一级直齿轮减速器说明书和装配。
技术数据 滚筒圆周力:f=1200n
带速:v=2.1m/s
滚筒直径:d=400mm
全题目:一级圆柱直齿轮减速器
参考书目:《机械设计基础》任成高
简明机械零件设计实用手册》 胡家秀
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设计任务书1
传动方案的拟定及说明4
电动机的选择4
计算传动装置的运动和动力参数5
传动件的设计计算5
轴的设计计算8
滚动轴承的选择及计算14
键联接的选择及校核计算16
连轴器的选择16
减速器附件的选择17
润滑与密封18
设计小结18
参考资料目录18
机械设计课程设计任务书
题目:设计一用于带式运输机传动装置中的同轴式二级圆柱齿轮减速器
一. 总体布置简图
1—电动机;2—联轴器;3—齿轮减速器;4—带式运输机;5—鼓轮;6—联轴器
二. 工作情况:
载荷平稳、单向旋转
三. 原始数据
鼓轮的扭矩t(nm):850
鼓轮的直径d(mm):350
运输带速度v(m/s):0.7
带速允许偏差(%)5
使用年限(年):5
工作制度(班/日):2
四. 设计内容
1. 电动机的选择与运动参数计算;
2. 斜齿轮传动设计计算
3. 轴的设计
4. 滚动轴承的选择
5. 键和连轴器的选择与校核;
6. 装配图、零件图的绘制
7. 设计计算说明书的编写
五. 设计任务
1. 减速器**配图一张
2. 齿轮、轴零件图各一张
3. 设计说明书一份
六. 设计进度
1、 第一阶段:总体计算和传动件参数计算
2、 第二阶段:轴与轴系零件的设计
3、 第三阶段:轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制
4、 第四阶段:装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写
传动方案的拟定及说明
由题目所知传动机构类型为:同轴式二级圆柱齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析论证。
本传动机构的特点是:减速器横向尺寸较小,两大吃论浸油深度可以大致相同。结构较复杂,轴向尺寸大,中间轴较长、刚度差,中间轴承润滑较困难。
电动机的选择
1.电动机类型和结构的选择
因为本传动的工作状况是:载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式y(ip44)系列的电动机。
2.电动机容量的选择
1) 工作机所需功率pw
pw=3.4kw
2) 电动机的输出功率
pd=pw/η
pd=3.76kw
3.电动机转速的选择
nd=(i1’i2’…in’)nw
初选为同步转速为1000r/min的电动机
4.电动机型号的确定
由表20-1查出电动机型号为y132m1-6,其额定功率为4kw,满载转速960r/min。基本符合题目所需的要求
计算传动装置的运动和动力参数
传动装置的总传动比及其分配
1.计算总传动比
由电动机的满载转速nm和工作机主动轴转速nw可确定传动装置应有的总传动比为:
i=nm/nw
nw=38.4
i=25.14
2.合理分配各级传动比
由于减速箱是同轴式布置,所以i1=i2。
因为i=25.14,取i=25,i1=i2=5
速度偏差为0.5%<5%,所以可行。
各轴转速、输入功率、输入转矩
项目电动机轴高速轴i 中间轴ii 低速轴iii 鼓轮
转速(r/min) 960 960 192 38.4 38.4
功率(kw) 4 3.96 3.84 3.72 3.57
转矩(nm) 39.8 39.4 191 925.2 888.4
传动比 1 1 5 5 1
效率 1 0.99 0.97 0.97 0.97
传动件设计计算
1. 选精度等级、材料及齿数
1) 材料及热处理;
选择小齿轮材料为40cr(调质),硬度为280hbs,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240hbs,二者材料硬度差为40hbs。
2) 精度等级选用7级精度;
3) 试选小齿轮齿数z1=20,大齿轮齿数z2=100的;
4) 选取螺旋角。初选螺旋角β=14°
2.按齿面接触强度设计
因为低速级的载荷大于高速级的载荷,所以通过低速级的数据进行计算
按式(10—21)试算,即
dt≥ 1) 确定公式内的各计算数值
1) 试选kt=1.6
2) 由图10-30选取区域系数zh=2.433
3) 由表10-7选取尺宽系数φd=1
4) 由图10-26查得εα1=0.75,εα2=0.87,则εα=1+εα2=1.62
5) 由表10-6查得材料的弹性影响系数ze=189.8mpa
6) 由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σhlim1=600mpa;大齿轮的解除疲劳强度极限σhlim2=550mpa;
7) 由式10-13计算应力循环次数
n1=60n1jlh=60×192×1×(2×8×300×5)=3.32×10e8
n2=n1/5=6.64×107
8) 由图10-19查得接触疲劳寿命系数khn1=0.95;khn2=0.98
9) 计算接触疲劳许用应力
取失效概率为1%,安全系数s=1,由式(10-12)得
σh]1==0.95×600mpa=570mpa
σh]2==0.98×550mpa=539mpa
σh]=[h]1+[σh]2/2=554.5mpa
2) 计算
1) 试算小齿轮分度圆直径d1t
d1t≥ =67.85
2) 计算圆周速度
v= =0.68m/s
3) 计算齿宽b及模数mnt
b=φdd1t=1×67.85mm=67.85mm
mnt= =3.39
h=2.25mnt=2.25×3.39mm=7.63mm
b/h=67.85/7.63=8.89
4) 计算纵向重合度εβ
β= 0.318×1×tan14 =1.59
5) 计算载荷系数k
已知载荷平稳,所以取ka=1
根据v=0.68m/s,7级精度,由图10—8查得动载系数kv=1.11;由表10—4查的khβ的计算公式和直齿轮的相同,
故 khβ=1.12+0.18(1+0.6×1 )1×1 +0.23×10 67.85=1.42
由表10—13查得kfβ=1.36
由表10—3查得khα=khα=1.4。故载荷系数
k=kakvkhαkhβ=1×1.03×1.4×1.42=2.05
6) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径,由式(10—10a)得
d1= =mm=73.6mm
7) 计算模数mn
mn = mm=3.74
3.按齿根弯曲强度设计
由式(10—17 mn≥
1) 确定计算参数
1) 计算载荷系数
k=kakvkfαkfβ=1×1.03×1.4×1.36=1.96
2) 根据纵向重合度εβ=0.318φdz1tanβ=1.59,从图10-28查得螺旋角影响系数 yβ=0。88
3) 计算当量齿数
z1=z1/cos β=20/cos 14 =21.89
z2=z2/cos β=100/cos 14 =109.47
4) 查取齿型系数
由表10-5查得yfa1=2.724;yfa2=2.172
5) 查取应力校正系数
由表10-5查得ysa1=1.569;ysa2=1.798
6) 计算[σf]
f1=500mpa
f2=380mpa
kfn1=0.95
kfn2=0.98
σf1]=339.29mpa
σf2]=266mpa
7) 计算大、小齿轮的并加以比较
大齿轮的数值大。
2) 设计计算
mn≥ =2.4
mn=2.5
4.几何尺寸计算
1) 计算中心距
z1 =32.9,取z1=33
z2=165
a =255.07mm
a圆整后取255mm
2) 按圆整后的中心距修正螺旋角
=arcos =13 55’50”
3) 计算大、小齿轮的分度圆直径
d1 =85.00mm
d2 =425mm
4) 计算齿轮宽度
b=φdd1
b=85mm
b1=90mm,b2=85mm
5) 结构设计
以大齿轮为例。因齿轮齿顶圆直径大于160mm,而又小于500mm,故以选用腹板式为宜。其他有关尺寸参看大齿轮零件图。
轴的设计计算
拟定输入轴齿轮为右旋
ii轴: 1.初步确定轴的最小直径
d≥ =34.2mm
2.求作用在齿轮上的受力
ft1= =899n
fr1=ft =337n
fa1=fttanβ=223n;
ft2=4494n
fr2=1685n
fa2=1115n
3.轴的结构设计
1) 拟定轴上零件的装配方案
i. i-ii段轴用于安装轴承30307,故取直径为35mm。
ii. ii-iii段轴肩用于固定轴承,查手册得到直径为44mm。
iii. iii-iv段为小齿轮,外径90mm。
iv. iv-v段分隔两齿轮,直径为55mm。
v. v-vi段安装大齿轮,直径为40mm。
vi. vi-viii段安装套筒和轴承,直径为35mm。
2) 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
1. i-ii段轴承宽度为22.75mm,所以长度为22.75mm。
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