一级减速机课程[1]

1、仅供参考一、传动方案拟定第二组第三个数据：设计带式输送机传动装置中地一级圆柱齿轮减速器1）工作条件：使用年限10年,每年按300天计算，两班制工作，载荷平稳2）原始数据：滚筒圆周力 F=3.0KN ;带速V=1.4m/s ；滚筒直径D=600mm.运动简图二、电动机地选择1、 电动机类型和结构型式地选择：按已知地工作要求和条件,选用丫系列三相 异步电动机2、确定电动机地功率：0.992 0.97 0.99 X.95=0.86（2电机所需地工作功率：Pd=FV/1000n 总=3000X1.4/1000 X.86=3.61KW3、确定电动机转速：滚筒轴地工作转速：Nw=6CX 1000V/ nD

2、=60 X 1000 X 1.4/ 60X=44.59r/mi n根据查表得到地合理传动比范围，取V带传动比lv=24,单级圆柱齿轮传动比范 围lc=35,则合理总传动比i地范围为i=620,故电动机转速地可选范围为nd=i Xiw=620 ） X121.5=7292430r/min b5E2RGbCAp符合这一范围地同步转速有 960 r/min和1420r/min.由查表得出有三种适用地电动机型号.如下表p1EanqFDPw方案电动机型号额定功率电动机转速vr/min ）传动装置地传动比KW同转满转总传动比带齿轮1 Y132S-6 3 1000 960 7.9 3 2.632 Y10012

3、-4 3 1500 1420 11.68 3 3.89综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器地传动比，比较两种方案可知：方案1因电动机转速低，传动装置尺寸较大，价格较高.方案2适 中.故选择电动机型号 丫10012-4. DXDiTa9E3d4、确定电动机型号根据以上选用地电动机类型，所需地额定功率及同步转速，选定电动机型号为 Y10012-4.其主要性能：额定功率：3KW,满载转速1420r/min,额定转矩2.2.三、计算总传动比及分配各级地传动比1、总传动比:i 总=n 电动/n 筒=1420/121.5=11.682、分配各级传动比2) / i 总=i 齿 Xi 带

4、ni 齿=i 总/i 带=11.68/3=3.89四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速nII=nl/i 齿=473.33/3.89=121.67(r/min滚筒 nw=nll=473.33/3.89=121.67(r/min2、计算各轴地功率0.99 0.97=2.53KW3、计算各轴转矩Td=9.55Pd/nm=9550 X 2.76/1420=18.56N?mTl=9.55p2 入/n1 =9550x2.64/473.33=53.26N?mTII =9.55p2 入/n2=9550x2.53/121.67=198.58N?m五、传动零件地设计计算1、皮带轮传动地设计计算1)选择普通V

5、带截型由查表可得 10-8 得：kA=1.2 P=2.76KWPC=KAP=1.2X 2.76=3.3KW据 PC=3.3KW 和 n仁473.33r/min由图可知：选用A型V带dmin=75dd2=i 带 dd1(1- =3X 95X-0)102=279.30 mm由查表可得，取dd2=280带速 V: V=n dd1 n1/60 X 1000=nX 95 X 1420/60 X 1000=7.06m/s在525m/s范围内，带速合适./2+(dd2 -dd12/4a0=2 X500+3.14(95+280+(280-952/4 X50=1605.8mm由查表可选取相近地 Ld=1600m

6、m确定中心距 aa0+(Ld-Ld0/2=500+(1600-1605.8/2=497mm(4验算小带轮包角a 仁 180057.30 Xd2-dd1/a=1800-57.30 X280-95/497=158.6701200 适用)Ka KL=3.3/(1.4+0.170.94 0.99=2.26 (取 3 根 (6计算轴上压力由由查表可得q=0.1kg/m,由单根V带地初拉力：F0=500PC/ZV+0.10x7.062= 134.3kN RTCrpUDGiT则作用在轴承地压力FQFQ=2ZF0sin( a 1/2=2 X334.3sin(158.67o/2=791.9N2、齿轮传动地设计计

7、算按齿面接触疲劳强度设计由 d1 (6712 x kT1(u+1/ du c H21/3确定有关参数如下：传动比i齿=3.89取小齿轮齿数Z1=20.则大齿轮齿数：Z2=iZ1= 20=77.8取z2=78由表取 d=1.1(3转矩T1T1=9.55 X106XP1/n1=9.55 06 X2.61/473.33=52660N?mm(4载荷系数k :取k=1.2(5许用接触应力c Hc H= c Hlim ZN/SHmin由 图查得：c Hlim仁610Mpac Hlim2=500Mpa接触疲劳寿命系数Zn：按一年300个工作日，每天16h计算,由公式N=60njtn 计算N1=60X 473

8、.33 0X300X18=1.36x109N2=N/i=1.36x109 /3.89=3.41X8查图中曲线1,得ZN1=1 ZN2=1.05按一般可靠度要求选取安全系数 SHmi n=1.0c H1= c Hlim1ZN1/SHmin=610x1/1= 610 Mpac H2= c Hlim2ZN2/SHmin=500x1.05/1=525Mpa故得：d1 (6712 X kT1(u+1/ du c H21/3=49.04mm模数：m=d1/Z1=49.04/20=2.45mm取标准模数第一数列上地值,m=2.5(6校核齿根弯曲疲劳强度c bb=2KT1YFS/bmd1确定有关参数和系数分度

9、圆直径：d仁mZ1=2.5 20mm=50mmd2=mZ2=2.578mm=195mm齿宽：b= dd1=1.1 x 50mm=55mm取 b2=55mm b仁60mm(7复合齿形因数 YFs 由图得：YFS仁4.35,YFS2=3.95(8许用弯曲应力c bb根据课本1P116 :c bb= c bblim YN/SFmin由图得弯曲疲劳极限 c bblim应为：c bblim仁490Mpa c bblim2 =410Mpa 由图得弯曲疲劳寿命系数 YN : YN1=1 YN2=1弯曲疲劳地最小安全系数 SFmin ：按一般可靠性要求，取SFmin =1计算得弯曲疲劳许用应力为c bb1=

10、c bblim1 YN1/SFmin=490 x 1/1=490Mpac bb2= c bblim2 YN2/SFmin =410 x 1/1=410Mpa校核计算c bb1= 2kT1YFS1/ b1md1=71.86pa c bb1c bb2=2kT1YFS2/ b2md 1=72.61Mpa计算齿轮传动地中心矩aa=(d1+d2/2= (50+195/2=122.5mm(10计算齿轮地圆周速度V计算圆周速度 V=n n1d1/60 x 1000=3.14 x 473.33 x 50/60 x 1000=1.23m/sBHrnAiLg因为V v 6m/s,故取8级精度合适.六、轴地设计计算

11、从动轴设计1、选择轴地材料确定许用应力选轴地材料为45号钢，调质处理.查表可知：c b=650Mpa, c s=360Mpa查表可知：c b+1bb=215Mpac 0bb=102Mpa,-cbb=60Mpa2、按扭转强度估算轴地最小直径单级齿轮减速器地低速轴为转轴，输出端与联轴器相接，从结构要求考虑，输出端轴径应最小，最小直径为：d C查表可得,45钢取C=118则 d 118x (2.53/121671/3mm=32.44mm考虑键槽地影响以及联轴器孔径系列标准,取d=35mm3、齿轮上作用力地计算齿轮所受地转矩：T=9.55 X106P/n=9.55 106x2.53/121.67=19

12、8582NxHAQX74J0X齿轮作用力：圆周力：Ft=2T/d=2 98582/195N=2036N径向力：Fr=Fttan200=2036 xan200=741N4、轴地结构设计轴结构设计时，需要考虑轴系中相配零件地尺寸以及轴上零件地固定方式，按 比例绘制轴系结构草图1)、联轴器地选择可采用弹性柱销联轴器，查表可得联轴器地型号为HL3联轴器：35X82 GB5014-852 )、确定轴上零件地位置与固定方式单级减速器中,可以将齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置 在齿轮两边.轴外伸端安装联轴器，齿轮靠油环和套筒实现 轴向定位和固定，靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴 承靠套筒实现轴向定位，靠

13、过盈配合实现周向固定，轴通 过两端轴承盖实现轴向定位，联轴器靠轴肩平键和过盈配合 分别实现轴向定位和周向定位3)、确定各段轴地直径将估算轴d=35mm作为外伸端直径di与联轴器相配 选择轴承型号.由1P270初选深沟球轴承，代号为6209,查手册可 得:轴承宽度B=19,安装尺寸D=52,故轴环直径d5=52mm. dvzfvkwMI1(5 )确定轴各段直径和长度I段：d仁35mm 长度取L仁50mmII 段:d2=40mm初选用6209深沟球轴承，其内径为45mm,宽度为19mm.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.取 套筒长为20mm,通过密封盖轴段长应根据密封盖地宽度

14、，并考虑联轴器和箱体外 壁应有一定矩离而定，为此，取该段长为55mm,安装齿轮段长度应比轮毂宽度小 2mm,故 II 段长：rqyn14ZNXIL2=按弯矩复合强度计算 求分度圆直径：已知 d1=195mm 求转矩：已知 T2=198.58N?m 求圆周力：Ft根据公式得Ft=2T2/d2=2 X198.58/195=2.03N 求径向力Fr根据公式得Fr=Ft 粕n a =2.03 x tan200=0.741N因为该轴两轴承对称,所以：LA=LB=48mm（1绘制轴受力简图 如图a）2）绘制垂直面弯矩图 绘制合弯矩图 1/2=1/2=51.63N?m（5绘制扭矩图 如图e）转矩：T=9.5

15、5X绘制当量弯矩图 21/2=51.632+（0.2 W8.5821/2=65.13N?m（7校核危险截面C地强度由公式（T e=65.13/0.1d33=65.13x1000/0.1X 453=7.14MPa C查表可得,45钢取C=118则 d 118X （2.64/473.331/3mm=20.92mm考虑键槽地影响以系列标准，取d=22mm3、齿轮上作用力地计算齿轮所受地转矩：T=9.55 X06P/n=9.55 X06X2.64/473.33=53265 N 齿轮作用力：圆周力：Ft=2T/d=2 X）3265/50N=2130N径向力：Fr=Fttan200=2130 Xan200

16、=775N确定轴上零件地位置与固定方式单级减速器中,可以将齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置在齿轮两边齿轮靠油环和套筒实现轴向定位和固定,靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴承靠套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定，轴通 过两端轴承盖实现轴向定位，4确定轴地各段直径和长度初选用6206深沟球轴承，其内径为30mm,宽度为16mm.考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，则 取套筒长为20mm,则该段长36mm,安装齿轮段长度为轮毂宽度为2mm. EmxvxOtOco(2按弯扭复合强度计算 求分度圆直径：已知d2=50mm 求转矩：已知 T=53.26N?m 求圆周力Ft :根

17、据公式得Ft=2T3/d2=2 53.26/50=2.13N 求径向力Fr根据公式得Fr=Ft 粕n a =2.13 X 0.36379=0.76N 两轴承对称 LA=LB=50mm(1求支反力 FAX、FBY、FAZ、FBZFAX=FBY=Fr/2=0.76/2=0.38NFAZ=FBZ=Ft/2=2.13/2=1.065N(2截面C在垂直面弯矩为MC1=FAxL/2=0.38 X 100/2=19N?m(3截面C在水平面弯矩为MC2=FAZL/2=1.065X 100/2=52.5N?m(4计算合成弯矩MC=MC12+MC22 ) 1/2=计算当量弯矩：得 a =0.4Mec=MC2+(a

18、 T21/2=55.832+(0.4X 53.2621/2=59.74N?m(6校核危险截面C地强度由式10-3(T e=Mec/=22.12Mpa Cb=60Mpa此轴强度足够由初选地轴承地型号为：6209,查表可知:d=55mm,外径D=85mm,宽度B=19mm,基本额定动载荷 C=31.5KN,基本静载荷 CO=20.5KN, SixE2yXPq5查表可知极限转速9000r/min 两轴承径向反力：FR仁FR2=1083N根据课本P265V11-12 )得轴承内部轴向力FS=0.63FR 贝U FS仁FS2=0.63FR1=0.63x1083=682N (2 t FS1+Fa=FS2

19、Fa=0故任意取一端为压紧端，现取1端为压紧端FA1=FS1=682N FA2=FS2=682N(3求系数x、yFA1/FR1=682N/1038N =0.63FA2/FR2=682N/1038N =0.63根据表得e=0.68FA1/FR1e x仁1 FA2/FR2计算当量载荷P1、P2根据表取f P=1.5根据公式得P仁fP(x1FR1+y1FA1=1.5 X (1 X083+0=1624N P2=fp(x2FR1+y2FA2= 1.5 X(1 X083+0=1624N(5轴承寿命计算t P1=P2 故取 P=1624N深沟球轴承& =3根据手册得6209型地Cr=31500N由公式得LH

20、=106(ftCr/P /60n=106(1 X31500/16243/60X121.67=998953h48000h 预期寿命足够二.主动轴上地轴承：(1由初选地轴承地型号为:6206查表可知:d=30mm,外径D=62mm,宽度B=16mm, 基本额定动载荷 C=19.5KN,基本静载荷CO=111.5KN, 查表可知极限转速13000r/mi n根据根据条件，轴承预计寿命Lh=10 X00X16=48000h 两轴承径向反力：FR仁FR2=1129N得轴承内部轴向力FS=0.63FR 则 FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1129=711.8N (2 t FS1+Fa=FS2 F

21、a=0故任意取一端为压紧端，现取1端为压紧端FA1=FS1=711.8N FA2=FS2=711.8N(3求系数x、yFA1/FR1=711.8N/711.8N =0.63FA2/FR2=711.8N/711.8N =0.63根据表得e=0.68FA1/FR1e x仁1 FA2/FR2计算当量载荷P1、P2根据表取f P=1.5根据公式得P仁fP(x1FR1+y1FA1=1.5 X (1 Xl129+0=1693.5NP2=fp(x2FR1+y2FA2=1.5 X(1 X129+0= 1693.5N(5轴承寿命计算 P1=P2 故取 P=1693.5N深沟球轴承& =3根据手册得6206型地C

22、r=19500N由公式得LH=106(ftCr/P /60n=106(1 X9500/1693.53/60X473.33=53713h48000h预期寿命足够七、键联接地选择及校核计算1 根据轴径地尺寸，高速轴(主动轴 与V带轮联接地键为：键8X36 GB1096-79大齿轮与轴连接地键为：键 14 45 GB1096-79轴与联轴器地键为：键 10X40 GB1096-792 .键地强度校核大齿轮与轴上地键：键14X45 GB1096-79bXh=14X9,L=45,贝U Ls=L-b=31mm圆周力：Fr=2TII/d=2 X98580/50=7943.2N挤压强度：=56.9312515

23、0MPa=c p因此挤压强度足够剪切强度：=36.60120MPa=因此剪切强度足够键8X36 GB1096-79和键10X40 GB1096-79根据上面地步骤校核，并且符合要求.6ewMyirQFL八、减速器箱体、箱盖及附件地设计计算 1、减速器附件地选择通气器由于在室内使用，选通气器 箱座壁厚 z=0.025a+1=0.025 X22.5+1= 4.0625取 Z=8kavU42VRUs(2 箱盖壁厚 z1=0.02a+ 仁0.02 X22.5+1= 3.45取 z1=8(3 箱盖凸缘厚度 b1=1.5z1=1.5 X=12(4箱座凸缘厚度b=1.5z=1.5 X=12(5箱座底凸缘厚度

24、b2=2.5z=2.5 X=20(6地脚螺钉直径df =0.036a+12=0.036122.5+12=16.41(取 18(7地脚螺钉数目n=4 (因为a(8轴承旁连接螺栓直径 d仁0.75df =0.751X= 13.5 (取14(9盖与座连接螺栓直径d2=(0.5-0.6df =0.55 X18=9.9(取 10y6v3ALoS89(10连接螺栓d2地间距L=150-200(11 轴承端盖螺钉直 d3=(0.4-0.5df=0.41X=7.2(取 8(12 检查孔盖螺钉 d4=(0.3-0.4df=0.31X=5.4 (取 6(13 定位销直径 d=(0.7-0.8d2=0.81X=8(14df.d1.d2 至外