一级减速机课程[1]

1、仅供参考一、传动方案拟定 第二组第三个数据：设计带式输送机传动装置中地一级圆柱齿轮减速器 1）工作条件：使用年限 10 年,每年按 300 天计算,两班制工作 ,载荷平稳.2） 原始数据：滚筒圆周力 F=3.0KN ；带速 V=1.4m/s ； 滚筒直径 D=600mm.运动简图二、电动机地选择1、电动机类型和结构型式地选择：按已知地工作要求和条件 ,选用 Y 系列三相异步电动机 .2、确定电动机地功率： 0.992 0.97 0.99X.95=0.86（2电机所需地工作功率： Pd=FV/1000n总=3000 1.4/1000 0.86=3.61KW3、确定电动机转速： 滚筒轴地工作转速：

2、Nw=6CX1000V/nD=60X1000X1.4/ 60X=44.59r/min根据查表得到地合理传动比范围，取 V 带传动比 lv=24,单级圆柱齿轮传动比范 围lc=35,则合理总传动比 i 地范围为 i=620,故电动机转速地可选范围为 nd=iXnw=620）X121.5=7292430r/min符合这一范围地同步转速有 960 r/min 和 1420r/min.由查表得出有三种适用地 电动机型号 . 如下表方案电动机型号额定功率电动机转速 vr/min ）传动装置地传动比KW 同转 满转 总传动比 带 齿轮1 Y132s-6 3 1000 960 7.9 3 2.632 Y10

3、0l2-4 3 1500 1420 11.68 3 3.89 综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器地传动比 ,比较 两种方案可知：方案 1 因电动机转速低 ,传动装置尺寸较大 ,价格较高.方案 2 适 中.故选择电动机型号 Y100l2-4.4、确定电动机型号 根据以上选用地电动机类型 ,所需地额定功率及同步转速 ,选定电动机型号为 Y100l2-4.其主要性能：额定功率：3KW,满载转速 1420r/min,额定转矩 2.2.三、计算总传动比及分配各级地传动比1、总传动比：i 总= =门门电动/n 筒=1420/121.5=11.682、分配各级传动比v1 ） 取 i 带

4、=32)/ i 总=i 齿Xi带ni 齿=i 总/i 带=11.68/3=3.89四、运动参数及动力参数计算1 、计算各轴转速 nII=nl/i 齿=473.33/3.89=121.67(r/min滚筒 nw=nII=473.33/3.89=121.67(r/min2、 计算各轴地功率 0.99 0.97=2.53KW3、 计算各轴转矩Td=9.55Pd/nm=9550X2.76/1420=18.56N?mTl=9.55p2 入/n1 =9550 x2.64/473.33=53.26N?mTII =9.55p2 入/n2=9550 x2.53/121.67=198.58N?m五、传动零件地设计

5、计算1、 皮带轮传动地设计计算1 ) 选择普通 V 带截型由查表可得 10-8 得：kA=1.2 P=2.76KWPC=KAP=1.2X2.76=3.3KW据 PC=3.3KW 和 n 仁 473.33r/min 由图可知：选用 A 型 V 带dmin=75dd2=i 带 dd1(1-=3X95X-0)1O2=279.3O mm由查表可得 ,取 dd2=280带速 V: V=ndd1 n1/60X1000=nX95X1420/60X1000 =7.06m/s在 525m/s 范围内,带速合适 ./2+(dd2 -dd12/4a0=2X500+3.14(95+280+(280-952/4X450

6、=1605.8mm由查表可选取相近地 Ld=1600mm确定中心距 aa0+(Ld-Ld0/2=500+(1600-1605.8/2=497mm(4 验算小带轮包角a仁 180057.30Xd2-dd1/a=1800-57.30X(280-95/497 =158.6701200 适用)KaKL=3.3/(1.4+0.170.94 0.99=2.26 (取 3 根(6 计算轴上压力由由查表可得 q=0.1kg/m,由单根 V 带地初拉力：F0=500PC/ZV+0.10 x7.062=134.3kN则作用在轴承地压力 FQFQ=2ZF0sin(a1/2=23134.3sin(158.67o/2

7、=791.9N2、齿轮传动地设计计算按齿面接触疲劳强度设计由 d1 (6712 kT1(u+1/ ducH21/3确定有关参数如下：传动比 i 齿=3.89取小齿轮齿数 Z1=20. 则大齿轮齿数： Z2=iZ1= 20=77.8 取 z2=78由表取 d=1.1(3转矩 T1T1=9.55106P1/n1=9.55 106 2.61/473.33=52660N?mm(4载荷系数 k : 取 k=1.2(5许用接触应力 cHcH=cHlim ZN/SHmin 由图查得：cHlim1=610MpacHlim2=500Mpa接触疲劳寿命系数 Zn：按一年 300 个工作日，每天 16h 计算,由公

8、式 N=60njtn 计算N1=60 473.33 1030018=1.36x109N2=N/i=1.36x109 /3.89=3.4108查图中曲线 1,得 ZN1=1 ZN2=1.05按一般可靠度要求选取安全系数 SHmin=1.0cH1=cHlim1ZN1/SHmin=610 x1/1=610 MpacH2=cHlim2ZN2/SHmin=500 x1.05/1=525Mpa故得：d1(6712kT1(u+1/ducH21/3=49.04mm模数： m=d1/Z1=49.04/20=2.45mm取标准模数第一数列上地值 ,m=2.5(6校核齿根弯曲疲劳强度cbb=2KT1YFS/bmd1

9、确定有关参数和系数分度圆直径： d1=mZ1=2.5 20mm=50mmd2=mZ2=2.578mm=195mm齿宽：b= dd1=1.1x50mm=55mm取 b2=55mm b1=60mm (7复合齿形因数 YFs 由图得： YFS1=4.35,YFS2=3.95(8许用弯曲应力cbb 根据课本 1P116 ： cbb=cbblim YN/SFmin由图得弯曲疲劳极限cbblim 应为：cbblim 仁 490Mpacbblim2 =410Mpa 由图得弯曲疲劳寿命系数 YN： YN1=1 YN2=1弯曲疲劳地最小安全系数 SFmin ：按一般可靠性要求 ,取 SFmin =1 计算得弯曲

10、疲劳许用应力为cbb1=cbblim1 YN1/SFmin=490 x1/1=490Mpa cbb2=cbblim2 YN2/SFmin =410 x1/1=410Mpa 校核计算cbb1=2kT1YFS1/ b1md1=71.86pa cbb1cbb2=2kT1YFS2/ b2md1=72.61Mpa计算齿轮传动地中心矩 aa=(d1+d2/2= (50+195/2=122.5mm (10计算齿轮地圆周速度 V计算圆周速度 V=nn1d1/60 x1000=3.14x473.33x50/60 x1000=1.23m/s 因为 Vv6m/s,故取 8 级精度合适.六、轴地设计计算从动轴设计1

11、、选择轴地材料 确定许用应力 选轴地材料为 45 号钢,调质处理 .查表可知：cb=650Mpa,cs=360Mpa 查表可知：cb+1bb=215Mpa c0bb=102Mpa, -c1bb=60Mpa2 、按扭转强度估算轴地最小直径 单级齿轮减速器地低速轴为转轴 ,输出端与联轴器相接 ,从结构要求考虑 ,输出端轴径应最小 ,最小直径为：d C查表可得 ,45 钢取 C=118则 d 118x(2.53/121.671/3mm=32.44mm 考虑键槽地影响以及联轴器孔径系列标准 , 取 d=35mm3 、齿轮上作用力地计算齿轮所受地转矩： T=9.55x106P/n=9.55x106x2.

12、53/121.67=198582 N 齿轮作用力：圆周力：Ft=2T/d=2x198582/195N=2036N 径向力：Fr=Fttan200=2036xtan200=741N4 、轴地结构设计轴结构设计时 ,需要考虑轴系中相配零件地尺寸以及轴上零件地固定方式 比例绘制轴系结构草图 .1 )、联轴器地选择可采用弹性柱销联轴器，查表可得联轴器地型号为 HL3 联轴器：35X82GB5014-852 )、确定轴上零件地位置与固定方式单级减速器中 ,可以将齿轮安排在箱体中央 ,轴承对称布置 在齿轮两边 .轴外伸端安装联轴器 ,齿轮靠油环和套筒实现 轴向定位和固定 ,靠平键和过盈配合实现周向固定 ,

13、两端轴 承靠套筒实现轴向定位 ,靠过盈配合实现周向固定 ,轴通 过两端轴承盖实现轴向定位 ,联轴器靠轴肩平键和过盈配合 分别实现轴向定位和周向定位3 )、确定各段轴地直径 将估算轴 d=35mm 作为外伸端直径 d1 与联轴器相配 选择轴承型号.由1P270 初选深沟球轴承，代号为 6209,查手册可 得:轴承宽度 B=19,安装尺寸 D=52,故轴环直径 d5=52mm.,按(5 )确定轴各段直径和长度I段：d 仁 35mm 长度取 L 仁 50mmII 段:d2=40mm初选用 6209 深沟球轴承 ,其内径为 45mm,宽度为 19mm.考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定

14、距离.取 套筒长为 20mm, 通过密封盖轴段长应根据密封盖地宽度 ,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=按弯矩复合强度计算1求分度圆直径：已知 d1=195mm2求转矩：已知 T2=198.58N?m3求圆周力： Ft 根据公式得Ft=2T2/d2=2X198.58/195=2.03N4求径向力 Fr 根据公式得Fr=FtXana=2.03Xtan200=0.741N5因为该轴两轴承对称 ,所以： LA=LB=48mm(1 绘制轴受力简图 如图 a)2 )绘制垂直面弯矩图 绘制合弯矩图 1/2=

15、1/2=51.63N?m(5 绘制扭矩图 如图 e)转矩：T=9.55X绘制当量弯矩图 21/2=51.632+(0.21X98.5821/2=65.13N?m(7校核危险截面 C 地强度由公式(T e=65.13/0.1d33=65.13x1000/0.1 453=7.14MPa C查表可得,45 钢取 C=118则 d 118X(2.64/473.331/3mm=20.92mm 考虑键槽地影响以系列标准 ,取d=22mm3 、齿轮上作用力地计算齿轮所受地转矩： T=9.55X106P/n=9.55X106X2.64/473.33=53265 N 齿轮作用力：圆周力： Ft=2T/d=2X5

16、3265/50N=2130N 径向力： Fr=Fttan200=2130Xtan200=775N 确定轴上零件地位置与固定方式单级减速器中 ,可以将齿轮安排在箱体中央 ,轴承对称布置 在齿轮两边 .齿轮靠油环和套筒实现 轴向定位和固定 ,靠平键和过盈配合实现周向固定 ,两端轴 承靠套筒实现轴向定位 ,靠过盈配合实现周向固定 ,轴通过两端轴承盖实现轴向定位 ,4 确定轴地各段直径和长度初选用 6206 深沟球轴承 ,其内径为 30mm,宽度为 16mm. 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 36mm,安装齿轮段长度为轮毂宽度为 2mm.

17、 (2按弯扭复合强度计算1求分度圆直径：已知 d2=50mm2求转矩：已知 T=53.26N?m3求圆周力 Ft :根据公式得Ft=2T3/d2=2 53.26/50=2.13N4求径向力 Fr 根据公式得Fr=Ft 粕 na=2.13X0.36379=0.76N5两轴承对称LA=LB=50mm(1求支反力 FAX、FBY 、FAZ、FBZFAX=FBY=Fr/2=0.76/2=0.38NFAZ=FBZ=Ft/2=2.13/2=1.065N(2 截面 C 在垂直面弯矩为MC1=FAxL/2=0.38X100/2=19N?m(3 截面 C 在水平面弯矩为MC2=FAZL/2=1.065X100/

18、2=52.5N?m(4计算合成弯矩MC=MC12+MC22 )1/2=计算当量弯矩：得a=0.4Mec=MC2+(aT21/2=55.832+(0.4X53.2612/2=59.74N?m(6 校核危险截面 C 地强度由式 10-3)(Te=Mec/=22.12Mpa Cb=60Mpa此轴强度足够由初选地轴承地型号为 : 6209,查表可知 :d=55mm, 外径 D=85mm, 宽度 B=19mm, 基本额定动载荷C=31.5KN, 基本静载荷 CO=20.5KN,查表可知极限转速 9000r/min两轴承径向反力： FR1=FR2=1083N根据课本 P265TFS1+Fa=FS2 Fa=

19、0故任意取一端为压紧端 ,现取 1 端为压紧端FA1=FS1=682N FA2=FS2=682N(3求系数 x、yFA1/FR1=682N/1038N =0.63FA2/FR2=682N/1038N =0.63根据表得 e=0.68FA1/FR1e x1=1 FA2/FR2计算当量载荷 P1 、P2 根据表取 f P=1.5 根据公式得P 仁 fP(x1FR1+y1FA1=1.5X(1X083+0=1624N P2=fp(x2FR1+y2FA2= 1.5 X(1X083+0=1624N (5 轴承寿命计算tP1=P2 故取 P=1624N深沟球轴承& =3根据手册得 6209 型地 Cr=31

20、500N由公式得LH=106(ftCr/P/60n=106(1X31500/16243/60X121.67=998953h48000h预期寿命足够二.主动轴上地轴承 :(1 由初选地轴承地型号为 :6206查表可知 :d=30mm, 外径 D=62mm, 宽度 B=16mm, 基本额定动载荷 C=19.5KN,基本静载荷 CO=111.5KN, 查表可知极限转速 13000r/min根据根据条件 ,轴承预计寿命Lh=10X300X16=48000h 两轴承径向反力： FR1=FR2=1129N 得轴承内部轴向力FS=0.63FR 则 FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1129=711.

21、8N (2tFS1+Fa=FS2 Fa=0故任意取一端为压紧端 ,现取 1 端为压紧端FA1=FS1=711.8N FA2=FS2=711.8N(3求系数 x、yFA1/FR1=711.8N/711.8N =0.63FA2/FR2=711.8N/711.8N =0.63根据表得 e=0.68FA1/FR1e x1=1 FA2/FR2计算当量载荷 P1 、P2根据表取 f P=1.5根据公式得P仁fP(x1FR1+y1FA1=1.5X(1XI129+O=1693.5N P2=fp(x2FR1+y2FA2=1.5X(1X129+0= 1693.5N(5 轴承寿命计算 P1=P2 故取 P=1693

22、.5N深沟球轴承& =3根据手册得 6206 型地 Cr=19500N由公式得LH=106(ftCr/P/60n=106(1X19500/1693.53/60X473.33=53713h48000h预期寿命足够七、键联接地选择及校核计算1 根据轴径地尺寸，高速轴(主动轴 与 V 带轮联接地键为：键 8X36 GB1096-79大齿轮与轴连接地键为：键 14X45 GB1096-79轴与联轴器地键为：键 10X40 GB1096-792键地强度校核大齿轮与轴上地键 ：键 14X45 GB1096-79bXh=14X9,L=45, 则 Ls=L-b=31mm圆周力： Fr=2TII/d=2X198

23、580/50=7943.2N挤压强度：=56.93125150MPa=c p因此挤压强度足够剪切强度： =36.60120MPa= 因此剪切强度足够键 8X36 GB1096-79 和键 10X40 GB1096-79 根据上面地步骤校核，并且符合 要求.八、减速器箱体、箱盖及附件地设计计算 1 、减速器附件地选择通气器因为在室内使用，选通气器 箱座壁厚 z=0.025a+1=0.025X122.5+1= 4.0625取 z=8(2 箱盖壁厚 z1=0.02a+ 仁 0.02X122.5+1= 3.45取 z1=8(3箱盖凸缘厚度 b1=1.5z1=1.5 卷=12(4箱座凸缘厚度 b=1.5

24、z=1.5 卷=12(5箱座底凸缘厚度 b2=2.5z=2.5 卷=20(6 地脚螺钉直径 df =0.036a+12=0.036122.5+12=16.41(取 18(7 地脚螺钉数目 n=4 (因为 a(8轴承旁连接螺栓直径 d 仁 0.75df =0.7518= 13.5 (取 14(9盖与座连接螺栓直径 d2=(0.5-0.6df =0.55X18=9.9( 取 10(10 连接螺栓 d2 地间距 L=150-200(11 轴承端盖螺钉直 d3=(0.4-0.5df=0.41X=7.2(取 8(12 检查孔盖螺钉 d4=(0.3-0.4df=0.3 1X8=5.4 (取 6(13 定位销直径 d=(0.7-0.8d2=0.81X0=8(