机械设计课程设计二级减速器高速级齿轮设计.docx

计算过程与分析2.传动装置的总体设计本设计中的已知条件为：两班制工作，连续单向运转，载荷叫平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温度35，我们这里选择电动机的类型为三相鼠笼式异步电动机(Y系列三相异步电动机)。2.1电动机的选择2.1.1电动机类型的选择按工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压380V。2.1.2电动机容量的选择此带式运输机，其电动机所需功率为式中，工作机实际需要的电动机输出功率，；工作机需要的输入功率，；从电动机至工作剂之间传动装置的总效率。工作及所需功率式中，工作机的阻力，；工作机的线速度，m/s；工作机的效率。设分别为齿轮传动2对、滚动轴承3对及联轴器2个的效率，则。查机械设计课程设计手册表1-5取，。则工作机的有效功率所以电动机所需功率2.1.3电动机转速的确定单极圆柱齿轮传动比，采用二级圆柱齿轮传动，工作机的转速为所以电动机的转速可选范围为选取Y132M2-6电机综合考虑，决定选用1000的电动机。根据电动机类型、结构、容量和转速查机械设计课程设计手册表12-1表12-14选定电动机型号为Y132M2-6，其主要参数如下：电动机型号额定功率/kW满载转速/（r/min）堵转转矩最大转矩质量/kg额定转矩额定转矩Y132M2-65.59602.02.284主要安装尺寸及外形尺寸：型号ABCDEFGHKABACADHDLY132M2-62161788938801033132122802752103155152.2传动装置的总传动比和分配传动比2.2.1总传动比总传动比为为式中，为满载转速，r/min；为执行机构转速，r/min。2.2.2分配传动比分配传动比考虑润滑条件，为使两级大齿轮直径相近。取故2.3各轴的运动和动力参数2.3.1各轴的转速轴轴轴卷筒轴2.3.2各轴的输入功率轴轴轴2.3.3各轴的输入转矩现将计算结果汇总如下：轴名功率P/kW转矩T/（Nm）转速n/（r/min）电机轴5.554.22960轴5.4554.22960轴5.34240.67211.9轴5.755.5665.63.齿轮的设计计算3.1高速级齿轮的设计计算小齿轮选用调质；大齿轮选用钢调质。3.1.1齿轮类型、精度等级、材料及齿数类型：选用支持圆柱齿轮传动，压力角。精度等级：由教材表10-6，选择7级精度。材料：由教材表10-1，选择小齿轮材料为调质（调质），齿面硬度为；大齿轮。材料为钢（调质），齿面硬度。齿数：选小齿轮，大齿轮齿数，取。3.1.2设计计算（1）设计准则齿轮要正常工作必须满足一定的强度以免失效，因此要通过强度计算来设计齿轮的尺寸，先分别按齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度计算出最小分度圆直径进而算出模数，比较两者的大小，然后按标准模数取值，再根据模数算出最后的分度圆直径等齿轮尺寸。考虑到装配时两齿轮可能产生轴向误差，常取大齿轮齿宽,而小齿轮宽，以便于装配。（2） 按齿面接触疲劳强度设计由教材式（10-11）试算小齿轮分度圆直径，即1）确定公式中各参数值按教材P203试取计算小齿轮传递的转矩。由教材表10-7选取齿宽系数（非对称布置）。由教材图10-20差得区域系数。由教材表10-5查得材料的弹性影响系数由教材式（10-9）计算接触接触疲劳强度用重合系数：计算接触疲劳许用应力。由教材图10-25d查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为、。由教材式（10-15）计算应力循环次数：由教材图10-23查取接触疲劳寿命系数,取失效概率为,安全系数,由式（10-14）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 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。圆周速度。齿宽。2）计算实际载荷系数。由教材表10-2查得使用系数。根据、7级精度，由教材图10-8查的动载系数。齿轮的圆周力。查教材表10-3得齿间载荷分配系数。由教材表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支撑非对称布置时，得齿向载荷分布系数。由此，得到实际载荷系数3）由教材式（10-12），可求得按实际载荷系数算的的分度圆直径及相应的齿轮模数（3）按齿根弯曲疲劳强度设计 由教材式（10-5）计算弯曲疲劳强度用重合系数。1）确定公式中各参数值试选由教材式（10-5）计算弯曲疲劳强度用重合度系数。计算。由教材图10-17查得齿形系数、。由教材图10-18查得应力修正系数、。由教材图10-24c查得小齿轮和大齿轮的吃根弯曲疲劳极限分别为、。由教材图10-22查得弯曲疲劳寿命系数、。取弯曲疲劳安全系数，由教材式（10-14）得因为大齿轮的大于小齿轮，所以取2）试算模数 调整齿轮模数1） 计算实际载荷系数前的数据准备。圆周速度。齿宽。宽高比。2）计算实际载荷系数。根据，7级精度，由教材图10-8查得动荷系数。由，查教材表10-3得齿间载荷分配系数。由教材表10-4用插值法查的,结合，查教材图10-13，得。则载荷系数为3）由教材式（10-13），可得按实际载荷系数算得的齿轮模数对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲疲劳强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力仅与齿轮直径有关，可取由弯曲疲劳强度算得的模数并就近圆整为标准值，按接触疲劳强度算得的分度圆直径，算出小齿轮齿数。取，则大齿轮齿数，取，与互为质数。这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。（4）计算几何尺寸 计算分度圆直径 中心距 计算齿轮宽度考虑不可避免的安装误差，为了保证设计齿宽和节省材料，一般将小齿轮略为加宽（510）mm，即取，而使大齿轮的齿宽等于设计宽度，即。（5）圆整中心距后的强度校核 上述齿轮副的中心距并没有不便于相关零件的设计和制造。为此，可不进行圆整。 齿面接触疲劳强度校核按前述类似做法，先计算教材式（10-10）中的各参数。,；，。将上述数据代入教材式（10-22）得到 齿面接触疲劳强度满足要求。 齿根弯曲疲劳强度校核 按前述类似做法，先计算教材式（10-6