錐-圓柱齒輪減速器設(shè)計說明書.docx
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機械設(shè)計課程設(shè)計說明書設(shè)計內(nèi)容( 錐-圓柱齒輪減速器 ) 專 業(yè) : 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 : 1202 姓 名 : 學(xué) 號 : 指導(dǎo)老師 : 馬利云 呂梁學(xué)院:礦業(yè)工程系 完成時間 : 年 月 日目 錄一、 設(shè)計任務(wù)書2二、電機的選擇計算一、選擇電動機的類型和結(jié)構(gòu)形勢2二、選擇電動機容量2三、確定電動機的轉(zhuǎn)速3三、運動和動力參數(shù)的計算一、分配減速器的各級傳動比直齒輪圓錐齒輪傳動比3 四、皮帶,皮帶輪設(shè)計3 一、V帶設(shè)計3 二、確定V帶中心距和基準(zhǔn)長度3五、傳動零件的設(shè)計計算一、 閉式直齒輪圓錐齒輪傳動的設(shè)計計算4二、 閉式直齒輪圓柱齒輪傳動的設(shè)計計算6三、數(shù)據(jù)整理6六、軸的設(shè)計計算1. 減速器高速軸I的設(shè)計92. 減速器低速軸II的設(shè)計113. 減速器低速軸III的設(shè)計14七、 滾動軸承的選擇與壽命計算1.減速器高速I軸滾動軸承的選擇與壽命計算162.減速器低速II軸滾動軸承的選擇與壽命計算173. 減速器低速III軸滾動軸承的選擇與壽命計算18八、 鍵聯(lián)接的選擇和驗算1. 聯(lián)軸器與高速軸軸伸的鍵聯(lián)接192. 大圓錐齒輪與低速軸II的的鍵聯(lián)接193. 大圓柱齒輪與低速軸III的的鍵聯(lián)接20八、 潤滑油的選擇與熱平衡計算1. 減速器的熱平衡計算212. 潤滑油的選擇22九、 參考文獻(xiàn)23設(shè)計計算內(nèi)容結(jié)果一、設(shè)計說明書 一、設(shè)計題目:設(shè)計圓錐圓柱齒輪減速器 適合在多灰塵并稍有波動的環(huán)境中工作,生產(chǎn)小批量,兩班制。 1.發(fā)電機 2.減速皮帶 3.減速器 4.聯(lián)軸器 5.滾筒 6.傳送皮帶二、原始數(shù)據(jù):傳送帶拉力F(KN)傳送帶度V(m/s)鼓輪直徑D(mm)使用年限(年)2.71.330010二.電機的選擇計算由圖可,該設(shè)備原動機為電動機,傳動裝置為減速器,工作機為運輸設(shè)備。減速器為展開式圓錐圓柱齒輪的二級傳動,軸承初步選用深溝球軸承。聯(lián)軸器選用齒形聯(lián)軸器。一、選擇電動機的類型和結(jié)構(gòu)形式按工作要 求和條件,選用三相籠型異步電動機,Y系列,封閉式結(jié)構(gòu),電壓380V,頻率50Hz。二、選擇電動機容量 工作機主動軸功率:PW=FV1000=27001.31000=3.15KW 傳動裝置的總效率:=聯(lián)承錐柱帶筒式中聯(lián)、承、錐、柱、帶、筒分別為聯(lián)軸器、滾動軸承、圓錐齒輪傳動、圓柱齒輪傳動、V帶傳動和卷筒的傳動效率。)取聯(lián)=0.99(聯(lián)軸器)承=0.99(滾動軸承),錐=0.97(圓錐齒輪精度為7級,不包括軸承效率),柱=0.98(圓柱齒輪精度為7級,不包括軸承效率),帶=0.96(滾筒效率,不包括軸承)筒=0.95(V帶的傳動效率) =0.990.9940.970.980.960.96=0.83電動機所需功率:Pd=Pw=3.150.83=3.80三、確定電動機的轉(zhuǎn)速滾筒軸的工作轉(zhuǎn)速為:nw=60vD=601.30.3=82.76(r/min)按課程設(shè)計指導(dǎo)書P6表2-1查得圓錐圓柱齒輪的傳動比一般范圍為:=822,故電動機轉(zhuǎn)速nd=inw=(822)82.76=668.081820.72(r/min)根據(jù)額定功率,且轉(zhuǎn)速滿足662.08nd1820.72,查機械設(shè)計使用手冊表9.2-6選電動機型號為Y132S-4。其主要性能如下表:型號額定功率Kw滿 載 時轉(zhuǎn)速電流(380V)A效率%功率因數(shù)Y132S-45.5144011.685.50.847.02.22.3電動機的外形尺寸:中心高H外形尺寸L(AC/2+AD)HD底角安裝尺寸AB地腳螺栓孔直徑 K軸伸尺寸DE裝鍵部位尺寸FGD1323802882452161401238801033傳動比i=144082.76=17.399工作計滿載時輸入軸的轉(zhuǎn)速nw=60Vd=82.80(r/min)電動機的滿載轉(zhuǎn)速nw=1440r/min 故總傳動比i=144082.76=17.40三、運動和動力參數(shù)計算1.分配減速器的各級傳動比直齒輪圓錐齒輪傳動比查表得i帶=2.5 按直齒輪圓柱齒輪傳動比i錐=1.35i=3.07,又因錐齒輪的傳動比一般不大于3,故取i錐=3 i柱=17.432.5=2.32電動機軸:P0=Pr=4.39kw n0=1440 r/min T0=9.554.391031440=29.11 (N/m) 軸: P1=P0帶=4.390.95=4.17 kw n1=n0i帶=576 r/min T1=9.55P1n1=9.554.17103576=69.14 N/m 軸: P2=P1錐承=4.170.980.98=4.0 kw n2=n1i錐=192 r/min T2=9.55P2n2=9.554.0103192=198.96 N/m軸: P3=P2柱承=4.00.980.98=3.84 kw n3=n2i柱=82.76 r/min T 3=9.55P3n3=9.553.8410382.76=443.11 N/m軸:P4=P3聯(lián)筒=4.00.980.99=3.73 kw n4=n3=82.76 r/min T4=9.55P4n4=9.553.7310382.76=430.42 N/m軸號輸入功率(kW)轉(zhuǎn)速(r/min)輸入轉(zhuǎn)矩(Nm)4.1757669.144.0192198.963.8482.76443.113.7282.76430.42四、皮帶,皮帶輪設(shè)計1.V帶設(shè)計 確定計算功率并選擇V帶類型 確定計算功率pca,根據(jù)機械設(shè)計手冊表5.3-12工作情況系數(shù)kA=1.2通過兩班制,載荷變動力,得kA=1.3工作功率Pca=kAPe=1.35.5=7.15kw 選擇pca,nm差機械設(shè)計手冊圖5.1-1得選擇A型普通V帶 選小齒輪根據(jù)機械設(shè)計手冊表5.3-36,取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1=90mm 驗算帶速v,v=dd1nw601000=90144060000=6.78m/s 因為5/sv30m/s,故帶速合適 計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑dd2, dd2=i1dd1=2.590=225mm2.確定V帶中心距和基準(zhǔn)長度 計算中心距 0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2) 227mma0630mm 初定中心距a0=450mm 計算所需基準(zhǔn)長度 根據(jù)表機械設(shè)計手冊5.3-12 Ldo=2a0+2(dd1+dd2)+(dd2-dd1)24a0 =2450+2315+13524400 =1405.941406mm 根據(jù)機械設(shè)計手冊5.3-8取Ldo=1430mm計算實際中心距表5.3-8 a=a0+Ld-Ldo2 =450+1430-14062 =462mm 根據(jù)表機械設(shè)計手冊表5.3-39得基準(zhǔn)寬度bd=11.0mm amin=a-2bd+0.09Ld=311.3mm amax=a+0.02Ld=490.6490mm 所以中心距范圍在311490mm 皮帶輪相關(guān)數(shù)據(jù): 基準(zhǔn)寬度:bd=11.0mm 基準(zhǔn)線上槽深:hamin=2.75mm 基準(zhǔn)線下槽深:htmin=11.08.7mm 槽間距:e=1.50.3mm 槽邊距:dmin=9mm 最小輪緣厚: min=6mm 帶輪寬:B=(Z-1)e+2f=78mm (Z輪槽數(shù)) 外經(jīng):dn=dd+2ha=95.5mm驗算帶包角11180。-dd2-dd157.3。a=163.26。163。120。計算帶的根數(shù) a.計算單根V帶的額定功率pr 因dd1=90mm和nw=1440r/min得p0=1.7kw 根據(jù)nw=1440r/min,i=2.5和A型帶得p0=0.17kw(由機械設(shè) 計手冊表5.3-19) 得K=0.96(表5.3-14)得kL=0.96(表5.3-15)于是 pr=p0+p0KkL=1.7+0.170.960.96=1.72kw b.計算V帶的根數(shù) Z=PcaPr=7.151.72=4.16取5根確定帶的初拉力和壓軸力 A型帶單位長度質(zhì)量m=0.11kg/m(表5.3-16) 所以(表5.3-12)F0min=5002.5-KPcaKZv+mv2 =500(2.5-0.96)7.150.9656.78+0.116.782 =174.23174N應(yīng)使帶的實際初拉力F0F0minFpmin=2ZF0minsin12=25174sin163。2 =1720.891771N帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計a.帶輪材料的確定,大小帶輪材料都選用HT200b.帶輪的結(jié)構(gòu)形式(根據(jù)課程指導(dǎo)書P183小帶輪選用實心式,大帶輪孔板式五、傳動零件的設(shè)計計算一、閉式直齒輪圓錐齒輪傳動的設(shè)計計算已知輸入功率4.21kw,小齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)為1440r/min,大齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)為576r/min,齒數(shù)比i=3,由電動機驅(qū)動,工作壽命為10年(設(shè)每年工作300天,二班制),帶式輸送機工作經(jīng)常滿載,空線起動,工作有輕震,不反轉(zhuǎn),工作環(huán)境多灰塵,小批量生產(chǎn)。1.選定齒輪類型,精度等級,材料及齒數(shù)(1)按傳動方案,選用直齒圓錐齒輪傳動,查機械設(shè)計使用手冊表5.6-2得齒形制GB/T12369-1990,齒形角=20。,齒頂ha*=1,頂隙系數(shù)C*=0.2 ,螺旋角m=0,不變位。(2)小齒輪材料為(調(diào)質(zhì)),硬度為240285HBS,取用280HBS;大齒輪材料為鋼(調(diào)質(zhì)),硬度為 229286HBS,取用240HBS。H1=380+HBS=380+280=660MPaH2=380+0.7HBS=380+0.7240=548MPaF1=155+0.3HBS=155+0.3280=239MPaF2=140+0.2HBS=140+0.2240=188MPa (3)選小齒輪齒數(shù),取Z1=23,大齒輪齒數(shù),Z2=uZ1=323=69 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1=6.98104 N/mm 選擇齒寬系數(shù),由于齒輪為非對稱布置,且為軟齒面,根據(jù)機械設(shè)計表9-6得R=13初定載荷系數(shù)Kt=1.31.6,由于齒輪為非對稱布置,取Kt=1.6.查得材料的彈性影響系數(shù)計算分度圓直徑: d1t3(268ZE H)22KT1R(1-0.5R)2u根據(jù)上列參數(shù)計算得d1t=77.21mm確定載荷系數(shù)K由機械設(shè)計表9-2得KA=1.3齒輪的圓周速度:dm1=1- 0.5Rd1=1-0.51377.21=64.34 mmv=d1n1601000=3.1464.04576601000=1.94m/s 錐齒輪的精度等級為7級,由 機械設(shè)計圖9-8得,KV=1.1 ; 表9-3得K=1.1 ;圖9-9得K=1.0 ;K=KAKVKK=1.31.11.11.0=1.573與所選相差不大,所以不矯正分度圓直徑。 m=d1Z1=77.2123=3.36 mm ;取標(biāo)準(zhǔn)m=4mm ,校正d1=80 mm ;(4)齒根彎曲疲勞強度驗算齒形系數(shù)和齒根應(yīng)力修正系數(shù)cos1=u1+u2=31+32=0.9487cos2=11+u2=11+32=0.3162Zv1=z1cos1=230.9487=24.24Zv2=z2cos2=700.3162=221.37查機械設(shè)計表9-5得YFa1=2.69YFa2=2.06YSa1=1.57YSa2=1.95驗算齒根彎曲疲勞強度F1=4kT1YFa1YSa11- 0.5R 2m3z121+u2R 代入數(shù)字得F1=74.89MPaF1=239 Mpa ;F2=F1YFa2YSa2YFa1YSa1=2392.061.952.691.57=91.68F2=188 Mpa彎曲強度足夠。(5)計算齒輪的幾何尺寸 d1=mZ1=423=92 mm d2=mZ2=470=280 mm da1=d1+2m cos1=92+240.9487=99.5896 mm da2=d2+2mcos2=280+240.3162=282.5296 mm df1=d1-2.4m cos1=92-2.440.9487=82.8925 mm df2=d2-2.4mcos2=280-2.440.3162=276.9645 mm節(jié)圓頂距:R=d2u2+1=9221+32=145.4648 mm齒寬:b=RR=13145.4648=48.488 mm取b1=b2=48 mm二、 閉式直齒輪圓柱齒輪傳動的設(shè)計計算1.由機械設(shè)計9-1公式,確定許用應(yīng)力。傳動無特殊要求,采用軟齒面齒輪,確定選用小齒輪材料為(調(diào)質(zhì)),硬度為240285HBS,取用260HBS;大齒輪材料為鋼(調(diào)質(zhì)),硬度為 229286HBS,取用240HBS。H1=380+HBS=380+260=640MPaH2=380+0.7HBS=380+0.7240=548MPaF1=155+0.3HBS=155+0.3260=233MPaF2=140+0.2HBS=140+0.2240=188MPa2.齒面接觸疲勞強度選小齒輪齒數(shù),Z1=2040,取Z1=31,大齒輪齒數(shù),Z2=uZ1=2.3231=71.92,取用Z2=72小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1=2.0095105 m/s選擇齒寬系數(shù),由于齒輪為非對稱布置,且為軟齒面,根據(jù)機械設(shè)計表9-6得d=0.8.初定載荷系數(shù)Kt=1.31.6,由于齒輪為非對稱布置,取Kt=1.5.查得材料的彈性影響系數(shù) 計算分度圓直徑由端面重合度可得=1.88-3.2(1z1+1z2)=1.82,則 Z =4-3=4-1.823=0.85d1t3(268ZEZH)2KT1du+1u 根據(jù)上列參數(shù)計算得d1t=75.30mm確定載荷系數(shù)KA 查機械設(shè)計表9-2得KA=1.5 齒輪的圓周速度v=d1n1601000=3.1475.30192601000=0.757 m/s精度等級選7級,根據(jù)機械設(shè)計圖9-8可知Kv=1.15;查表9-3得K=1.1 ;由圖9-9知KH=1.065 ;則K=KAKVKHKH=1.51.151.11.065=2.02與初定值相差較大,校正后的分度圓直徑為:d1=d1t3KKt=75.332.021.5=83.15 mm 確定齒輪模數(shù):m=d1z1=83.1531=2.68 mm查標(biāo)準(zhǔn)選m=3 mm3.齒根彎曲疲勞強度驗算齒形系數(shù)和齒根應(yīng)力修正系數(shù)由Z1=31,Z2=72查機械設(shè)計表9-5得YFa1=2.50YFa2=2.25YSa1=1.63YSa2=1.75驗算齒根彎曲應(yīng)力Y=0.25+0.75=0.25+0.751.82=0.66由 機械設(shè)計式9-6得F1=2kT1YFa1YSa2Yd1bm =22.022.501.630.6674.4933=105.19MPaF1=233Mpa齒根彎曲疲勞強度足夠。4.計算齒輪的幾何尺寸 d1=mZ1=331=93mm d2=mZ2=372=216 da1=d1+2m=93+23=99mm da2=d2+2m=216+23=222mm df1=d1-2.5m=93-2.53=85.5mm df2=d2-2.5m=216-2.53=208.5mma=m2(Z1+Z2)=32(31+72)=154.5mmb2=dd1=0.893=74.4mm ,取b2=75mm ,b1=b2+5=75+5=80mm 三、數(shù)據(jù)整理1、圓錐齒輪 齒輪類型:直角圓錐齒輪(GB/T12369-1990,齒形角=20。, ,齒頂高系數(shù),頂隙系數(shù),螺旋角,不變位)精度7級,小齒輪材40Cr(調(diào)質(zhì)),大齒輪材料45剛(調(diào)質(zhì)),硬度分別為280HBS和240HBS。大端分度圓直徑:小齒輪d1=92mm,大齒輪d2=280mm節(jié)錐頂距: R=145.4648mm節(jié)圓錐角: cos1=0.9487 cos2=0.3162大端齒頂圓直徑:da1=99.59mm da2=282.52mm齒寬: b1=b2=48mm 齒數(shù): Z1=23, Z2=70模數(shù): m=32、圓柱齒輪齒輪類型:直齒圓柱齒輪;精度7級,小齒輪材40Cr(調(diào)質(zhì)),大齒輪材料45剛(調(diào)質(zhì)),硬度分別為260HBS和240HBS。分度圓直徑: d1=93 mm, d2=216 mm 中心距: a=154.5 mm 齒寬: b1=80 mm,b2=75 mm 齒數(shù): Z1=31, Z2=72模數(shù): m=2.5 mm六、軸的計算一、減速器高速軸I的設(shè)計1.求輸出軸上的功率,轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 由前面的計算可得 P1=4.21 kw n1=576 r/min T1=69.80 N/m2.求作用在齒輪上的力圓錐小齒輪 dm1=(1-0.5bR)d1=1-0.548145.464892=76.82mm Ft=2T1dm1=269.80100076.82=1817.23N Fr1=F1tancos1=1817.23tan20。0.9487=627.49N F1=F1tansin1=1817.23tan20。sin18.435。=209.10N 圓錐大齒輪 Fr2=F1=627.49N F2=Fr1=209.10N 圓柱小齒輪、大齒輪 Ft=2T2d1=22009510393=4321.51N Fr=Fttan=4321.51tan20。=152.90N3.初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。查機械設(shè)計表14-2得A=126103 dmin=A3P1n1=10534.21576=20.38mm 查機械設(shè)計手冊表4.2-57選用軸承代號6000型6306單列深溝球軸承得到,其尺寸dDB=35mm75mm17mm 為了利于固定,一般取比b小1mm(如圖所示),故可確定。4. 由經(jīng)驗公式算軸肩高度: 取軸肩高為4mm ,確定。 由課程設(shè)計指導(dǎo)書P47圖46的要求可得, ,取。5.根據(jù)軸承安裝方便的要求,取,得 根據(jù)安裝軸承旁螺栓的要求,取 。 根據(jù)齒輪與內(nèi)壁的距離要求,取 。6.根據(jù)齒輪孔的軸徑和長度,確定。至此,已初步確定了軸的各段直徑和長度。- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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