二级斜齿减速器课程设计532.7%1.6%450%142%135.doc
二级斜齿减速器课程设计532.7%1.6%450%142%135
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减速器课程设计
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二级斜齿减速器课程设计532.7%1.6%450%142%135,减速器课程设计
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1 机械设计课程设计计算说明书 设计题目： 二级展开式圆柱齿轮减速器 设计者： 指导教师： 年 月 日 一、传动方案拟定 . .2 二、电动机的选择 . .2 三、计算总传动比及分配各级的传动比 . .3 四、运动参数及动力参数计算 . .3 五、传动零件的设计计算 . .4 六、轴的设计计算 .11 七、滚动轴承的选择及校核计算 . 13 八 、 键联接的选择及校核计算 .15 nts2 设计参数： 1、 运输带工作拉力 :F=2.7KN 2、 运输带工作速度 :V=1.6m/s 3、 滚筒直径： D=450mm； 4、 工作寿命： 10 年， 2 班制，大修期 3 年， 所以，； H=2 8 10 300 5、 工作条件：载荷平稳，空载启动，室内工作，有粉尘；。 传动装置设计： 一、 传动方案 ： 展开式二级圆柱齿轮减速器。 二 、选择电机： 1、 类型： Y 系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机； 2、 型号： 工作机所需输入功率： Pw =FV/1000 KW=2700 1.6/10000.95=4.55KW 电机所需功率： P0=P/ 1=4.55/0.890=5.11KW， 其中， 为电动机 轴至卷筒轴的传动装置总效率 1 电机转速 n 选： 1500 /minr ； 所以查表选电机型号为： Y132s-4 电机参数： 额定功率： 5.5 Kw 满载转速：mn 1440 /minr 电机轴直径： 0 .0 0 90 .0 0 428 mmmd三、 传动比分配： nts3 传动装置总传动比 i= mn/ wn（ m in/94.67100060 rD vn w ） 其中：1i为高速级传动比，2i为低速级传动比，且12(1 .3 1 .5 )ii， 取 21 4.1 ii ，则有： 89.3,446.5 21 ii ; 四、传动装置的运动和动力参数 1、 电机轴： kwppdm 11.5； 1 4 4 0 / m i nmnr； mNnpT mmm .89.331440 11.595509550 ； 2、 高速轴： kWppm 008.51 联; 1 1 4 4 0 / m i nmn n r； mNnPT .21.331440008.595509550111 ; 3、 中间轴： kWpp 833.412 齿承 ; m i n/4.264446.51440112 rinn ; mNnpT .57.1744.264 833.495509550 222 ; 4、低速轴： kWpp 665.423 齿承 m i n/97.6789.3/4.264223 rinn ; mNnpT .45.65597.67 665.495509550 333 ; 5、工作轴： kWpp 55.430 联; m in/97.6730 rnn ; mNnpT .29.63997.67 55.495509550 000 ; nts4 将以上算得的运动的动力参数列表如下 ： 轴名 参数 电动机轴 I 轴 II 轴 III 轴 工作轴 转速 n(r/min) 1440 1440 264.4 67.97 67.97 功率 p(kw) 5.11 5.008 4.833 4.665 4.55 转矩 T(N m) 33.89 33.21 174.57 655.4 639.08 传动比 i 1.00 5.446 3.89 1.00 效率 0.98 0.965 0.965 0.975 传动零件设计： 一、齿轮设计 （课本 p147） 高速级 设计参数： htirnrnmNTkWp48000;446.5min;/4.264min;/1440;.21.33;008.512111寿命1、选材： 大齿轮： 45，调质处理表面淬火，硬度 4050HBS； 小齿轮： 45，调质处理表面淬火，硬度 4050 HBS。 2、按齿面接触强度设计 3 211 )(12 H EHdtt ZZiiTKd (1)确定公式内的各项参数值 1)试选载荷系数 3.1tK1) 小齿轮的工作转矩： mmNmNnPT .10321.3.21.331440 008.595509550 4111 2)M P aH R CZM P aZdHL imHL imHE95045,5.220,8.189109,9.0129210 劳极限查得大小齿轮的接触疲故取材料的弹性影响系数由表得齿宽系数由表3)计算应力循环次数 911 10147.4)1030082(14406060 hLnNnts5 892 10615.7446.510147.4 N4) 由图 9-35 查表的接触疲劳寿命系数 0.121 nn ZZ5) 计算接触疲劳许用应力 取安全系数 0.1HS 2111 /9500.10.1950 mmNZS NHH L im bH 222l i m2 /950 mmNZS NHbhH ; (2) 计算齿轮参数 1) 求小齿轮分度圆直径td1,代入 H 中较小的值 mmdt 48.30)9508.1895.2(446.5446.69.01021.333.123 231 2) 圆周速度 smndv t /30.2100060 144048.3014.3100060 11 3) 计算齿宽 mmddbt 43.2748.309.01 4) mmzdm tt 524.12048.3011 mmmht 429.3524.125.225.2 9.84 2 9.3 48.30/ hb5) 计算载荷系数 根 据 v=2.30m/s,8 级精度 ,由图 9-31 得动载荷系数 1.1vK直齿轮 ,假设 mNbFKtA /100/ ,由表 9-8 查得 2.1FaHa KK由表 9-7 查得使用系数 1AK ,由表 9-9 查得 26.1HK,由表 9-32 查得 22.1FK,故载荷系数 66.126.12.11.11 HVA KKKKK6) 按实际 的载荷系数校正所算得的分度圆直径 , mmKKddtt 333.1/66.148.30/ 3311 7) 计算模数 m mmzdm 65.120/33/ 11 nts6 3.按齿根抗弯强度设计 3 211 )(2 FSaFad YYzKTm (1) 确定公式内的各项参数数值 1) 查图 9-39 得大小齿轮的疲劳极限： 221 /650 mmNF L im bF L im b ; 2) 由图 9-38 查得抗弯疲劳寿命系数 : 0.121 NN YY; 3) 取抗弯疲劳安全系数 4.1FS ， 所以 : 2221121 /29.4644.1 0.1650 mmNYSYS NFF L im bNFF L im bFF 4) 计算载荷系数 61.122.12.11.11 FavA KKKKK5)查取应力校正系数 .由表 9-11 可查得 8.21 FaY,插值求得 177.22 FaY6)查取应力校正系数 .由表 9-11 可查得 55.11 SaY,插值求得 797.12 SaY7)计算大 ,小齿轮的 FSaFaYY并加以比较 0093.029.464 55.18.21 11 F SaFa YY 0082.029.464 797.1117.22 22 F SaFa YY 小齿轮的数值大 . (2)设计计算 4.10093.0209.0 10321.361.12)(2 3 243 211 FSaFadYYzKTm0 对比计算结果 ,由齿面接触疲劳强度计算的模数 m 略大于由齿根弯疲劳强度计算的模数 ,由于齿轮模数 m 的大小取决于抗弯强度所决定的承载能力 ,而齿面接 触疲劳强度所决定的承载能力 ,仅与齿轮直径有关 ,可取由抗弯强度算得的模数 1.40,并就近圆为标准值 mmm 5.1 ,按接触强度算得的分度直径 mmd 00.331 ,由 nts7 225.1 00.3311 mdz12022446.512 izz 4. 几何尺寸计算 1)计算分度圆直径 mmmzd 4422211 , mmmzd 240212022 2)计算中心距 mmdda 1422/)24044(2/)( 21 3)计算齿轮宽度 mmdbd 7.29339.01 圆整 ,取 mmbmmb 30,25 12 5.验算 NdTFt 73.20123310321.322 411 mmNmmNb FK tA /100/77.677.29 73.20121 ,合格 低速级 ： 设计参数： htirnrnmNTkWp48000;89.3min;/97.67min;/4.264;.57.174;833.423222寿命1、选材： 大齿轮： 45，调质处理表面淬火，硬度 4050HBS； 小齿轮： 45，调质处理表面淬火，硬度 4050 HBS。 2、按齿面接触强度设计 3 211 )(12 H EHdtt ZZiiTKd (1)确定公式内的各项参数值 1)试选载荷系数 3.1tK1) 小齿轮的工作转矩： mNnpT .57.1744.264 833.495509550 222 2)nts8 M P aH R CZM P aZdHL imHL imHE95045,5.220,8.189109,9.0129210 劳极限查得大小齿轮的接触疲故取材料的弹性影响系数由表得齿宽系数由表3)计算应力循环次数 831 10615.7)1030082(4.2646060 hLnN882 10958.189.310615.7 N4) 由图 9-35 查表的接触疲劳寿命系数 15.121 nn ZZ5) 计算接触疲劳许用应力 取安全系数 0.1HS 2111 /5.109215.10.1950 mmNZS NHH L im bH 222l i m2 /5.1092 mmNZS NHbhH ; (3) 计算齿轮参数 1) 求小齿轮分度圆直径td1,代入 H 中较小的值 mmdt 27.49)5.10928.1895.2(89.389.49.01057.1743.123 231 2) 圆周速度 smndv t /682.0100060 4.26427.4914.3100060 11 3) 计算齿宽 mmddbt 34.4427.499.01 4) mmzdm tt 464.22027.4911 mmmht 544.5464.225.225.2 8544.5 34.44/ hb5) 计算载荷系数 根据 v=0.682m/s,8 级精度 ,由图 9-31 得动载荷系数 05.1vK直齿轮 ,假设 mNbFKtA /100/ ,由表 9-8 查得 2.1FaHa KK由表 9-7 查得使用系数 1AK ,由表 9-9 查得 26.1HK,由表 9-32 查得 22.1FK,故载荷系数 59.126.12.105.11 HVA KKKKKnts9 6) 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 , mmKKddtt 533.1/59.127.49/ 3311 7) 计算模数 m mmzdm 65.220/53/ 11 3.按齿根抗弯强度设计 3 211 )(2 FSaFad YYzKTm (1) 确定公式内的各项参数数值 1) 查图 9-39 得大小齿轮的疲劳极限： 221 /650 mmNF L im bF L im b ; 2) 由图 9-38 查得抗弯疲劳寿命系数 : 0.121 NN YY; 3) 取抗弯疲劳安全系数 4.1FS ， 所以 : 2221121 /29.4644.1 0.1650 mmNYSYS NFF L im bNFF L im bFF 4) 计算载荷系数 54.122.12.105.11 FavA KKKKK5)查取应力校正系数 .由表 9-11 可查得 8.21 FaY,插值求得 177.22 FaY6)查取应力校正系数 .由表 9-11 可查得 55.11 SaY,插值求得 797.12 SaY7)计算大 ,小齿轮的 FSaFaYY并加以比较 0093.029.464 55.18.21 11 F SaFa YY 0082.029.464 797.1117.22 22 F SaFa YY 小齿轮的数值大 . (2)设计计算 4.20093.0209.0 1057.17454.12)(2 3 233 211 FSaFadYYzKTm0 对比计算结果 ,由齿面接触疲劳强度计算的模数 m 略大于 由齿根nts10 弯疲劳强度计算的模数 ,由于齿轮模数 m 的大小取决于抗弯强度所决定的承载能力 ,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力 ,仅与齿轮直径有关 ,可取由抗弯强度算得的模数 2.40,并就近圆整为标准值 mmm 5.2 ,按接触强度算得的分度直径 mmd 00.531 ,由 225.2 00.5311 mdz862289.312 izz 4. 几何尺寸计算 1)计算分度圆直径 mmmzd 555.22211 , mmmzd 2155.28622 2)计算中心距 mmdda 1352/)21555(2/)( 21 3)计算齿轮宽度 mmdbd 7.47539.01 圆整 ,取 mmbmmb 50,45 12 5.验算 NdTFt 55.6 5 8 7531057.17422 311 mmNmmNb FK tA /100/1.1387.47 55.65871 ,合格 所以，计算得齿轮的参数为： d m z a b 高速级 大 240 1.5 22 142 25 20 小 44 120 30 低速级 大 215 2.5 22 135 45 小 55 86 50 二 、初算轴径 3 nPAd （轴的材料均用 45 号钢，调质处理） 高速轴： mmd 21.161440008.5107 3m i n ，（外伸轴， A=107），根据联轴nts11 器参数选择 mmd 22min ； 中间轴： mmd 314.264833.4118 3m in ，（非外伸轴， A=118），具体值在画图时确定； 低速轴： mmd 82.4394.67665.4107 3m i n ，（外伸轴， A=107），根据联轴器参数选择 mmd 47min 。 三 、轴承的润滑方式选择： 高 速 级 齿 轮 的 圆 周 速 度 为 ：smsmndv t /2/30.2100060 144048.3014.3100060 11 所以，轴承采用油润滑。高速级小齿轮处用挡油板。 四 、 输入轴的设计计算 1、轴的结构设计 （ 1）轴上零件的定位，固定和装配 两级展开式圆柱齿轮减速器 中可将齿轮安排在箱体 两侧 ，齿轮 由 由轴肩定位，套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩定位， 轴承两端分别用端盖密封与固定。 采用过渡配合 固定 。 （ 2）确定轴各段直径和长度 I 段： d1=22mm 长度取 L1=52mm II 段 :d2=25mm 初选用 6205 型 滚动 球轴承，其内径 d=25mm,外径 D=52 mm,宽度 B=15mm 考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。通过密封盖轴段长应根据密封盖 的宽度，并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定，为此 ,故 II 段长： L2=60mm III 段 :安 装轴承的轴肩定位， d3=30mm L3=3mm 段直径 d4=25mm 长度 L4=40mm 段直径 d5=35mm. 长度 L5=28mm 该轴段安装高速小齿轮，齿轮分度圆直径为 44mm，可以判断 e14400h 预期寿命足够 2 计算中间轴承 (1)已知 n =264.4r/min Fa=0 FR=FAZ=903.35N 试选 6210 型 深沟 球轴承 根据课本得 FS=0.063FR,则 FS1=FS2=0.63FR=0.63903.35=569.1N (2)计算轴向载荷 FA1、 FA2 FS1+Fa=FS2 Fa=0 任意用一端为压紧端， 1 为压紧端， 2 为放松端 两轴承轴向载荷： FA1=FA2=FS1=569.1N (3)求系数 x、 y FA1/FR1=569.1/903.35=0.63 FA2/FR2=569.1/930.35=0.63 根据课本 P263 表（ 11-8）得： e=0.68 FA1/FR114400h 此轴承合格 3、计算输出轴承 (1)已知 n =67.94r/min Fa=0 FR=FAZ=903.35N 试 选 6210 型 深沟 球轴承 根据课本得 FS=0.063FR,则 FS1=FS2=0.63FR=0.63903.35=569.1N (2)计算轴向载荷 FA1、 FA2 FS1+Fa=FS2 Fa=0 任意用一端为压紧端， 1 为压紧端， 2 为放松端 两轴承轴向载荷： FA1=FA2=FS1=569.1N (3)求系数 x、 y FA1/FR1=569.1/903.35=0.63 FA2/FR2=569.1/930.35=0.63 根据课本 P263 表（ 11-8）得： e=0.68 FA1/FR114400h 此轴承合格 八 、 键联接的选择及校核计算 I 轴： nts16
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