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机械毕业设计全套
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JX02-258@闭式双级圆柱齿轮减速器,机械毕业设计全套
- 内容简介：
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设计题目：闭式 双级圆柱齿轮减速器 带式运输机出动装置中的双级圆柱齿轮减速器 设计图例： 设计要求： 单班制工作三年，载荷平稳，小批量生产。 设计基本参数： 组号 2 滚筒圆周力（ N） 2400 传送带速度（ m/s） 0.75 nts滚筒直径（ mm） 330 目录 一、 选择电动机 4 二、 计算、分配传动比 4 三、 运动参数计算 4 四、 各级传动零件的设计计算 5 1 选定齿轮材料、热处理及精度 2 高速级斜齿圆柱齿轮设计计算 3 低速级直齿圆柱齿轮设计计算 五、 轴的设计 nts nts项目内容 设计计算依据和 过程 计算结果 一、 选择电动机 1、选择 2、计算电动机容量 二、计算、分配传动比 1、滚筒转速 2、总传动比 3、分配传动比 三、运动参数计算 1、运动和动力参数计算 Y 型三相异步电动机，电动机额定电压 380 伏，闭式。 查手册取机械效率： 链=0.96，齿=0.97，滚动轴承=0.99，联轴器=0.99 滚筒=0.96 （其中，各机械效率值分别对应依次为闭式齿轮传动 8级精度，滚子轴承，齿轮联轴器） 输出功率： 8kw.11000 75.024001000 vFP 0 传动装置的总效率为联轴器 4滚动轴承 2齿轮 链 滚筒499.099.0 297.0 825.096.096.0 电动机所需功率： dp= kwFv 182.2825.01000 75.024001000 滚筒转速： r p mD vn 43.43330 75.06000060000 总传动比： 696.3243.431 4 2 0 nni 电 分配传动比： 取 3链i齿轮减速器 899.103696.32 链iiig906.39.104.14.112 gii ； 79.2906.3 899.101223 iii g 0 轴（电动机轴） kwPPd 182.20 rpmnn 14200 电 T mNmN 67.141420 182.2955001 轴（高速轴）kwkwPP 16.299.0182.201 联轴器 14201 n rpm mNmNnpT 53.141420 16.295509550111查 手 册 取Y100L1-4 型三相异步电动机 额 定 功率 2.2 kw 满载时，转速为1420rpm；电流为 6.8A；效率为 82.5%；功率因数为 0.81 nts 2 轴（kwPP 07.297.099.016.23212 r m pnPTr m pinn38.5454.36307.29550955054.363906.3142022212123 轴（低速轴） P kwkwP 99.197.099.007.23223 mNnPTr m pinn85.1453.13099.1955095503.13079.254.36333323234 轴（滚筒轴） mNnPTr m pinnkwPP6.41543.4389.19 5 5 09 5 5 043.4333.13089.196.099.099.144434344234 各种运动和动力参数 轴名 功率 P/kw 转矩 T/N m 转速 n(rmp) 传动比 i 效率 输入 输出 输入 输出 电动机轴 2.18 14.67 1420 1 0.99 1 轴 2.16 2.14 14.53 14.38 1420 3.906 0.96 2 轴 2.07 2.05 54.38 53.84 363.54 2.79 0.96 3 轴 1.99 1.97 145.85 144.39 130.3 3 0.95 滚 筒轴 1.89 1.87 415.60 407.09 43.43 nts 四、各级传动零件的设计计算 a、选定齿轮材料、热处理及精度 (1) 齿轮材料及热处理 (2) 齿轮精度 b、高速级斜齿圆柱齿轮设计计算 1、初步设计齿轮传动的主要尺寸 (1) 计算小齿轮传递的转矩 (2)确定齿数 (3) 初选齿宽系数d(4) 初选螺旋角 高速级大小齿轮均选用硬齿面渐开线斜齿轮 低速级大小齿轮均选用软齿面渐开线直齿轮 高速级大齿轮（整锻结构）材料为 40 钢，调质，硬度为 220286HRC；小齿轮材料为 40 钢，调质淬火，表面硬度为 4050HRC，有效硬化层深 0.50.9mm。 低速级大齿轮材料为 45 钢，调质处理，硬度为 220286HB；小齿轮材料为 40 钢，调质处理，硬度为 4050HB。 根据图 9.55 和图 9.58，l i ml i m l i ml i m6 0 0 , 5 9 0, 2 4 0 , 2 3 5 .FHHFM p a M p aM P a M P a大大 小小齿面最终成形工艺为磨齿。 按 GB/T10095-1988， 8 级，齿面粗糙度 5.5aRm，齿根喷丸强化，装配后齿面接触率为 80%。 661112 . 1 69 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 1 4 . 5 31420PT N m mn 1 2 12 7 , 3 5 3 . 9 0 6 1 0 5z z z i 传 动 比 误 差21105 3 . 8 927ziu z 3 . 8 9 3 . 9 0 6| | 1 0 0 % 0 . 4 1 % 5 % ,3 . 9 0 6i 允许 非对称布置，d=0.6（表 9.16） 初定螺旋角 15 当量 齿数 11 3327 2 9 . 9 6c o s c o s 1 5v zz o22 33105 1 1 6 . 5 0c o s c o s 1 5v zz onts C 低速级齿轮传动的设计及强度校合 (8) 螺旋角系数 (9) 弯曲许用应力 初算中心 12 1 . 5 2 7 1 0 5 1 0 2 . 52 c o s 2 c o s 1 5nm z za mm 修正螺旋角 12a r c c o s21 . 5 2 7 1 0 5a r c c o s 1 52 1 0 2 . 5nm z za 分度圆直径 11 1 . 5 2 7 42c o s c o s 1 5nmzd m m 22 1 . 5 1 0 5 163c o s c o s 1 5nmzd m m 齿宽1 0 . 6 4 2 2 5 . 2db d m m 齿宽系数2126 0 . 6 24 1 . 9 3dbd 6 3339 .5 5 1 0 PT n 6 1 . 9 99 . 5 5 1 0 1 4 5 . 8 51 3 0 . 3 Nm 1 2 13 8 , 2 . 7 9 3 8 1 0 7z z i z 传动比误差 21107 2 . 8 238ziu z 2 . 8 2 2 . 7 9| | 1 0 0 % 1 % 5 %2 . 7 9i ， 允许 非对称布置，由表 9.14 查得d=0.6 使用系数 AK 表 9.11 查得 AK =1.0 动载荷系数VK估计齿轮圆周速度 v=1.09m/s 由图 9.44 查得VK=1.08 齿向载荷分布系数FK预估齿宽 b=40mm，由表 9.13 查得nts (10) 计算模数 HK=1.172，初取 b/h=6，再由图 9.46 查得FK=1.14 齿间载荷分配系数FK，由表 9.12 查得HK=FK=1.2 载荷系数 K K= AKVK FK FK=1 . 0 1 . 0 8 1 . 2 1 . 1 4 1 . 4 8 由图 9.53 查得：1FaY=2.43，2FaY=2.18 由 图 9.54 查得：1SaY=1.67，2SaY=1.79 重合度为 12111 . 8 8 3 . 2111 . 8 8 3 . 2 1 . 7 6 63 8 1 0 7zz 则重合度系数为 0 . 7 5 0 . 7 50 . 2 5 0 . 2 5 0 . 6 7 51 . 7 6 6Y 安全系数由表 9.15 查得 1.30HS （按高可靠度） 小齿轮应力循环次数 12 86 0 6 0 3 6 3 . 5 4 1 3 3 0 0 81 . 5 7 1 0 hN n k t 大齿轮应力循环次数 8 7121 . 5 7 1 0 5 . 6 1 02 . 8 1 6NN u 由图 9.59 查得寿命系数120 . 9 2 , 0 . 9 5NNYY， 实验齿轮应力修正系数 0.2STY， 由图 9.60 预取尺寸系数 1XY 许用弯曲应力 l i m 1 112 4 0 0 . 9 2 2 . 0 1 2761 . 6 0F N S T XFPFY Y YSM P a nts (11) 初算主要尺寸 (12) 验算载荷系数 l i m 2 222 3 5 0 . 9 5 2 . 0 1 2791 . 6F N S T XFPFY Y YSM P a 111FPSaFaYY= 2 . 4 3 1 . 6 7 0 . 0 1 4276 222FPSaFaYY= 2 . 1 8 1 . 7 9 0 . 0 1 4279 比较111FPSaFaYY与222FPSaFaYY， 取FPSaFaYY=111FPSaFaYY=0.014 23 212 F a S ad F PYYKTmYz 3 22 1 . 4 8 5 4 . 3 8 0 . 0 1 4 0 . 6 7 50 . 8 3 80 . 1 0 9 6 初算中心距 12() 1 . 5 ( 3 8 1 0 7 ) 1 0 8 . 7 522m z za m m 分度圆直径11 1 . 5 3 8 5 7d m z m m 22 1 . 5 1 0 7 1 6 0 . 5d m z m m 齿宽1 0 . 6 3 8 3 4 . 2db d m m 124 0, 3 5bb齿宽系数2135 0 . 6 1 457dbd 圆周速度 12 5 7 3 6 3 . 5 4 1 . 0 8 4 4 /6 0 0 0 0 6 0 0 0 0dnv m s 可查得各载荷系数均不变，即 K=1.48 不变 故无需校核大小齿轮齿根弯曲疲劳强度 nts c、低速级直齿圆柱齿轮设计计算 其中， AK =1.0，VK=1.08，HK=1.2，HK=1.172 K= AKVK HK HK=1 . 0 1 . 0 8 1 . 2 1 . 1 7 2 1 . 5 2 材料弹性系数 EZ ， 由表 9.14 查得 EZ =189.8 MPa 节点区域系数 HZ ，由图 9.48 查得 HZ =2.5 重合度系数Z，由图 9.49 查得Z=0.8667 试验齿轮的齿面接触疲劳极限l i m 1 l i m 26 0 0 , 5 9 0HH M P a寿命系数NZ，由图 9.56 查得1 0.92NZ ， 94.02 NZ工作硬化系数 1WZ.13 尺寸系数 XZ ，由图 9.57 查得 1XZ 安全系数 HS ，由表 9.15 查得 1.30HS 则许用接触应力 l i m 116 0 0 0 . 9 2 1 . 1 3 1 4 7 9 . 81 . 3 0H N W XHPHZ Z ZSM P a l i m 225 9 0 0 . 9 5 1 . 1 3 1 4 8 7 . 21 . 3H N W XHPHZ Z ZSM P a 取1 4 7 9 . 8H P H P M P a322 2 1 4 5 8 5 0 1 8 1 7 . 4 51 6 0 . 5tTFNd nts 六、 输出轴校核 211 8 9 . 8 2 . 5 0 . 8 61 . 4 8 1 8 1 7 . 4 5 2 . 8 1 6 14 0 1 6 0 . 5 2 . 8 1 63 0 9 . 8 7 4 7 9 . 8tH E HHPKF uZ Z Zb d uM P a M P a 分度圆直径 1157d m z m m，22 1 6 0 . 5d m z m m标准中心距 12 1 0 8 . 7 52dda m m啮合角 20 齿顶高 mmmhhhaaa 5.121 齿根高 mmmchhh aff 875.15.125.1)(21 齿顶圆直径 1 1 12 5 7 2 1 . 5 6 0aad d h m m 2 2 22 1 6 0 . 5 2 1 . 5 1 6 3 . 5aad d h m m 齿根圆直径 1 1 12 5 7 2 1 . 5 5 4ffd d h m m 2 2 22 1 6 0 . 5 2 1 . 5 1 5 7 . 5ffd d h m m 基圆直径 11 c o s 5 7 c o s 2 0 5 3 . 5 6bd d m m o22 c o s 1 6 0 . 5 c o s 2 0 1 5 0 . 8 2bd d m m o选择轴材料为 45 钢、调质处理，硬度为 217255HBS。由表 19.1 查得对称循环弯曲 许用应力 MPa1801 。 据式 19.3 取 0 ，由表 19.3 选参数 A=126，得： nts 3 311 , m i n12 . 1 61 2 6 1 4 . 4 91420Pd A m mn 因为轴端开键槽会削弱轴的强度，又因为电动机的 规格和联轴器的特性，故取轴的直径为 25mm 根据轴上的齿轮、轴承、轴承盖、圆盘等零件的装配方向、顺序和相互关系，周上零件的布置方案如下： 根据轴的受力，选取 7206C 角接触球轴承，其尺寸 BDd 为mmmmmm 166230 ，与其配合轴段的轴径为 25mm，左端轴承采用轴肩定位，由手册确定轴肩处的直径为 36mm，配合段长度14mm，右端采用轴套作轴向定位。 取齿轮安装段直径 36mm（连轴齿轮），为了便于装配，端部采用锥面导向结构。 因为轴的公称直径在大于 2230 的范围内所以键选 87bh ，键长为 50。 选择轴材料为 45 钢、调质处理，硬度为 217255HBS。由表 19.1 查得对称循环弯曲 许用应力 MPa1801 。据式 19.3 取 0 ，由表 19.3 选参数A=126，得： 2 332 . m i n22 . 0 71 2 6 2 2 . 5 03 6 3 . 5 4Pd A m mn 因为轴端开键槽，会削弱轴的强度，故取轴的直径为 25mm 根据轴上的齿轮、轴承、轴承盖、圆盘等零件的装配方向、顺序和相互 关系，周上零件的布置方案如下： 根据轴的受力，选取 7205C 角接触球轴承，其尺寸 BDd 为2 5 5 2 1 5m m m m m m，与其配合轴段的轴径为 25mm，左端轴承采用轴肩定位，由手册确定轴肩处的直径为 36mm，配合段长度 14mm，右端采用轴套作轴向定位。 从左至右（两个齿轮）取齿轮安装段直径 36mm， 35mm，配合为 H7/r6，配合段长应比齿轮宽略短，从左至右（两个齿轮）取 36mm、 35mm，为了便于装配，端部采用锥面导向结构。 用 于 周 向 定 位 大 斜 齿 轮 采 用 的 平 键 尺 寸 为8 7 2 0b h l m m m m m m ，取轴端倒角为 452 ，按规定确定各轴肩的圆角半径，键槽位于同一轴线上，按弯扭合成校核轴的强度，合格。 许用应力 MPa1801 。据式 19.3 取 0 ，由表 19.3 选参数A=126，得： 3 333 . m i n31 . 9 91 2 6 3 1 . 2 61 3 0 . 3Pd A m mn nts 因为轴端开键槽，会削弱轴的强度，故取轴的直径为 36mm 根据轴上的齿轮、轴承、轴承盖、 圆盘等零件的装配方向、顺序和相互关系，周上零件的布置方案如下： 根据轴的受力，选取 7210C 角 6207 深沟球轴承，其尺寸 BDd 为4 0 8 0 1 8m m m m m m，与其配合轴段的轴径为 42mm，左端轴承采用轴肩定位，由手册确定轴肩处的直径为 46mm，配合段长度 12mm，右端采用轴套作轴向定位。 取齿轮安装段直径 37mm，配合为 H7/r6，配合段长应比齿轮宽略短，取 40mm，为了便于装配，端部采用锥面导向结构。 用于周向定位大直齿轮采用的平键尺寸为 1 0 8 5 0m m m m m m，取轴端倒角为 452 ，按规定确定各轴肩的圆角半径，键槽位于同一轴线上，按弯扭合成校核轴的强度，合格。 1、 选用轴的材料为 45 钢，经调制处理，硬度为 217255HBS，根据轴的常用材料及其主要力学性能知许用疲劳应力 1 =180207MPa。 2、 初选计算轴径 333 . m in3PdAn3 1 . 9 91 2 6 3 1 . 2 61 3 0 . 3 m m m m 因为轴端装链轮需开键槽，故取轴的直径为 36mm。 3按弯扭合成校核轴的强度。 轴上受力分析 齿轮圆周力 332 2 1 4 5 . 8 5 1 0 1 8 1 7 . 4 51 . 5 1 0 7t TFNd 齿轮的径向力 t a n 1 8 1 7 . 4 5 t a n 2 0 6 6 1 . 5 0r t nF F N 3计算作用在轴上的支反力 22c t rF F F 221 8 1 7 . 4 5 6 6 1 . 5 0 1 9 3 4 . 0 9 N 11 1 0 7 1 5 . 8 7 5 1 3 0 . 3 3 . 6 9 /6 0 0 0 0 6 0 0 0 0z P nv m s 1 5 . 8 7 51 0 0 0 1 0 0 0 5 3 4 . 0 43 . 6 9PFNv nts 1 . 3 6 9 4 . 2 5QF F N 000yA B C QCFF F F FM ( 4 2 7 9 9 9 . 5 ) 9 9 . 5( 7 9 9 9 . 5 ) 06 9 1 . 8
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