级三圆柱圆锥齿轮减速器设计-学位论文.doc
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1、北京化工大学毕业设计 33毕业论文(设计)三级圆柱圆锥齿轮减速器设计1 绪论通过查阅一些文献我们可以了解到带式传动装置的设计情况,为我所要做的课题确定研究的方向和设计的内容。1.1 带传动带传动是机械设备中应用较多的传动装置之一,主要有主动轮、从动轮和传动带组成。工作时靠带与带轮间的摩擦或啮合实现主、从动轮间运动和动力的传递。带传动具有结构简单、传动平稳、价格低廉、缓冲吸振及过载打滑以保护其他零件的优点。1.2圆锥-圆柱齿轮传动减速器YK系列圆锥-圆柱齿轮传动减速器适用的工作条件:环境温度为-4040度;输入轴转速不得大于1500r/min,齿轮啮合线速度不大于25m/s,电机启动转矩为减速器
2、额定转矩的两倍。YK系列的特点:采用一级圆弧锥齿轮和一、二、三级圆柱齿轮组合,把锥齿轮作为高速级(四级减速器时作为第二级),以减小锥齿轮的尺寸;齿轮均采用优质合金钢渗碳淬火、精加工而成,圆柱齿轮精度达到GB/T10095中的6级,圆锥齿轮精度达到GB/T11365中的7级;中心距、公称传动比等主要参数均采用R20优先数系;结构上采用模块式设计方法,主要零件可以互换;除底座式实心输出轴的基本型外,还派生出输出轴为空心轴的有底座悬挂结构;有多中润滑、冷却、装配型式。所以有较大的覆盖面,可以满足较多工业部门的使用要求。减速器的选用原则:(1)按机械强度确定减速器的规格。减速器的额定功率P1N 是按载
3、荷平稳、每天工作小于等于10h、每小时启动5次、允许启动转矩为工作转矩的两倍、单向运转、单对齿轮的接触强度安全系数为1、失效概率小于等于1%等条件算确定.当载荷性质不同,每天工作小时数不同时,应根据工作机载荷分类按各种系数进行修正.减速器双向运转时,需视情况将P1N乘上0.71.0的系数,当反向载荷大、换向频繁、选用的可靠度KR较低时取小值,反之取大值。功率按下式计算:P2m=P2*KA*KS*KR ,其中P2 为工作功率; KA 为使用系数; KS 为启动系数; KR 为可靠系数。(2)热功率效核.减速器的许用热功率PG适用于环境温度20,每小时100%连续运转和功率利用律(指P2/P1N1
4、00%)为100%的情况,不符合上述情况时,应进行修正。(3)校核轴伸部位承受的径向载荷。2结构设计2.1V带传动带传动设计时,应检查带轮的尺寸与其相关零部件尺寸是否协调。例如对于安装在减速器或电动机轴上的带轮外径应与减速器、电动机中心高相协调,避免与机座或其它零、部件发生碰撞。 2.2减速器内部的传动零件减速器外部传动件设计完成后,可进行减速器内部传动零件的设计计算。1) 齿轮材料的选择应与齿坯尺寸及齿坯的制造方法协调。如齿坯直径较大需用铸造毛坯时,应选铸刚或铸铁材料。各级大、小齿轮应该可能减少材料品种。2) 蜗轮材料的选者与相对滑动速度有关。因此,设计时可按初估的滑速度选择材料。在传动尺寸
5、确定后,校核起滑动速度是否在初估值的范围内,检查所选材料是否合适。3) 传动件的尺寸和参数取值要正确、合理。齿轮和蜗轮的模数必须符合标准。圆柱齿轮和蜗杆传动的中心距应尽量圆整。对斜齿轮圆柱齿轮传动还可通过改变螺旋角的大小来进行调整。根据设计计算结果,将传动零件的有关数据和尺寸整理列表,并画出其结构简图,以备在装配图设计和轴、轴承、键联结等校核计算时应用。联轴器的选择减速器的类型应该根据工作要求选定。联接电动机轴与减速器,由于轴的转速高,一般应选用具有缓冲、吸振作用的弹性联轴器,例如弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器。减速器低速轴(输出轴)与工作机轴联接用的连周期,由于轴的转速较低,传递的转距较大
6、,又因为减速器轴与工作机轴之间往往有较大的轴线偏移,因此常选用刚性可以移动联轴器,例如滚子链联轴器、齿式联轴器。对于中、小型减速器,其输出与工作机轴的轴线便宜不很大时,也可以选用弹性柱销联轴器这类弹性可移式联轴器。联轴器型号按计算转距进行选择。所选定的联轴器,起轴孔直径的范围应与被联接两轴的直径相适应。应注意减速器高速轴外伸段轴径与电动机的轴径不得相差很大,否则难以选择合适的联轴器。3 设计计算过程及说明3.1选择电动机3.1.1电动机类型和结构型式选择Y系列笼型三相异步电动机,卧式闭型电电动机。3.1.2选择电动机容量工作机所需功率=7.98kw =80.7r/min电动机的输出功率=10.
7、4kw=*.* =0.82*0.98*0.95*0.98*0.97*0.98*0.98*0.97*0.98*0.98*0.99*0.96=0.77确定电动机的额定功率Ped=Pd3.1.3选择电动机的转速同步转速 1500r/min。3.1.4确定电动机型号选择 Y160M-4 额定功率 11kw 转速 1460r/min3.2传动装置的总传动比及其分配i=18.1 带传动 i=2 圆锥 i= 2.5 圆柱 i= 43.3计算传动装置的运动和动力装置参数各轴转速: 电动机轴 =1460r/min 减速箱输入轴 =486.7 r/min 高速轴 =235.1 r/min 低速轴 =58.8 r/
8、min各轴输入功率: =11kw =*0.95=10.45kw=*0.98*0.97*0.98=9.73KW=*0.98*0.97*0.98=9.07KW各轴转矩:T0=9550*/=72.0N*m T1=9550*/=205.0 N*m T2=9550*/=395.2 N*m T3=9550*/=1493.1 N*m3.4带传动设计3.4.1定v带型号和带轮直径工作情况系数 =1.1计算功率 =1.1*11=12.1kw选带型号 A型小带轮直径 =100mm大带轮直径 =(1-0.01)*100*3=297mm大带轮转速 = =481.8r/min3.4.2计算带长求 = (+)/2 =19
9、8.5mm求 =(-)/2=98.5mm2(+)=a=0.7*(+)初取中心距 a=600mm带长 L=Dm+2*a+=1839.5基准长度 =2000mm求中心距和包角中心距 a= + =344.18+337.06=681.24120数求带根 v=3.14*/(60*1000)=7.64m/s传动比 i=/=2带根数 =1.32kw =0.95 =1.03 P=0.17kw z=/(+)*)=12.1/(1.32+0.17)*0.95*1.03)=8.3 取9根求轴上载荷张紧力 =500*/v*z(2.5-)/+qv*v=500*12.1/(7.64*9)*(2.5-0.95)/0.95+0
10、.10*=149.3N轴上载荷 =2*sin(/2)=2*9*149.3*sin(162.6/2)=2656.5N3.5齿轮传动设计直齿锥齿: 轴交角=90 传递功率P=10.45kw 小齿轮转速=486.7r/m 传动比i=2.07载荷平稳,直齿为刨齿,小齿轮40Cr,调质处理,241HB286HB平均260HB,大齿轮用45号钢,217HB255HB 平均230HB齿面接触疲劳强度计算齿数和精度等级 取=24 =i*=48 选八级精度使用系数=1.0 动载荷系数=1.15齿间载荷分配系数 估计*Ft/b100N/mm cos=u/=2/=0.89 cos=1/=1/=0.44=/ cos=
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