文档介绍：该【机械设计课程设计二级圆锥·圆柱齿轮减速器 】是由【青山代下】上传分享，文档一共【11】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【机械设计课程设计二级圆锥·圆柱齿轮减速器 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。:..机械设计课程设计说明书(二级圆锥圆柱齿轮减速器)计算过程及计算说明一、传动方案拟定第三组:设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动(1)工作条件:使用年限8年,工作为二班工作制,载荷平稳,环境清洁。(2)原始数据:滚筒圆周力F=1000N;带速V=;滚筒直径D=500mm;滚筒长度L=500mm。二、电动机选择1、电动机类型的选择:Y系列三相异步电动机2、电动机功率选择:(1)传动装置的总功率:η总=η带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒=××××=(2)电机所需的工作功率:P工作=FV/1000η总=1000×2/1000×=、确定电动机转速:计算滚筒工作转速:n筒=60×1000V/πD=60×1000××50=,取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I’a=3~6。取V带传动比I’1=2~4,则总传动比理时范围为I’a=6~24。故电动机转速的可选范围为n’d=I’a×n筒=(6~24)×=459~1834r/min符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500r/min。根据容量和转速,由有关手册查出有三种适用的电动机型号:因此有三种传支比方案:如指导书P15页第一表。综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比,可见第2方案比较适合,则选n=1000r/min。4、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型,所需的额定功率及同步转速,选定电动机型号为Y132S-6。:..其主要性能:额定功率:3KW,满载转速960r/min,。质量63kg。三、计算总传动比及分配各级的伟动比1、总传动比:i总=n电动/n筒=960/=、分配各级伟动比(1)据指导书P7表1,取齿轮i齿轮=6(单级减速器i=3~6合理)(2)∵i总=i齿轮×I带∴i带=i总/i齿轮==、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速(r/min)nI=n电机=960r/minnII=nI/i带=960/=(r/min)nIII=nII/i齿轮==(r/min)2、计算各轴的功率(KW)PI=P工作==PI×η带=×==PII×η轴承×η齿轮=××=、计算各轴扭矩(N?mm)TI=×106PI/nI=×106×=23875N?mmTII=×106PII/nII=×106×=?mmTIII=×106PIII/nIII=×106×=271000N?mm五、传动零件的设计计算1、皮带轮传动的设计计算(1)选择普通V带截型由课本P83表5-9得:kA==KAP=×3=-10得:选用A型V带(2)确定带轮基准直径,并验算带速由课本图5-10得,推荐的小带轮基准直径为75~100mm:..则取dd1=100mm>dmin=75dd2=n1/n2?dd1=960/×100=-4,取dd2=200mm实际从动轮转速n2’=n1dd1/dd2=960×100/200=480r/min转速误差为:n2-n2’/n2=-480/=-<(允许)带速V:V=πdd1n1/60×1000=π×100×960/60×1000=~25m/s范围内,带速合适。(3)确定带长和中心矩根据课本P84式(5-14)(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)(100+200)≤a0≤2×(100+200)所以有:210mm≤a0≤600mm由课本P84式(5-15)得:L0=2a0+(dd1+dd2)+(dd2-dd1)/4a0=2×500+(100+200)+(200-100)2/4×500=1476mm根据课本P71表(5-2)取Ld=1400mm根据课本P84式(5-16)得:a≈a0+Ld-L0/2=500+1400-1476/2=500-38=462mm(4)验算小带轮包角α1=1800-dd2-dd1/a×=1800-200-100/462×=1800-=>1200(适用)(5)确定带的根数根据课本P78表(5-5)P1=(5-6)△P1=(5-7)Kα=(5-8)KL=(5-12)得:..Z=PC/P’=PC/(P1+△P1)KαKL=/(+)××=(6)计算轴上压力由课本P70表5-1查得q=,由式(5-18)单根V带的初拉力:F0=500PC/ZV(-1)+qV2=[500×××(-1)+×]N=,由课本P87式(5-19)FQ=2ZF0sinα1/2=2×4×=、齿轮传动的设计计算(1)选择齿轮材料及精度等级考虑减速器传递功率不在,所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40Cr调质,齿面硬度为240~260HBS。大齿轮选用45钢,调质,齿面硬度220HBS;根据课本P139表6-12选7级精度。齿面精糙度Ra≤~(2)按齿面接触疲劳强度设计由d1≥(kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3由式(6-15)确定有关参数如下:传动比i齿=6取小齿轮齿数Z1=20。则大齿轮齿数:Z2=iZ1=6×20=120实际传动比I0=120/2=60传动比误差:i-i0/I=6-6/6=0%<%可用齿数比:u=i0=6由课本P138表6-10取φd=(3)转矩T1T1=×106×P/n1=×106×=?mm(4)载荷系数k由课本P128表6-7取k=1(5)许用接触应力[σH][σH]=σHlimZNT/SH由课本P134图6-33查得:σHlimZ1=570MpaσHlimZ2=350Mpa由课本P133式6-52计算应力循环次数NLNL1=60n1rth=60××1×(16×365×8)=×109:..NL2=NL1/i=×109/6=×108由课本P135图6-34查得接触疲劳的寿命系数:ZNT1==,按一般可靠度要求选取安全系数SH=[σH]1=σHlim1ZNT1/SH=570×=[σH]2=σHlim2ZNT2/SH=350×=343Mpa故得:d1≥(kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3=[1××(6+1)/×6×3432]1/3mm=:m=d1/Z1==-1取标准模数:m=(6)校核齿根弯曲疲劳强度根据课本P132(6-48)式σF=(2kT1/bm2Z1)YFaYSa≤[σH]确定有关参数和系数分度圆直径:d1=mZ1=×20mm=50mmd2=mZ2=×120mm=300mm齿宽:b=φdd1=×50mm=45mm取b=45mmb1=50mm(7)齿形系数YFa和应力修正系数YSa根据齿数Z1=20,Z2=120由表6-9相得YFa1====(8)许用弯曲应力[σF]根据课本P136(6-53)式:[σF]=σFlimYSTYNT/SF由课本图6-35C查得:σFlim1=290MpaσFlim2=210Mpa由图6-36查得:YNT1===2按一般可靠度选取安全系数SF=[σF]1=σFlim1YSTYNT1/SF=290×2×=[σF]2=σFlim2YSTYNT2/SF=210×2×:..=(6-49)σF1=(2kT1/bm2Z1)YFa1YSa1=(2×1×××20)××=<[σF]1σF2=(2kT1/bm2Z2)YFa1YSa1=(2×1×××120)××=<[σF]2故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够(9)计算齿轮传动的中心矩aa=m/2(Z1+Z2)=(20+120)=175mm(10)计算齿轮的圆周速度VV=πd1n1/60×1000=×50××1000=、轴的设计计算输入轴的设计计算1、按扭矩初算轴径选用45#调质,硬度217~255HBS根据课本P235(10-2)式,并查表10-2,取c=115d≥115()1/3mm=,将直径增大5%,则d=×(1+5%)mm=∴选d=22mm2、轴的结构设计(1)轴上零件的定位,固定和装配单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央,相对两轴承对称分布,齿轮左面由轴肩定位,右面用套筒轴向固定,联接以平键作过渡配合固定,两轴承分别以轴肩和大筒定位,则采用过渡配合固定(2)确定轴各段直径和长度工段:d1=22mm长度取L1=50mm∵h=2cc=:d2=d1+2h=22+2×2×=28mm∴d2=28mm初选用7206c型角接触球轴承,其内径为30mm,,轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为:..20mm,通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度,并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定,为此,取该段长为55mm,安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故II段长:L2=(2+20+16+55)=93mmIII段直径d3=35mmL3=L1-L=50-2=48mmⅣ段直径d4=45mm由手册得:c==2c=2×=3mmd4=d3+2h=35+2×3=41mm长度与右面的套筒相同,即L4=20mm但此段左面的滚动轴承的定位轴肩考虑,应便于轴承的拆卸,应按标准查取由手册得安装尺寸h=:(30+3×2)=36mm因此将Ⅳ段设计成阶梯形,左段直径为36mmⅤ段直径d5==19mm由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=100mm(3)按弯矩复合强度计算①求分度圆直径:已知d1=50mm②求转矩:已知T2=?mm③求圆周力:Ft根据课本P127(6-34)式得Ft=2T2/d2==④求径向力Fr根据课本P127(6-35)式得Fr=Ft?tanα=×tan200=⑤因为该轴两轴承对称,所以:LA=LB=50mm(1)绘制轴受力简图(如图a)(2)绘制垂直面弯矩图(如图b)轴承支反力:FAY=FBY=Fr/2==FBZ=Ft/2=,知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为MC1=FAyL/2=×50=?m(3)绘制水平面弯矩图(如图c)截面C在水平面上弯矩为:MC2=FAZL/2=×50=25N?m(4)绘制合弯矩图(如图d)MC=(MC12+MC22)1/2=(+252)1/2=?m:..(5)绘制扭矩图(如图e)转矩:T=×(P2/n2)×106=48N?m(6)绘制当量弯矩图(如图f)转矩产生的扭剪文治武功力按脉动循环变化,取α=1,截面C处的当量弯矩:Mec=[MC2+(αT)2]1/2=[+(1×48)2]1/2=?m(7)校核危险截面C的强度由式(6-3)σe=Mec/=×413=<[σ-1]b=60MPa∴该轴强度足够。输出轴的设计计算1、按扭矩初算轴径选用45#调质钢,硬度(217~255HBS)根据课本P235页式(10-2),表(10-2)取c=115d≥c(P3/n3)1/3=115()1/3==35mm2、轴的结构设计(1)轴的零件定位,固定和装配单级减速器中,可以将齿轮安排在箱体中央,相对两轴承对称分布,齿轮左面用轴肩定位,右面用套筒轴向定位,周向定位采用键和过渡配合,两轴承分别以轴承肩和套筒定位,周向定位则用过渡配合或过盈配合,轴呈阶状,左轴承从左面装入,齿轮套筒,右轴承和皮带轮依次从右面装入。(2)确定轴的各段直径和长度初选7207c型角接球轴承,其内径为35mm,宽度为17mm。考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面与箱体内壁应有一定矩离,则取套筒长为20mm,则该段长41mm,安装齿轮段长度为轮毂宽度为2mm。(3)按弯扭复合强度计算①求分度圆直径:已知d2=300mm②求转矩:已知T3=271N?m③求圆周力Ft:根据课本P127(6-34)式得Ft=2T3/d2=2×271×103/300=④求径向力Fr根据课本P127(6-35)式得Fr=Ft?tanα=×=⑤∵两轴承对称∴LA=LB=49mm:..(1)求支反力FAX、FBY、FAZ、FBZFAX=FBY=Fr/2===FBZ=Ft/2==(2)由两边对称,书籍截C的弯矩也对称截面C在垂直面弯矩为MC1=FAYL/2=×49=?m(3)截面C在水平面弯矩为MC2=FAZL/2=×49=?m(4)计算合成弯矩MC=(MC12+MC22)1/2=(+)1/2=?m(5)计算当量弯矩:根据课本P235得α=1Mec=[MC2+(αT)2]1/2=[+(1×271)2]1/2=?m(6)校核危险截面C的强度由式(10-3)σe=Mec/()=/(×453)=<[σ-1]b=60Mpa∴此轴强度足够七、滚动轴承的选择及校核计算根据根据条件,轴承预计寿命16×365×8=48720小时1、计算输入轴承(1)已知nⅡ=:FR1=FR2=(11-12)得轴承内部轴向力FS==FS2==(2)∵FS1+Fa=FS2Fa=0故任意取一端为压紧端,现取1端为压紧端FA1=FS1==FS2=(3)求系数x、yFA1/FR1====(11-8)得e=<ex1=1FA2/FR2<ex2=1:..y2=0(4)P1、P2根据课本P263表(11-9)取fP=(11-6)式得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=×(1×+0)==fp(x2FR1+y2FA2)=×(1×+0)=(5)轴承寿命计算∵P1=P2故取P=∵角接触球轴承根据手册得7206AC型的Cr=23000N由课本P264(11-10c)式得LH=16670/n(ftCr/P)ε=16670/×(1×23000/)3=1047500h>48720h∴预期寿命足够2、计算输出轴承(1)已知nⅢ==0FR=FAZ=(11-12)得FS=,则FS1=FS2==×=(2)计算轴向载荷FA1、FA2∵FS1+Fa=FS2Fa=0∴任意用一端为压紧端,1为压紧端,2为放松端两轴承轴向载荷:FA1=FA2=FS1=(3)求系数x、yFA1/FR1====(11-8)得:e=∵FA1/FR1<e∴x1=1y1=0∵FA2/FR2<e∴x2=1y2=0(4)计算当量动载荷P1、P2根据表(11-9)取fP=(11-6)得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=×(1×)=1355N:..(1×)=1355N(5)LH∵P1=P2故ε=3根据手册P717207AC型轴承Cr=30500N根据课本P264表(11-10)得:ft=1根据课本P264(11-10c)式得Lh=16670/n(ftCr/P)ε=16670/×(1×30500/1355)3=>48720h∴此轴承合格八、键联接的选择及校核计算轴径d1=22mm,L1=50mm查手册得,选用C型平键,得:键A8×7GB1096-79l=L1-b=50-8=42mmT2=48N?mh=7mm根据课本P243(10-5)式得σp=4T2/dhl=4×48000/22×7×42=<[σR](110Mpa)2、输入轴与齿轮联接采用平键联接轴径d3=35mmL3=48mmT=271N?m查手册P51选A型平键键10×8GB1096-79l=L3-b=48-10=38mmh=8mmσp=4T/dhl=4×271000/35×8×38=<[σp](110Mpa)3、输出轴与齿轮2联接用平键联接轴径d2=51mmL2=50mmT=×10GB1096-79l=L2-b=50-16=34mmh=10mm据课本P243式(10-5)得σp=4T/dhl=4×6100/51×10×34=<[σp]