强度计算公式计算1）确定计算公式中的系数使用系数按式（6-26）计算行星架圆速度： 由表6-11查得速度系数，动载系数，齿间载荷分布系数、，由式（6-27）及式（6-28）： ，式中及由表6-29查取，=0.65, =0.85因 由图6-10查得，所以 ， 计算齿间载荷分布系数及，先求齿顶圆压力角及端面重合度： 因为直齿轮，总重合度，所以 节点区域系数，由高速级计算可知=2.53计算弹性系数，由高速级计算可知=189.9。接触强度计算和重合度系数 接触强度计算和螺旋角系数 确定接触强度计算和寿命系数，因为当量循环次数，所以。最小安全系数，取=1。确定润滑剂系数，考虑用n46（30号）机械油作为润滑冷却剂，按表6-10取0.92。粗糙度系数，按表6-12，取=1.2齿面工作硬化系数，为简化计算取=1。接触强度计算的尺寸系数，取=1。2）a-c传动接触强度验算由式（6-6）计算接触应力 按式（6-7）许用接触应力及强度条件，则 计算结果，a-c传动接触强度通过。用40钢（40钢）调质后表面淬火，安全可靠。3）传动a-c弯曲强度验算按式（6-15），齿根应力 式中 -齿形系数，由图6-5查取， -应力修正系数，由图6-6查取，-弯曲强度计算的重合度系数； -弯曲强度计算的螺旋角系数，因为直齿 所以 考虑到行星轮轮齿受力可能出现不均匀性，齿根最大应力 由强度条件即 则 40cr钢调质，表面淬火，故a-c传动弯曲强度验算也通过。验算低速级c-b传动的接触强度和弯曲强度 根据a-c传动的来确定c-b传动的接触应力，因为c-b传动为内啮合， 所以 核算内齿轮材料的接触疲劳极限 由，按式（6-7）有 因为45钢调质, 所以内齿轮用45号钢调质处理，调质硬度hb229286，接触强度符合要求。 弯曲强度的验算 只对内齿轮进行验算，按式（6-15）计算齿根应力，其大小和a-c传动的外啮合一样，即 由强度条件 得 因为45号钢调质弯曲疲劳极限=220，所以低速级c-b传动中，内齿轮强度也符合要求。内齿轮壁厚，模数小取大值。五、轴的设计计算1计算作用在高速级太阳轮上的力： 转矩 太阳轮的分度圆直径： 圆周力： 径向力：2初步估算轴的直径选取45号钢作为轴的材料，调质处理由式8-2 计算轴的最小直径并加大3%以考虑键槽的影响查表8.6取a=100 3轴的结构设计1） 确定轴的结构方案左边装入行星机构的太阳轮，使用轴肩定位，使用键周向定位。行星机构的行星架和轴承都从左边装入，右边装入轴承靠轴肩和轴套定位。再靠右装入密封圈。在2段还装有逆止器轴套靠轴肩和轴套定位，靠键进行周向定位。最右端装有联轴器由轴肩和键实现定位。 段 根据电动机输出轴的直径相配合来选择联轴器并确定轴段的轴颈。根据gb/t5843-1986选择联轴器型号为:yld11型。比毂孔长度142 mm短110mm作为段长度为140 mm，轴径为65mm。根据轴径选择键.尺寸为b=18,h=11,l=130. 段为使半联轴器定位，轴肩高h=c+(23)mm，孔倒角c取3mm ，且符合标准密封内径，取端盖宽度22mm ,故取=75mm,则=80 mm .并根据轴颈选择轴承型号为6015。其宽度 b=20 mm ,轴承润滑方式选择：=75980=7.35mm1mm选择脂润滑 段轴的是起连接两端零件和为两个轴承定位的作用，轴肩高度孔倒角c取1，根据其上装的零件的尺寸估算其的尺寸为： mm mm 段为装深沟球轴承的选择的轴承号为6017，内圈的直径为85mm，外圈的直径为130mm，厚度为22mm所以取这段的尺寸为： 段为使行星架装配使用和为齿轮定位 轴肩高度孔倒角c取2，取行星架的厚度30mm 。并取装在轴上的轴套的厚度为3 mm 内圈的直径为轴的直径，外圈的直径为130mm（与段的轴承的外圈直径相同），所以这一段轴的尺寸为 长度 为48mm，直径为70mm。 段根据圆整（gb/t13575、1-1992）并由和选择这一段的轴径为60mm，长度为25mm： 2）确定轴承及齿轮作用力位置（1） 求支承反力h水平面 v水平面 弯矩图：h平面 v平面 合成弯矩m 扭矩t 3）按弯矩合成强度校核轴的强度 当量弯矩 取折合系数 则齿宽中点处当量弯矩 当量弯矩图： 轴的材料为45号钢，调质处理。由表8.2查得 由表8.9查得材料许用应力由式8-4得轴的计算应力为 通过六、滚动轴承的选择与校核计算 1、高速轴的轴承：（1）轴段选用深沟球轴承6015 径向力： 合成径向力： 则 查表10.6 查表10.3 查表10.4 合格 所以轴段选用的轴承为深沟球轴承：6015（2）轴段选装的是深沟球轴承，轴承号为轴承6017： 径向力： 合成径向力： 则 查表10.6 查表10.3 查表10.4 合格 所以这段选装：深沟球轴承6017 尺寸为： 七、键的选择与设计计算 （1）高速轴的轴的用来给联轴器进行周向固定的键的选择： 合格（2） 高速轴的给高速级太阳轮进行周向固定的键的选用：因为太阳轮的厚度比较小，又由于这一段的轴的长度比较短，因此，选用双平键。 合格p=37kwv=980r/mina=2.28=73=192mm=100mm.=292mm.=4mm=4mm=3.59mm=5mm=5mm=5mm=9.0mm=9.0mm=8.59mm=100mm=108mm=284.82mm=82mm=90mm=302mm=3.6 m/s=1.077=0.965=0.74=10.313=1=1.6=1.0322.53=189.8=0.893=1=0.965=1=0.93=0.99=1=1强度通过，0.719=1=符合要求=29115431.480145m