减速器说明书内容.doc

2013-2014学年第二学期 机械设计课程设计设计计算说明书二、传动方案的拟定题目12-2：链板式运输机传动装置原始数据：项 目设 计 方 案3链条曳引力P （牛顿）6000链条速度 v （米/秒）0.3链条节距 t （毫米）150链轮齿数z7开式齿轮传动的传动比5每日工作时数T（小时）16传动工作年限（年）7注：传动不逆转，有轻微振动，起动载荷为名义载荷的1.5倍，链速允许误差为5%。三、电动机、传动系统运动和动力参数的选择和计算1、电动机的选择和计算链条的输出功率： 查机械手册得：滚动轴承效率： 联轴器效率： 闭式圆柱齿轮效率： 链传动效率：开式圆柱齿轮效率：总效率： 电动机输出功率： 由公式 得： 因此，所需电动机转速范围：查机械手册选择Y系列封闭式三相异步电动机，技术数据表：型 号额定功率同步转速满载转速最大转矩Y112M-44KW1500r/min1440r/min2.2Nm2、传动系统运动和动力参数的选择计算（1）总传动比的计算：由电动机的满载转速n满和工作机输出转速n工作可确定传动装置应有的总传动比为： 则有闭式齿轮（即减速器）总传动比为： （2）确定各级传动比：已知闭式齿轮传动比逐级降低，且由得： ； （3）确定各轴的输入功率、转速和扭矩：各轴输入功率： 1轴： 2轴： 3轴：各轴转速： 由于，；所以： 1轴转速： 2轴转速： 3轴转速： 各轴转矩：1轴转矩：2轴转矩:3轴转矩：项目输入功率转 速转 矩传动比1轴2.23KW1440r/min1.479104Nmm2轴2.14KW296.90r/min6.883104Nmm3轴2.06KW85.81r/min22.926104Nmm数据汇总：四、传动零件的设计计算1、高速级齿轮传动的设计和计算（1）选择齿轮材料与精度：查教材P191表10-1，得：小齿轮选用40Cr，调质处理，硬度为HB270；大齿轮选用45钢，调质处理，硬度为HB230。 由于运输机为一般工作机，速度不高，故选用7级精度（GB10095-88）。（2）按齿面接触疲劳强度设计，初步计算：小齿轮传递的转矩为： 1）、确定计算参数：试选用载荷系数：； 初选螺旋角：；试选取齿数：，；查教材表10-7，选取齿宽系数：；查教材图10-26，选取端面重合度：，； 则：查教材图10-30，选取区域系数：；查教材表10-6，选取弹性影响系数：由教材图10-21d，按齿面硬度查得：，；计算应力循环次数： 由教材图10-19，取接触疲劳寿命系数：，；接触疲劳强度计算：取失效概率为1%，安全系数S=1；由公式，得：，； 则： 2）、计算：计算小齿轮分度圆直径,由公式得：计算圆周速度：计算齿宽b及模数：计算纵向重合度：计算载荷系数K： 已知使用系数，根据，7级精度，由教材图10-8查得：动载系数；由教材表10-4查得：；由教材图10-13查得：；由教材表10-3查得：；故载荷系数：按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径：计算模数：（3）按齿根弯曲强度设计，初步计算： 1）、确定计算参数：计算载荷系数：根据纵向重合度，有：从教材图10-28查得螺旋角影响系数：；计算当量齿数：，查取齿形系数：查教材表10-5，运用插值法得：，；查取应力校正系数：查教材表10-5，运用插值法得：，；由教材图10-20c查得：，；由教材图10-18查得：，；计算弯曲疲劳许用应力：取弯曲疲劳安全系数S=1.4,得： , 计算大、小齿轮的并加以比较： ，；大齿轮的数值较大。2）、设计计算： 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算应该有的齿数。于是由，取，则。（4）几何尺寸计算： 1）、计算中心距： 将中心距圆整为113mm. 2)、按圆整后的中心距修整螺旋角：因值改变不多，故参数、等不必修正。 3）、计算大、小齿轮的分度圆直径： ， 4）、计算齿轮宽度：圆整后取：，； 5）、结构设计：由于大齿轮齿顶圆直径大于160mm,而又小于500mm，故宜选用腹板式机构为宜。 6）、设计数据汇总，如下表：高速级模 数螺旋角中心距旋 向齿 数分度圆直径齿 宽小齿轮1.5mm113mm左旋2538.7mm45mm大齿轮右旋121174.9mm40mm2、低速级齿轮传动的设计和计算（1）选择齿轮材料与精度：查教材P191表10-1，得：小齿轮选用40Cr，调质处理，硬度为HB270；大齿轮选用45钢，调质处理，硬度为HB230。由于运输机为一般工作机，速度不高，故选用7级精度（GB10095-88）。（2）按齿面接触疲劳强度设计，初步计算：小齿轮传递的转矩为： 1）、确定计算参数：试选用载荷系数：； 初选螺旋角：；试选取齿数：，；查教材表10-7，选取齿宽系数：；查教材图10-26，选取端面重合度：，； 则：查教材图10-30，选取区域系数：；查教材表10-6，选取弹性影响系数：由教材图10-21d，按齿面硬度查得：，；计算应力循环次数： 由教材图10-19，取接触疲劳寿命系数：，；接触疲劳强度计算：取失效概率为1%，安全系数S=1；由公式，得： 则：2）、计算：计算小齿轮分度圆直径,由公式得：计算圆周速度：计算齿宽b及模数：计算纵向重合度：计算载荷系数K： 已知使用系数，根据，7级精度，由教材图10-8查得：动载系数；由教材表10-4查得：；由教材图10-13查得：；由教材表10-3查得：；故载荷系数：按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径：计算模数：（3）按齿根弯曲强度设计，初步计算： 1）、确定计算参数：计算载荷系数：根据纵向重合度，有：从教材图10-28查得螺旋角影响系数：；计算当量齿数：，查取齿形系数： 查教材表10-5，运用插值法得：，；查取应力校正系数： 查教材表10-5，运用插值法得：，；由教材图10-20c查得：，；由教材图10-18查得：，；计算弯曲疲劳许用应力：取弯曲疲劳安全系数S=1.4,得： 计算大、小齿轮的并加以比较： ，；大齿轮的数值较大。2）、设计计算： 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算应该有的齿数。于是由，取，则。（4）几何尺寸计算： 1）、计算中心距： 将中心距圆整为116mm。 2)、按圆整后的中心距修整螺旋角：因值改变不多，故参数、等不必修正。 3）、计算大、小齿轮的分度圆直径： ， 4）、计算齿轮宽度：圆整后取：，； 5）、结构设计：由于大齿轮齿顶圆直径大于160mm,而又小于500mm，故宜选用腹板式机构为宜。 6）、设计数据汇总，如下表：低速级模 数螺旋角中心距旋 向齿 数分度圆直径齿 宽小齿轮2mm116mm左旋2552mm65mm大齿轮右旋87180.3mm60mm五、轴的设计计算1、1轴（高速轴）的设计和计算：（1）1轴材料的选择：参考教材表15-1选取45钢，调质处理，许用弯曲引力：。（2）1轴的有关数据分析： 1）、可用公式算得轴的最小直径，查教材表15-3，取，可得：，2）、确定轴的最小直径： 查机械手册选取联轴器：名称型 号许用转速轴孔长度轴孔直径ZL型弹性柱销齿式联轴器ZL14000r/min38mm20mm 为与标准联轴器配合，故1轴的最小直径为20mm。 3）、确定轴的长度：名 称型 号宽 度内孔直径外圈直径深沟球轴承600512mm25mm47mm查机械手册选取轴承：名称轴直径高度宽度键槽深度键 长平键20mm6mm6mm3.5mm28mm平键25mm7mm8mm4mm35mm查机械手册选取键： 具体设计尺寸如下图所示：2、2轴（中间轴）的设计和计算：（1）2轴材料的选择：参考教材表15-1选取45钢，调质处理，许用弯曲引力：。（2）2轴的有关数据分析：1）、可用公式算得轴的最小直径，查教材表15-3，取， 可得：，2）、确定轴的最小直径和长度：名 称型 号宽 度内孔直径外圈直径深沟球轴承600512mm25mm47mm查机械手册选取轴承：名称轴直径高度宽度键槽深度键长平键35mm8mm10mm5mm28mm平键30mm7mm8mm4mm55mm 故2轴最小直径为25mm.查机械手册选取键： 具体设计尺寸如下图所示：2轴的受力分析:作用在2轴上的扭矩为：圆周力：， 径向力：轴向力： 由于起动载荷为名义载荷的1.5倍，故：最大圆周力：，；最大径向力：，；最大轴向力：，。水平面支承反力：， 垂直面支承反力： ，由以上数据，求得扭矩、水平和垂直方向的弯矩，以及合弯矩，并绘制简易图形，如下：由图可知，危险截面出现在C截面上，最大弯矩：，最大转矩：校核计算： 根据教材表15-4，计算抗弯截面系数：， 由校核公式进行校核： 因此满足强度条件。3、3轴（低速轴）的设计和计算：（1）3轴材料的选择：参考教材表15-1选取45钢，调质处理，许用弯曲引力：。（2）3轴的有关数据分析：1）、可用公式算得轴的最小直径，查教材表15-3，取， 可得：， 2）、确定轴的最小直径和长度：查机械手册选取联轴器：名称型 号许用转速轴孔长度轴孔直径ZL型弹性柱销齿式联轴器ZL34000r/min84mm40mm 为与标准联轴器配合，故3轴可取的最小直径为40mm。名 称型 号宽 度内孔直径外圈直径深沟球轴承600916mm45mm75mm查机械手册选取轴承：名称轴直径高度宽 度键槽深度键 长平键40mm8mm12mm5mm74mm平键50mm9mm14mm5.5mm50mm查机械手册选取键： 具体设计尺寸如下图所示：六、键联接的选择计算1、键的选择：查机械手册，进行键连接选择，如下表：轴键名称轴直径长宽高键槽深1轴普通平键20mm28mm6mm6mm3.5mm普通平键25mm35mm8mm7mm4mm2轴普通平键35mm28mm10mm8mm5mm普通平键30mm55mm8mm7mm4mm3轴普通平键40mm74mm12mm8mm5mm普通平键50mm50mm14mm9mm5.5mm2、 键的校核： （1）1轴： 轴的齿轮段d=45mm，键的工作长度l=L-b=35-8=27mm，键的接触高度k=0.5h=0.57=3.5mm， 传递的扭矩：， 由教材表6-2，查得，键静连接式的挤压许用应力：， ， 所以，所选键满足强度要求。（2）2轴：（与1轴校核方法相同） 高速级大齿轮所选键： 所以，所选键满足强度要求。低速级小齿轮所选键：所以，所选键满足强度要求。 （3）3轴：（与1轴校核方法相同）低速级小齿轮所选键：所以，所选键满足强度要求。七、滚动轴承的类型、代号选择和寿命计算1、轴承的选择：轴名 称型号内孔直径外圈直径宽度CrCor1轴深沟球轴承600525mm47mm12mm22.5KN5.85KN2轴深沟球轴承600525mm47mm12mm22.5KN5.85KN3轴深沟球轴承600945mm75mm16mm21KN14.8KN2、轴承寿命的计算： 轴承的径向力：轴承的轴向力：由轴向力的计算可知，A点的轴承受挤压，由由教材表13-5，运用插值法算得：e=0.3170.53由教材表13-5，运用插值法算得：,由教材表13-6，查得：当量动载荷：由公式可算得轴承寿命：因此轴承寿命满足要求。八、联轴器的选择名 称型 号内孔直径长 度额定转矩许用转速ZL型弹性柱销齿式联轴器ZL120mm38mm100Nm4000r/minZL型弹性柱销齿式联轴器ZL340mm84mm630Nm4000r/min九、箱体设计箱体是减速器中的基础零件，用来支撑和固定轴系零件，保证传动零件的啮合精度、良好润滑及密封的重要零件，其重量约占减速器总重量的50%。因此，箱体的结构对减速器的工作性能、加工工艺、材料消耗、重量及成本具有很大的影响，设计时必须全面考虑。1、箱体的材料选择：采用灰铸铁铸造。2、箱体的结构：（1）、为了增加箱体的刚度，在箱体上轴承座孔附近做出肋板，从而提高箱体刚度，是减速器外表美观；（2）、为了便于轴系部件的安装和拆卸，箱体做成沿轴心线水平剖分式，箱座和箱盖用螺栓连接；（3）、为了保证箱座和箱盖相互位置的准确性，用两个圆锥定位销定位，为保证齿轮轴线处于正确位置，箱体上轴承孔应按一定精度镗出；（4）、箱体几何形状简单，大部分由直线、平面构成，使减速器在传动的总体布局易于布置；装地脚螺栓用的底脚没有超出箱体的外廓等。十、润滑密封的选择1、齿轮的润滑因为圆周速度12m/s,所以采用浸油润滑.用浸油润滑时,圆柱齿轮的个尺高浸入油中适度,浸油深度可达1/6-1/3的分度圆半径,取为70mm。2、滚动轴承的润滑因为此系统为闭式齿轮传动装置，故轴承采用飞溅润滑。即利用齿轮的转动把润滑齿轮的油甩到四周壁面上，然后通过适当的油槽把油引入到轴承中去。3、润滑剂的选择润滑油采用 68(GB443-89)4、密封的选择选用凸缘式端盖,优点是:密封效果好,易于调整.轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。密封圈选用毛毡圈油封,其结构简单,对润滑油润滑能可靠工作.密封圈型号按所装配轴的直径确定。十一、设计小结通过本次课程设计，我们对书本上的知识有了更加全面的了解，对于知识的运用更加灵活自如，既激发了我们自主创新的思维，有培养了我