二級(jí)圓柱圓錐齒輪減速器課程設(shè)計(jì)說明書

1、計(jì)算過程及計(jì)算說明 一、傳動(dòng)方案擬定 注釋及說明 設(shè)計(jì)二級(jí)圓錐-圓柱齒輪減速器 工作條件： 連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微動(dòng)，空載啟動(dòng)；使用期10年，每 年300個(gè)工作日，小批量生產(chǎn)，兩班制工作，運(yùn)輸帶速度允許 誤差5%上下。 (1)原始數(shù)據(jù)：運(yùn)輸帶工作拉力2100N速度v=1.2m/s; 滾筒直徑D=380mm 電動(dòng)機(jī)類型的選擇：Y132M-8型電動(dòng)機(jī) F=2100N V=1 2m/s D二380mm 二-電動(dòng)機(jī)選擇 2、電動(dòng)機(jī)功率選擇: (1) 工作機(jī)所需功率： Pw=Tn/9550, 因?yàn)閂 =7600(),把數(shù)據(jù)帶入式子中得n二60.31 r/min,所 以 Pw =2100*1.2*60

2、. 31/9550=2. 82kW 1) 傳動(dòng)裝置的總效率： 2 T1 T) X T 軸承 X T| 輪 X T 軸簽 X T1 am會(huì)輪 Pw=2. 82kW 42 =0. 96X0.99X0. 98X0.99 XO. 97 =0. 85 3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速： T|總=085 計(jì)算工作機(jī)軸工作轉(zhuǎn)速： n=60 X1000V/ n D =60X1000X1.2/n X380 =60. 31r/mi n 按表14-2推薦的傳動(dòng)比圍，取圓柱齒輪和圓錐齒輪傳動(dòng)的 一級(jí)減速器傳動(dòng)比國分別為23和45,則總傳動(dòng)比圍為 I尸815。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選圍為 %二 I dXn” 二(815) X60. 31=

3、482. 48904. 65r/min 符合這一圍的同步轉(zhuǎn)速有750和1000r/min。 4、確定電動(dòng)機(jī)型號(hào) n.=60. 31 r/min 由上可見，電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速可選750 r/min,可得到下面的 傳動(dòng)比方案 綜合各方面因素選擇第一種方案，即選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y132M-8 機(jī)。 電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)見下表 型號(hào) 額定功率 /kW 滿載轉(zhuǎn)速 nm (r/min ) 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 Y132M-8 3 710 2 2 三、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比 總傳動(dòng)比：i二rv/m=710/60 31=11.77 2、分配各級(jí)傳動(dòng)比: 取i直二0. 25 i錐 錐齒輪嚙合

4、的傳動(dòng)比：4二025匸294 圓柱齒輪嚙合的傳動(dòng)比:i2=i/ 110. 58/2.94=4 1計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速(r/min) nFn m =710 nn=n,/i ,=710/2.94=241.49 nlIl=nH/i2=241.49/4=60. 37 riiy= ri|11=60. 37 2計(jì)算各軸的功率(kW) Pi=Pd tih=15.13X0. 99=2. 79 Pm二Pi 耳林 Tl 的松=2.79 X 0.99X0.98二2. 65 Piii=Pii 耳卅 n 田z輪=2. 65 X 0. 99 X 0. 982. 54 Piv= Pur T1 仙和 T 3谷二2 54 X0. 99

5、X 0. 99=2. 49 3.計(jì)算各軸扭矩(N -m) Td二9550* P/ nn =9550X15. 13/710=37. 93 T!=9550*Pi/nF37. 52 Tn=9550*Pii/nii=104. 79 Tiii=9550*Pin/nui=401.8 Tf9550* Pw/nF393. 9 Td、J T, Tni. Lf依次為電動(dòng)機(jī)軸，I , II , III和工作 電動(dòng)機(jī)軸 1軸 II軸 川軸 工作機(jī)軸 轉(zhuǎn)速 r/min 710 710 241.49 60. 37 60. 37 功率P/kW 2.82 2.79 2.65 2.54 2.49 轉(zhuǎn)矩/n*m 37.93 19

6、6 104. 79 401.8 393.9 機(jī)軸的輸入轉(zhuǎn)矩。 電動(dòng)機(jī)型號(hào) Y132M8 i 滬 11.77 i f2. 94 ni =710r/min nn=241.49r/m nni=60. 37r/mi iv= n 11160. 37 P尸2. 79Kw 傳動(dòng)比 1 2. 94 4 1 1 Ptl=2. 65kW PIU=2. 54kW Piv=13 8 kW Td=37. 93 N m Tf196N m Th=104. 79N THi=401.8N m T.=393 9 n m 0.99 0.97 0. 97 0.98 4.驗(yàn)證帶速 V 二小nm=1.296m/s 60*1000 1 7

7、9-1 3 誤差為-0. 003 =001183恂廠】 %338 所以選擇大齒輪進(jìn)行校核 3)校核大齒輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 2360 x1.5x194 48x42x28x(1-0.5x0.3)2 x 4.0 x0.69 =112Mpa Y(7沖2 = 338N4/M 故齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠，所選參數(shù)合適。 2.圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知：輸入功率匕=14.3WW ,小齒輪轉(zhuǎn)速為 241.49r/min,齒數(shù)比為uM,電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命為 10年(每年工作300天)單班制，帶式輸送機(jī)，時(shí)有輕 微震動(dòng)，單項(xiàng)運(yùn)轉(zhuǎn)。 (1)選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力 根據(jù)題設(shè)條件看，大小齒輪均采用20CrMnTi鋼

8、滲碳淬 火,硬度 5662HRC。 由圖5-29c查得彎曲疲勞強(qiáng)度極限應(yīng)力“伽=450M/m 由圖5-32c查得接觸疲勞強(qiáng)度極限應(yīng)力=15OOM/?6/ (2)按輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒輪的模數(shù)m 乙.7沖 m = 4 Z = 28 Z2 = 75 mm Ao 表5-1 =112mm d2 =300 R = 160mm b = 48mm Y = 0.69 1）確定彎曲應(yīng)力6p ZV= 29.9 ZV2=214 釆用國標(biāo)時(shí)，Yst = 20,S；min = 1 .5, Yx = 1. 因?yàn)辇X輪的循環(huán)次數(shù) N = 60nat = 60 x 274.4 xlx（10 x300 x8） = 4.0 xl

9、0s 所以取Yn =1:則g =嘰 *Yn Yx 二600Mpa = 3.3 2）小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩 TI=Tn=497.7N/n 3）選取載荷系數(shù)K=1.6 4）初步選定齒輪的參數(shù) Z, = 20, Z2=f-乙=3.99x20 = 79.8, Z2 = 80 y/d =05,“ =三=4 5）確定復(fù)合齒形系數(shù)丫佑，因大小齒輪選用同一材料及熱 處理，則相同，故按小齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)帶入即可 查得：Yrsi = 4.25 6）確定重合度系數(shù)匕 因?yàn)橹睾隙?= 188-32（丄+丄）=1.7 z. Z2 0 75 所以 丫乂=025 + 二=069 將上述各參數(shù)代入m式中得 =12 63/5x47

10、/7x406x0387 迥/0.5x202x563 bpm =450M/m Hiim = 1500 M/M 按表5-1,取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m = 4mm。則中心距 a =-加(乙 + Z J = 200mm 2 - 7) 計(jì)算傳動(dòng)的幾何尺寸： d = mZj = 4 x 20 = SOmm d2 = wZ2 = 4x80 = 320/77w 齒寬： b2 =屮4 = 40?加 b、= $ + (5 10) = 48/7?/? (3)校核齒面的接觸強(qiáng)度 S=112Z風(fēng)嚴(yán)魔 1) 重合度系數(shù)乙=0.85 2) 鋼制齒輪 Ze = 189.8x/M/ 把上面各值代入式中可算得： 1500 = -xlxl =

11、 1250M/?r/ th thp符合要求 7pp=563Mpa T1=497.7N/n m二 4 Z1 = 20, Z2=80 旳=0.5.m=4 crH = 1125.2M/ (4)校核齒根彎曲強(qiáng)度 _ 20007；/C v b阿hnrZ 肌電 _ 35 _ 20007； A： v v aP2 = -/”忌YfsY = 343.4 許用彎曲應(yīng)力：片嚴(yán)甩= 必=600MM Smin V b評(píng)i, % 巧輕 故，軸強(qiáng)度滿足要求。 五.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 Y =4.25 輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1. 已知：P1 =2. 79kw, n1 =710r/mi n, T1 =196 N m 2. 選擇材料并按扭矩

12、初算軸徑 選用 45#調(diào)質(zhì)，硬度 217255HBS, crb =650Mp Y =0.68 根據(jù)課本P235 (10-2)式，并查表10-2,取c=115 dmin=115Vl4W7303i .38mm 考慮到最小直徑處要連接聯(lián)軸器要有鍵槽，將直徑增犬5%,則 d=31.38X (1+5%)mm=33mm 3. 初步選擇聯(lián)柚器 a二200mm 要使軸徑出2與聯(lián)軸器軸孔相適應(yīng)故選擇連軸器型號(hào) 查課本 P297,查 kA=1.5, Tc=kA T1=1.5*196=294 N m d2 = 320mm R = 160mm b、= 48/77/7? b2 = 48m/ 查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)P291*

13、AC + FDY *AD = O 卜4為牛島詢遲“C = 0 解方程組得： Fax =-8145. 3N, F1)X=-82OO. 7N, Fay = 1070.83N, F0Y = 2961 N 畫彎矩圖 Ft1 =12442. 5N Fr 1=4528. 7N Ft2=3903. 5N Fr2= 496. 87N Fa1= 1331.1N 2. B.處的彎矩： 水平：MB =F,x ABT49.37N m 豎直：屛=幾丫AB = 9&52N m M d = Fdy BDFNBC = 268.2N m C處的彎矩: AB二92mm, BC二65mm, 水平：Mc = -Fdx CD = 10

14、25 3 m 豎直：MCI= FDy CD = 370.2/V m M(J=F“Ac + F&2 d J2 + F亡 BC = 3Z3N m L合成彎矩： Mel = JM；= 1089.9N 也 Mb2=Jm；+mZ =795.93 加 CD125mm 4.轉(zhuǎn)矩7； =497.7N 加 5.因單向回轉(zhuǎn)，視轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)循環(huán)a = b/bj,，已知 % = 735MPa ,查表 12-1 b_J =65MPa, aah = 118MP, 則 a = 65/118 = 0.585 剖而B處的當(dāng)量彎矩： Mb嚴(yán) JMb2, +匕耳）2 =847.5 IN 加 剖面C處的當(dāng)量彎矩圖： MC =JmJ+（則

15、尸=11281N2 （7）判斷危險(xiǎn)截面并驗(yàn)算強(qiáng)度 剖面C當(dāng)量彎矩最大，而直徑與鄰段直徑相差不大，故剖 面C為危險(xiǎn)截面。 已知:M= MC1=1128. 1MPa,= （Mpa , W二0. 1於 % =善=秸y = 60Mpa 0. 07d, 取 h=7mm,軸環(huán)處處的直咎56 =104mm,/56 1.4h,取 /56 =10mn, /67 = 52/H/H 5）取箱體小圓錐齒輪的中心線為對(duì)稱軸， /45 = 9O.5/m/m,/78 = 113mm, 6）軸上的周向定位 =65.1mm 齒輪與軸用鍵連接查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)取 /?x/z = 25x14, L=B-（510）=55mm.同時(shí)保

16、證齒輪與軸有良好 對(duì)中性，選擇齒輪輪轂與軸合為H7/m6,滾動(dòng)軸承宇宙的軸 向定位有過渡配合來保證，軸尺寸公差為m6 7）確定軸的倒角尺寸:2x45o 4. 軸的強(qiáng)度校核 1）齒輪上的作用力的大小 Fr2 = 1066.8/V,耳2 =3530.8N 2）求直反力 F BU =63 15.52V 水、戶右向 X Fhx + sBD 巧疥=43.32V 斥丫 =上丄二 UD = 2O9O.42V HY BD F” =- BU = 2298.67V x BD 3）畫彎矩圖: * = Fpx BC = 871 5N m Mcy =3C = 317.2N 加 Mc=+M=9277V m 4）畫扭矩圖：

17、7； = 1929.47V 5）彎扭合成： di-2 =70mm d2-3=77mni d = dm = 80m CL = 92mm t/56= 104mm 6 了 二90mm I 30mni 123=50mm /34 =42. 5mm Z45 = 90.5mm /56 =10mm /67 = 52mm = 113/n/n 因單向回轉(zhuǎn)，視轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，心小/唄咕650咖 |b_Jb=59MP,b（Jb=98MPa 則 a 0.602 剖面C的當(dāng)量彎矩：Me = 7Mc 2 + 門2 = I486Nm 7=1161.5 N m 6）判斷危險(xiǎn)剖面： C 截而：b. = J = 24 2MPa e

18、r Jb =59MPa r yt h M A截而直徑最小也為危險(xiǎn)截而：be=二亠=33. 9MPa你故軸承B被壓緊 陽=碼=524. IN, Fab = Fa + 戛=2585.3N 2 = 1066.8 耳2=3530.8N /min 你x=6315.5N 比=5743.3N 吒 丫 = 2090.4/V =229&6N %=871.5Ns MCy =317.2N 加 Me 二9ZJNm 邑=0.07 e = 0.35 查得：匚=1.2,x = 0.4,當(dāng)量動(dòng)載荷P尺2故軸承2被壓緊 賂=Fu = 2564.47V, FA2 =Fa + Fsl= 3895.47V FF =0.29s = 0

19、.35,亠=0.0.47 = 0.35 FriFr2 查得：f =1.2/= 0.4,當(dāng)量動(dòng)載荷P| =打殆=10462.7N P2 = fpCW + YFA2) = 19836.87V P2,校核2軸承就行 滾子軸承 10 C e=10/3,實(shí)際壽命，=(丄)= 3179206h 60 x274.7 P2 單班制工作預(yù)期壽命：3OOx8xlO = 24000h 故實(shí)際壽命大于預(yù)期壽命，合適！ 3.輸出軸軸承30316圓錐滾子軸承吒x =57433My =20904MFpx = 6315.5/V.x = 2298.67V,n = 68 8r/min Cr = 278OOO7V e二0. 35,

20、Y=1.7 軸承部軸向力: =61 2N、Frd = 6720.8 FsB = Frh/2Y = 1797.6N,= FKD / 2Y = 1976.7N, 賂故軸承B被壓緊 耳J = FJ = 19767N 竝=0.3 v e = 0.35,皿=0.29 = 0.35 FrdFrb 查得：打=1.2,x = 0.4,當(dāng)量動(dòng)載荷P = fp % = 8064.9N 忑嚴(yán) 7334.4N 仇vP”校核D軸承就行 in6 r e=10/3,實(shí)際壽命，L, =(_L) = 32OOOOOOh A 60 x68.8 Pc 滾子軸承單班制工作預(yù)期壽命：3OOx8xlO = 24000h 故實(shí)際壽命大于預(yù)

21、期壽命，合適！ 七. 鍵的計(jì)算校核 1輸入軸上的鍵 聯(lián)軸器處： hxhxL = 16x10 x57,K = 4.3,軸徑=35?人 = 196yV nu l=L-b=41mm cr = = 546MPa v = 120MPa 卩dhl卩 滿足強(qiáng)度要求，單個(gè)A鍵即可 小錐齒輪處： bx/ix 厶= 12x8x55, K = 3.3,軸徑 d】=42mm,Tl =196N 加, l=L-b=43mm bp =% = 54.3MP。cr/( = 120MPa 滿足強(qiáng)度要求，單個(gè)A鍵即可 2軸的鍵的校核計(jì)算： 大錐齒輪處： bx/ix 厶= 16xl0 x50,K = 4.3,軸徑山=51mmJ2 = 497.7N m, I=L-b/2=42mm cr = = 83.2MP v 07 = 120MPa 卩dhl卩 滿足強(qiáng)度要求，單個(gè)c鍵即可 小直齒輪處： bxhx L = 16x10 x43,車由徑dq =57mm、 T2 =497.7Nm, 1 二L-b 二 35mm cr = = 99.8MP v = 120MPa p dhlp 滿足強(qiáng)度要求，單個(gè)C鍵即可 3