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机械课程设计减速器设计说明书-(6).doc
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1、机械课程设计目 录一 课程设计书 2二 设计要求 2三 设计步骤 21. 传动装置总体设计方案 32. 电动机的选择 43. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 54. 计算传动装置的运动和动力参数 5 66. 齿轮的设计 87. 滚动轴承和传动轴的设计 198. 键联接设计 269. 箱体结构的设计 2710.润滑密封设计 3011.联轴器设计 30四 设计小结 31五 参考资料 32一. 课程设计书(把打印的那张表贴上去就行了)三. 设计步骤1. 传动装置总体设计方案2. 电动机的选择4. 确定传动装置的总传动比和分配传动比5. 计算传动装置的运动和动力参数6. 齿轮的设计7. 滚动轴承和
2、传动轴的设计8. 键联接设计9. 箱体结构设计10. 润滑密封设计11. 联轴器设计1.传动装置总体设计方案:1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀,要求轴有较大的刚度。3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 其传动方案如下: 图一:(传动装置总体设计图)初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。选择V带传动和二级圆柱高速级斜齿,低速级直齿轮减速器(展开式)。传动装置的总效率0.960.970.960.759;为V带的效率,为第一对轴承的效率,为第二对轴承的效率,为第三对轴承的效率,
3、为每对齿轮啮合传动的效率(齿轮为7级精度,油脂润滑.因是薄壁防护罩,采用开式效率计算)。2.电动机的选择电动机所需工作功率为: PP/30001.2/10000.7594.74kW, 执行机构的曲柄转速为n=65.5r/min,经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i24,二级圆柱斜齿轮减速器传动比i840,则总传动比合理范围为i16160,电动机转速的可选范围为nin(16160)65.5104810480r/min。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比,选定型号为Y132S-2的三相异步电动机,额定功率为5.5额定电流8.8A,满载转速2900 r/m
4、in,同步转速3000r/min。 方案电动机型号额定功率同步转速r/min额定转速r/min重量总传动比1Y112M-24KW3000289045Kg152.112Y112M-44KW1500144043Kg75.793Y132M1-64KW100096073Kg50.534Y132S1-25.5KW3000290064Kg45.83. 设计V带和带轮:1.设计V带确定V带型号查课本表13-6得: 则根据=4.4, =960r/min,由课本图13-5,选择A型V带,取。查课本第206页表13-7取。为带传动的滑动率。验算带速: 带速在范围内,合适。取V带基准长度和中心距a:初步选取中心距a
5、:,取。由课本第195页式(13-2)得:查课本第202页表13-2取。由课本第206页式13-6计算实际中心距:。验算小带轮包角:由课本第195页式13-1得:。求V带根数Z:由:查表,由内插值法得,。则取根。4.确定传动装置的总传动比和分配传动比(1) 总传动比由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为n/n2900/65.544.3(2) 分配传动装置传动比式中分别为带传动和减速器的传动比。为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取3.4,则减速器传动比为44.3/3.413根据各原则,查图得高速级传动比为4.06,则=3.25.计算传动装置的运动和动力参数(1)各轴
6、转速 2900/3.4852.9r/min852.9/4.06210.08r/min/210.08/3.2=65.5 r/min=65.5 r/min(2)各轴输入功率4.740.964.55kW24.550.980.954.24kW24.240.980.953.94kW24=3.940.980.973.75kW则各轴的输出功率:0.98=4.46 kW0.98=4.16 kW0.98=3.86kW0.98=3.68 kW(3) 各轴输入转矩 = Nm电动机轴的输出转矩=9550 =95504.74/2900=15.61 N所以: =15.613.40.96=50.94 Nm=50.944.0
7、60.980.95=192.58 Nm=192.583.20.980.95=573.73Nm=573.730.950.97=528.69 Nm输出转矩:0.98=49.92 Nm0.98=188.73 Nm0.98=562.26Nm0.98=518.12 Nm运动和动力参数结果如下表轴名功率P KW转矩T Nm转速r/min输入输出输入输出电动机轴4.7415.6129001轴4.554.4650.9649.92852.92轴4.244.16192.58188.73210.083轴3.943.86573.73562.6365.54轴3.753.68528.69518.1265.56.齿轮的设计
8、(一)高速级齿轮传动的设计计算 齿轮材料,热处理及精度考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮(1) 齿轮材料及热处理 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=iZ=4.0624=97.4 取Z=97. 齿轮精度按GB/T100951998,选择7级,齿根喷丸强化。初步设计齿轮传动的主要尺寸按齿面接触强度设计确定各参数的值:试选=1.6查课本图10-30 选取区域系数 Z=2.433 由课本图10-26 则由课本公式10-13计算应力值环数N=60nj =60852.
9、91(2123508)=3.4410hN= =8.5110h (4.04为齿数比,即4.04=)查课本 10-19图得:K=0.93 K=0.96齿轮的疲劳强度极限取失效概率为1%,安全系数S=1,应用公式10-12得:=0.93550=511.5 =0.96450=432 许用接触应力 查课本由表10-6得: =189.8MP 由表10-7得: =1T=95.510=95.5104.55/859.2=5.0610N.m3.设计计算小齿轮的分度圆直径d=计算圆周速度计算齿宽b和模数计算齿宽b b=49.47mm计算摸数m 初选螺旋角=14=计算齿宽与高之比齿高h=2.25 =2.252.00=
10、4.50 = =10.99计算纵向重合度=0.318=1.903计算载荷系数K使用系数=1根据,7级精度, 查课本由表10-8得动载系数K=1.07,查课本由表10-4得K的计算公式:K= +0.2310b =1.12+0.18(1+0.61) 1+0.231049.53=1.42查课本由表10-13得: K=1.35查课本由表10-3 得: K=1.2故载荷系数:KK K K K =11.071.21.42=1.82按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径d=d=49.47=51.73计算模数=4. 齿根弯曲疲劳强度设计由弯曲强度的设计公式第二次 确定公式内各计算数值 小齿轮传递的转矩48.6k
11、Nm 确定齿数z因为是硬齿面,故取z24,zi z3.242497.4传动比误差 iuz/ z97/244.04i0.0325,允许计算当量齿数zz/cos24/ cos1426.27 zz/cos78/ cos14106.24 初选齿宽系数 按对称布置,由表查得1 初选螺旋角 初定螺旋角 14 载荷系数KKK K K K=11.071.21.351.73 查取齿形系数Y和应力校正系数Y查课本由表10-5得:齿形系数Y2.592 Y2.211 应力校正系数Y1.596 Y1.774 重合度系数Y端面重合度近似为1.88-3.2()1.883.2(1/241/78)cos141.655arctg
12、(tg/cos)arctg(tg20/cos14)20.6469014.07609因为/cos,则重合度系数为Y0.25+0.75 cos/0.673 螺旋角系数Y轴向重合度 1.825,Y10.78 计算大小齿轮的 安全系数由表查得S1.25工作寿命两班制,8年,每年工作300天小齿轮应力循环次数N160nkt60271.4718300286.25510大齿轮应力循环次数N2N1/u6.25510/3.241.930510查课本由表10-20c得到弯曲疲劳强度极限小齿轮 大齿轮查课本由表10-18得弯曲疲劳寿命系数:K=0.86 K=0.93 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4= 大齿轮的数值大
13、.选用. 设计计算 计算模数对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=51.73来计算应有的齿数.于是由:z=25.097 取z=25那么z=4.0625=101 几何尺寸计算计算中心距 a=129.90将中心距圆整为130按圆整后的中心距修正螺旋角=arccos因值改变不多,故参数,等不必修正.计算大.小齿轮的分度圆直径d=51.53d=208.20计算齿轮宽度B=圆整的 (二)、低速级大小齿轮的设计:材料:低速级小齿轮选用钢调
14、质,齿面硬度为250HBS。Z1=30低速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为220HBS。Z2=96 齿轮精度按GB/T100951998,选择7级,齿根喷丸强化。 按齿面接触强度设计1. 确定公式内的各计算数值试选K=1.6查课本由图10-30选取区域系数Z=2.45试选,查课本由图10-26查得=0.83 =0.88 =0.83+0.88=1.71应力循环次数N=60njL=60210.081(283008)=4.8410 N=1.5110(i=3.2)由课本图10-19查得接触疲劳寿命系数K=0.94 K= 0.97 查课本由图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
15、疲劳强度极限取失效概率为1%,安全系数S=1,则接触疲劳许用应力=0.98550/1=517540.5查课本由表10-6查材料的弹性影响系数Z=189.8MP选取齿宽系数 T=95.510=95.5104.24/210.08=19.2810N.m =70.512. 计算圆周速度 0.7753. 计算齿宽b=d=170.51=70.514. 计算齿宽与齿高之比 模数 m= 齿高 h=2.25m=2.252.142=5.175 =70.51/5.175=13.635. 计算纵向重合度6. 计算载荷系数KK=1.12+0.18(1+0.6+0.2310b =1.12+0.18(1+0.6)+ 0.2
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