一级圆柱斜齿轮减速器设计说明书.doc
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1、. .机械设计课程设计计算说明书一、传动方案的拟定.2二、电动机的选择.3三、运动参数及动力参数计.3四、传动零件的设计计算.4五、联轴器的选择及校和计算.8六、轴的设计计算.8七、滚动轴承的选择及校核计算.12八、减速箱的附件选择.14九、润滑及密封.15参考文献.16计算过程及计算说明一、传动方案的拟定第一组:设计用于10吨轻级起重机提升机构的一级圆柱斜齿轮减速器(1) 工作条件:二班制工作,有轻微振动,使用期限10年。(2) 原始数据:减速器输出转速(r/min) 350减速器输出功率(KW) 3传动比i 2 图1-1二、电动机的选择1、电动机类型的选择:Y系列三相异步电动机2、电动机功
2、率选择:(1)传动装置的总效率:总=22123 =0.9820.970.992=0.92(其中联轴器效率1=0.99,轴承效率2=0.98齿轮极度8级,效率3=0.97)(2)电机所需的工作功率:P工作= Pw/总=3/0.92=3.26KW3、确定电动机转速: n=in=2350=700r/min综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和减速器的传动比,则选n电=750r/min。4、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型,所需的额定功率及同步转速,选定电动机型号为Y160M1-8。其主要性能:额定功率:4KW,满载转速720r/min,额定转矩2.0。质量120kg。三、运动参数及动力参数
3、计算1、计算各轴转速nI=n电机=720 r/minnII=nI=720r/minnIII=nII/i齿轮=720/2=360r/min2、 计算各轴的功率PI=P工作=4 KWPII=PI12=40.990.98=3.88 KWPIII=PII23=3.880.980.97=3.689KW3、 计算各轴扭矩TI=9.55106PI/nI=9.551064/720=53056 NmmTII=9.55106PII/nII=9.551063.88/720=51464 NmmTIII=9.55106PIII/nIII=9.551063.689/360=97861 Nmm对以上的运动和动力参数的计算总
4、结,加以汇总,列出表格(表1)。表1轴名转 速r/min功 率P/KW扭 矩Nmm电机轴720453056输入轴7203.8851464输出轴3603.68997861四、传动零件的设计计算1、齿轮传动的设计计算(1)选择齿轮材料级精度等级考虑减速器传递功率不大,所以齿轮采用软齿面小齿轮选用40Cr调质,齿面硬度为240260HBS,根据教材P210表10-8精度等级选8级(GB10095-88)。齿面粗糙度Ra1.63.2m。(2)按齿面接触疲劳强度设计d1t(2kT1(u+1)( ZH ZE/H) 2/du)1/3确定有关参数如下: 传动比i齿=2取小齿轮齿数Z1=24。则大齿轮齿数:Z2
5、=iZ1=224=48齿数比u=i=2 由教材P205表10-7取d=1 小齿轮传递的转矩T1T1=9.55106P/n1=9.551063.88/720 =51464Nmm 载荷系数k取kt=1由课本10-30选取区域系ZH=2.433由课本10-26查得1 =0.785 2 =0.855则 =1+2 =0.785+0.855=1.64由课本10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MP选取螺旋角。初选螺旋角=14度。许用接触应力H H=HlimkHN/SH由教材P209图10-21查得:HlimZ1=570Mpa HlimZ2=520Mpa由教材P206式10-13计算应力循环次数NL
6、N1=60njLh=607201(16365)=2.49109N2=N1/i=2.49109/2=1.25108由教材P207图10-19查得接触疲劳的寿命系数:KHN1=0.92 KHN2=0.94通用齿轮和一般工业齿轮,按一般可靠度要求选取安全系数SH=1.0H1=Hlim1 KHN1/SH=5700.92/1.0Mpa=524.4MpaH2=Hlim2 KHN2/SH=5200.94/1.0Mpa=488.8Mpa(3)齿轮参数计算试算小齿轮分度圆直径d1t,由计算公式得d1t(2kT1(u+1)( ZH ZE/H) 2/du)1/3=2151464(2+1)(2.433189.8/52
7、4.4)2/121.641/3mm=41.91mm计算圆周速度V=d1tn1/601000=3.1441.91720/601000=1.58 m/s计算齿宽b与摸数mntb=dd1t=141.91=41.91mm mnt=d1tcos/ Z1=41.91cos14/24=1.69mm h=2.25 mnt=2.251.69=3.8mm b/h=41.91/3.8=11.03计算纵向重合度=0.318d Z1tan=0.318124tan14=1.903计算载荷系数K 已知使用系数KA=1,根据V=1.58 m/s,7级精度,由图10-8查得动载荷系数KV=1.14;由表10-4查得KH=1.4
8、5;由图10-13查的KF=1.35由表10-3查的KH=KF=1.4。故载荷系数 K=KAKVKHKH=11.141.11.45=2.31按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径,由式(10-10a)得d1=d1t(K/Kt)1/3=41.91(2.31/1)1/3=55.4mm计算模数m n。m n=d1cos/Z1=55.4cos14/24=2.24mm(4)按齿面弯曲强度设计 由教材P216式10-11确定计算参数 计算载荷系数K=KAKVKFKF=11.141.41.35=2.15 根据纵向重合度=1.903,从图10-28查得螺旋角影响系数Y=0.88 计算当量齿数ZV1= Z1/co
9、s3=24/cos314=26.27ZV2= Z2/cos3=48/cos314=48.49 由齿形系数由表10-5查得YF1=2.65;YF2=2.35 查取应力校正系数由表10-5查得YFs1=1.58;YFs2=1.68 计算弯曲疲劳许用应力 由教材P208 10-20c查表得小齿轮的弯曲疲劳极限=480MPa 大齿轮=360MPa 取弯曲疲劳安全系数S=1.4 由式10-12得=/S=291.43 MPa=226.29 Mpa计算大小齿轮的并加以比较=0.01437=0.01743大齿轮数值大设计计算mn2.477mm对比计算结果 由齿轮接触mn大于齿根弯曲疲劳强度的计算的法面模数 ,
10、取mn=2.5 已可以满足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分度圆直径d1=55.4mm来计算应有的齿数。于是由Z1= d1cos/ mn=55.4cos14/2.5=21.7取Z1=21,则Z2=i Z1=221=42(5)几何尺从计算 计算中心距a= (Z1 +Z2) mn/2 cos=(21+42)2.5/2 cos14=81.18mm 将中心距圆整为82mm 按圆整的中心距修正螺旋角=14.25值改变不大,故参数、等不必修正。计算大小齿轮的分度圆直径=54.1mm=108.2mm计算齿轮宽度 b=dd1=154.1=54.1mm圆整后取B2=55mm B1=60mm五
11、、联轴器的选择及校和计算1、 类型选择为了隔离振动与冲击,选用弹性套柱联轴器2、 载荷计算公称转矩 T=53056 Nmm由教材P351 表14-1查的KA=2.3,由式(14-1)得计算转矩为:Tca=KA T=2.353.056=122.03 Nm3、 型号选择从GB 4323-84中查得TL5型弹性套柱销联轴器的许用转矩为125 Nm,许用最大转速为4600r/min,轴径为25、28、30、32mm,故合用。半联轴器长度L=62mm,半联轴器与轴配合的毂孔长度L1=44mm。六、轴的设计计算输入轴的设计计算1、按扭矩初算轴径选用45调质,硬度217255HBS根据教材P370(15-2
12、)式,并查表15-3,取A0=115d115(4/720)1/3mm=20.37mm考虑有键槽,将直径增大5%,则d=20.37(1+5%)mm=21.39mm选dmin=25mm2、轴的结构设计(1)轴上零件的定位,固定和装配单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央,相对两轴承对称布置,齿轮左面由轴肩定位,右面用套筒轴向固定,周向用平键连接。两轴承分别以轴肩和套筒定位。(2)确定轴各段直径和长度输入轴的最小直径显然是安装联轴器处的轴的直径d1通过比较选择d-=25mm,为了满足半联轴器的轴向定位要求。轴段右端需制出一轴肩,故取段的直径d=32mm;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径D=35m
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