圆锥斜齿圆柱齿轮减速器Word格式.docx
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七、键联接的选择及校核计算
7.1输入轴上的键校核计算……………………………………………………37
7.2中间轴上的键校核计算……………………………………………………39
7.3输出轴上的键校核计算……………………………………………………40
八、润滑与密封……………………………………………………………41
九、设计总结………………………………………………………………41
十、参考资料目录…………………………………………………………42
1、课程设计任务
1.1设计题目
用于带式运输机上的圆锥--斜齿圆柱齿轮减速器
1.2工作条件
工作条件有轻微振动。
经常满载、空载启动、不反转、单班制工作,运输带允许的速度误差5%,小批量生产,使用期限10年,传动简图如下图所示:
1.3原始数据
运输带拉力F(KN):
2.3卷筒直径D(mm):
320
带速V(m/s):
1.00
1.4设计工作量
1、减速器装配图一张(计算机绘制,图幅A0或A1,用A3图幅打印);
2、零件(箱体、齿轮或轴)工作图2张(计算机绘制,用A3图幅打印);
3、打印设计说明书1份,约10000字;
4、减速器转配图、零件工作图和设计说明书电子版。
2、电动机的选择
1、按工作要求和工作条件以及查机械设计手册得,选用一般用途的Y系列(IP44)封闭式三相异步电动机。
2、电动机容量
(1)卷筒的输出功率:
(2)电动机的输出功率:
传动装置的总效率:
式中:
、
…为从电动机至卷筒轴的各传动机构和轴承的效率。
由《机械设计(机械设计基础)课程设计》表2-4查得:
V带传动
=0.96;
滚动轴承
=0.988;
圆柱齿轮传动
=0.97;
圆锥齿轮传动
弹性联轴器
=0.99;
卷筒轴滑动轴承
则
故
(3)电动机的额定功率
由《机械设计手册》Y系列(IP44)三相异步电动机表16-1-28选取电动机额定功率:
(4)电动机的转速
驱动卷筒的转速:
推算电动机转速可选范围,由《机械设计课程设计指导书》表1查得圆锥—圆柱齿轮减速器
,则电动机转速可选范围为:
选同步转速为1500r/min,如下表
电动机型号
额定功率(kw)
电动机转速(r/min)
电动机质量(kg)
同步
满载
Y132S1-6
3
1500
960
66
(5)电动机的技术数据和外形,安装尺寸
轴伸出端直径(mm)
轴伸出端安装长度(mm)
中心高度(mm)
外形尺寸长
宽
高(mm)
M30-6H
80
132
3、计算传动装置的运动和动力参数
1、传动装置总传动比:
2、分配各级传动比:
因为是圆锥圆柱齿轮减速器,圆锥齿轮
取3~4,故
圆柱齿轮传动比:
3、各轴转速(轴号如图一)
4、各轴的输入功率
5、各轴转矩
6、各轴数据如下表
项目
轴1
轴2
轴3
轴4
轴5
转速(r/min)
274.3
59.6
功率(kw)
2.84
2.78
2.67
2.56
2.53
转矩(
)
28.25
27.66
92.96
410.2
405.39
传动比
1
3.5
4.6
效率
0.978
0.96
0.958
0.988
4、传动件的设计计算
4.1圆锥直齿轮设计
已知输入功率
,小齿轮转速960r/min,齿数比u=3.5,由电动机驱动,工作有轻微振动,经常满载、空载起动、不反转、单班制工作,运输带允许误差为5%,小批量生产,使用期限10年(每年工作日300天)。
1、选定齿轮精度等级、材料及齿数
(1)圆锥圆柱齿轮减速器为通用减速器,速度不高,故选用7级精度(GB10095-88)
(2)材料选择由《机械设计(第八版)》表10-1选择小齿轮材料为
(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。
(3)选小齿轮齿数
,大齿轮齿数
,取整
。
2、按齿面接触强度设计
由设计计算公式进行试算,即
(1)确定公式内的各计算数值
1)试选载荷系数
2)计算小齿轮传递的转矩
3)选齿宽系数
4)由《机械设计(第八版)》表10-6查得材料的弹性影响系数
5)由《机械设计(第八版)》图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限
,大齿轮的接触疲劳强度极限
6)计算应力循环次数
7)由《机械设计(第八版)》图10-19取接触疲劳寿命系数
8)计算接触疲劳许用应力
取失效概率为1%,安全系数S=1,得
(2)计算
1)试算小齿轮分度圆直径
,代入
中较小的值。
2)计算圆周速度
3)计算载荷系数。
根据
,7级精度,由《机械设计(第八版)》图10-8查得动载系数
直齿轮
由《机械设计(第八版)》表10-2查得使用系数
根据大齿轮两端支撑,小齿轮作悬臂布置,7级精度,查《机械设计(第八版)》表10-9得轴承系数
齿向载荷分布系数
故载荷系数
4)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,得
5)计算模数m。
3、校核齿根弯曲疲劳强度
(1)确定公式中的各计算数值
1)确定弯曲强度载荷系数
2)计算当量齿数
3)由《机械设计(第八版)》表10-5查得齿形系数
应力校正系数
4)由《机械设计(第八版)》图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限
,大齿轮的弯曲疲劳强度极限
5)由《机械设计(第八版)》图10-18取弯曲疲劳寿命系数
6)计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数
,得
7)计算大、小齿轮的
并加以比较
大齿轮的数值大。
(2)设计计算
对比计算结果,有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。
但是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
来计算应有的齿数
小齿轮齿数
大齿轮齿数
4、计算齿轮相关参数
7)圆整并确定齿宽
圆整取
4.2斜齿圆柱齿轮设计
,小齿轮转速274.3r/min,齿数比u=4.6,由电动机驱动,工作有轻微振动,经常满载、空载起动、不反转、单班制工作,运输带允许误差为5%,小批量生产,使用期限10年(每年工作日300天)。
(1)圆锥圆柱齿轮减速器为通用减速器,速度不高,故选用7级精度(GB10095-88)
(2)材料选择由《机械设计(第八版)》表10-1选择大小齿轮材料均为40Cr钢(调质),小齿轮齿面硬度为280HBS,大齿轮齿面硬度为250HBS。
(3)选小齿轮齿数
(4)选取螺旋角。
初选螺旋角
(1)确定公式内的各计算数值
1)初选载荷系数:
2)计算小齿轮的转矩
3)选齿宽系数
4)由《机械设计(第八版)》图10-30选取区域系数
5)由《机械设计(第八版)》图10-26查得
,
,则
6)由《机械设计(第八版)》表10-6查得材料的弹性影响系数
7)计算应力循环次数
8)由《机械设计(第八版)》图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限
9)由《机械设计(第八版)》图10-19取接触疲劳寿命系数
10)计算接触疲劳许用应力
(2)计算
,由计算公式得
3)计算齿宽b及模数
4)计算纵向重合度
5)计算载荷系数K
由《机械设计(第八版)》表10-3查得
由《机械设计(第八版)》表10-4查得
由《机械设计(第八版)》图10-13查得
接触强度载荷系数
6)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,得
7)计算模数
圆整取
8)几何尺寸计算
(1)计算中心距
(2)按圆整后的中心距修正螺旋角
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
3、校核齿根弯曲强度
(1)计算载荷系数
(2)根据纵向重合度
,由《机械设计(第八版)》图10-28查得螺旋角影响系数
(3)计算当量齿数
(4)查取齿形系数
由《机械设计(第八版)》表10-5查得
;
(5)查取应力校正系数
(6)由《机械设计(第八版)》图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限
(7)由《机械设计(第八版)》图10-18取弯曲疲劳寿命系数
(8)计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数S=1.4,得
(9)校核弯曲强度
根据弯曲强度条件公式
进行校核
满足弯曲强度,所选参数合适。
5、轴的设计计算
5.1输入轴设计
1、求输入轴上的功率
、转速
和转矩
2、求作用在齿轮上的力
已知高速级小圆锥齿轮的分度圆直径为
所以可以求出:
圆周力
,径向力
,轴向力
的方向如图所示:
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