三轴线双级斜齿圆柱齿轮减速器.doc
《三轴线双级斜齿圆柱齿轮减速器.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《三轴线双级斜齿圆柱齿轮减速器.doc(42页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、机械设计课程设计说明书 设计题目:三轴线双级斜齿圆柱齿轮减速器 机械与能源工程学院 机械设计制造及其自动化专业 班级:机械三班 学号:* 设计人: * 指导老师: 虞红根 完成日期2013年7月2日同济大学 目录设计任务书1选择电动机及传动装置的运动和动力参数 2齿轮传动的设计4 高速级齿轮的设计4 低速级齿轮的设计9 齿轮旋向设计13 齿轮受力分析13传动轴及其附件的设计及校核14 输入轴及其附件的设计及校核14 中间轴及其附件的设计及校核21 输出轴及其附件的设计及校核28箱体的结构设计35心得体会38参考资料39一、设计任务书(一)课程的目的1.通过机械设计课程设计,综合运用机械设计课程
2、和其他相关课程的理论和生产实际知识去分析解决设计问题,进一步巩固、深化和发展所学到的知识。2.学习机械设计的一般方法。培养正确的设计思维和分析问题、解决问题的能力。(二)题目设计一用于带式输送机装置中的三轴线双级斜齿圆柱齿轮减速器。设计基础数据如下:工作情况载荷平稳,单向旋转鼓轮的扭矩T(Nm)560鼓轮的直径D(mm)320运输带速度(m/s)0.8带速允许偏差(%)5使用期限(年)5工作制度(班/日)2总体布置:(三)设计内容1.电动机的选择与运动参数设计计算2.斜齿轮传动设计计算3.轴的设计4.键和联轴器的选择与校核5.滚动轴承的选择6.装配图。零件图的绘制7.设计计算说明书的编写(四)
3、设计进度1.第一阶段:总体设计和传动件参数计算及齿轮传动设计(3天)2.第二阶段:轴和轴系零件的设计(3天)3.第三阶段:轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制(3天)4.第四阶段:装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写(6天)一、 选择电动机及传动装置的运动和动力参数计算过程及说明结果(一)电动机的选择 1.电动机的类型和结构形式选择按工作要求和工作条件,选用一般用途的Y(IP44)系列、三相异步交流电动机,它为卧式封闭结构。 2.电动机容量选择 (1)工作机所需功率Pw: (2)确定传动系统的效率: 滚动轴承的效率 (三对) 1=0.99 圆柱齿轮传递效率 (两对) 2=0.97 弹性联轴器
4、 (两个) 3=0.99 卷筒轴效率 4=0.96 传动系统的效率: (3)电动机输出功率Pd: (4)电动机额定功率Ped: 查参考资料【1】表20-1得Ped=4kW 3.电动机转速选择 (1)工作机转速nw: (2)电动机转速可选范围: 取nd=1000r/min 4.查参考资料【1】表20-1,选定电动机型号:Y132M1-6 列表记录电动机的技术数据电动机型号额定功率(kW)同步转速(r/min)满载转速nm(r/min)Y132M1-641000960 列表记录电动机的外形尺寸和安装尺寸电动机型号HABCDEY132M1-6132216178893880(二)计算传动装置总传动比和
5、分配各级传动比 1.总传动比: 2.分配各级传动比: (三)计算传动装置的运动和动力 1.各轴转速n 2.各轴输入功率P 3.各轴输入转矩T 以上数据列表如下:项目电动机轴高速轴1中间轴2低速轴3转速n(r/min)960960187.8647.43功率P(kW)3.263.233.102.98转矩T(Nm)32.4332.13157.59596传动比1.05.113.93效率0.990,960.96Ped=4kW电动机型号:Y132M1-6三、 齿轮传动的设计计算过程及说明结果(一) 高速级齿轮的设计 1.选用齿轮类型、精度等级、材料及齿数 (1)选用斜齿圆柱齿轮; (2)斜齿圆柱齿轮减速器
6、为通用减速器,速度不高,故选用7级精度(GB10095-88); (3)材料选择根据参考资料【2】表10-1,选择小齿轮为40Cr,调质处理,硬度为270HBS(241286HBS);选择大齿轮材料为45钢,调质处理,硬度为240HBS(217255HBS),两者硬度相差30HBS,合适; (4)初步选定小齿轮齿数为z1=20,大齿轮齿数为z2=i1z1=205.11=102.2,取z2=102; (5)初定螺旋角为=14; 2.按齿面接触疲劳强度进行设计 公式为: (1)确定式中各计算量值 1)试选Kt=1.6; 2)由参考资料【2】图10-30选取系数ZH=2.433; 3)由参考资料【2
7、】图10-26查得 ; 4)u=i1=5.11; 5)查参考资料【2】表10-7,取d=1; 6)转矩T1=32.13Nm=32130Nmm 7)由参考资料【2】表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MP1/2 8)由公式N=60njLh计算循环次数: 9)由参考资料【2】图10-19得解除疲劳寿命系数 KHN1=0.93,KHN2=0.95; 10)由参考资料【2】图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的解除疲劳极限 lim1=600MPa,lim2=550MPa 11)计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%,安全系数S=1,由式 (2)计算 1) 初取d1t=38.05mm; 2)计
8、算圆周速度v 3)计算齿宽b和模数mnt 4)计算齿宽与高之比 齿高:h=2.25mnt=2.251.85=4.16mm;b/h=38.05/4.16=9.155) 计算纵向重合度6) 计算载荷系数K 公式:K=KAKvKHKH查参考资料【2】表10-2得使用系数KA=1;根据v=1.91m/s,7级精度,查参考资料【2】图8-10得动载系数Kv=1.05;查参考资料【2】表10-3得齿间载荷分配系数KH=KF=1.2;查参考资料【2】表10-4得齿向载荷分布系数KH=1.3,查参考资料【2】图10-13得KF=1.24;故载荷系数K=KAKvKHKH=11.051.21.3=1.6387)
9、按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径8)计算模数mn 3.按齿根弯曲疲劳强度设计 公式为: (1)确定式中各计算量的值 1)载荷系数K K=KAKvKFKF=11.051.21.24=1.562 2)根据纵向重合度=1.586,查参考资料【2】图10-28得螺旋角影响系数Y=0.88; 3)计算当量齿数 4)查取齿形系数YFa和应力校正系数YSa查参考资料【2】表10-5得齿形系数YFa1=2.73,YFa2=2.17;应力校正系数YSa1=1.569,YSa2=1.8; 5)由参考资料【2】图10-20c得弯曲疲劳强度极限小齿轮FE1=500MPa,大齿轮FE2=380MPa; 6)由参考资
10、料【2】图10-18得弯曲疲劳寿命系数: KFN1=0.85,KFN2=0.88; 7)计算弯曲疲劳强度许用应力 取弯曲疲劳安全系数S=1.4, 8)计算大小齿轮的,并加以比较: 大齿轮数值大,选用计算; (2)计算 按齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于按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mn=2mm;为了满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d1=38.35mm来计算应有的齿数 4.几何尺寸计算 (1)计算中心距 将中心距圆整为120mm (2)按圆整后的中心距修正螺旋角 因值不变,故参数,k等不必修正; (3)计算大小齿轮的分度圆直
11、径; (4)计算齿轮宽度 (二)低速级齿轮的设计 1.选用齿轮类型、精度等级、材料及齿数 (1)选用斜齿圆柱齿轮; (2)斜齿圆柱齿轮减速器为通用减速器,速度不高,故选用7级精度(GB10095-88); (3)材料选择 根据参考资料【2】表10-1,选择小齿轮为40Cr,调质处理,硬度为270HBS(241286HBS);选择大齿轮材料为45钢,调质处理,硬度为240HBS(217255HBS),两者硬度相差30HBS,合适; (4)初步选定小齿轮齿数为z1=20,大齿轮齿数为z2=i2z1=203.93=78.6,取z2=79; (5)初定螺旋角为=14; 2.按齿面接触疲劳强度进行设计
12、公式为: (1)确定式中各计算量值 1)试选Kt=1.6; 2)由参考资料【2】图10-30选取系数ZH=2.433; 3)由参考资料【2】图10-26查得 ; 4)u=i2=3.93; 5)查参考资料【2】表10-7,取d=1; 6)转矩T2=157.59Nm=157590Nmm 7)由参考资料【2】表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MP1/2 8)由公式N=60njLh计算循环次数: 9)由参考资料【2】图10-19得解除疲劳寿命系数 KHN1=0.95,KHN2=0.97; 10)由参考资料【2】图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的解除疲劳极限 lim1=600MPa,li
13、m2=550MPa 11)计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%,安全系数S=1,由式 (2)计算 1) =64.65mm; 初取d1t=64.65mm; 2)计算圆周速度v 3)计算齿宽b和模数mnt 4)计算齿宽与高之比 齿高:h=2.25mnt=2.253.14=7.065mm;b/h=64.65/7.065=9.15 5)计算纵向重合度 6)计算载荷系数K 公式:K=KAKvKHKH查参考资料【2】表10-2得使用系数KA=1;根据v=0.63m/s,7级精度,查参考资料【2】图10-8得动载系数Kv=1.01;查参考资料【2】表10-3得齿间载荷分配系数KH=KF=1.2;查参考资料
14、【2】表10-4得齿向载荷分布系数KH=1.3,查参考资料【2】图10-13得KF=1.24;故载荷系数K=KAKvKHKH=11.011.21.3=1.584 7)按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径8)计算模数mn 3.按齿根弯曲疲劳强度设计 公式为: (1)确定式中各计算量的值 1)载荷系数K K=KAKvKFKF=11.011.21.24=1.503 2)根据纵向重合度=1.586,查参考资料【2】图10-28得螺旋角影响系数Y=0.88; 3)计算当量齿数 4)查取齿形系数YFa和应力校正系数YSa查参考资料【2】表10-5得齿形系数YFa1=2.724,YFa2=2.21;应力校正
15、系数YSa1=1.57,YSa2=1.77; 5)由参考资料【2】图10-20c得弯曲疲劳强度极限小齿轮FE1=500MPa,大齿轮FE2=380MPa; 6)由参考资料【2】图10-18得弯曲疲劳寿命系数: KFN1=0.88,KFN2=0.91; 7)计算弯曲疲劳强度许用应力 取弯曲疲劳安全系数S=1.4, 8)计算大小齿轮的,并加以比较: 大齿轮数值大,选用计算; (2)计算 =2.21mm按齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于按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mn=2.5mm;为了满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d1=64
16、.21mm来计算应有的齿数 4.几何尺寸计算 (1)计算中心距 将中心距圆整为159mm (2)按圆整后的中心距修正螺旋角 因值不变,故参数,k等不必修正; (3)计算大小齿轮的分度圆直径; (4)计算齿轮宽度 (三) 齿轮旋向设计设定高速级小齿轮为右旋,那么与之啮合的大齿轮就是左旋,为使中间轴的轴向力相互抵消一部分,低速级大齿轮采用右旋,小齿轮采用左旋。将上述结果整理如下表:齿轮高速级小齿轮高速级大齿轮低速级小齿轮低速级大齿轮模数2.02.02.52.5齿数19972598齿宽45407065分度圆直径d39.31200.6964.63253.37齿根圆直径df34.31195.6958.3
17、8247.12齿顶圆直径d243.31204.6969.63258.37旋向右左左右(四) 齿轮受力分析 1.高速级齿轮 2.低速级齿轮 7级精度40Cr(调质)45钢(调质)=14h=4.16mmb/h=9.15K=1.638mn=2mma=120mm7级精度40Cr(调质)45钢(调质)z1=20z2=79=14h=7.065mmb/h=9.15K=1.584K=1.503 四、 传动轴及其附件的设计与校核计算过程及说明结果(一) 输入轴及其附件的设计及校核 1.初步确定轴的最小直径 由公式初步估算轴的最小直径: 根据参考资料【2】表15-3,选取轴的材料为40Cr,调质处理,A0=971
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 轴线 双级斜齿 圆柱齿轮 减速器
链接地址:https://www.31ppt.com/p-2947910.html