[硕士论文精品]双极圆柱齿轮减速器设计 机械设计课程设计.pdf
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1、机械设计课程设计:双级圆柱齿轮减速器 - 1 - 目录 一、设计任务 . 1 二、传动系统方案拟定 1 三、电动机选择 1 四、传动比选择 2 五、传动系统的运动和动力参数计算 . 3 六、传动件的选择计算 4 七、减速器轴的设计 . 13 八、滚动轴承的选择 . 21 九、键联接联轴器的选择计算校核 . 22 十、减速器箱体的设计 24 十一、减速器附件设计 25 十二、润滑与密封 28 十三、设计小结 28 十四、参考资料 29 机械设计课程设计:双级圆柱齿轮减速器 1 计 算 及 说 明 结 果 一、设计任务书 1、设计任务 设计带式输送机的传动系统,采用两级圆柱齿轮减速器 2、原始数据
2、 输送带有效拉力 F=3000N 输送带工作速度 v=1.4m/s(允许误差5%) 输送带滚筒直径 d=350mm 减速器设计寿命为 5 年 3、工作条件 两班制工作,空载起动,载荷有轻微震动,常温下连续(单 向)运转,工作环境多尘,电压三相交流电源为 380/220V 的。 二、传动系统方案拟定 带式输送机传动系统方案如下图所示: 带式输送机由电动机驱动,电动机 1 通过联轴器 2 将动力 传入减速器 3, 再经过联轴器 4 将动力传至输送机滚筒 5, 带动 输送带 7 工作。 三、电动机的选择 1、电动机容量的选择 由已知条件可以计算出工作机所需的有效功率 机械设计课程设计:双级圆柱齿轮减
3、速器 2 计 算 及 说 明 结 果 Pw= 1000 FV = 1000 4 . 13000 = 4.2 kw 总=011223344w =0.990.990.960.980.980.95 =0.84 Pr= wP = 84. 0 4.2 =5 kw 取电动机额定功率 Pm=5.5kw 2、电动机转速的选择 输送机滚筒轴的工作转速 n= d v60000 = 3504.13 4 . 160000 =76.43r/min 由于整个传动系统采用二级减速,因此总传动比不易过 大,所以选择同步转速 ns=750r/min 的电动机为宜。 3、电动机型号的确定 根据工作条件:单向运转、两班制连续工作,
4、工作机所需 电动机功率 Pr=750r/min 等,选用 Y 型系列三相异步电动机, 卧式封闭结构,型号为 Y160M28,其主要数据如下: 电动机额定功率 Pm=5.5kw 电动机满载转速nm=720r/min 电动机轴伸直径 D=42mm 电动机轴伸长度 E=110mm 电动机中心高 H=160mm 四、传动比的分配 带式输送机传动系统的总传动比 i= n nm = 43.76 720 =9.42 由系统方案知 Pw=4.2 kw 总=0.84 Pr=5 kw Pm=5.5kw ns=750r/min Y160M28 i=9.42 机械设计课程设计:双级圆柱齿轮减速器 3 计 算 及 说
5、明 结 果 i01=1;i34=1 取高速传动比 i12= .3i1=42. 9.31=3.5 低速传动比 i23= 12 i i = 5 . 3 42. 9 =2.69 传动系统各传动比分别为: i01=1,i12=3.5,i23=2.69,i34=1 五、传动系统的运动和动力参数计算 0 轴(电动机轴) : n0=nm=720r/min p0=pr=5kw T0=9550 0 0 n P =9550 5 720=66.32N M 1 轴(减速器高速轴) : n1= 01 0 i n =720 1 =720r/min p1=p001=50.99=4.95kw T1=T0i0101=66.32
6、10.99=65.67N m 2 轴(减速器中间轴) : n2= 12 1 i n =720 3.5=205.71 r/min P2=p112=4.950.9603=4.75kw T2=T1i1212=65.673.50.9603=220.72N m 3 轴(减速器低速轴) : n3= 23 2 i n =205.71 2.69 =76.47r/min p3=p223=4.750.9603=4.56kw T3=T2i2323=220.722.690.9603=570.17N m 上述计算结果和传动比效率汇总如下: i12=3.5 i23=2.69 n0=720r/min p0=5kw T0=6
7、6.32N M n1=720r/min p1=4.95kw T1=65.67N m n2=205.71r/min P2=4.75kw T2=220.72N m n3=76.47 r/min p3=4.56kw T3=570.17N m 机械设计课程设计:双级圆柱齿轮减速器 4 计 算 及 说 明 结 果 轴 号 电动机 两级圆柱齿轮减速器 工作机 0 轴 1 轴 2 轴 3 轴 4 轴 转速 n(r/min) 720 720 205.71 76.44 76.44 功率 P(kW) 5 4.95 4.75 4.56 4.56 转矩 T(N m) 66.32 65.67 220.72 570.17
8、 570.17 两轴连接件、 传动件 联轴器 齿轮 齿轮 联轴器 传动比 i 1 3.5 2.69 1 传动效率 099 0.9603 0.9603 0.9801 六、减速器传动零件的设计计算 1、高速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算 (1)选择齿轮材料及热处理方法 小齿轮选用 45 钢,调质处理 HBS=230250 大齿轮选用 45 钢,调质处理 HBS=190210 (2)确定许用弯曲应力: 弯曲疲劳极限应力 由图 13-9c 小齿轮 Flim1=250MPa 大齿轮 Flim2=220MPa 寿命系数 应力循环次数 NF1= jFn1t = 60 1 720 (5 250 16) = 0.
9、865 109 NF1 = jFn1t = 60 1 205.71 (5 250 16) = 2.47 108 由图 13-10 YN1=0.87 YN2=0.92 应力修正系数 Yst=2 最小安全系数 由表 13-4,按一般可靠度 SFlim=1.25 HBS=230250 HBS=190210 NF1= 0.965109 NF2= 2.47108 YN1=0.87 YN2=0.92 Yst=2 SFlim=1.25 机械设计课程设计:双级圆柱齿轮减速器 5 计 算 及 说 明 结 果 许用弯曲应力 由试(13-8) MPa S YY F STNF F 348 25. 1 287. 025
10、0 lim 11lim 1 F2= MPa S YY F STNF 84.323 25. 1 292. 0220 lim 11lim (3)许用接触应力计算 由机械设计图 1313(以下所用依据均为机械设计课本 中的图表)得: 两齿轮接触疲劳极限应力为 小齿轮 Hlim1=580MPa 大齿轮 Hlim2=550MPa 应力循环次数 NF1= jFn1t = 60 1 720 (5 250 16) = 0.865 109 NF1 = jFn1t = 60 1 205.71 (5 250 16) = 2.47 108 由图 1314 得 ZN1 = 0.91 ZN2 = 0.94 由表 13 4
11、 得 最小安全系数 SHmin = 1 则需用接触应力为: H1= Hlim1 N1Hlim1 S Z = 1 0.91580 =527.8MPa H2= Hlim2 N2Hlim2 S Z = 1 0.94550 =517MPa H1 H2 H = H2 = 517MPa (4)按齿面接触应力强度确定中心距 载荷系数 由表 132,取 K=1.2 齿宽系数 F1 =348MPa F2 =323.84MPa NH1 =0.865109 NH2 =2.47108 ZN1=0.91 ZN2=0.94 SHmin=1 H1 =527.8MPa H2 = 517MPa H =517MPa K=1.2
12、机械设计课程设计:双级圆柱齿轮减速器 6 计 算 及 说 明 结 果 由表 136 ,软齿面取 d=1 由式 1315,a= 1u 2 d = 15 . 3 12 =0.44 弹性系数 由表 135 , ZE=189.8 节点区域系数 初设螺旋角 =12 由图 1312 ,ZH=2.46 重合度系数 取 Z1=25 ,Z2=iZ1=253.5 = 87.6,取 Z2=88 i=u=88 25=3.52(误差 0.1% 1 Z= 1 = 1 1.72 = 0.76 螺旋角系数 由式 1325 ,Z=cos=0.989 设计中心距 由式 1313, a(u1)3 2 H HE a ZZZZ u K
13、T500 =(u1)3 2 517 989. 076. 046. 28 .189 52. 344. 0 65.672 . 1500 =102.67 d=1 a= 0.44 ZE=189.8 ZH=2.46 Z1=25 Z2=88 Z=0.76 Z=0.989 机械设计课程设计:双级圆柱齿轮减速器 7 计 算 及 说 明 结 果 mn 21 cos2 zz =2102.67cos12 25:88 =1.78 取 mn=2mm; 重求中心距 a = cos2 )(m 21n zz =2(25:88) 2cos12 =115.52mm 圆整中心距,取 a =115mm 调整 , = cos-1 a
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