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文档简介
1、目录1. 前言·················································
2、;····················12. 设计任务书····························
3、183;··································13. 传动方案的分析和拟定(富传动方案简图)···········
4、83;························14. 电动机的选择························
5、;·····································1············
6、3;·············································2····
7、83;·················································
8、83;···2············································25. 传动装置运动和动力参
9、数计算···············································3··
10、183;·················································
11、183;······3···········································&
12、#183;···············3··································
13、·························36. 传动零件的设计计算·······················
14、;·································4················
15、3;································4·················
16、83;································77. 轴的设计计算················
17、;·············································8高速轴最小轴径计算···&
18、#183;·················································&
19、#183;·8················································
20、·······9 ··········································
21、3;··········9·······································
22、83;·······10··········································&
23、#183;·10················································
24、;········108. 滚动轴承的选择和计算·······································
25、183;·············10····································
26、······10···········································
27、3;109. 联轴器的选择················································
28、;·············11····································
29、83;··················11·······························&
30、#183;·······················1110. 键连接的选择和计算·······················
31、3;·······························11··················
32、183;·························11························
33、······················1211. 润滑方式、润滑剂牌号及密封装置的选择························
34、··············12···································
35、3;····························12·····················
36、183;········································12·········
37、··················································
38、·····1212. 其他技术说明(如对装配、拆卸安装和维护的注意事项及需要采取的重要措施等)···1213. 结束语·································
39、83;·································12参考资料(“资料编号,作者。书名。出版社单位所在城市:名出版单位,出版年月”)附图一:二级直齿圆柱齿轮减速器总装配图附图二:减速器低速轴零件图附图三:减速器低速级大齿轮零件图一、前言机械设计基础
40、这门课是机械类专业很重要的一门基础课程,我们平时上课是按部就班地按照学,学的比较散,没有真正地联系贯通也没有实际用过,而课程设计将我们学的知识整个联系起来,让我们用自身学到的知识去处理实际问题,也真正贯彻我校 “学以致用” 的校训二、设计任务书(附纸)三传动方案的分析和拟定 1. 组成:传动装置由电动机、减速器、工作机组成。2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀,要求轴有较大的刚度。方案图如下:四电动机的选择Ped的选择电动机功率Ped,设:工作机(卷筒)所需功率PW,卷筒效率W,电机至卷筒轴的传动总效率a(减速器效率)电机需要的功率Pd 计算如下:=0.99 查手册取,
41、对于Ped=4kW的电动机型号有四种:型号Y112M-2Y112M-4Y132M1-6Y160M1-8同步转速3000 r/min1500 r/min1000 r/min750 r/min满载转速2890 r/min1440 r/min960 r/min720 r/min已知卷筒转速为60r/min,二级减速器的总传动比合理范围是ia=825。所以:电动机转速为nd=ia·n=4801500 r/min,该范围内的转速有 750 r/min, 1000 r/min, 1500 r/min。方案电动机额定功率Ped(kW)电动机转速r/min电动机重量(kg)参考价格减速器传动比ia型
42、号同步转速满载转速 1Y112M-441500144043242Y132M1-64100096073163Y160M1-8475072011812通过比较和计算,知道如果选用方案1,则在后面分配传动比时将出现i1=5.58,不符合教材P249页直齿传动比要求(i<3,最大可达5)。2号方案相对而言,其重量轻,价格便宜,传动比适中,故选2号方案。由上表读出Ia=16,按浸油润滑条件考虑,取高速级传动比i1·i2则 ia=1.3 i2·i2=·i22所以i2=3.51,i1 =ia/i2=4.56.五、传动装置运动和动力参数计算n1=nd=960 r/minn2
43、= n1/ i1 = r/minn3= n2/ i2= r/min功率的计算电动机:Pd高速轴×中间轴低速轴将各轴的运动和动力参数列于下表上:电动机轴轴轴轴滚筒轴转速n/(r/min)960960210.53 59.98 59.98 功率P/(kW)3.73 3.58 3.44 3.37 扭矩T/(N·m)37.50 37.13 162.58 548.02 537.11 传动比i11六.传动零件设计计算按教材表11.8选择齿轮的材料为:小齿轮选用45钢调质,硬度为220250HBS;大齿轮选用45钢正火,硬度为170210HBS。因为是普通减速器,由教材表11.20选8级精
44、度,要求齿面粗糙度Raum。2.确定设计准则由于该减速器为闭式齿轮传动,而且两齿轮均为齿面硬度HBS小于等于350的软齿面,齿面点蚀是主要的失效形式。应现按齿面接触疲劳强度进行设计计算,确定齿轮的主要参数和尺寸,然后再按弯曲强度校核齿根的弯曲强度。因两齿轮均为钢质齿轮,可应用教材P228页(11.23)求出d1值。确定有关参数与系数:(1)转矩T1由上表可以读出T1 N·m=37130 N·mm(2) 载荷系数K直齿,圆周速度高,精度相对较低,齿宽系数大,齿轮在两轴承间非对称(3)齿数z1和齿宽系数根据教材P249,在闭式软齿面齿轮传动中,齿轮的承受能力主要决定于齿面接触疲
45、劳强度,齿轮的弯曲强度总是足够的,因此齿数可多些,推荐z1=2440小齿轮的齿数z1取为24。此处小齿轮的齿数z1取24,则大齿轮的齿数z2= i1·z1=×24=109.44,因z1和z2最好互质,所以z2取109。实际齿数比为齿数传动比误差=11.2。(4)许用接触应力,由教材P224页=1。=60×960×1×(15×250××N1=1, ZN2=1根据教材P222页式(11.15)计算齿面接触疲劳许用应力故=则m1=2mm4.主要尺寸计算由此处取b2=50mmb1= b2+(510)取b1为55mm根据教材
46、P230页,若能得出,则校核合格。确定有关系数与参数:(1)齿形系数(2)应力修正系数YS(3)许用弯曲应力F根据教材P222页式(11.16)可得由教材230页式(11.25)可得齿根弯曲强度较和合格。由表11.21可知,选8级精度是合适的。小齿轮:da1=d1+2ha=48+2×1×2=52mm,直径较小做成齿轮轴。df1=d1-2hf=48-2×(1+0.25)=43mm大齿轮:da2=d2+2ha=218+2×1×2=222mm,由于200mm<da2<500mm,所以采用腹板式结构。df2=d2-2hf=218-5=213
47、mm整理求得的参数a12=133 m12=2 z1=24 b1=55 d1=48 da1=52 df1=43z2=109 b2=50 d2=218 da2= 222 df2=2136.2低速级齿轮的传动设计计算(1)齿数z3和齿宽系数齿数z3取为29。则大齿轮的齿数z2= i1·z1=×29=101.79,因z3和z4最好互质,所以z4取102。实际齿数比为齿数传动比误差=11.2。(2)许用接触应力由教材图11.23查得,=1。=60××1×(15×250××N3=1.07, ZN4根据教材P222页式(11.1
48、5)计算齿面接触疲劳许用应力=则m34由此处取b2=75mmb3= b4+(510)取b1为80mm整理求得的参数:a34=163.75 m34=2.5 z3=29 b3=80 d3=72.5 da3=77.5 df3z4=102 b4=75 d4=255 da4=260 df4由于200mm<da4<500mm,所以采用腹板式结构。七轴的设计计算计算(1)选择轴的材料,确定需用应力由前部分计算得知,减速器传递的功率属于中小功率,对材料无特殊要求,故选用45钢并经调质处理。(1) 按扭转强度估算轴径(最小直径)根据教材P341页表16.2得C=118107。又由式(16.2)得mm
49、考虑到轴的最小直径处要安装联轴器,会有键槽存在,故需将估算直径加大3%5%,取为17.319.5,再根据联轴器轴径要求,由设计手册取标准直径d1min=20mm。最小轴径计算mm考虑到轴的最小直径处要安装联轴器,会有键槽存在,故需将估算直径加大3%5%,取为42.547.8,再根据联轴器轴径要求,再初算转矩要求,直径需要取大一点,则由设计手册取标准直径d1min=50mm轴的结构如图所示。(1)各轴段直径的确定d31:最小直径,和联轴器相连d31=d1min=50mmd32:密封处轴段,d32= d31 +2a,a为轴肩高度,通常a(0.070.1)d,得d32在60左右,此处取d32=59m
50、m,以便于下一步轴承的选取。d33:d33= d32+15 mm,此处安装轴承,由设计手则选取d33=60 mmd34:此段起过渡作用d34= d33+15 mm,此处取65mmd35:d35 =d34+15 mm应与齿轮相配取d35=70mmd36:此处安装轴承,所以d36=d33=60 mm(2)各轴段长度确定l 31:由Y联轴器长度可以选得l 31 =110mml32:由箱体结构、轴承端盖、装配关系等确定l32=30mml33:由滚动轴承、挡油盘及装配关系等确定l33=50mml34:由装配关系,箱体结构等确定l34=50mml35:由齿轮位置关系等确定l35=12mml36:由齿轮宽度
51、确定l36=73mml37:由箱体结构、装配关系滚动轴承、挡油盘等关系确定l37=50mm作用在齿轮上的圆周力: 径向力: 则求垂直面的支反力:NN计算垂直弯矩:N·M N·M求水平面的支承力计算、绘制水平面弯矩图: N·MN·M求合成弯矩图: N·M求危险截面当量弯矩:由图可知,C-C处截面最危险,因减速器单项运转,故可以认为转矩为脉动循环变化,修正系数为0.6。其当量弯矩为: N·MMpa,许用弯曲应力,则则可以得出,所以轴是安全的。(略)最小轴径计算最小轴径处安装滚动轴承,根据设计手则滚动轴承的标准可以得出d21=30mm,其他
52、各段尺寸根据两齿轮宽度及箱体尺寸和安装要求可分别得出d22=48mm,d23=10mm,d24=77mm,d25=45mm八、滚动轴承的选择和计算因为设计的齿轮都是直齿,所以轴向不受力,再结合速度情况,选用深沟球轴承。高速轴安装轴承的轴段直径为25mm,由设计手则查得应选用深沟球轴承6205 GB/T276-94,中间轴安装轴承的轴段直径为30mm,由设计手则查得应选用深沟球轴承6206 GB/T276-94。选择:高速轴安装轴承的轴段直径为60mm,由设计手则查得应选用深沟球轴承6212 GB/T276-94校核:因为所以N应选1.1。受轴向载荷验算轴承寿命:h所选轴承具有足够的寿命。九、联轴器的选择(1)选择类型电动机与减速器高速轴联结用的联轴器,一般选用弹性可移式联轴器,所以此处与高速轴联接的联轴器选弹性柱销联轴器。(2)求计算转矩前面已经求出电动机的扭矩Td= N·M,由教材P435表19.1查得,工作情况系数K
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