链一级斜齿圆柱齿轮减速器说明书

综 合 训 练 二 传 动 装 置 的 总 体 设 计1设 计 任 务 书2电 动 机 的 选 择2.1选 择 电 动 机 的 转 速2.2计 算 所 需 电 动 机 的 输 出 功 率2.3选 择 电 动 机 的 型 号3传 动 装 置 的 运 动 和 动 力 参 数 计 算3.1分 配 传 动 比3.2各 轴 功 率4传 动 零 件 的 设 计 计 算4.1滚 子 链 传 动 的 设 计 计 算4.2闭 式 斜 齿 圆 柱 齿 轮 的 设 计 计 算 1.设 计 任 务 书1.1设 计 题 目 ：设 计 题 目 ： 用 于 链 式 运 输 机 的 ZDL型 传 动 装 置 设 计 。 题 号 ： ZDL-5（ c） A电 动 机 带 动 单 级 圆 柱 齿 轮 减 速 器 ， 经 链 传 动 驱 动 输 送 链 传 动 。传 动 装 置 简 图 如 下 ：1.2工 作 条 件工 作 年 限 工 作 班 制 工 作 环 境 载 荷 性 质 生 产 批 量 检 修 周 期8 2 清 洁 平 稳 小 批 三 年 大 修1.3原 始 数 据题 号 输 送 链 拉 力 F/N链 速 v（ m/s）链 节 距 p/mm 齿 数 zZDL-5 2000 0.80 63 9机 械 设 计 课 程 设 计32电 动 机 的 选 择2.1电 动 机 的 选 择根 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 氏 结 构 ， 电 压 380V， Y系列 电 动 机2.1.1确 定 电 动 机 转 速传 动 滚 筒 转 速 =60v/zp=84.66r/min wn2.1.2 选 择 电 动 机 转 速 按 传 动 装 置 简 图 所 示 的 传 动 方 案 及 由 上 述 算 得 的 链 轮 轴 的 转 速 ， 考 虑 到 整 个 传 动 装 置 共有 两 级 转 速 ,其 总 转 动 比 不 宜 过 大 ， 同 时 所 选 的 电 动 机 尺 寸 不 要 太 大 ， 故 选 择 驱 动 电 机 的同 步 转 速 。in/10rns2.1.3 计 算 所 需 电 动 机 的 输 出 功 率确 定 电 动 机 功 率 （ 1） 输 送 链 所 需 的 有 效 功 率 Pw=Fv/1000=20000.8/1000=1.6kW（ 2） 传 动 总 效 率各 部 分 效 率 ：弹 性 联 轴 器 效 率 =0.991一 对 滚 动 轴 承 效 率 =0.992闭 式 齿 轮 传 动 效 率 =0.973开 式 滚 子 链 传 动 效 率 =0.924一 对 滑 动 轴 承 的 效 率 =0.975锚 链 效 率 6=0.85 = 6=0.713912345（ 1） 所 需 电 动 机 的 功 率 Pr=Pw/ =2.24kw（ 2） 选 择 电 动 机 的 型 号根 据 工 作 条 件 (工 作 环 境 清 洁 ， 单 向 工 作 ， 两 班 制 连 续 工 作 )和 电 动 机 的 同 步 转 速及 所 需 电 动 机 的 功 率 Pr=2.24kW， 参 照 资 料 选 用 三 相 异 步 电 动 机 ， 型 号 为 Ymin/rns112M-6。 其 主 要 性 能 数 据 列 表 如 下 ：电 动 机 的 功 率0P 3kW电 动 机 满 载 转 速 0n 960r/min 电 动 机 轴 伸 直 径 D28k660mm 3传 动 装 置 的 运 动 和 动 力 参 数 计 算3.1 分 配 传 动 比3.1.1 总 传 动 比 ii=n0/n = =11.3496084.63.1.2 各 级 转 动 比 的 分 配根 据 总 传 动 比 （ =11.34） 以 及 各 种 机 械 传 动 推 荐 的 传 动 比 范 围 ， 各 级 传i动 比 分 配 如 下 ：选 取 链 传 动 比 是 =2.50， 则 闭 式 圆 柱 齿 轮 传 动 的 传 动 比 为i12=i/i23=4.543.2各 轴 功 率 ， 转 速 和 转 矩 的 计 算0轴 ： 即 电 动 机 的 主 动 轴= =2.24kw， =960r/min, =9.55 =22.28Nmpr T00nP 轴 ： 即 减 速 器 的 高 速 轴= =2.240.99=2.22kw101= =960r/minin=9.55 =22.08NmT11p 轴 ： 即 减 速 器 的 低 速 轴= =2.220.990.99=2.18kw21= =960/4.54=211.45r/minni=9.55 =98.46Nm 22nP 轴 ： 即 传 动 链 轴= =2.180.990.97=2.09kwp33电 动 机 轴 伸 长 度 E最 大 转 矩 /额 定 转 矩 2.0堵 转 转 矩 /额 定 转 矩 2.0机 械 设 计 课 程 设 计5= =211.45/2.50=84.58r/minn3i=9.55 =9.552.091000/84.58=235.98NmT3nP各 轴 运 动 即 动 力轴 序 号 功 率 P/kw转 速 n/（ r/min）转 矩 T/Nm传 动 形 式 传 动 比 效 率 电 机 轴 2.24 960 22.28 联 轴 器 1 0.99 2.22 960 22.08 齿 轮 传 动 4.54 0.96 2.18 211.45 98.46 链 传 动 2.50 0.91 2.09 84.58 235.984传 动 零 件 的 设 计 计 算4.1滚 子 4.1.1 选 择 链 轮 齿 数根 据 i=z3/z 2=2.50,按 教 材 推 荐 ， 取 z2=25， 则Z3=i23z 2=2.5025=62.5， 取 z3=63。4.1.2 确 定 链 节 距计 算 功 率 为P0 KAKzP/Kp式 中 P=P2=2.18kw； 按 【 1】 查 图 表 ， 查 得 工 况 系 数 KA=1.0， 小 链 轮 齿 数 KZ=0.74， 多 排 链系 数 KP=1.75 .代 入 上 式 得 P0 1.00.742.18/1.75=0.92kw 根 据 P0 0.92kw及 n2=211.45r/min， 由 【 1】 查 图 选 定 链 型 号 为 08A， 其 节 距 p=12.70。4.1.3 验 算 链 速V=z 2n2p/601000=25211.4512.70/601000=1.12m/s 15m/s链 速 适 宜 且 初 始 估 计 与 计 算 相 符 。4.1.4 计 算 链 接 数 与 实 际 中 心 距初 定 a0=40p， 链 节 数 为Lp0=2a0/p (z 2 Z3)/2 P/a0(Z3-z 2)/2 2=240+(25+63)/2+(63-25)/2 /40=124取 Lp=124节 。实 际 中 心 距 为 ；a= （ Lp- ） + P4= （ 124- 12.704=502.1mm4.1.5 计 算 轴 的 作 用 力按 【 1】 取 KQ=1.25Q 1000KQP/v=10001.252.18/1.12=2433N4.1.6 计 算 链 轮 的 主 要 几 何 尺 寸分 度 圆 直 径d 2= = =101.33mm d3= = =266.91mm齿 顶 圆 直 径da2 =p（ 0.54+cot )180z2=12.70(0.54+cot )=107.39mm18025da3=p(0.54+cot )180z3=12.70(0.54+cot )=273.47mm1806齿 根 圆 直 径 根 据 所 选 链 条 型 号 08A， 由 【 1】 表 得 滚 子 外 径 d1=7.95mmdf2 =d2 -d1=101.33-7.95=93.38mm机 械 设 计 课 程 设 计7df3 =d3-d1=266.91-7.95=258.96mm4.2闭 式 直 齿 圆 柱 齿 轮 传 动 的 设 计 计 算（ 1） 选 择 齿 轮 材 料 和 热 处 理 方 法 ， 确 定 许 用 应 力小 齿 轮 选 用 45钢 ， 调 质 处 理 ， 硬 度 为 217HBS255HBS。 由 表 16-1可 查 得 ， 强 度 极 限 b=640MPa ， 屈 服 极 限 s=350MPa ；大 齿 轮 用 45钢 ， 正 火 处 理 ， 硬 度 162 217HBS。 由 表 16-1可 查 得 ：强 度 极 限 ， 屈 服 极 限 ；8s9根 据 使 用 情 况 ， 估 计 速 度 ， 初 步 选 用 8级 精 度 的 齿 轮 。smv/（ 2） 按 齿 面 接 触 强 度 确 定 中 心 距小 齿 轮 应 力 循 环 次 数 ；N1= 60n1jLh=609601825016=1.8432109大 齿 轮 应 力 循 环 次 数 ；N2= N1/i12=1.8432109/4.54=3.12108主 、 从 动 轮 齿 面 硬 度 分 别 取 230HBS和 170HBS计 算由 图 7-29得 ： MPaPaH;limlim查 图 7-30得 ： .,6.21NNZ查 图 7-31得 ： X取 。 计 算 许 用 应 力 ：0.,.,.LVRWSZa)6.592.01.6.1581lim1 MPLVRWNH （ ）（ZSXH .40.22li2小 齿 轮 转 矩 ： T1=9.55106 =9.55106 =2.21104N.mm p1n1 2.2960直 齿 轮 初 取 ， 齿 宽 系 数 ， 则 有 ：20K3a d= a(u+1)/2=0.35(4.54+1)/2=0.9695查 表 7-9， ， ，MPZE8.)cos(iHZ确 定 中 心 距 ：=(4.54+1)=104.51mm取 a0=110mm初 估 模 数 m=(0.007 0.02)a0=(0.007 0.02) 110=(0.77 2.2)， 区 间 内取 标 准 模 数 m=2， 于 是 得 齿 轮 的 齿 数 ：Z1= = =19.86 2am (u+1) 2101.5(4.54+1)Z2=i2z1=26.47 4.54=90.16取 Z1=20， Z2=91实 际 传 动 比 ：i2实 =Z2/Z 1=121 27=4.55传 动 比 误 差 ：i12= = =-0.22 i12理 -i12实i12理 4.54-4.484.54即 -0.22%5%， 满 足 一 般 设 计 要 求分 度 圆 直 径 ：d1=mz1=1.5 27=40mmd2=mz2=1.5 121=182mm验 算 圆 周 速 度 ：V= = =2.01m/s3.1440.596060100因 2.01m/s 6m/s,故 选 用 8级 精 度 齿 轮 适 用4.2.3 系 数 修 正因 电 动 机 驱 动 ， 载 荷 均 匀 ， 查 表 7-7， ； 由 于 v=2.01m/s 0.1AK， 8级 齿 轮 ， 查 图 7-23， kv=1.12； 单 级 软 齿 面 齿 轮 传 动 ， 其 轴 上 轴 承 对 称 布 置 ， 且 d=0.6685，由 图 7-25查 得 ； 齿 宽 b= d1=0.668540.5=26.74mm， 取 齿 宽 b=27mm ， 直 齿 轮 螺 旋 角 ， 查 表 7-8， 。 载 荷 系 数 ：0K = =1.0 1.12 1.05 1.1=1.29计 算 端 面 和 纵 向 重 合 度 ：=1.88-3.2( - )cos0。1271121机 械 设 计 课 程 设 计9=1.68=0 ( )由 和 ， 查 图 7-27得 Z =0.88因 为 齿 数 比 的 误 差 非 常 小 ， 可 以 忽 略 ， 故 只 需 看 的 变 化 对 强 度 的 影 响2KZ。 因 为 实 际 的 K =1.29 0.872 0.999K0 ， 所 以 中 心 距 选 取 偏 大 ， 中 心 距 越 大 ， 接 触a疲 劳 强 度 越 高 ， 故 接 触 疲 劳 强 度 足 够 。4.2.4 验 算 齿 根 弯 曲 疲 劳 强 度根 据 材 料 热 处 理 查 图 7-32， ， 取 。 查 图 7-33和 图 7-34， 得MPaPaFF20,0lim1lim25.1FS， 。 取 ， 则 计 算 出 许 用 应 力 ：.21NY.11XY.TMPaSSTNF 0.51li1 YSTX 32.1.202lim2 由 表 7-10和 表 7-11查 得 、 、 、 。 由 式 （ 7-43） 计 算.FaY16.2Fa58.1Sa80.2SaY。 0.70952.验 算 弯 曲 疲 劳 强 度 ：= YFalYSalYe2KT1bd1m= 2.721.5830.6921.292.211042840.51.5 79.56（ a） 2.1761.800.6921.292.211042840.51.5=72.37（ Mpa） 齿 根 弯 曲 疲 劳 强 度 足 够 4.2.5 齿 轮 的 主 要 参 数 和 几 何 尺 寸 20， 91， 4.54， 1.5， 20 ， 1.0， 0.25d1=mz1=1.5 27=40mmd