常用的机械传动_二级减速器设计说明

1、机械设计综合训练U知识模块：常用的机械传动车辆专业16-2 班级 设计者 张明瑞 指导教师 王琦2018 年11 月辽宁工程技术大学任务：方案(4)图:结论栏方案数据：车辆16-2班28号题号滚筒圆周力F/kN带速 v/ m- s-1滚筒直径D/mm滚筒长度L/mmZLL-93.80.88400800工作年限工作班制工作环境载荷性质生产批量102多灰尘稍有波动小批工作条件B:一、电机选择(1) 选择电机系列(2) 选择电动机功率=3.344?卷筒所需有效功率总效率：?= ?联?承 ?啮?链?筒? =?10003800x0.881000按表4.2-9取:齿轮啮合效率：？?齿=0.97 (齿轮精度

2、为8级)滚动轴承效率：？?承=0.99联轴器效率：？?联=0.99滚筒效率:?筒=0.96链传动效率：？?链=0.93则传动总效率：？=?联?承 ?啮?链?筒42=0.99 X0.99 X0.97 x 0.93 X0.96=0.798所需电动机功率:?=?3.3440798= 4.19?查表4.12-1,可选丫系列三相异步电动机 丫132S-4型，额定功率？?o = 5.5?,或选用丫系列三相异步电动机丫132M2-6型，额定功率？?o= 5.5?(3) 确定电动机转速滚筒轴转速:? = 60?60x088? ?X0.4420?电机型号Y132M2-60= 5.5 kW同步转速为1500 r/

3、min及1000 r/min两种方案进行比较，由表 4.12-1查得电动机数据，计算出的总传动比如下表:万案号电机型号额定功率同步转速满载转速电机质量总传动比1Y132S-45.51500144034.282Y132M2-65.5100096022.85电机同步转速有4种，比较其中两种方案：该设计方案为 3级减速传动，根据 闭式齿轮传动和链传动常用传动比范围(表4.2-9 )，且方案一选取的电动机虽然质 量和价格较低，但总传动比大。为使传动装置结构紧凑，决定选用方案 2。P、分配传动比链传动：i链=2.0（常用范围24）减速器：i 减=22.85/2.0=11.43?高=V （1.3 14）

4、?减=3.85 4.00，取 3.90 （ 范围 35）小小11.43卄?低 =预=2.93（ 范围 35）i 链=2.0i 高=3.90i 低=2.93三、传动装置各轴的运动和动力参数计算0轴：0轴及电动机轴?0= ?= 4.19?0= 960 ?/ ?3 ?13 4.19 X 1034 ?0= 9.55 X10= 9.55 X 10 X、= 4.17 X10 ?1960?I轴：1轴即减速器高速轴?1 = ?0 ？01 = ?0 ?联=4.19 X 0.99=4.15kW?1 = ?0 = 960 ?/ ?3 ?13 4.15X1034?1 = 9.55 X 10 初二 9.55 X10 X

5、 = 4.13 X 10 ? ?960II轴:II轴即减速器中间轴?2= ?1 -?12 = ?1?齿?承 =4.15 X 0.97 X 0.99=3.99kW?1?1960= = =2?01?高3.90=246.15?/?cc3?233.99X103cccc?2 =9.55 X 103話=9.55 X103X =1.54 X 105?川轴即减速器低速轴?3 = ?2 ？23 = ?2 ?齿?承 = 3.99 X 0.97 X 0.99=3.83kW?2?2246152.93?3 =耳=E=84.01?/?3?3= 9.55 X 10?333.83 X1035云=9.55 X10 X840 =

6、 4.35 X 10 ? ?W轴即传动滚筒轴?4 = ?3 -?34 = ?3 ?链?承 = 3.83 X 0.96 X 0.99=3.64W?3 =?23?2?链8401=42.0?/?3 ?43 3.64X1035?4 = 9.55 X 103 = 9.55 X103 X- = 8.27 X 105? ?轴序号入轴功率p/kW转速n/r/mi n转矩T/N - mm传动型式传动比效率n04.199604.17 X104联轴器1.00.96I4.159604.13 X104齿轮传动3.900.96n3.99246.151.54 X105齿轮传动2.930.96川3.8384.014.35 X

7、105链传动2.00.99IV3.6442.08.27 X105四、减速器以外传动零件的计算链传动设计已知数据：传动比i链=2.0，传递功率P = ?承 ?山=0.99 X3.83 = 3.79kW小链轮转速m=nm= 84.01,载荷稍有波动（根据任务书中工作条件B）。设计过程：（1）取链轮齿数：链轮齿数Z1=21Z2=41乙=21,Z2=iz 1=2X 21 ± 1=41 （或 43）（齿数互质）（2）选定链型号，确定链节距p：由式4-8得?0?厂1.5x0.91x3.791= 5.17 kW式中，工况系数Kx由表4-6查得& =1.5,;小链轮齿数系数Kz由图4-13查

8、得Kz =0.91 ;多排链系数Kp按单排链由表4-7查得Kp=1。链节距根据R =5.17 kW 及n1 =84.01 r/min ，由图4-11选定链型号为28A,由2?2- ?1 ) 22?)2X200021+41= + +44.45244.45 ,41- 21200022?) = 121.22取Lp=122节(偶数)。确定实际中心距链节数Lp=122中心距a=2000.39mm(3)验算链速?1?1?21x84.01x44.45v =1 1= = 1 307?/ ? < 15 ?/ ?60X100060X1000.转速适宜。(4) 确定中心距以及链节数初选 ao= (3050)

9、p=1333.52222.5mm,取 ao=2000mm.2?0?1 + ?2?链节数Lp =扌+宁+帀(?- ?0122- 121.22a= ?0+2?= 2000+ 2= 200Q39?五、减速器以内传动零件的计算1.高速级圆柱直齿轮的设计已知数据：传动比i 1=3.90，传递功率R=41.3kW ,小齿轮转速n仁960r/min，载荷稍有波动。设计过程:(1)选择齿轮材料、确定精度等级及许用应力小齿轮材料选用40Cr钢，调质处理，齿面硬度241286HBS(表5-1 ),取250280HB大齿轮材料选用 ZG310-570,正火处理，表面硬度 156217HB取162185HB选择齿轮精

10、度等级 8级(GB10095-88)，查图5-16 (b)，得=690MP© ?2 = 440MPa应力循环次数:?1 = 60?1? = 60 X960 X1 x(2 X10 x300 X8) =2.76 x 1099?1?=7.08 X102.76 X1093.90=查图5-17得Zni=1.12 , ZN2=1.17 （允许有一定点蚀）取 Zw=1.0 , Smin=1.0 , Zlvr=0.92由式（5-29）得 Zxi=Z<2=1.0取乙vR=0.92 由式（5-24）确定接触疲劳许用应力? 1 = :?2?1?1 ? = 690 X 1.12 X 10 X 1.0

11、X0.92 = 711.0MPa<<?I.U?1440? 2 = ?2?1 ? =77； X 1.17 X 1.0 X 1.0 X 0.92 = 473.6MPa?1.0? 2 = 473.6 ?因为? 1 > ?2，计算中?=（2）按接触疲劳强度确定中心距 a由式（5-18）/ ?1?a > （u+1） V 丄（一二二）?2?1?丿3 ?13 41.34式中?1 = 9550 X 10 帀=9550 X 10 X 阪=4.13 X 10 N mm初选K? = ? = 1.15初选螺旋角?= 10°,由式（5-42）计算？?？= "?= ?10 =

12、0.992取？?？ = 0.35，减速传动比u=i=3.90由表 5-5，得?= 189.8"?由式（5-41）计算ZH端面压力角:a t = arcta ntan a n（右）=arctantan20 °（COS10-） = 20.2835? = ?；?>?）=arctan （?10?20.2835° ） = 9.3912°2?93912°- 2?" = V?=2 4634？?§?202835° ?20.2835° '由式（5-39）计算中心距?3 /?1 ? 2? >（?+ 1）2

13、?莎（？?）=122.21°mm圆整取a=125mm般取?= (0.010.02)? = (0.010.02) X125= 1.252.50?取标准法面模数？?？= 2.5?(考虑硬齿面，模数取大值)齿数:?12?(?+ 1)=19.9?2= ?1 = 77.78?圆整取：？?1 = 20 ?2= 79?2 = 78105=20齿轮分度圆直径：?1 =?1 =:50.000?2 =?2 =197.500?齿轮齿顶圆直径：?1=?1 +?2? ? = 55.000mm?2 = ?2+ 2? ? = 203.500? 齿轮基圆直径：?1 = ?1?= 46.98?2 = ?2?= 185

14、.589mm 圆周速度：?1?1v =右=2 51?/ ?60X103J2 I 修正螺旋角：?=arc?1(?+1)2?11.4782.低速级圆柱直齿轮的设计已知数据：传动比i 2=2.93，传递功率P2=15.4kW,小齿轮转速n2=246.15r/min，载荷稍有波动设计过程：(1)选择齿轮材料、确定精度等级及许用应力小齿轮材料选用40Cr钢，调质处理，齿面硬度241286HBS(表5-1 ),取250280HB大齿轮材料选用 ZG310-570,正火处理，表面硬度 156217HB取162185HB选择齿轮精度等级 8级(GB10095-88)，查图5-16 (b)，得?1 = 690M

15、Pa ?2 = 440MPa应力循环次数:?1 = 60?i? = 60 X 246.15 X 1 X（2 X10 X30O X8） = 7.09 X108 ?1709 X1088?2=亍 P=242 X 10查图5-17得Zn1=1.17, ZN=1.26 （允许有一定点蚀）取 Zw=1.0 , Smin=1.0, Zlvr=0.92由式（5-29）得 Zx1=Z<2=1.0取 ZLvr=0.92由式（5-24）确定接触疲劳许用应力?1 =90?2? ? ? _? ?1 ? ?1 ? ?= :?69010 X 1.17 X1.0 X1.0 X 0.92 = 742.72MPa97?1?

16、 ? ?2 ?1 ?= ?44010 X 1.26 X1.0 X1.0 X 0.92 = 510.05MPa因为? 1 > ?2，计算中?=? 2 = 510.05 ?（2）按接触疲劳强度确定中心距 a由式（5-18）27 ?1 ? 2a > （u+ 1）-（二？二）?2?'?）3 ?231545式中？?1 = 9550 X 10 琉二 9550 X105.97 X10 N- mm2 2初选K ? = ?1.15初选螺旋角?= 10°,由式（5-42）计算？?？= v?= V?10 = 0.992取？?？ = 0.35,减速传动比u=i=2.93由表 5-5，得?

17、= 189.8"?由式（5-41）端面压力角a=arcta ntan a ntan20 °（右）=arctan （cos）= 2°.2835? = ?2?加）=arctan （?10°?20.2835° ） = 9.3912°2? _ _? = V；? = q?202835。？202835。= 246342?93912°由式（5-39）计算中心距=256.1222mm3 / ?1 “ ？?？ 2 ? >(?+1)说( ft )圆整取a=260mm般取?= (0.010.02)? = (0.010.02) X260= 2

18、.60 5.20?取标准法面模数？?？= 5.0?（考虑硬齿面，模数取大值）?=2?齿数：？?1 =方=26.06 ?2 = ?1 = 76.36?(?+ 1)105圆整取：？?1 = 27?2= 77?1 = 20?2 = 78齿轮分度圆直径：?1 =?1 =:125.000?2 =?2 =385.000?齿轮齿顶圆直径：?1=?1 +?2? ?= 135.000?2 = ?2 + 2?齿轮基圆直径：?1 :=?1?= 117 462? = 395.000?2 = ?2?= 361.782mm圆周速度:?v = ? = 57.997?/ ?修正螺旋角:?1( ? + 1)2? = arc ?

19、) = 11.4783、校核1、高速级:接触疲劳强度电机驱动，稍有波动，选取？?？= 1.25圆周速度? = ?爲 =2.51 ?, 8级精度,由图 5-4 (a), ?i/100= 0.25，取? = 1.3齿宽?= ? = 0.35 X135= 47.25?由图5-7b，按万=0.45轴刚性较小，硬齿面，非对称布置？?？= 1.13由表 5-4，取? = 1.2，载荷系数：? = ? = 1.25 X 1.3 X 1.13 X1.2 = 2.2035?146.98齿顶压力角 ?1 = ?_?J = ?= 31.331? ?155?2185.589?2 = ?2 = ?= 24219?2 2

20、03.5'1重合度? =?1(?1 - ?) + ?2( ?2 - ?) = 1.859重合度系数？?？=?= 0.845.?= ? v2?1(?+1)?1?2.4634 X 189.8 X 0.845 Xx2.2035x4.13 X104 X(3.90+ 1)47.25 x502 X3.9=449.704MPa? < ?合格(2)验算齿根弯曲疲劳强度?1 = 20, ?2 = 79,由图 5- 14得：？?1 = 2.81,?2 = 2.26取，？?？= 2.0? = 1.4许用弯曲应力:齿根弯曲应力:?1 = ?2 = ?1?=營 X1.0 X1.0= 285.714?I42

21、?彳?1 = ? ?1?1?=12X2.2035X41300X2.81 X 1.73 X0.653= 97.82MPa由图5-15得：?1=1.55, ?2 = 1.73由式48得：0.755-?=?0.25 +? = 0.653由图5-16b 得:?1 =?2 = 200MPa由图5-19 得:?1 =?2 :=1.0由式(5-32)，m=2.5<12, ?1 = ?2 = 1.0?1 < ?F1合格?2?22.26x1.73?2 = ?1 ?？=97.82 X87.81MPa?1 ?12.8 1 x | .55?2 < ?F2合格2、低速级：接触疲劳强度电机驱动，稍有波动，选取？?？= 1.25圆周速度？=?60= 1.610?, 8级精度,由图 5-4 , ?i/100= 0.4347,取? = 1.17齿宽?= ? = 0.35 X26O= 91?由图5-7b，按帀二0.728轴刚性较小，硬齿面，非对称布置？?？= 122由表 5-4，取？?？ = 1.2，载荷系数：？=?= 1.25 X 1.17 X122 X 1.2 = 2.1411齿顶压力角 ?1 = ?1221 = ?117.462 = 29.531?1135'小小?2361.782?2 = ?_ = ?= 23.666? ?