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二级圆柱齿轮减速器设计

2020/1/15    作者:未知    来源:网络文摘    阅读:2323


机械设计课程设计任务书

设计题目:带式运输机的传动装置的设计

1、传动方案分析

我的题号为A6B6C1D3

A2----运输带工作拉力F=2200N

B2带工作速度V=1.15m/s

卷筒直径D=250mm

传动方案(已给定)

1)减速器为二级展开式圆柱齿轮减速器。

2)方案简图如下:

二级圆柱齿轮减速器设计

    该方案的优缺点:

  该工作机运动较平稳,并且该工作机属于小功率、载荷变化不大,采用二级直齿圆柱齿轮减速这种简单的结构,价格便宜,标准化程度高,能大幅降低了成本。同时,由于环境有粉尘,采用闭式齿轮传动能有效防尘,保证润齿轮润滑的良好。二级圆柱齿轮减速,是减速器中应用最广泛的一种。齿轮相对于轴承不对称,要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边,以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均现象。

 总体来讲,该传动方案满足工作机的性能要求,适应工作条件、工作可靠,此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。


2.原动机选择与计算(Y系列三相交流异步电动机)

2.1类型:Y系列三相异步电动机;

2.2功率选择:

工作机所需输入功率:二级圆柱齿轮减速器设计;

电机所需功率:二级圆柱齿轮减速器设计;

其中,其中,为滚筒工作效率,0.96

为联轴器效率,0.99

为圆柱齿轮减速器高速级效率,0.98

为圆柱齿轮减速器低速级效率,0.98

为轴承效率,0.99

2.3电机转速选择

输送机工作转速二级圆柱齿轮减速器设计

电机转速二级圆柱齿轮减速器设计选:960二级圆柱齿轮减速器设计

2.4电机型号确定

    所以查表选电机型号为:Y132M2-6

电机参数:

额定功率:二级圆柱齿轮减速器设计3Kw

满载转速:二级圆柱齿轮减速器设计=960二级圆柱齿轮减速器设计

3、传动装置的运动和动力参数的选择和计算

3.1 总传动比和各级传动比分配:

二级圆柱齿轮减速器设计    

        取:二级圆柱齿轮减速器设计

3.2 各轴传动装置的运动和动力参数

1)高速轴:二级圆柱齿轮减速器设计

                  二级圆柱齿轮减速器设计 ;

                    二级圆柱齿轮减速器设计

2)中间轴:二级圆柱齿轮减速器设计

                  二级圆柱齿轮减速器设计 ;

                    二级圆柱齿轮减速器设计

3)低速轴:二级圆柱齿轮减速器设计

                  二级圆柱齿轮减速器设计 ;

                    二级圆柱齿轮减速器设计

4.传动零件设计计算

4.1高速级齿轮设计

设计参数:

             二级圆柱齿轮减速器设计

                  二级圆柱齿轮减速器设计 ;

                    二级圆柱齿轮减速器设计

          二级圆柱齿轮减速器设计

一 选精度等级、材料及齿数

1为提高传动平稳性及强度,选用斜齿圆柱齿轮

2 为简化齿轮加工工艺,选用闭式软齿面传动。

小齿轮材料:45号钢调质  HBS1=240

接触疲劳强度极限二级圆柱齿轮减速器设计MPa      (由[1]P207图10-21d)

弯曲疲劳强度极限二级圆柱齿轮减速器设计 Mpa      (由[1]P204图10-20c)

大齿轮材料:45号钢正火  HBS2=200

接触疲劳强度极限二级圆柱齿轮减速器设计 MPa    (由[1]P206图10-21c)

弯曲疲劳强度极限二级圆柱齿轮减速器设计 Mpa       (由[1]P204图10-20b)

3精度等级选用7级精度

4初选小齿轮齿数二级圆柱齿轮减速器设计

大齿轮齿数Z2 = Z1二级圆柱齿轮减速器设计= 24×3.4345=82.4取83

5初选螺旋角二级圆柱齿轮减速器设计


二 按齿面接触强度设计

     计算公式:

      二级圆柱齿轮减速器设计 mm   (由[1]P216式10-21)   

1.确定公式内的各计算参数数值

初选载荷系数二级圆柱齿轮减速器设计

小齿轮传递的转矩二级圆柱齿轮减速器设计 N·mm

齿宽系数二级圆柱齿轮减速器设计                (由[1]P201表10-7)

材料的弹性影响系数 二级圆柱齿轮减速器设计 Mpa1/2    (由[1]P198表10-6)

区域系数二级圆柱齿轮减速器设计            (由[1]P215图10-30)

二级圆柱齿轮减速器设计二级圆柱齿轮减速器设计          (由[1]P214图10-26)

   二级圆柱齿轮减速器设计

应力循环次数二级圆柱齿轮减速器设计

二级圆柱齿轮减速器设计

接触疲劳寿命系数二级圆柱齿轮减速器设计   二级圆柱齿轮减速器设计

 (由[1]P203图10-19)

接触疲劳许用应力

取安全系数二级圆柱齿轮减速器设计

二级圆柱齿轮减速器设计

二级圆柱齿轮减速器设计

           ∴ 取373.2MPa


2.计算

(1)试算小齿轮分度圆直径二级圆柱齿轮减速器设计

二级圆柱齿轮减速器设计

二级圆柱齿轮减速器设计

=48.12mm


(2)计算圆周速度

二级圆柱齿轮减速器设计m/s

(3)计算齿宽b及模数mnt

二级圆柱齿轮减速器设计 mm

二级圆柱齿轮减速器设计

二级圆柱齿轮减速器设计

b/h=10.99

﹙4﹚计算纵向重合度      2.0932

(5) 计算载荷系数 二级圆柱齿轮减速器设计

① 使用系数二级圆柱齿轮减速器设计

<由[1] P190表10-2> 根据电动机驱动得二级圆柱齿轮减速器设计

② 动载系数二级圆柱齿轮减速器设计

<由[1] P192表10-8> 根据v=1.51m/s、 7级精度

二级圆柱齿轮减速器设计

③ 按齿面接触强度计算时的齿向载荷分布系数二级圆柱齿轮减速器设计

<由[1]P194表10-4> 根据小齿轮相对支承为非对称布置、7级精度、二级圆柱齿轮减速器设计=1.0、二级圆柱齿轮减速器设计 mm,得

二级圆柱齿轮减速器设计 

=1.42

④ 按齿根弯曲强度计算时的齿向载荷分布系数二级圆柱齿轮减速器设计

<由[1]P195图10-13> 根据b/h=12.10、二级圆柱齿轮减速器设计

二级圆柱齿轮减速器设计

⑤ 齿向载荷分配系数二级圆柱齿轮减速器设计二级圆柱齿轮减速器设计

<由[1]P193表10-3> 假设二级圆柱齿轮减速器设计,根据7级精度,软齿面传动,得

二级圆柱齿轮减速器设计

二级圆柱齿轮减速器设计=2.47


(6) 按实际的载荷系数修正所算得的分度圆直径 二级圆柱齿轮减速器设计

<由[1]P200式(10-10a)>

二级圆柱齿轮减速器设计mm

(7) 计算模数二级圆柱齿轮减速器设计

二级圆柱齿轮减速器设计


三 按齿根弯曲强度设计 <由[1]P198式(10-5)>

二级圆柱齿轮减速器设计


1  确定计算参数

(1)计算载荷系数K

二级圆柱齿轮减速器设计

(2)螺旋角影响系数二级圆柱齿轮减速器设计

<由[1]P215图10-28> 根据纵向重合系数二级圆柱齿轮减速器设计,得

二级圆柱齿轮减速器设计0.88

(3)弯曲疲劳系数KFN

<由[1]P202图10-18> 得

二级圆柱齿轮减速器设计    二级圆柱齿轮减速器设计

(4)计算弯曲疲劳许用应力二级圆柱齿轮减速器设计

取弯曲疲劳安全系数S=1.4  <由[1]P202式(10-12)>得

二级圆柱齿轮减速器设计

二级圆柱齿轮减速器设计

(5)计算当量齿数ZV

二级圆柱齿轮减速器设计

取27

二级圆柱齿轮减速器设计

取91

(6)查取齿型系数YFα 应力校正系数YSα

<由[1]P197表10-5> 得

二级圆柱齿轮减速器设计   二级圆柱齿轮减速器设计

二级圆柱齿轮减速器设计    二级圆柱齿轮减速器设计

(7)计算大小齿轮的         并加以比较

二级圆柱齿轮减速器设计

二级圆柱齿轮减速器设计

比较

二级圆柱齿轮减速器设计<二级圆柱齿轮减速器设计

所以大齿轮的数值大,故取0.01337。


2 计算

二级圆柱齿轮减速器设计

二级圆柱齿轮减速器设计

=1.26mm


四 分析对比计算结果

对比计算结果,取mn=2.0已可满足齿根弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度,需按接触疲劳强度算得的d1=55.61mm

来计算应有的二级圆柱齿轮减速器设计二级圆柱齿轮减速器设计

二级圆柱齿轮减速器设计 取二级圆柱齿轮减速器设计27

二级圆柱齿轮减速器设计 取二级圆柱齿轮减速器设计93

需满足二级圆柱齿轮减速器设计二级圆柱齿轮减速器设计互质


五 几何尺寸计算

1 计算中心距阿a

二级圆柱齿轮减速器设计

将a圆整为123mm

2 按圆整后的中心距修正螺旋角β

二级圆柱齿轮减速器设计

3 计算大小齿轮的分度圆直径d1、d2

      二级圆柱齿轮减速器设计mm

二级圆柱齿轮减速器设计mm


4 计算齿轮宽度b

          二级圆柱齿轮减速器设计=55.35mm

          圆整后 二级圆柱齿轮减速器设计55mm  二级圆柱齿轮减速器设计60mm

4.2低速级齿轮设计

设计参数

4)二级圆柱齿轮减速器设计

                  二级圆柱齿轮减速器设计 ;

                    二级圆柱齿轮减速器设计

一 选精度等级、材料及齿数

1为提高传动平稳性及强度,选用斜齿圆柱齿轮

2 为简化齿轮加工工艺,选用闭式软齿面传动。

小齿轮材料:45号钢调质  HBS1=240

接触疲劳强度极限二级圆柱齿轮减速器设计MPa      (由[1]P207图10-21d)

弯曲疲劳强度极限二级圆柱齿轮减速器设计 Mpa      (由[1]P204图10-20c)

大齿轮材料:45号钢正火  HBS2=200

接触疲劳强度极限二级圆柱齿轮减速器设计 MPa    (由[1]P206图10-21c)

弯曲疲劳强度极限二级圆柱齿轮减速器设计 Mpa       (由[1]P204图10-20b)

3精度等级选用7级精度

4初选小齿轮齿数二级圆柱齿轮减速器设计

大齿轮齿数Z2 = Z1二级圆柱齿轮减速器设计= 24×3.18=76.32取77

5初选螺旋角二级圆柱齿轮减速器设计

二 按齿面接触强度设计

     计算公式:

      二级圆柱齿轮减速器设计 mm   (由[1]P216式10-21)   

3.确定公式内的各计算参数数值

初选载荷系数二级圆柱齿轮减速器设计

小齿轮传递的转矩二级圆柱齿轮减速器设计 N·mm

齿宽系数二级圆柱齿轮减速器设计                (由[1]P201表10-7)

材料的弹性影响系数 二级圆柱齿轮减速器设计 Mpa1/2    (由[1]P198表10-6)

区域系数二级圆柱齿轮减速器设计            (由[1]P215图10-30)

二级圆柱齿轮减速器设计二级圆柱齿轮减速器设计          (由[1]P214图10-26)

   二级圆柱齿轮减速器设计

应力循环次数二级圆柱齿轮减速器设计

二级圆柱齿轮减速器设计

接触疲劳寿命系数二级圆柱齿轮减速器设计  二级圆柱齿轮减速器设计

 (由[1]P203图10-19)

接触疲劳许用应力

取安全系数二级圆柱齿轮减速器设计

二级圆柱齿轮减速器设计

二级圆柱齿轮减速器设计

           ∴ 取365.36MPa


4.计算

(1)试算小齿轮分度圆直径二级圆柱齿轮减速器设计

二级圆柱齿轮减速器设计

二级圆柱齿轮减速器设计

=73.43mm


(2)计算圆周速度

二级圆柱齿轮减速器设计m/s

(3)计算齿宽b及模数mnt

二级圆柱齿轮减速器设计 mm

二级圆柱齿轮减速器设计

二级圆柱齿轮减速器设计

b/h=10.99

﹙4﹚计算纵向重合度      2.0932

(5) 计算载荷系数 二级圆柱齿轮减速器设计

① 使用系数二级圆柱齿轮减速器设计

<由[1] P190表10-2> 根据电动机驱动得二级圆柱齿轮减速器设计

② 动载系数二级圆柱齿轮减速器设计

<由[1] P192表10-8> 根据v=1.51m/s、 7级精度

二级圆柱齿轮减速器设计

③ 按齿面接触强度计算时的齿向载荷分布系数二级圆柱齿轮减速器设计

<由[1]P194表10-4> 根据小齿轮相对支承为非对称布置、7级精度、二级圆柱齿轮减速器设计=1.0、二级圆柱齿轮减速器设计 mm,得

二级圆柱齿轮减速器设计 

=1.425

④ 按齿根弯曲强度计算时的齿向载荷分布系数二级圆柱齿轮减速器设计

<由[1]P195图10-13> 根据b/h=10.99、二级圆柱齿轮减速器设计

二级圆柱齿轮减速器设计

⑤ 齿向载荷分配系数二级圆柱齿轮减速器设计二级圆柱齿轮减速器设计

<由[1]P193表10-3> 假设二级圆柱齿轮减速器设计,根据7级精度,软齿面传动,得

二级圆柱齿轮减速器设计

二级圆柱齿轮减速器设计=2.194

(6) 按实际的载荷系数修正所算得的分度圆直径 二级圆柱齿轮减速器设计

<由[1]P200式(10-10a)>

二级圆柱齿轮减速器设计mm

(7) 计算模数二级圆柱齿轮减速器设计

二级圆柱齿轮减速器设计


三 按齿根弯曲强度设计 <由[1]P198式(10-5)>

二级圆柱齿轮减速器设计


1  确定计算参数

(1)计算载荷系数K

二级圆柱齿轮减速器设计

(2)螺旋角影响系数二级圆柱齿轮减速器设计

<由[1]P215图10-28> 根据纵向重合系数二级圆柱齿轮减速器设计,得

二级圆柱齿轮减速器设计0.88

(3)弯曲疲劳系数KFN

<由[1]P202图10-18> 得

二级圆柱齿轮减速器设计   二级圆柱齿轮减速器设计

(4)计算弯曲疲劳许用应力二级圆柱齿轮减速器设计

取弯曲疲劳安全系数S=1.4  <由[1]P202式(10-12)>得

二级圆柱齿轮减速器设计

二级圆柱齿轮减速器设计

(5)计算当量齿数ZV

二级圆柱齿轮减速器设计

取27

二级圆柱齿轮减速器设计

取85

(6)查取齿型系数YFα 应力校正系数YSα

<由[1]P197表10-5> 得

二级圆柱齿轮减速器设计   二级圆柱齿轮减速器设计

二级圆柱齿轮减速器设计   二级圆柱齿轮减速器设计

(7)计算大小齿轮的         并加以比较

二级圆柱齿轮减速器设计

二级圆柱齿轮减速器设计

比较

二级圆柱齿轮减速器设计<二级圆柱齿轮减速器设计

所以大齿轮的数值大,故取0.01338。

2 计算

二级圆柱齿轮减速器设计

二级圆柱齿轮减速器设计

=1.819mm

四 分析对比计算结果

对比计算结果,取mn=2.0已可满足齿根弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度,需按接触疲劳强度算得的d1=81.58mm

来计算应有的二级圆柱齿轮减速器设计二级圆柱齿轮减速器设计

二级圆柱齿轮减速器设计 取二级圆柱齿轮减速器设计40

二级圆柱齿轮减速器设计 取二级圆柱齿轮减速器设计127

需满足二级圆柱齿轮减速器设计二级圆柱齿轮减速器设计互质


五 几何尺寸计算

1 计算中心距阿a

二级圆柱齿轮减速器设计

将a圆整为172.5mm

2 按圆整后的中心距修正螺旋角β

二级圆柱齿轮减速器设计

3 计算大小齿轮的分度圆直径d1、d2

      二级圆柱齿轮减速器设计mm

二级圆柱齿轮减速器设计mm

4 计算齿轮宽度b

          二级圆柱齿轮减速器设计=82.63mm

          圆整后 二级圆柱齿轮减速器设计80mm  二级圆柱齿轮减速器设计85mm

二级圆柱齿轮减速器设计


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