二级斜齿轮减速器设计.doc
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1、机械设计课程设计二级斜齿轮减速器学 院: 行知学院专 业:机械设计制造及其自动化121班姓 名: 范云龙学 号: 12556108联系电话: 18329031863/651863授课教师: 徐洪成 绩:机械设计课程设计任务书姓名 范云龙 专业 机械设计制造及其自动化 班级 机械121 学号 12556108设计题目:带式输送机的传动装置中的带传动与减速器,减速器结构为二级斜齿减速器。工作条件:如表中数据,每年以240工作日计算,输出转速允许误差为3以内。设计工作量:设计说明一份;结构草图一份(坐标纸手绘);减速器装配图一份;大带轮、小带轮、四个齿轮,三根轴的零件图;减速器3D装配图一份;减速器
2、3D动画;三根轴的应力应变图。数据号学号姓名冲击工作年限工作班制运行形式输出转速r/min输出扭矩n.m612556108范云龙大53双向55450指导教师签字: 日期: 序号项目依据结论I.方案分析将齿轮置于远离转矩输入端,可以使轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形部分地抵消,以减缓沿齿宽载荷不均匀的现象。II.选择电动机1.电动机类型目前应用最广的是Y系列三相异步电动机,其结构简单、起动性能好、工作可靠、价格低廉,维护方便。Y型全封闭笼型三相异步电机2.电动机功率输出功率(输出扭矩,输出转速)传动效率(分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器的效率。取,)电动机功率3.电
3、动机转速总传动比(带传动比,齿轮传动比)电动机转速4.选择电动机根据电动机功率,电动机转速,查课程设计指导书P143附表8.1 Y100L25.结论电动机型号功率P转速nY100L23kW2880r/minIII.分配传动比1.总传动比2.定义参数3.高速级传动比4.低速级传动比5.带传动传动比6.初选传动比4.156883.741193.36707IV.带传动设计i.带设计1.确定计算功率工作情况系数根据带传动三班制,软启动,载荷变动大,查机械设计P156表8-8确定计算功率()2.选择V带代带型根据计算功率,转速,查机械设计P157图8-11选用A型3.确定带轮的基准直径并验算带速(1)初
4、选小带轮的基准直径根据V带带型为A型,查机械设计P155表8-7,P157表8-9(2)验算带速带速合适(3)计算大带轮的基准直径,再根据V带带型为A型,查机械设计P157表8-94.确定V带的中心距和基准长度(1)初定中心距(2)计算带所需的基准长度再根据V带带型为A型,查机械设计P145表8-2(3)计算实际中心距中心距的变化范围为4825605.验算小带轮上的包角6.计算带的根数(1)计算单根V带的额定功率根据小带轮直径,小带轮转速,查机械设计P151表8-4,得单根普通V带的基本额定功率;根据小带轮转速,传动比和A带型,查机械设计P153表8-5,得单根普通V带额定功率的增量;根据小带
5、轮包角,查机械设计P155表8-6,得包角修正系数;根据V带带型为A型,V带的基准长度,查机械设计P145表8-2得带长修正系数(2)计算V带的根数取4根7.计算单根V带的初拉力根据V带带型为A型,查机械设计P149表8-3得单位长度质量(包角修正系数,计算功率,带的根数,带速)8.计算压轴力(带的根数,小带轮上的包角)9.主要设计结论选用A型普通V带4根,带基准长度1750mm。带轮基准直径,中心距控制在。单根带初拉力。小带轮直径大带轮直径实际传动比压轴力ii.带轮结构设计带轮材料采用HT150。查机械设计课程设计手册P68表5-8,得,现取,1.小带轮设计根据小带轮直径,得小带轮采用实心式
6、,根据电动机型号为Y100L2,查机械设计课程设计手册P23表2-3得电动机的伸出端直径,电动机轴外伸长度,再查机械设计课程设计手册P68表5-8,表5-9取由于,所以但考虑到电动机轴外伸长度为60mm,故取2.大带轮设计根据大带轮直径,得大带轮采用轮辐式。大带轮毂孔直径由后续高速轴设计而定,暂取。查机械设计课程设计手册P68表5-8,表5-9取由于,所以取V.齿轮设计i.高速级齿轮设计高速级小齿轮转速(小带轮转速,带轮传动比)输入功率(电动机功率,带传动效率,轴承效率) 1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数(1)选用斜齿圆柱齿轮传动,压力角取为20(2)初选精度查机械设计P205表10-6
7、初选精度IT7(3)材料选择查机械设计P191表10-1小齿轮40Cr(调质),齿面硬度280HBS;大齿轮45钢(调质),齿面硬度240HBS(4)选小齿轮齿数,大齿轮齿数,取(5)初选螺旋角2.按齿面接触疲劳强度设计(1)计算小齿轮分度圆直径1)确定公式中的各参数值a)试选载荷系数b)小齿轮传递的转矩(输入功率,小齿轮转速)c)齿宽系数根据两支承相对于齿轮作不对称布置,查机械设计P206表10-7d)区域系数根据螺旋角,查机械设计P203图10-20e)弹性影响系数根据齿轮齿轮,查机械设计P202表10-5f)接触疲劳强度用重合度系数(压力角,螺旋角)(小齿轮齿数,)(大齿轮齿数)(齿宽系
8、数)g)螺旋角系数h)接触疲劳许用应力根据齿轮的材料及硬度,查机械设计P211图10-25(d),得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为,;根据三班制,每年以240工作日计算,工作年限5年,得(小齿轮转速)(传动比);查机械设计P208图10-23,得接触疲劳寿命系数;取失效概率为1%,安全系数,得取和中的较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力,即2)试算小齿轮分度圆直径(2)调整小齿轮分度圆直径1)计算实际载荷系数前的数据准备a)圆周速度(小齿轮转速)b)齿宽(齿宽系数)2)计算实际载荷系数a)使用系数根据冲击大,原动机为电动机,查机械设计P192表10-2b)动载系数根据速度,精度等级为IT7
9、,查机械设计P194图10-8c)齿间载荷分配系数齿轮的圆周力(小齿轮传递的转矩,小齿轮分度圆直径)(使用系数,齿宽),查机械设计P195表10-3d)实际载荷系数根据两支承相对于齿轮作不对称布置,齿轮精度等级为IT7,查机械设计P196表10-4,得齿向载荷分布系数;实际载荷系数3)分度圆直径及相应的模数(小齿轮分度圆直径,载荷系数)(螺旋角,小齿轮齿数)3.按齿根弯曲疲劳强度设计(1)试算齿轮模数1)确定公式中的各参数值a)试选载荷系数b)弯曲疲劳强度的重合度系数(螺旋角,端面压力角)(直齿圆柱齿轮的重合度)c)弯曲疲劳强度的螺旋角系数(斜齿轮的轴面重合度,螺旋角)d)计算由当量齿数,查机
10、械设计P200图10-17,得齿形系数,;查机械设计P201图10-18,得应力修正系数,;根据齿轮的材料及硬度,查机械设计P209图10-24(c),得小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为,;根据应力循环次数,查机械设计P208图10-22,得弯曲疲劳寿命系数,;取弯曲疲劳安全系数,得,因为大齿轮的大于小齿轮,所以取2)试算齿轮模数(2)调整齿轮模数1)计算实际载荷系数前的数据准备a)圆周速度(小齿轮转速)b)齿宽(齿宽系数)c)齿高及宽高比(,齿轮模数)2)实际载荷系数a)动载系数根据速度,精度等级为IT7,查机械设计P194图10-8b)齿间载荷分配系数齿轮的圆周力(小齿轮传递的转矩,
11、小齿轮分度圆直径)(使用系数,齿宽),查机械设计P195表10-3c)载荷系数根据两支承相对于齿轮作不对称布置,齿轮精度等级为IT7,齿面为软齿面,查机械设计P196表10-4,得,结合查机械设计P197图10-13,得载荷系数()3)按实际载荷系数算得的齿轮模数(齿轮模数,载荷系数)对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数。从满足弯曲疲劳强度出发,从标准中就近取;为了同时满足接触疲劳强度,需按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算小齿轮的模数,即取,则,取,与互为质数。4.几何尺寸计算(1)中心距圆整中心距为85mm(2)修正螺旋角(3)小、大齿轮的分度
12、圆直径(4)齿轮宽度(齿宽系数)取,5.圆整中心距后的强度校核齿轮副的中心距在圆整后,、和、等均产生变化,应重新校核齿轮强度,以明确齿轮的工作能力。(1)齿面接触疲劳强度校核按前述类似做法,先计算中的各参数。计算结果如下:将它们代入式中,得到不满足齿面接触疲劳强度条件。修改小齿轮齿数,则取1 计算中心距,取2 修正螺旋角3 计算小齿轮分度圆直径4 代入式中,得满足齿面接触疲劳强度条件(2)齿根弯曲疲劳强度校核按前述类似做法,先计算中的各参数,计算结果如下:将它们代入式中,得到齿根弯曲疲劳强度满足要求,并且小齿轮抵抗弯曲疲劳破坏的能力大于大齿轮。6.受力分析7.设计结论齿数、,模数,压力角,螺旋
13、角,变位系数,中心距,齿宽,。小齿轮选用40Cr(调质),大齿轮选用45钢(调质)。齿轮按精度IT7设计。dzm48.5044.5951.63311.5163148181.50177.59184.631161537456584411122156ii.低速级齿轮设计低速级齿轮传动比(总传动比,高速级齿轮传动)低速级小齿轮转速(高速级小齿轮转速)低速级齿轮输入功率(高速级齿轮输入功率,轴承效率,齿轮传动效率)1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数(1)选用斜齿圆柱齿轮传动,压力角取为20(2)初选精度查机械设计P205表10-6初选精度IT7(3)材料选择查机械设计P191表10-1小齿轮40Cr
14、(调质),齿面硬度280HBS;大齿轮45钢(调质),齿面硬度240HBS(4)选小齿轮齿数,大齿轮齿数,取(5)初选螺旋角2.按齿面接触疲劳强度设计(1)计算小齿轮分度圆直径1)确定公式中的各参数值a)试选载荷系数b)小齿轮传递的转矩(低速级齿轮输入功率,低速级小齿轮转速)c)齿宽系数根据两支承相对于齿轮作不对称布置,查机械设计P206表10-7d)区域系数根据螺旋角,查机械设计P203图10-20e)弹性影响系数根据齿轮齿轮,查机械设计P202表10-5f)接触疲劳强度用重合度系数(压力角,螺旋角)(小齿轮齿数,)(大齿轮齿数)(齿宽系数)g)螺旋角系数h)接触疲劳许用应力根据齿轮的材料及
15、硬度,查机械设计P211图10-25(d),得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为,;根据三班制,每年以240工作日计算,工作年限5年,得(小齿轮转速)(传动比);查机械设计P208图10-23,得接触疲劳寿命系数;取失效概率为1%,安全系数,得取和中的较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力,即2)试算小齿轮分度圆直径(2)调整小齿轮分度圆直径1)计算实际载荷系数前的数据准备a)圆周速度(小齿轮转速)b)齿宽(齿宽系数)2)计算实际载荷系数a)使用系数根据冲击大,原动机为电动机,查机械设计P192表10-2b)动载系数根据速度,精度等级为IT7,查机械设计P194图10-8c)齿间载荷分配系数齿轮
16、的圆周力(小齿轮传递的转矩,小齿轮分度圆直径)(使用系数,齿宽),查机械设计P195表10-3d)实际载荷系数根据两支承相对于齿轮作不对称布置,齿轮精度等级为IT7,查机械设计P196表10-4,得齿向载荷分布系数;实际载荷系数3)分度圆直径及相应的模数(小齿轮分度圆直径,载荷系数)(螺旋角,小齿轮齿数)3.按齿根弯曲疲劳强度设计(1)试算齿轮模数1)确定公式中的各参数值a)试选载荷系数b)弯曲疲劳强度的重合度系数(螺旋角,端面压力角)(直齿圆柱齿轮的重合度)c)弯曲疲劳强度的螺旋角系数(斜齿轮的轴面重合度,螺旋角)d)计算由当量齿数,查机械设计P200图10-17,得齿形系数,;查机械设计P
17、201图10-18,得应力修正系数,;根据齿轮的材料及硬度,查机械设计P209图10-24(c),得小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为,;根据应力循环次数,查机械设计P208图10-22,得弯曲疲劳寿命系数,;取弯曲疲劳安全系数,得,因为大齿轮的大于小齿轮,所以取2)试算齿轮模数(2)调整齿轮模数1)计算实际载荷系数前的数据准备a)圆周速度(小齿轮转速)b)齿宽(齿宽系数)c)齿高及宽高比(,齿轮模数)2)实际载荷系数a)动载系数根据速度,精度等级为IT7,查机械设计P194图10-8b)齿间载荷分配系数齿轮的圆周力(小齿轮传递的转矩,小齿轮分度圆直径)(使用系数,齿宽),查机械设计P19
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