常用的機(jī)械傳動(dòng)_二級(jí)減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、機(jī)械設(shè)計(jì)綜合訓(xùn)練U知識(shí)模塊：常用的機(jī)械傳動(dòng)車輛專業(yè)16-2 班級(jí) 設(shè)計(jì)者 張明瑞 指導(dǎo)教師 王琦2018 年11 月遼寧工程技術(shù)大學(xué)任務(wù)：方案(4)圖:結(jié)論欄方案數(shù)據(jù)：車輛16-2班28號(hào)題號(hào)滾筒圓周力F/kN帶速 v/ m- s-1滾筒直徑D/mm滾筒長(zhǎng)度L/mmZLL-93.80.88400800工作年限工作班制工作環(huán)境載荷性質(zhì)生產(chǎn)批量102多灰塵稍有波動(dòng)小批工作條件B:一、電機(jī)選擇(1) 選擇電機(jī)系列(2) 選擇電動(dòng)機(jī)功率=3.344?卷筒所需有效功率總效率：?= ?聯(lián)?承 ?嚙?鏈?筒? =?10003800x0.881000按表4.2-9取:齒輪嚙合效率：？?齒=0.97 (齒輪精度

2、為8級(jí))滾動(dòng)軸承效率：？?承=0.99聯(lián)軸器效率：？?聯(lián)=0.99滾筒效率:?筒=0.96鏈傳動(dòng)效率：？?鏈=0.93則傳動(dòng)總效率：？=?聯(lián)?承 ?嚙?鏈?筒42=0.99 X0.99 X0.97 x 0.93 X0.96=0.798所需電動(dòng)機(jī)功率:?=?3.3440798= 4.19?查表4.12-1,可選丫系列三相異步電動(dòng)機(jī) 丫132S-4型，額定功率？?o = 5.5?,或選用丫系列三相異步電動(dòng)機(jī)丫132M2-6型，額定功率？?o= 5.5?(3) 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速滾筒軸轉(zhuǎn)速:? = 60?60x088? ?X0.4420?電機(jī)型號(hào)Y132M2-60= 5.5 kW同步轉(zhuǎn)速為1500 r/

3、min及1000 r/min兩種方案進(jìn)行比較，由表 4.12-1查得電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)，計(jì)算出的總傳動(dòng)比如下表:萬(wàn)案號(hào)電機(jī)型號(hào)額定功率同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速電機(jī)質(zhì)量總傳動(dòng)比1Y132S-45.51500144034.282Y132M2-65.5100096022.85電機(jī)同步轉(zhuǎn)速有4種，比較其中兩種方案：該設(shè)計(jì)方案為 3級(jí)減速傳動(dòng)，根據(jù) 閉式齒輪傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)常用傳動(dòng)比范圍(表4.2-9 )，且方案一選取的電動(dòng)機(jī)雖然質(zhì) 量和價(jià)格較低，但總傳動(dòng)比大。為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用方案 2。P、分配傳動(dòng)比鏈傳動(dòng)：i鏈=2.0（常用范圍24）減速器：i 減=22.85/2.0=11.43?高=V （1.3 14）

4、?減=3.85 4.00，取 3.90 （ 范圍 35）小小11.43卄?低 =預(yù)=2.93（ 范圍 35）i 鏈=2.0i 高=3.90i 低=2.93三、傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算0軸：0軸及電動(dòng)機(jī)軸?0= ?= 4.19?0= 960 ?/ ?3 ?13 4.19 X 1034 ?0= 9.55 X10= 9.55 X 10 X、= 4.17 X10 ?1960?I軸：1軸即減速器高速軸?1 = ?0 ？01 = ?0 ?聯(lián)=4.19 X 0.99=4.15kW?1 = ?0 = 960 ?/ ?3 ?13 4.15X1034?1 = 9.55 X 10 初二 9.55 X10 X

5、 = 4.13 X 10 ? ?960II軸:II軸即減速器中間軸?2= ?1 -?12 = ?1?齒?承 =4.15 X 0.97 X 0.99=3.99kW?1?1960= = =2?01?高3.90=246.15?/?cc3?233.99X103cccc?2 =9.55 X 103話=9.55 X103X =1.54 X 105?川軸即減速器低速軸?3 = ?2 ？23 = ?2 ?齒?承 = 3.99 X 0.97 X 0.99=3.83kW?2?2246152.93?3 =耳=E=84.01?/?3?3= 9.55 X 10?333.83 X1035云=9.55 X10 X840 =

6、 4.35 X 10 ? ?W軸即傳動(dòng)滾筒軸?4 = ?3 -?34 = ?3 ?鏈?承 = 3.83 X 0.96 X 0.99=3.64W?3 =?23?2?鏈8401=42.0?/?3 ?43 3.64X1035?4 = 9.55 X 103 = 9.55 X103 X- = 8.27 X 105? ?軸序號(hào)入軸功率p/kW轉(zhuǎn)速n/r/mi n轉(zhuǎn)矩T/N - mm傳動(dòng)型式傳動(dòng)比效率n04.199604.17 X104聯(lián)軸器1.00.96I4.159604.13 X104齒輪傳動(dòng)3.900.96n3.99246.151.54 X105齒輪傳動(dòng)2.930.96川3.8384.014.35 X

7、105鏈傳動(dòng)2.00.99IV3.6442.08.27 X105四、減速器以外傳動(dòng)零件的計(jì)算鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)已知數(shù)據(jù)：傳動(dòng)比i鏈=2.0，傳遞功率P = ?承 ?山=0.99 X3.83 = 3.79kW小鏈輪轉(zhuǎn)速m=nm= 84.01,載荷稍有波動(dòng)（根據(jù)任務(wù)書中工作條件B）。設(shè)計(jì)過(guò)程：（1）取鏈輪齒數(shù)：鏈輪齒數(shù)Z1=21Z2=41乙=21,Z2=iz 1=2X 21 ± 1=41 （或 43）（齒數(shù)互質(zhì)）（2）選定鏈型號(hào)，確定鏈節(jié)距p：由式4-8得?0?廠1.5x0.91x3.791= 5.17 kW式中，工況系數(shù)Kx由表4-6查得& =1.5,;小鏈輪齒數(shù)系數(shù)Kz由圖4-13查

8、得Kz =0.91 ;多排鏈系數(shù)Kp按單排鏈由表4-7查得Kp=1。鏈節(jié)距根據(jù)R =5.17 kW 及n1 =84.01 r/min ，由圖4-11選定鏈型號(hào)為28A,由2?2- ?1 ) 22?)2X200021+41= + +44.45244.45 ,41- 21200022?) = 121.22取Lp=122節(jié)(偶數(shù))。確定實(shí)際中心距鏈節(jié)數(shù)Lp=122中心距a=2000.39mm(3)驗(yàn)算鏈速?1?1?21x84.01x44.45v =1 1= = 1 307?/ ? < 15 ?/ ?60X100060X1000.轉(zhuǎn)速適宜。(4) 確定中心距以及鏈節(jié)數(shù)初選 ao= (3050)

9、p=1333.52222.5mm,取 ao=2000mm.2?0?1 + ?2?鏈節(jié)數(shù)Lp =扌+寧+帀(?- ?0122- 121.22a= ?0+2?= 2000+ 2= 200Q39?五、減速器以內(nèi)傳動(dòng)零件的計(jì)算1.高速級(jí)圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)已知數(shù)據(jù)：傳動(dòng)比i 1=3.90，傳遞功率R=41.3kW ,小齒輪轉(zhuǎn)速n仁960r/min，載荷稍有波動(dòng)。設(shè)計(jì)過(guò)程:(1)選擇齒輪材料、確定精度等級(jí)及許用應(yīng)力小齒輪材料選用40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度241286HBS(表5-1 ),取250280HB大齒輪材料選用 ZG310-570,正火處理，表面硬度 156217HB取162185HB選擇齒輪精

10、度等級(jí) 8級(jí)(GB10095-88)，查圖5-16 (b)，得=690MP© ?2 = 440MPa應(yīng)力循環(huán)次數(shù):?1 = 60?1? = 60 X960 X1 x(2 X10 x300 X8) =2.76 x 1099?1?=7.08 X102.76 X1093.90=查圖5-17得Zni=1.12 , ZN2=1.17 （允許有一定點(diǎn)蝕）取 Zw=1.0 , Smin=1.0 , Zlvr=0.92由式（5-29）得 Zxi=Z<2=1.0取乙vR=0.92 由式（5-24）確定接觸疲勞許用應(yīng)力? 1 = :?2?1?1 ? = 690 X 1.12 X 10 X 1.0

11、X0.92 = 711.0MPa<<?I.U?1440? 2 = ?2?1 ? =77； X 1.17 X 1.0 X 1.0 X 0.92 = 473.6MPa?1.0? 2 = 473.6 ?因?yàn)? 1 > ?2，計(jì)算中?=（2）按接觸疲勞強(qiáng)度確定中心距 a由式（5-18）/ ?1?a > （u+1） V 丄（一二二）?2?1?丿3 ?13 41.34式中?1 = 9550 X 10 帀=9550 X 10 X 阪=4.13 X 10 N mm初選K? = ? = 1.15初選螺旋角?= 10°,由式（5-42）計(jì)算？?？= "?= ?10 =

12、0.992??？?？ = 0.35，減速傳動(dòng)比u=i=3.90由表 5-5，得?= 189.8"?由式（5-41）計(jì)算ZH端面壓力角:a t = arcta ntan a n（右）=arctantan20 °（COS10-） = 20.2835? = ?；?>?）=arctan （?10?20.2835° ） = 9.3912°2?93912°- 2?" = V?=2 4634？?§?202835° ?20.2835° '由式（5-39）計(jì)算中心距?3 /?1 ? 2? >（?+ 1）2

13、?莎（？?）=122.21°mm圓整取a=125mm般取?= (0.010.02)? = (0.010.02) X125= 1.252.50?取標(biāo)準(zhǔn)法面模數(shù)？?？= 2.5?(考慮硬齒面，模數(shù)取大值)齒數(shù):?12?(?+ 1)=19.9?2= ?1 = 77.78?圓整?。?？?1 = 20 ?2= 79?2 = 78105=20齒輪分度圓直徑：?1 =?1 =:50.000?2 =?2 =197.500?齒輪齒頂圓直徑：?1=?1 +?2? ? = 55.000mm?2 = ?2+ 2? ? = 203.500? 齒輪基圓直徑：?1 = ?1?= 46.98?2 = ?2?= 185

14、.589mm 圓周速度：?1?1v =右=2 51?/ ?60X103J2 I 修正螺旋角：?=arc?1(?+1)2?11.4782.低速級(jí)圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)已知數(shù)據(jù)：傳動(dòng)比i 2=2.93，傳遞功率P2=15.4kW,小齒輪轉(zhuǎn)速n2=246.15r/min，載荷稍有波動(dòng)設(shè)計(jì)過(guò)程：(1)選擇齒輪材料、確定精度等級(jí)及許用應(yīng)力小齒輪材料選用40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度241286HBS(表5-1 ),取250280HB大齒輪材料選用 ZG310-570,正火處理，表面硬度 156217HB取162185HB選擇齒輪精度等級(jí) 8級(jí)(GB10095-88)，查圖5-16 (b)，得?1 = 690M

15、Pa ?2 = 440MPa應(yīng)力循環(huán)次數(shù):?1 = 60?i? = 60 X 246.15 X 1 X（2 X10 X30O X8） = 7.09 X108 ?1709 X1088?2=亍 P=242 X 10查圖5-17得Zn1=1.17, ZN=1.26 （允許有一定點(diǎn)蝕）取 Zw=1.0 , Smin=1.0, Zlvr=0.92由式（5-29）得 Zx1=Z<2=1.0取 ZLvr=0.92由式（5-24）確定接觸疲勞許用應(yīng)力?1 =90?2? ? ? _? ?1 ? ?1 ? ?= :?69010 X 1.17 X1.0 X1.0 X 0.92 = 742.72MPa97?1?

16、 ? ?2 ?1 ?= ?44010 X 1.26 X1.0 X1.0 X 0.92 = 510.05MPa因?yàn)? 1 > ?2，計(jì)算中?=? 2 = 510.05 ?（2）按接觸疲勞強(qiáng)度確定中心距 a由式（5-18）27 ?1 ? 2a > （u+ 1）-（二？二）?2?'?）3 ?231545式中？?1 = 9550 X 10 琉二 9550 X105.97 X10 N- mm2 2初選K ? = ?1.15初選螺旋角?= 10°,由式（5-42）計(jì)算？?？= v?= V?10 = 0.992取？?？ = 0.35,減速傳動(dòng)比u=i=2.93由表 5-5，得?

17、= 189.8"?由式（5-41）端面壓力角a=arcta ntan a ntan20 °（右）=arctan （cos）= 2°.2835? = ?2?加）=arctan （?10°?20.2835° ） = 9.3912°2? _ _? = V；? = q?202835。？202835。= 246342?93912°由式（5-39）計(jì)算中心距=256.1222mm3 / ?1 “ ？?？ 2 ? >(?+1)說(shuō)( ft )圓整取a=260mm般取?= (0.010.02)? = (0.010.02) X260= 2

18、.60 5.20?取標(biāo)準(zhǔn)法面模數(shù)？?？= 5.0?（考慮硬齒面，模數(shù)取大值）?=2?齒數(shù)：？?1 =方=26.06 ?2 = ?1 = 76.36?(?+ 1)105圓整?。?？?1 = 27?2= 77?1 = 20?2 = 78齒輪分度圓直徑：?1 =?1 =:125.000?2 =?2 =385.000?齒輪齒頂圓直徑：?1=?1 +?2? ?= 135.000?2 = ?2 + 2?齒輪基圓直徑：?1 :=?1?= 117 462? = 395.000?2 = ?2?= 361.782mm圓周速度:?v = ? = 57.997?/ ?修正螺旋角:?1( ? + 1)2? = arc ?

19、) = 11.4783、校核1、高速級(jí):接觸疲勞強(qiáng)度電機(jī)驅(qū)動(dòng)，稍有波動(dòng)，選?。?？= 1.25圓周速度? = ?爲(wèi) =2.51 ?, 8級(jí)精度,由圖 5-4 (a), ?i/100= 0.25，取? = 1.3齒寬?= ? = 0.35 X135= 47.25?由圖5-7b，按萬(wàn)=0.45軸剛性較小，硬齒面，非對(duì)稱布置？?？= 1.13由表 5-4，取? = 1.2，載荷系數(shù)：? = ? = 1.25 X 1.3 X 1.13 X1.2 = 2.2035?146.98齒頂壓力角 ?1 = ?_?J = ?= 31.331? ?155?2185.589?2 = ?2 = ?= 24219?2 2

20、03.5'1重合度? =?1(?1 - ?) + ?2( ?2 - ?) = 1.859重合度系數(shù)？?？=?= 0.845.?= ? v2?1(?+1)?1?2.4634 X 189.8 X 0.845 Xx2.2035x4.13 X104 X(3.90+ 1)47.25 x502 X3.9=449.704MPa? < ?合格(2)驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度?1 = 20, ?2 = 79,由圖 5- 14得：？?1 = 2.81,?2 = 2.26取，？?？= 2.0? = 1.4許用彎曲應(yīng)力:齒根彎曲應(yīng)力:?1 = ?2 = ?1?=營(yíng) X1.0 X1.0= 285.714?I42

21、?彳?1 = ? ?1?1?=12X2.2035X41300X2.81 X 1.73 X0.653= 97.82MPa由圖5-15得：?1=1.55, ?2 = 1.73由式48得：0.755-?=?0.25 +? = 0.653由圖5-16b 得:?1 =?2 = 200MPa由圖5-19 得:?1 =?2 :=1.0由式(5-32)，m=2.5<12, ?1 = ?2 = 1.0?1 < ?F1合格?2?22.26x1.73?2 = ?1 ?？=97.82 X87.81MPa?1 ?12.8 1 x | .55?2 < ?F2合格2、低速級(jí)：接觸疲勞強(qiáng)度電機(jī)驅(qū)動(dòng)，稍有波動(dòng)，選取？?？= 1.25圓周速度？=?60= 1.610?, 8級(jí)精度,由圖 5-4 , ?i/100= 0.4347,取? = 1.17齒寬?= ? = 0.35 X26O= 91?由圖5-7b，按帀二0.728軸剛性較小，硬齒面，非對(duì)稱布置？?？= 122由表 5-4，??？?？ = 1.2，載荷系數(shù)：？=?= 1.25 X 1.17 X122 X 1.2 = 2.1411齒頂壓力角 ?1 = ?1221 = ?117.462 = 29.531?1135'小小?2361.782?2 = ?_ = ?= 23.666? ?