机械课程设计—圆锥圆柱齿轮减速器.doc
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1、机械课程设计圆锥-圆柱齿轮减速器一、 设计任务1. 总体任务布置图:2. 设计要求:连续单向运转,载荷较平稳,空载起动,运输带允许误差为5。使用期限为10年,小批量生产,两班制工作。3. 原始数据:运输机工作拉力:2400N运输带工作速度:1.5m/s卷筒直径:260mm4. 设计内容;1) 电动机的选择与参数计算2) 斜齿轮传动设计计算3) 轴的设计4) 滚动轴承的选择与校核5) 键和联轴器的选择与校核6) 转配图、零件图的绘制7) 设计说明书的编号5. 设计任务减速器总装配图一张齿轮、轴零件图各一个设计计算一份二、 选择电动机1. 电动机类型和结构型式按工作要求和工作条件,选用一般用途的Y
2、系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机,电源电压喂380V。2. 电动机容量电动机所需工作功率为: 工作及所需功率为: 传动装置的总效率: 按课程设计表2-5确定各部分的效率为:滚动轴承效率(一对),圆柱齿轮传动效率;圆锥齿轮传动效率;弹性联轴器效率;卷筒轴滑动轴承效率;则由第六章,U系列电动机技术数据,选电动机的额定功率为5.5kW。3. 确定电动机转速查表2-4得二级圆锥-圆柱齿轮减速器的传动比为815,而滚筒轴工作转速故电动机转速的可选范围为4. 选择电动机的型号,由表6-164得方案电机类型额定功率同步转速满载转速传动比1Y132S-45.51500144013.062Y132M2-65
3、.510009608.71由表可知,方案2传动比较小,传动装置结构尺寸较小,因此采用方案2,即选定电动机型号为Y132M2-6。三、 分配传动比总传动比:分配各级传动比。因为是圆锥圆柱齿轮减速器,所以 四、 运动和动力参数计算电动机轴: 高速轴: 中间轴:低速轴:滚筒轴:运动和动力参数的计算结果汇总如下表:五、 圆锥直齿轮设计已知设计要求为连续单项向运转,载荷平稳,空载起动,运输带允许误差为5。使用期限为10年,小批量生产,两班制工作。1、选定齿轮精度等级、材料及齿数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。因所选方案转速较低,故采用直齿轮。由机械设计附表8-1,选择小齿轮材料
4、为40Cr(调质),硬度为180HBS。大齿轮材料为45号钢(调质),硬度为240HBS。选小齿轮齿数z1=25,大齿轮齿数z2=252.27=56.75,取整572、按齿面接触强度设计由机械设计式(8-26)进行齿轮尺寸的初步确定即确定公式内的各计算数值试选载荷系数K=1.8由上表可知,小齿轮传递的转矩T1=42640Nmm齿宽系数,根据机械设计表8-2,=0.250.33,又因悬臂布置,故选=0.25.应力循环次数为:接触疲劳寿命系数KHN,根据N1,N2由附图8-6查得KHN1=0.90,KHN2=0.93。接触疲劳强度极限,由附图8-7(f)查得,接触疲劳许用应力,由表8-4,按一般可
5、靠度,查得最小安全系数,则,取许用接触疲劳强度=1=495MPa为计算许用应力。则计算圆周速度:计算载荷系数K根据v=4.34m/s,7级精度,由机械设计附图8-1,查得动载系数KV=1.15。附表8-2,查得使用系数KA=1。附表8-3,查得齿间载荷分配系数.根据大齿轮两端支撑,小齿轮作悬臂布置,由附表8-4得。故按实际的载荷系数校正小齿轮直径d1,计算模数:,故取模数m=3计算齿轮相关系数d1=mz1=325=75mm d2=mz2=357=171mm 圆整取b1=24,b2=19。3、 按齿轮玩去疲劳强度计算计算当量齿数 查附图8-4得齿形系数YFS1=4.16,YFS2=3.95弯曲疲
6、劳强度寿命系数KFN,由N1,N2查附图8-5,得KFN1=0.88,KFN2=0.90。弯曲疲劳强度极限,由附图8-7(f)查得,。弯曲疲劳许用应力,由表8-4,按一般可靠度,查得最小安全系数,则 4、 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。六、 圆柱斜齿轮设计已知输入功率P2=4.08kW,小齿轮转速423r/min1、选定齿轮精度等级、材料及齿数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。由机械设计附表8-1选择大小齿轮材料均为45钢(调质),小齿轮齿面硬度为250HBS,大齿轮齿面硬度为220HBS。选小齿轮齿数z1=23,大齿轮齿数z2=3
7、.8423=88.32,取88。选取螺旋角。初选螺旋角 2、 按齿面接触强度设计由机械设计式(8-26)进行齿轮尺寸的初步确定即确定公式内的各计算数值试选载荷系数Kt=1.6由上表可知,小齿轮传递的转矩T2=92.11Nm齿宽系数,根据机械设计表8-3,=1,应力循环次数为:接触疲劳寿命系数KHN,根据N1,N2由附图8-6查得KHN1=0.90,KHN2=0.93。接触疲劳强度极限,由附图8-7(f)查得,接触疲劳许用应力,由表8-4,按一般可靠度,查得最小安全系数,则,取许用接触疲劳强度=2=446.4MPa为计算许用应力。则计算圆周速度:计算齿宽b及模数mnt 齿宽与齿高之比:根据v=1
8、.66m/s,7级精度,由机械设计附图8-1,查得动载系数KV=1.06;附表8-2,查得使用系数KA=1;附表8-3,查得齿间载荷分配系数;由附表8-4得。故按实际的载荷系数校正小齿轮直径d2,计算模数: 取m=3计算:按圆整好的中心距修正螺旋角:计算大小齿轮的分度圆直径: 计算齿轮宽度 圆整后取b1=71mm,b2=66mm校核齿根弯曲疲劳强度由附图8-2根据查得=1.35,故纵向重合度:,取螺旋角系数计算当量齿数 由机械设计附图8-4查得齿形系数YFS1=4.22,YFS2=3.95由附图8-8查得小齿轮,由附图8-5查得KFN1=0.85,KFN2=0.90按表8-4按一般可靠度,取S
9、Fmin=1.25计算弯曲疲劳许用应力: 校核弯曲强度根据弯曲强度条件公式满足弯曲强度,所选参数合适。七、 轴的设计1. 输入轴的设计已知P1=4.29kW,n2=960r/min,T2=42.64Nmm。先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢(调质),根据机械设计取C=112。高速轴: 中间轴:低速轴:输入轴的最小直径为安装联轴器的直径,为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应,故需同时选取联轴器型号。计算得联轴器的转矩,查机械设计表15-4,由于转矩变化很小,故取,则查课程设计表6-100,选LX1型弹性柱销联轴器,其公称转矩为250 Nm,半联轴器的孔径 ,故取,半联轴器长度L=52
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