用于螺旋輸送機一級圓珠齒輪減速器E101533

1、個人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用課程設(shè)計課程名稱：機械設(shè)計基礎(chǔ)設(shè)計題目：用于螺旋輸送機的一級圓珠齒輪減速器E1學(xué)院：專業(yè)：年級：學(xué)生姓名：徐國韜指導(dǎo)教師：日期：教務(wù)處制1 / 9個人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用目錄. . .2 / 9個人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用一、 機械設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書計算與說明二、傳動方案擬定設(shè)計用于螺旋輸送機的一級圓珠齒輪減速器（ 1） 工作條件：使用年限 10年，工作為二班工作制，載荷平穩(wěn)，環(huán)境清潔。（ 2） 原始數(shù)據(jù)：運輸機工作軸扭矩 T= 550N.m ，運輸機工作軸轉(zhuǎn)速 n=130r/mi n。三、電動機選擇1、電動機類型的選擇：Y系列三相異步電動機2、電動機功率選擇：<1）

2、傳動裝置的總功率：23總=聯(lián)軸器 ×軸承 ×圓珠輪 ×圓珠輪 ×工作機23=0.99 ×0.98 ×0.97 ×0.93 ×0.96(2> 工作機所需的工作功率：P工作 =7.4 KW(3> 電動機所需的工作功率：P電機 =9.25 KW3、確定電動機轉(zhuǎn)速：查表按推薦值取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比范圍 36。圓錐齒輪傳動比范圍 23，則總傳動比理時范圍為 618。故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=<618 ） ×130=7802340r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 1000、和 150

3、0r/min 。綜合考慮選 n=1500r/min 電機。4、確定電動機型號<查設(shè)計書 196頁）根據(jù)以上選用的電動機類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動機型號為 Y160M-4 。其主要性能：額定功率： 11KW ，滿載轉(zhuǎn)速 1460r/min ，額定轉(zhuǎn)矩 2.2。質(zhì)量 123kg。四、計算總傳動比及分配各級的傳動比1、總傳動比：i 總=n電動 /n=1460/130=11.22、分配各級傳動比（ 1）取齒輪 i圓柱齒 =5< 單級減速器 i=36 合理）（ 2） i總 =i 圓柱齒 ×i圓錐齒 i 圓錐齒 =i 總 / i 圓柱齒 =11.2/5=2.24五、運動

4、參數(shù)及動力參數(shù)計算1、計算各軸轉(zhuǎn)速nI=n 電機 =1460r/minnII = n =nI/i 圓柱齒 =1460/5=292r/min計算結(jié)果T= 550N.mn=130r/min總=0.80 P工作=7.4KW電動機型號Y160M-4i 總=11.2據(jù)手冊得i 圓柱齒 =4i圓錐齒 =2.24nI =1460r/minnII= n =292r/minn =130r/min3 / 9個人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用n =n /i圓柱齒 =292/2.24=130r/min2、計算各軸的功率PI =P電機 ×聯(lián)軸器 =11× 0.99= 10.89 KWPII =PI×

5、軸承 ×圓柱齒 =10.89×0.98 ×0.97= 10.35KWPIII =PII ×軸承 ×聯(lián)軸器 =10.35×0.98 ×0.99=10.04KW P =P ×軸承 ×圓錐齒 =10.04×0.98 ×0.93=9.15KW3、計算各軸扭矩 <N·mm）TI =9.55 ×106PI/nI=9.55 ×106×10.89/1460=71233 N ·mmTII =9.55 ×106PII /nII =9.55

6、×106×10.35/292= 338502 N ·mmTIII =9.55 ×106PIII /nIII =9.55 ×106×10.04/292=328363N·mm六、傳動零件的設(shè)計計算1、圓柱齒輪傳動的設(shè)計計算<1 ）選擇齒輪材料及精度等級齒輪采用軟齒面，小齒輪選用 40MnB 調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 241286HBS 。大齒輪選用 40Cr鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度 217286HBS 。選 8級精度，齒面精糙度 Ra1.63.2m(2>按齒面接觸疲勞強度設(shè)計PI =10.89KWPII=10.35KWPIII =1

7、0.04KWP =9.15KWTI =71233N·mmT II =338502N·mmT III =328363N·mm由公式確定參數(shù)如下：傳動比 i 圓柱齒 =5取小齒輪齒數(shù) Z1=22。則大齒輪齒數(shù)： Z 2=i 圓柱齒 Z1=5×22=110 實際傳動比 i 0=110/22=5傳動比誤差：i圓柱齒 -i 0/i 圓柱齒 =5-5/5=0%<2.5% < 可用）齒數(shù)比： u=i 0=5取 d=1.2取 k=1.2Z E=189.8Z H=2.5接觸疲勞極限查表有 =700MpaHlim1 =720 Mpa Hlim2取安全系數(shù) SH=

8、1.0，由 H= Hlim /SH得： H 1=Hlim1 /SH=720/1.0= 720Mpa H 2=Hlim2 /SH=700/1.0=700Mpa故得：模數(shù)： m=d1/Z 1=43/2=1.95m取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=2mm(3> 校核齒根彎曲疲勞強度由試 F=(2kT 1/bm2Z 1>Y FaY Sa H確定相關(guān)參數(shù)如下：分度圓直徑：d1=mZ 1=2×22=44md2 =mZ 2=2×110=220mm齒寬： b=dd1 =1.2×44=53mm取 b2=53mm b1=58mm查表得齒形系數(shù) Y Fa和應(yīng)力修正系數(shù) Y SaY Fa1=2

9、.83YSa1=1.58Y Fa2=2.2YSa2=1.83查表得彎曲疲勞極限=595 MpaFE2=590 Mpa取 SF=1.25FE1由 F=FE /SF計算兩輪的許用彎曲應(yīng)力i 圓柱齒 =5Z1=22Z2=110u=5H 1=720MpaH 2=700Mpam=2mmd1=44mmd2=220mmb1=58mmb2=53mmY Fa1=2.83Y Fa2=2.2Y Sa1=1.58Y Sa2=1.83F 1=476MpaF 2=472Mpa4 / 9個人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用 =/SF=595/1.25=476 MpaF 1Flim1 F2=Flim2 /SF =590/1.25=472

10、 Mpa將求得的各參數(shù)代入式中F1=(2kT 1/bm2Z1>Y Fa1Y Sa12=(2 ×1.2 ×71233/53 ×2 ×22>×2.83 ×1.582F2=(2kT 1/bm Z2>Y Fa1Y Sa12×110>×2.2 ×1.83=(2 ×1.2×71233/58 ×2=26.9Mpa < F2故輪齒齒根彎曲疲勞強度足夠(4> 計算齒輪的相關(guān)參數(shù)中心距 a=m/2(Z 1+Z 2>=2/2(22+110>= 132

11、mm取ha*=1 c*=0.25則齒頂圓直徑：da1=(Z1+2ha*>m=( 22+2×1>×2=48mmda2=(Z2+2ha*>m=( 110+2×1>×2=224mm齒根圓直徑：df1=(Z 1-2ha*-2C* >m=(22-2-2 × 0.25> ×2=39mmdf2=(Z 2-2ha*-2C* >m=(110-2-2 × 0.25> × 2=215mm (5> 計算齒輪的圓周速度 VV=dn /60 ×1000=3.14×44&

12、#215;1460/60 ×1000=3.36m/s11查表可知，齒輪精度選擇是合適的。2.圓錐齒輪傳動的設(shè)計計算齒輪采用軟齒面，小齒輪選用 40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 240260HBS。大齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度 210230HBS。選 8級精度，齒面精糙度 Ra1.63.2 m (1>按彎曲疲勞強度設(shè)計計算取 Z1 =17，已知圓錐齒輪傳動比i圓錐齒 =2.4，則大齒輪齒數(shù) Z2=17 × 2.4=40.8 。取大齒輪齒數(shù)為 41。實際傳動比 i 0=41/17=2.41傳動比誤差：i圓錐齒 -i 0/i 圓柱齒 =2.4-2.41/2.4 =- 0.42%

13、< 可用）齒數(shù)比： u=i 0=2.41由公式 m確定參數(shù)如下:取 K=1.2R=0.252=arctan= arctan=68 度1=90-2=90-68= 22 度由 ZV=Z/COS 有：ZV1=Z1/COS1=17/COS22。 =18.3ZV2=Z2/COS2=41/COS68。 =109.3查表有：Y Fa1=3.04YSa1=1.53Y Fa2=2.25YSa2=1.83=700MpaFE1=580MpaFE2 H 1=0.7FE1=0. 7× 700=490 MpaH 2=0.7FE2=0. 7× 580=406 Mpa已知 T 1=T =328363

14、 N·mm故：F1=163.9Mpa F2=26.9Mpaa=132mmda1=48mmda2=224mmdf1=39mmdf2=215mmV= 3.36m/sZ 1=17Z2=41u=2.411=22 度=68 度2ZV1=18.3ZV2=109.3Y Fa1=3.04Y Fa2=2.25Y Sa1=1.53Y Sa2=1.83=700MpaFE1FE2=580Mpa H 1=490Mpa H 2=406Mpa5 / 9個人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用m=4.78取 me=5<2）圓錐齒輪的其它參數(shù)計算d1=m e× Z1=5× 17=85d2=me×

15、Z2=5× 41=205RE=110.95b Re/3=110.95 /3= 36.9 mm( 取 36mm>齒頂圓直徑：。da1=d1+2mecos 1=85+2×5cos22 =94.27。齒根圓直徑 :Df1 =d1-2mecos 1=85- 2× 5cos 22。 =75.73。Df2 =d2-2mecos 2=205- 2×5cos 68 =201.25七、軸的設(shè)計計算輸出軸的設(shè)計計算1、按扭矩初算軸徑選用 40Cr調(diào)質(zhì)，硬度 241286HBS 、 b=750Mpa 、 -1 b=75Mpa，取 c=105。dC.=105×=

16、32.16mm考慮有鍵槽，將直徑增大4%，則d32.16×(1+4%>= 33.45mm所以選 dmin =35mm2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計<1 ）軸上零件的定位，固定和裝配將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別以軸肩和大筒定位，則采用過渡配合固定。<2 ）聯(lián)軸器選擇根據(jù) T=338502 N·mm和 dmin =35mm，初選聯(lián)軸器為TL6 彈性套柱銷聯(lián)軸器，主動端 d1=35mm。<3 ）確定軸各段直徑和長度，見圖a段：d1=35mm由聯(lián)軸器確定L 1=82mmII 段 :考

17、慮氈圈軸徑取 d2=40mm，安裝凸緣式軸承蓋和彈性套柱銷聯(lián)軸器，考慮必要的安裝距離取 L 2=75mm段：初選用 6209型深溝球軸承，其內(nèi)徑為 45mm，查表得 B= 19mm ，D= 85mm，所以 d3=45mm。 L3=40mm段 :直徑 d4=50mm, L 4=55mm<比齒寬小 2mm）me=5d1=85d2=205b=36da1=94.27da2=208.7Df1 =75.73Df2 =201.25dmin=35mmd1=35mmL 1=82mmd2=40mmL 2=75mmd3=45mmL 3=40mmd4=50mmL4=55mmd5=60mmL 5=10mmd6=5

18、5mmL 6=8mmd7=45mmL 7=20mmL=290mm6 / 9個人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用段 :d5=60mm, L 5=10mm段 :d6=55mm, L 6=8mm段 :d7=45mm, L 7=20mm整段軸長 L= 290mm。由上述軸各段長度可算得軸支承跨距a=55mmb= 57.5mmc=126mm(4> 按彎矩復(fù)合強度計算已知分度圓直徑 d2=220mm、扭矩 T2=338502 N·mm 則：圓周力 Ft=2T 2 /d2=2× 338502/220=3077N0<a）繪制軸受力簡圖，見圖b<b）繪制垂直面彎矩圖<如圖 c）軸

19、承支反力：FAV=F BV =Fr/2= 1120/2=560 NFAH =F BH =Ft/2=3077/2=1538.5N由兩邊對稱，知截面 C的彎矩也對稱。截面 C在垂直面彎矩為 M CV =FA V×a=560×55=30800N·mm(c> 繪制水平面彎矩圖,見圖 d。截面 C在水平面上彎矩為：M CH =FA H× a=1538.5×55=84618N·mm(d> 繪制合成彎矩圖，見圖e21/2221/22M C=(M CV+MCH >=(30800 +84618 >=90049N·mm(

20、e>繪制扭矩圖 ,見圖 f轉(zhuǎn)矩： T= 338502N·mm(f> 繪制當(dāng)量彎矩圖，見圖g =0.6，截面 C處的當(dāng)量彎矩：轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪應(yīng)力按脈動循環(huán)變化，取Mec=M C2+( T> 21/2= 900492+(0.6 ×338502>2 1/2=222168N·mm(g> 校核危險截面C的強度33 e=Mec/0.1d 4 =222168/0.150×=17.78MPa< -1b =75MPa所以該軸強度足夠。<5）輸入軸最小直徑確定選用 40Cr調(diào)質(zhì)，硬度 241286HBS 、 b=750Mpa 、 -

21、1 b=75Mpa，取 c=105。dC.=105×=20.52mm考慮有鍵槽，將直徑增大4%，則d20.52×(1+4%>= 21.34mm所以選 dmin =22mm< 由聯(lián)軸器確定d=22mm ）a=55mmb=57.5mmc=126mmFt=3077NFr =1120NFAV=F BV =560NFAH =FBH =1538.5NM CV =30800N·mmM CH =84618N·mmM C=90049N·mmMec= 222168N.mm e=17.78MPa該軸強度足夠dmin=22mm7 / 9個人資料整理僅限學(xué)習(xí)

22、使用軸承預(yù)計壽命40000hFAR = FBR =1637NCr=24500NL h= 89815h此軸承合格A 型平鍵16×10 p=90.27Mpa該鍵安全八、滾動軸承的選擇及校核計算根據(jù)已知條件，軸承預(yù)計壽命為A 型平鍵16×250 ×10=40000h10×8計算輸出軸承：已知 n=360r/min2 +FAH2>1/2=(5602 +1538.52>1/2=1637NFa=0 FAR = FBR = (F AV p=128.95Mpa試選 6209型深溝球軸承, Cr= 24500N該鍵安全取 =3取溫度系數(shù) f t=1f P=1.28 / 9個人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用計算軸承壽命LhL h=<10 6/60n） ×(f tCr/f pP>63=<10 /60× 360） ×(1 ×24500/1637 × 1.2 >此軸承合格九、鍵聯(lián)接的選擇及校核計算1、校核輸出軸與齒輪的平鍵聯(lián)接軸徑 d4=50mmL 4=55mmT= 338502Nmm選用 A 型平鍵，鍵 16×10 GB1096-79鍵長取