单级减速器链传动课程设计.doc

目录目录 目录目录 1 1 1 1 设计任务书设计任务书 2 2 1 1 设计题目 2 1 2 工作条件 2 1 3 技术数据 2 2 2 传动装置总体设计传动装置总体设计 2 2 2 1 电动机的选择 2 2 1 1 选择电动机系列 2 2 1 2 选择电动机的功率 2 2 1 3 确定电动机转速 3 2 2 分配传动比 4 2 3 传动装置的运动和动力参数计算 4 2 3 1 各轴功率 转速和转矩的计算 4 2 3 2 各轴运动及动力参数列表示 5 3 3 传动零件的设计计算传动零件的设计计算 6 6 3 1 减速器以外的传动零件设计计算 6 设计链传动 6 3 2 减速器以内的传动零件设计计算 7 设计齿轮传动 7 4 4 轴的设计计算轴的设计计算 1111 4 1 初步确定轴的直径 11 4 1 1 高速轴及联轴器的设计 11 4 1 2 低速轴的设计计算 12 4 2 轴的强度校核 12 5 5 滚动轴承的选择及其寿命验算滚动轴承的选择及其寿命验算 1515 5 1 低速轴轴承 15 5 2 高速轴轴承 15 6 6 键联接的选择和验算键联接的选择和验算 1616 一 减速器大齿轮与低速轴的键联接 16 二 小链轮与减速器低速轴轴伸的联接 16 三 联轴器与减速器高速轴轴伸的联接 17 7 7 联轴器的选择联轴器的选择 1717 8 8 减速器的润滑及密封形式选择减速器的润滑及密封形式选择 1818 9 9 参考文献参考文献 1818 机械设计课程设计说明 2 2 1 1 设计任务书设计任务书 1 1设计题目设计题目 设计带式传输机的单级圆柱齿轮 链传动减速器装置 1 21 2 工作条件工作条件 工作年限工作班制工作环境载荷性质生产批量 153 灰尘极少轻微冲击小批 1 31 3 技术数据技术数据 题号 滚筒圆周 力 F N 带速 v m s 滚筒直径 D mm 518001 8300 2 2 传动装置总体设计传动装置总体设计 2 12 1 电动机的选择电动机的选择 2 1 1 选择电动机系列 根据工作要求及工作条件应选用三相异步电动机 封闭自扇冷 式结构 电压 380 伏 Y 系列电动机 2 1 22 1 2 选择电动机的功率选择电动机的功率 1 卷筒所需有效功率 kw FV pw24 3 1000 8 11800 1000 2 传动总效率 根据表 2 2 1 确定各部分的效率 弹性联轴器效率 1 0 99 两对滚动轴承效率 2 0 98 机械设计课程设计说明 3 3 闭式齿轮的传动效率 3 0 97 暂定 8 级 开式滚子链传动效率 4 0 96 传动滚筒的效率 6 0 96 85 0 96 096 097 098 099 0 2 6543 2 21 3 所需的电动机的功率 Pr 4 96kww p p w r k811 3 85 0 24 3 查表 2 9 1 可选的 Y 系列三相异步电动机 Y112M 4 kwP4 0 Y132M1 6 型 额定 或选 Y160M1 8 型 kwP4 0 额定 满足kwP4 0 r PP 0 2 1 32 1 3 确定电动机转速确定电动机转速 传动滚筒转速 min 65 114 3 0 8 16060 w r D v n 链传动 一级圆柱齿轮 查表 1 62 1 i63 2 i 现以同步转速为 1500r min 及 1000r min 两种方案比较 查得 电动机数据 方案 号 电动机型 号 额定 功率 kW 同步转 速 r min 满载转 速 r min 电动机 质量 kg 总传 动比 1Y112M 44150014403812 56 2Y132M1 641000960738 37 3Y160M1 847507201186 27 比较两种方案 为 使传动装置结构紧凑 选用方案 1 电动机型号为 Y112M 4 由表 2 9 2 查得其主要性能数据列于下表 电动机额定功率 kW 0 P 4 机械设计课程设计说明 4 4 电动机满载转速 r min 0 n 1440 电动机轴伸直径 D mm 28 电动机轴伸长度 E mm 60 电动机中心高 H mm 265 堵转转矩 额定转矩 2 2 2 22 2 分配传动比分配传动比 1 总传动比 56 12 114 65 1440 0 w n n i 查表 2 2 1 得 取链传动比 4 23 i 则齿轮传动的传动比为 14 3 5 2 54 7 23 12 i i i 2 32 3 传动装置的运动和动力参数计算传动装置的运动和动力参数计算 2 3 12 3 1 各轴功率 转速和转矩的计算各轴功率 转速和转矩的计算 0 轴 即电动机的主动轴 kwpp r 4 0 min 1440 0 rn mN n p T 53 26 1440 104 55 955 9 3 0 0 0 1 轴 即减速器的高速轴 kwpp96 399 04 0101 min 1440 01 0 1 r i n n mN n p T 26 26 1440 1096 3 55 955 9 3 1 1 1 机械设计课程设计说明 5 5 2 轴 即减速器的低速轴 kwpp881 3 98 0 99 0 96 3 1212 min 6 458 14 3 1440 12 1 2 r i n n mN n P T 81 80 458 6 10881 3 55 9 55 9 3 2 2 2 3 轴 即传动滚筒轴 kwpp65 3 96 0 98 0 881 3 2323 min 65 114 4 458 6 23 2 3 r i n n mN n P T 304 114 65 1065 3 55 9 55 9 3 3 3 3 2 3 22 3 2 各轴运动及动力参数列表示各轴运动及动力参数列表示 轴序号 功率 P kw 转速 n r min 转矩 T N m 传动 形式 传动 比 i 效率 0 4144026 53联轴 器 10 99 1 3 96144026 26 齿轮 传动 3 140 96 2 3 881458 680 81 3 4 30114 65304 链传 动 40 91 机械设计课程设计说明 6 6 3 3 传动传动零件的设计计算零件的设计计算 3 13 1 减速器以外的传动零件设计计算减速器以外的传动零件设计计算 设计链传动设计链传动 1 确定链轮齿数 传动比 994 3 65 144 45806 n n 2 1 i 由传动比取小链轮齿数 19 因链轮齿数最好 1 Z 为奇数 大链轮齿数 所7619994 3 12 iZZ 以取 75 2 Z 实际传动比 95 3 19 75 1 2 Z Z i 2 确定链条节距 由式 查表得 工况系数1 pz A KK PK P 0 A K 小链轮齿数系数 35 1 z K 取单排链 取 1 0 p KkwPkkP zA 98 4 69 3 35 11 0 r min 查图 9 11 选链号 12 1 查表 9 1 可以得 6 458 2 n 节距 p 19 05mm 3 计算链长 初选 30 50p 30 50 19 05 571 58 952 5mm 0 a 选mm700 o a 链长 机械设计课程设计说明 7 7 128 2 1975 700 19 05 2 1975 05 19 700 2 2 2 2 2 2 12 0 120 zz a pzz p a Lp 取 128 节 p L 4 验算链速 77 2 100060 05 196 45819 100060 21 pnz v V 15 m s 适合 5 选择润滑方式 按 v 2 77m s 链号 12 1 查图选用油盘飞溅润滑 6 作用在轴上的力 有效圆周力 N v P Fe 8 1797 77 2 98 4 10001000 作用在轴上的力 NFF eQ 292424372 12 1 7 链轮尺寸及结构 分度圆直径 mm z p d74 115 19 180 sin 05 19 180 sin 0 1 0 1 mmd74 455 75 180 sin 05 19 0 2 3 23 2 减速器以内的传动零件设计计算减速器以内的传动零件设计计算 设计齿轮传动设计齿轮传动 1 材料的选择 小齿轮选用 45Cr 调质钢 调质处理 齿面硬度 280HBS 大齿轮选用 45 调质钢 齿面硬度 240HBS 计算应力循环次数 机械设计课程设计说明 8 8 9 11 102208 6 2830015 114406060 h jLnN 9 9 1 2 109811 1 17 3 102208 6 i N N 查图 10 14 ZN1 1 0 ZN2 1 01 由式 10 15 ZX1 ZX2 1 0 取 SHmin 1 0 由图 11 13b 得 MPa H 700 1lim MPa H 650 2lim 计算许用接触应力 MPa H 6307009 0 1 MPa H 47550095 0 2 因 故取 12HH 2 2 475mN HH 2 按齿面接触强度确定中心距 小轮转矩mNT 48840 1 初取 取 由表 11 5 得3 1 2 ttZ K 4 0 a MPaZE 8 189 由表 10 6 得 减速传动 5 2 H Z19 3 iu 由式 5 39 计算中心距 a mm45 44 475 8 1895 2 016 34 02 488401 1 32 2 2 1 3 2 3 2 1 H EH a t ZZZZ u KT ud 由于 1 i12 93 67 取中心距 a 94mm a 94mm 2 t d a 估算模数 m 0 007 0 02 a 0 98 2 8mm 取标准模数 m 2mm m 2mm 小齿轮齿数 取 2343 22 119 3 2 942 1 m a2 1 u z 机械设计课程设计说明 9 9 大齿轮齿数 z2 uz1 取 74 6 732319 3 取 z1 23 z2 74 z1 23 z2 74 实际传动比21 3 23 74 1 2 z z i 传动比误差 5 86 0 100 19 3 19 3 21 3 100 i ii i 在允许范围内 齿轮分度圆直径 mmzmd n 46232 11 mmzmd n 148742 22 圆周速度sm nd v 46656 3 106 144046 1060 43 11 由表 11 6 取齿轮精度为 8 级 3 验算齿面接触疲劳强度 按电机驱动 载荷轻微冲击 由表 11 3 取 KA 1 0 由图 11 2 a 按 8 级精度和 smvz 98 0 100 28517 3 100 1 得 Kv 1 10 齿宽 mmab a 46461 b1 52 b2 46 由图 10 3 a 按 b d1 52 46 1 13 考虑轴的刚度较大和 齿轮相对轴承为对称布置得 K 1 0 由表 11 4 得 K 1 1 载荷系数452 1 1 10 132 10 1 K KKKK vA 由图 11 4 得 784 0 1 924 0 2 所以708 1 924 0 784 0 21 由图 11 6 得 87 0 Z 机械设计课程设计说明 10 10 计算齿面接触应力 MPaMPa u u bd KT ZZZ H EHH 47517 392 21 3 121 3 4652 26260452 1 2 87 0 8 1895 2 12 2 2 1 1 故在安全范围内 4 校核齿根弯曲疲劳强度 按 Z1 23 Z2 74 由图 11 10 得 Y 2 59 Y 2 23 1Fa2Fa 由图 11 11 得 61 1 1 sa Y 781 2sa Y 由图 11 12 得 68 0 Y 由图 11 16 b 得 2 1lim 210mmN F 2 2lim 205mmN F 由图 11 17 得 Y 1 0 Y 1 0 1N2N 由图 11 18 得 Y Y 1 0 1X2X 取 Y 2 0 S 1 4 STminF 计算齿根许用弯曲应力 MPaYY S Y XN F STF F 3000 10 1 4 1 2210 11 min 1lim 1 MPa 9 2920 10 1 4 1 2205 22 min 2lim 2 XN F STF F YY S Y MPaMPa YYY mbd KT F saFa n F 30046 36 68 0 61 1 59 2 5 27056 4884029 1 22 1 11 1 1 1 故安全 MPaMPa YY YY SaF SaFa FF 9 29271 34 61 1 59 2 78 123 2 46 36 11 22 12 故安全 机械设计课程设计说明 11 11 5 齿轮主要几何参数 z1 23 z2 74 u 3 21 m 2mm mm mm 46232 11 mzd148742 22 mzd mm5020 12462 11 m hdd aa mm 15220 121482 22 m hdd aa mm 412 25 00 1 246 2 11 mchdd af mm1432 25 00 1 2148 2 22 mchdd af a 97mm mm b1 b2 5 10 52mm 46 2 bb 根据小齿轮尺寸可以选择齿轮轴 大齿轮直径mmd160 2 则选择实心式齿轮 v 10 77 那么齿轮可以选择浸sm 12 油润滑 浸油深度 10 4 4 轴的设计计算轴的设计计算 4 14 1 初步确定轴的直径初步确定轴的直径 4 1 14 1 1 高速轴及联轴器的设计高速轴及联轴器的设计 1 初步估定减速器高速轴外伸段轴径 根据所选电机 mmEmmd62 28 则 d 0 8 1 0 d 0 8 1 0 28 22 4 38mm 电机 取 d 25mm d 25mm 2 选择联轴器 根据传动装置的工作条件选用凸缘联轴器 GB T 4323 2002 计算转矩为 c T 机械设计课程设计说明 12 12 1 3 26 26 34 5 c TTKAm N 式中 T 联轴器所传递的标称扭矩 T 9 55 9 55 n P 26 26 1440 1096 3 3 m N 工作情况系数 取 1 3 A K A K 查表 14 1 综合考虑 可选择凸缘联轴器 GY3 型号 公称 转矩 许用转速 轴孔 直径 轴孔 长度 S 质量 kg GY31129500 d1 d2 25 28 Y62 J44 62 38 选定联轴器型号为 GY3 联轴器 GB T 4323 2002 4425 6228 J JY 4 1 2 低速轴的设计计算 1 选择轴的材料 选择材料为 45 号钢 调质处理 2 按转矩初步计算轴伸直径 mm n P Ad45 31 6 458 7644 3 118 33 0 按一个键槽考虑 最小直径加大 5 得 dmin 31 45 1 5 33 0225mm 取 d0 35 d1 36 42 mm 取 d1 40 根据轴承取标准值 查表 2 13 1 选 6208 型号的深沟球滚子轴承 轴承型号为 6208 GB T276 1994 4 24 2 轴的强度校核轴的强度校核 计算大齿轮上的作用力 转矩 T 80 81N m 机械设计课程设计说明 13 13 圆周力 Ft 80 81N N d T Ft6 734 220 808102 2 径向力 Fr 267 37N NtgtgFF tr 37 26720 6 734 轴向力 0NNtgtgFF ta 001349 a F 绘轴的受力简图 求支座反力 91 5 55 5 55 5 1 L 2 L 3 L 垂直面支座反力 0 B M 0 332 LFLLR tAy RAY 674 5NN 5 674 5 55 5 55 5 551349 32 3 LL LF R t Ay 0 Y RBY 674 5NNRFR AytBy 5 674 5 6741349 b 水平面支座反力 得 0 B M0 F 2 321232 LLLLF d FLLR QraAz 5580N N LL LLLFLF R r Az 5580 5 555 55 5 55 555 5 912924555 491 23 321Q2 Az R 得 0 Z N 216521652924 491 5580 QB FFRR rAzzBZ RN C 点 37435N mm mmNLRM Ayy 4 3C 107435 3 555 5 674 CY M C 点左 120138N mm mmNLLLRM zz 5 12Q2AC 102 1 F z MC 机械设计课程设计说明 14 14 C 点右 120158N mm mmNLRM Bzz 5 3C 1020 1 z MC a 合成弯矩图 C 点左 125835N mm mmNMM Zy 52 C 2 CC 1062 1 C M C 点右 125854N mm mmNMMM zy 52 C 2 CC 1026 1 C M 作转矩 T 图 141645N mm mmN d FT t 141645 2 T 作计算弯矩图 v M 该轴单向工作 转矩产生的弯曲应力按脉动循环应力考虑 取 0 6 C 点左边 151982N mm mmN TMM CVC 5 22522 1025 1 1416456 0 1062 1 vC M B 点右边 151982N mm mmN TMM CVC 5 2252 2 1052 1 06 0 1026 1 Cv M D 点 84987N mm mmNTMM DVD 84987 22 vD M 校核轴的强度 由以上分析可见 C 点弯矩值最大 而 D 点轴径最小 所以 该轴危险断面是 C 点和 D 点所在剖面 查表 13 1 得查表 13 3 得 2 650mmN B 2 1 60 mmN b C 点轴径 mm M d b vC C 4 29 601 0 1025 1 1 0 3 5 3 1 因为有一个键槽 该值小于原 mmdC 9 30 05 0 1 4 29 dc 30 9mm 45mm 故安全 机械设计课程设计说明 15 15 D 点轴径 mm M d b vD D 2 24 601 0 84987 1 0 3 3 1 因为有一个键槽 该值小于原mmdC 4 25 05 0 1 2 24 设计该点处轴径 35mm 故安全 5 5 滚动轴承的选择及其寿命验算滚动轴承的选择及其寿命验算 5 1 低速轴轴承 1 选定轴承类型及初定型号 深沟球轴承 GB T276 94 型号 6208 查表得 kNC5 29 kNCr18 2 计算径向支反力 3265 5NRRR AZAY 5 3265 22 1 1 RN 2268NRRR BZBY 2268 22 2 2 RN 取 P 5621N 3 校核轴承寿命 6 0364 104h h38004h100364 6 32652 1 295001 9 923060 10 p 60 10 4 3 10 6 3 10 t 6 8 f f p C n L h h L8 故满足轴承的寿命要求 5 2 高速轴轴承 高速轴承的确定与低速轴承相同 选取 深沟球轴承 GB T276 94 型号 6207 机械设计课程设计说明 16 16 6 6 键联接的选择和验算键联接的选择和验算 一 减速器大齿轮与低速轴的键联接 1 键的材料类型 45 号钢 A 型普通平键 2 确定键的尺寸 b 14mm h 9mm L 30mm 3 验算键的挤压强度 键和轴的材料为钢 轮毂材料为铸铁 铸铁的许用力比钢的 许用挤压应力低 按铸铁校核键连接的挤压强度 查表的许用挤压应力 键的计算长度 MPa p 53 l L b 45 14 31mm 由下式得 该键安全 所以选键 14 45GB1096 79 二 小链轮与减速器低速轴轴伸的联接 1 键的材料类型 45 号钢 A 型普通平键 联轴器材料为钢 2 确定键的尺寸 b 8mm h 8mm L 30mm 100 p 2 mmN 同上面的方法 2 58 50 1050 835 14161044 mmN dhl T p 因 故安全 所以选键 8 30GB1096 79 pp pp mmN ld T 2 20 43 31947 141610