单级一级斜齿圆柱齿轮减速器课程设计说明书2
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单级斜齿圆柱齿轮减速器课程设计说明书1 . 电动机的选择计算2 . 传动装置的运动和动力参数计算......33 . 传动零件的设计计算...44 . 齿轮的设计计算........^75 . 轴的设计计算106 . 减速器高速轴的校核137 . 减速器高速轴滚动轴承的选择及其寿命计算158 . 高速键联接的选择和验算169 . 减速箱箱体的设计10.润滑与密封19 、电动机的选择计算如图2-1所示的带式运输机的传动系统中传送带卷筒转速130r/min , 减速器输出轴功率5.5KW该传动设备两班制连续工作,单向回转,有轻微振动,卷筒转速允许误差为士5%使用期限10年。
试选择电动机。
按工作要求及工作条件选用三相异步电动机,封闭自扇冷式结构,电压为380V, Y 系列。
2.选择电动机功率传动装置的总效率:传动总效率2n =0.96 X0.97 x 0.99 =0.9127;所需电动机功率Pr = pw=^^=6.6026KW n 0.9127可选用Y系列三相异步电动机Y160M-6型,额定功率P0=7.5kw,满足P。
〉V带传动的效率n 带=0.96闭式齿轮的传动效率n齿轮=0.97一对滚动轴承的效率n轴承=0.991.选择电动机系列R。
3.选取电动机的转速卷筒转速nw=130r/min根据滚筒所需的功率和转速,可选择功率为7.5KW同步转速为1000r/min 型号的电动机。
电动机数据及传动比二、传动装置的运动及动力参数计算1、分配传动比电动机的满载转数n o=97Or/min 总传动比i 总二n o/n w = 970/130=7.46取i带=2,则减速器的传动比i齿轮=i总/i带=7.46/2=3.732、各轴功率、转速和转矩的计算0轴:即电机轴Pr=7.5kwn w=970r/minTr =9550X Pr/ n w=95507.5/970=59.27N - mI轴:即减速器高速轴采用带联接传动比i带=2,带传动效率n带=0.96 , p 1= P0 -n 01= P0-n 带=7.5 X 0.96=5.78kwn1= n 0/i 01 =970/2=485r/minT i=9550X R/n i=9550X 5.78/485=113.81 N mII轴:即减速器的低速轴,一对滚动轴承的传动比效率为n轴承=0.99 闭式齿轮传动的效率为n齿轮=0.97贝打12=0.99沢0.97=0.96 P2=P1• n 12=5.78 X 0.96=5.55kwn2= n/ 12=485/3.73=130.03r/minT2 =9550X P2 /n 2 =9550X 5.55/130.03=407.62 N m各轴运动及动力参数三、传动零件的设计计算1、V带传动的设计算(1)确定设计功率P C,载荷有轻度冲击,2班制,K A=1.2P C=K A X P=7.22kw⑵ 选取V带的型号根据P C和n o,因工作点处于B型区,故选B型带。
⑶确定带轮基准直径d d1、d d2 ①选择小带轮直径d d1确定d d1=125mm②验算带速V沢d di n。
V=60>d000 =6.35m/s在5m/s—25m/s之间,故合乎要求。
③确定从动轮基准直径d d2(书P211)d d2 = n2 d d1(1- 0=2 X 125咒(1-0.02)=245mm取从动轮基准直径为d d2 =250mm ⑷确定中心距a和带的基准长度L d①初定中心a。
(书P220)取初定中心距0.7(d di+d d2)< a0< 2(d十血)a0=400mm②确定带的计算基准长度L d按式兀、^2 L d0 =2a0+ 2 ( d d1 +d d2)+ 4a088.83mm③取标准Ld =1400 mm④确定实际中心距2(cydq)=2"響(125+ 250)+(佶心13根据电机的转速n=970和小带轮直径 125mm查得 P 0=1.67kw , A P 0二0.30 (i=2) ,K a=0.95 , K L =0.90P cZ =(P 0 +A P 0厂K a M L =7.22=4.29根取Z=5根(7)、计算作用于轴上的载荷F R单根V 带的初拉力:F 0=500 也( 2.5K a -1)+q V 2=500^^咒(空 _1)+ 0.17>C 6.352 = 192.37N6.35x5 0.95式中q 查得q=0.17Kg/m 。
Sin 冬F R =2F 0Z2 =1900.90N(8)带轮结构设计d d1<300mm 用实心式e=19±0.4m f min =11.5mm 取 f=12mm轮宽 L 1=( 1.5~2)P 0=63~84mm 取 L 1=90mrm 轮缘宽 B=(z-1)e+2f 二(5-1 ) X 19+2X 12=100mmL d — Ld0a =a0 +2=400+140^1388.83=405.59 mm2(5)验算包角a 1符合要求(6)确定带根数z(d d2 -d d1)oa X 57.3 ° =180° 驚 X 57.3° =162.34°>1200总宽L1+B=190mmd d2>300mm用孔板式轮缘与小轮相同,轮毂与轴同时设计。
四、齿轮的设计计算:1.选择齿轮材料精度等级齿轮减速器为一般机械,小齿轮材料选用45钢,调质处理,小齿轮45钢调质,硬度210〜220HB取220HBS大齿轮45钢正火,硬度170〜210HB取200HBS 计算循环次数N 2=60nfj 丄h=60x485"x(10x365"6)=1.27 X 109N1N2= i =3.42 R08取载荷系数S Hmin=1.1由图11-1 (书166 页)查得bHlim1=500Mpa , 巧讪2=460MPa 计算许用接触应力lim1=S H min =454.55Mpa&H 1= S H lim 2min =418.18 Mpa取^H]=420MPa2.按齿面接触强度确定中心距小轮轮距T 1旦「=9.55 天106 N1 =9.55 "06咒578=1.14 X 105N m485取得K=1.4,得屮a=1,"(5 碍氓=133.66mm取中心距a=140mm取小轮齿数乙=20则大齿轮数Z2=75所以i 实=75/20=3.75计算得到凶二(3.75-3.72 ) /3.72=0.8%△i在正负5浓间,故合理。
模数m^ = 2|co Zi=2.87mm取m=3mma=m(Z^Z2) =142.5mm2齿宽b^a d1=60mm分度圆直径:d1=m Z1 =60mmd2=m Z2=225mm圆周速度v=3.14 咒60^485/60 r000=1.52m/s应选用9级精度。
3.验算齿面接触疲劳强度按电机驱动载荷轻度冲击由表11-3 得k A=1.25vZ1/100=1.024 咒25/100=0.256m/s 得由图11-2 (b)按9级精度和kv=1.02齿宽b N a a =0.35x155 =54.25mm由图11-3(a)(指导书177页)按b/d1 =54.25/50.987 =1.064 考虑到轴的刚度较大和齿轮相对轴承为非对称布置,得kp=1.18 由表11 _4(指导书178页)载荷系数K = K A K V K^K由表11 _4(指导书178页)3 0 乙 2 =Z2/cos P "127/cos 得咕=0.796,£慎=0.822^ot —^01 + ®o2 -0.796 +0.822 = 1.618 b sinP 54.25xsin11.29" _邛= ------ = ------------- =1.694校核齿根弯曲疲劳强度按Z v1=26.51,Z V2 =134.7由图11 一8(书173页)查得Y Fa^2.9,Y Fa^ 2.23 由图11-11(指导书184页)查得X a1=1.58,Y sa2 =1.82由表11-1(书166页)查的Yfe1 =450MPa, Yfe2 =300MPa, Sf =1.25 由图11-16(b )(指导书187 页)查得cr Flm^290MP a , ^ 刊述=220 MPa 由图11-18指导书188页)查得Y xj =Y X2由图11-17(指导书188页)查得Y N1=Y N2450^F1 1=1.25=360MPa300^F21=1.25=240MPa-------- X 2 9 K1 58b F1二bmXmZ1 Y Fa1 Y sa1 =104>C6.5冥 6.5 冥21得k a =1.2p =1.25x1.02x1.18x1.2 =1.8053 n 3 GZ v1 =Z1/COS P =25/CO S 11.29 =26.51311.29 =134.7兀m n 3.14x2由图11-6(指导书180页)得Z-=0.754r … r j2KT1(u+1)CCC C … c cc )2咒1.805咒108183 (5.08 +1)CT H =Z H Z E ZN B-------- ——-=2.45X188.9X0.754X0.98」 ------------------- -------- 歹5 bd1u V 54.25x50.987 咒5.08= 290M Pa,b= 1.0,取Y ST =2.0,S Fmin …= 1.02KT12X1.8X270000=48.27M 卩3<"1]=360 Mpa,安全48.27咒2.23".82r ]b F2二b F1 Y Fa1Y sa1= 2.9< 1.58 =42.76MP a〈灯 F 2」=240Mpa 安全5.齿轮主要参数及几何尺寸计算z1=21 z2=114 m n=6.5mm u=5.428 d1=136.5mm d2=741mma =438.75mm ha ha* hf c*ha = ha* xm =1x65. = 6.5mmhf =(ha* +c*)m =1.25x6.5 =8.125mmd aj =d1+2h a =149.5mmd a2 =d2 中2h a = 754mmd fj =44 -2hf = 120.25mmd f2 =d2 -2hf = 72475mm齿宽b2 =b = 54.25,b1 =b2 +(5~10) = 59.24 ~ 64.24mm,取60mm五、轴的设计计算1.减速器高速轴的设计计算高速轴传递的功率P i=5.78KW转速n i=485r/min,分度圆直径d i=60mm齿宽b=60,转矩T i = 113.81N • m,轴的材料为45号钢,调质处理。