带式运输机传动装置中的双级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书.pdf
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1、设计人:二 0 0 四 年 一 月目录一.设计任务二.传动方案的分析与拟定三.电动机的选择四.传动比的分配及动力学参数的计算五.传动零件的设计计算六.轴的设计计算七.键的选择和计算八.滚动轴承的选择及计算九.连轴器的选择十.润滑和密封方式的选择,润滑油的牌号的确定十一十一.箱体及附件的结构设计和选择十二.设计小结序号 F(N)V(m/s)D(mm)生产规模 工作环境载荷特性工作年限3130000.45420单件室内平稳5 年(单班)二二.传动方案得分析拟定传动方案得分析拟定:方案 1.方案 2.外传动为带传动,高速级和低速级均高速级,低速级,外传动均为圆柱轮.为圆柱齿轮传动.方案的简要对比和选
2、定方案的简要对比和选定:两种方案的传动效率,第一方方案稍高.第一方案,带轮会发生弹性滑动,传动比不够精确.第二方案用齿轮传动比精确程度稍高.第二方案中外传动使用开式齿轮,润滑条件不好,容易产生磨损胶合等失效形式,齿轮的使用寿命较短.另外方案一中使用带轮,可用方便远距离的传动.可以方便的布置电机的位置.而方案二中各个部件的位置相对比较固定.并且方案一还可以进行自动过载保护.综合评定最终选用方案一进行设计.三三.电动机的选择电动机的选择:计算公式计算公式:工作机所需要的有效功率为:P=F v/1000从电动机到工作级之间传动装置的总效率为连轴器 1=0.99.滚动轴承=0.98闭式圆柱齿轮=0.9
3、7.V 带=0.95运输机=0.96计算得要求:运输带有效拉力为:13000 N工作机滚筒转速为:0.45r/min工作机滚筒直径为:420 mm工作机所需有效功率为:5.85 kw传动装置总效率为:0.7835701电动机所需功率为:7.4 KW由滚筒所需的有效拉力和转速进行综合考虑:电动机的型号为:Y160M-6Y160M-6电动机的满载转速为:960 r/min960 r/min四四.传动比的分配及动力学参数的计算传动比的分配及动力学参数的计算:滚筒转速为:20.4 r/min总传动比为46.91445去外传动的传动比为 3.5.则减速器的传动比为:=46.9/3.5=13.4又高低速级
4、的传动比由计算公式:得减速器的高速级传动比为:4.1.低速级为:3.2各轴转速为:=274.2r/min=65.7r/min=20.4r/min各轴输入功率为=7 KW=6.7KW=6.4KW各轴输入转矩为=246945.9Nmm=979920 N.mm=991136Nmm五五.传动零件的设计传动零件的设计一一.带传动的设计带传动的设计:(1)设计功率为Pc=KaP=17.5=7.5(2)根据 Pc=7.5KW,n1=274.2857r/min,初步选用 B 型带(3)小带轮基准直径取 Dd1=125mmDd2=Dd1(1-)=125(1-0.02)mm=437.5mm(4)验算带速 vv=6
5、.283185m/s(5)确定中心距及基准长度初选中心距 a0=780mm符合:0.7(Dd1+Dd2)a012在要求范围以上,包角合适(7)确定带的根数 Z因 Dd1=125mm,i=3.5,V=6.2P1=1.75KWP=.17KW因=156.1709,K=.95因 Ld=2500mm,Z=取 Z=4(8)确定初拉力 F0 及压轴力 FQ=250.15556993821N=1958.131N高速级圆柱齿轮传动设计结果高速级圆柱齿轮传动设计结果1)1)要求分析要求分析(1)使用条件分析传递功率:P1=7.092537kW主动轮转速:n1=274.2857r/min齿数比:u=4.17437
6、7.0925376p16转矩 T1=9.55109.5510=246945.9n1274.2857圆周速度:估计 v4m/s属中速、中载、重要性和可靠性一般的齿轮传动(2)设计任务确定一种能满足功能要求和设计约束的较好的设计方案,包括:一组基本参数:m、z1、z2、x1、x2、d主要几何尺寸:d1、d2、a、等2)2)选择齿轮材料、热处理方式及计算许用应力选择齿轮材料、热处理方式及计算许用应力(1)选择齿轮材料、热处理方式按使用条件,可选用软齿面齿轮,也可使用硬齿面齿轮,具体选择方案如下:小齿轮:45,调质,硬度范围229-286大齿轮:45,正火,硬度范围 169-217(2)确定许用应力a
7、.确定极限应力 Hlim 和 Flim小齿轮齿面硬度为 250大齿轮齿面硬度为 200Hlim1=720,Hlim2=610Flim1=260,Flim2=180b.计算应力循环次数 N,确定寿命系数 Z_N、Y_NN1=60an_1t=601274.28578=2.369828E+08 N12.369828E+08N2 5.677u4.17437Z_N1=1Z_N2=1;Y_N1=1,Y_N2=1。c.计算许用应力S_Hlim1.3,S_Flim1.6.HP1H l i mZ1S_ H m i n_ N 17 2 0 1MPa 5 3 3.8 MPa51.3HP2Flim2Z_N2S_Fmi
8、n260?2?1MP 325MPa1.6HP2Flim2Z_N2S_Fmin6101MPa 469.23MPa1.3FP2Flim2Y_STY_N2S_Fmin 180C21MPa 225MPa1.63)3)初步确定齿轮的基本参数和类型初步确定齿轮的基本参数和类型(1)选择齿轮类型根据齿轮的工作条件,可选用直齿圆柱齿轮传动,也可选用斜齿圆柱齿轮传动,若为直齿圆柱齿轮,可将螺旋角设为 0(2)选择齿轮精度等级按估计的圆周速度,由表 3-5 初步选用 8 精度(3)初选参数初选:=15,z1=22,z2=z1u=224.17437=92。x1=0,x2=0,d=0.8Z_H=2.45;Z_E=18
9、8.9MPa;取 Z=0.87Z=cos=cos15=0.9828153(4)初步计算齿轮的主要尺寸由于选用软齿面齿轮的方案,该齿轮应先按接触强度设计,然后校核其弯曲强度根据接触强度的设计公式应先计算小齿轮的分度圆直径 d1,计算 d1 前,还需首先确定系数:K、Z_H、Z_E、Z、Z。K_A=1,取 Kv=1.1,取 K=1.05,取 K=1.1则 K=K_AKvKK=11.11.051.1=1.2705Z_H、Z_E、Z、Z 的值取初选值初步计算出齿轮的分度圆直径 d1、mn 等主要参数和几何尺寸=88.4mm=88.4cos15/22 mm=4mm取标准模数 mn=4mm 则a=4/2c
10、os15 mm=236.043mm圆整后取:a=240mm88.4?cos15修改螺旋角:=22=181141m(z1+z2)422=arc cosn arc cos=92.631582acos18 1141齿轮圆周速度为:n1d1 274.285792.63158v=m/s6000060000=1.330335m/s与估计值相近。b=dd1=.892.63158=74.1mm取 b2=75mmb1=b2+(510)mm=80mm(5)验算齿轮的弯曲强度条件。计算当量齿数:Z1Z_v1=23=25.6597Z_v2=107.3043cos得 Y_FS1=4.25,Y_FS2=3.9。取 Y=.
11、72,Y=0.9计算弯曲应力2KT1F1=-=Y_FS1YY=62.18564MPa325bd1m1Y_FS2F2=F1-=57.06447MPa225Y_FS1该方案合格。小齿分度圆直径mm92.63158大齿分度圆直径mm387.3684小齿齿顶圆直径mm100.6316大齿齿顶圆直径mm395.3684小齿齿根圆直径mm82.63158大齿齿根圆直径mm377.3684小齿齿宽mm80大齿齿宽mm75中心距mm240螺旋角18.19487低速级圆柱齿轮就传动设计结果低速级圆柱齿轮就传动设计结果1)要求分析(1)使用条件分析传递功率:P1=6.742166kW主动轮转速:n1=65.707
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