二级直齿圆柱齿轮减速器
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一、
设计题目:二级直齿圆柱齿轮减速器1. 要求:拟定传动关系:由电动机、V带、减速器、联轴器、工作机构成。
2. 工作条件:双班工作,有轻微振动,小批量生产,单向传动,使用5年,运输带允许误差5%。
3. 知条件:运输带卷筒转速19/minr,
减速箱输出轴功率4.25P马力,
十、 传动装置总体设计:
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀,要求轴有较大的刚度。
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 其传动方案如下:
η2η3η5η4η1IIIIIIIVPdPw
十一、 选择电机
1. 计算电机所需功率dP: 查手册第3页表1-7:
1-带传动效率:0.96
2-每对轴承传动效率:0.99 3-圆柱齿轮的传动效率:0.96
4-联轴器的传动效率:0.993
5—卷筒的传动效率:0.96
说明:
-电机至工作机之间的传动装置的总效率:
4212345••••
45wPP 3.67wdPPKW
2确定电机转速:查指导书第7页表1:取V带传动比i=24
二级圆柱齿轮减速器传动比i=840所以电动机转速的可选范围是:
19248403043040/minnnir电机卷筒总
符合这一范围的转速有:750、1000、1500、3000
根据电动机所需功率和转速查手册第155页表12-1有4种适用的电动机型号,因此有4种传动比方案如下:
方案 电动机型号 额定功率 同步转速
r/min 额定转速
r/min 重量 总传动比
1 Y112M-2 4KW 3000 2890 45Kg 152.11
2 Y112M-4 4KW 1500 1440 43Kg 75.79
3 Y132M1-6 4KW 1000 960 73Kg 50.53
4 Y160M1-8 4KW 750 720 118Kg 37.89
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比,可见第3种方案比较合适,因此选用电动机型号为Y132M1-6,其主要参数如下:
额定功率kW
满载转速 同步转速 质量 A D E F G H L
AB
4 960 1000 73 216 38 80 10 33 132 515
280
四 确定传动装置的总传动比和分配传动比:
总传动比:96050.5319nin总卷筒
分配传动比:取3.05i带 则1250.53/3.0516.49ii
121.31.5ii取121.3ii经计算23.56i14.56i
注:i带为带轮传动比,1i为高速级传动比,2i为低速级传动比。
五 计算传动装置的运动和动力参数:
将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、3轴、4轴
01122334,,,——依次为电机与轴1,轴1与轴2,轴2与轴3,轴3与轴4之间的传动效率。
1. 各轴转速:1960314.86/min3.05mnnri带
121196068/min34.63mnnnriii•带
2321296019.1/min34.633.56mnnnriiii••带
2各轴输入功率:1013.670.963.52dppkW• 211201123.670.960.990.963.21dpppkW•••
32230112233.670.960.990.960.990.963.05dpppkW••••
4334011223343.670.960.990.960.990.960.990.9933dpppkW•••••
3各轴输入转矩:3.679550955036.5.960ddwpTNmn
10136.53.050.96106.9.dTTiNm••带
211121011236.53.054.630.960.990.96470.3.dTTiTiiNm••••••带
322231201122336.53.054.633.560.960.990.960.990.961591.5.dTTiTiiiNm••••••••带
43340120112233436.53.054.633.560.960.990.960.990.960.990.9931575.6.dTTTiiiNm••••••••
运动和动力参数结果如下表:
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min
输入 输出 输入 输出
电动机轴 3.67 36.5 960
1轴 3.52 3.48 106.9 105.8 314.86
2轴 3.21 3.18 470.3 465.6 68
3轴 3.05 3.02 1591.5 1559.6 19.1
4轴 3 2.97 1575.6 1512.6 19.1
六 设计V带和带轮:
1.设计V带
①确定V带型号
查课本205P表13-6得:2.1AK 则1.23.674.4cAdPKPkW•
根据cP=4.4, 0n=960r/min,由课本205P图13-5,选择A型V带,取1125d。 121213.051250.98373.63nddn查课本第206页表13-7取2375d。
为带传动的滑动率0.010.02。
②验算带速:111259606.28/601000601000dnVms 带速在525/ms范围内,合适。
③取V带基准长度dL和中心距a:
初步选取中心距a:0121.51.5125375750add,取0750a。
由课本第195页式(13-2)得:0002211222305.824ddLadda查课本第202页表13-2取2500dL。由课本第206页式13-6计算实际中心距:00847.12dLLaa。
④验算小带轮包角:由课本第195页式13-1得:2118057.3163120dda。
⑤求V带根数Z:由课本第204页式13-15得:00LcPZPPKK
查课本第203页表13-3由内插值法得01.38P00.108P。
EFAFBCAC
EF=0.1
0P=1.37+0.1=1.38
EFAFBCAC
EF=0.08
00.100.108P
Kαα1查课本第202页表13-2得1.09LK。
查课本第204页表13-5由内插值法得0.959K。1=163.0EFAFBCAC EF=0.009
K=0.95+0.009=0.959
则004.42.841.380.1080.9591.09LcPkWZPPKK
取3Z根。
⑥求作用在带轮轴上的压力QF:查课本201页表13-1得q=0.10kg/m,故由课本第197页式13-7得单根V带的初拉力:2205002.55004.42.5(1)(1)0.106.28190.936.280.959cPFqvNzvK
作用在轴上压力:
01632sin23190.9sin1132.822cFZFN。
七 齿轮的设计:
1高速级大小齿轮的设计:
①材料:高速级小齿轮选用45钢调质,齿面硬度为250HBS。高速级大齿轮选用45钢正火,齿面硬度为220HBS。
②查课本第166页表11-7得:lim1550HMpa lim2540HMpa。
查课本第165页表11-4得:1.1HS 1.3FS。
故lim115505001.1HHHMpaMpaS lim225404901.1HHHMpaMpaS。
查课本第168页表11-10C图得:lim1200FMpa lim2150FMpa。
故lim112001541.3FFFMpaMpaS lim221501151.3FFFMpaMpaS。 ③按齿面接触强度设计:9级精度制造,查课本第164页表11-3得:载荷系数1.2K,取齿宽系数0.4a 计算中心距:由课本第165页式11-5得:111225333353351.21.0691014.631179.44900.44.63HaKTauu
考虑高速级大齿轮与低速级大齿轮相差不大取210a 2.5m
则122168aZZm取129Z 2139Z
实际传动比:1394.7929
传动比误差:4.794.63100%3.5%5%4.63。
齿宽:0.421084aba取284b190b
高速级大齿轮:284b 2139Z高速级小齿轮:190b 129Z
④验算轮齿弯曲强度:
查课本第167页表11-9得:12.6FY 22.2FY
按最小齿宽284b计算:11111322221.2106.92.61043.5842.529FFFKTYMpabmZ
2212136.8FFFFFYMpaY 所以安全。
⑤齿轮的圆周速度:11292.5314.81.19/601000601000dnVms
查课本第162页表11-2知选用9级的的精度是合适的。
2低速级大小齿轮的设计:
①材料:低速级小齿轮选用45钢调质,齿面硬度为250HBS。
低速级大齿轮选用45钢正火,齿面硬度为220HBS。
②查课本第166页表11-7得:lim3550HMpa lim4540HMpa。
查课本第165页表11-4得:1.1HS
1.3FS。
故lim335505001.1HHHMpaMpaS lim445404901.1HHHMpaMpaS。
查课本第168页表11-10C图得:lim3200FMpa lim4150FMpa。
故lim332001541.3FFFMpaMpaS lim441501151.3FFFMpaMpaS。