二级斜齿轮减速器的设计说明书
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项目 计算过程及内容 计算结果 一、设计任务书 一、 设计题目:带式输送机传动装置
二、 原始数据 已知条件 Ⅱ 卷筒圆周力(N) 2000 运输带速度V(m/s) 0.65 卷筒直径D(mm) 500 三、 技术条件 1、 单向运转,输送带速度允许误差5%。 2、 每日两班,每班工作8小时,一年按250工作日计算。 3、 传动装置使用年限10年。 4、 载荷平稳,传动装置无特殊要求。 四、设计工作量 减速器装配图1张 零件图1张(非机械类不作) 设计说明书1份 项目 计算过程及内容 计算结果 1、电动机的选择
电动机功率Pd的计算
二、传动方案的拟定 1. 组成:传动装置由电动机、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。
三、电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算
工作机转速nw nw =(V×60×1000)/(π×D) =(0.65×60×1000)/(3.14×500) =24.84r/min=25r/min 工作机功率Pw
Pw=100065.020001000•vF=1.3Kw 查手册:滚动轴承效率:η1=0.98 滚筒效率:η2=0.96×0.98=0.9408 弹性联轴器效率:η3=0.99 低速级齿轮啮合效率:η4=0.97 高速级齿轮啮合效率:η5=0.97 Ⅰ轴轴承效率:η6=0.99 Ⅱ轴轴承效率:η7=0.99 Ⅲ轴轴承效率:η8=0.99 带传送效率:η9=0.96 传送装置的总效率η总 η总=η2×η3×η4×η5×η6×η7×η8×η9 =0.9408×0.99×0.97×0.97×0.99×0.99×0.99×
nw=24.84r/min Pw=1.3Kw
η总=0.82 项目 计算过程及内容 计算结果 选定电动机 ⒉分配传动比 ⒊计算各轴输入输出功率、转速及转矩 Ⅰ轴 电动机需要功率Pd Pd=Pw/η=1.3/0.82=1.59Kw 查表得:同步转速n=1000r/min(6l级) 满载转速nm=940r/min 额定功率P额=2.2Kw 轴的中心高:112mm 电动机轴径:28mm 最大转矩/额定转矩=2.0 选用Y112M-6型电动机 取电动机的转速为满载转速nm=940r/min i低:低速级传动比 i高:高速级传动比 i总=i带×i减=i带×i低×i高 i总=nm/nw=940/2537.6 i带=3 ∴i减=i总/i带=37.6/3=12.5 取:i高=1.4i低 则:i低=2.99 i高=4.19 电动机(0轴) P0=Pd=1.59Kw n0=nm=940r/min T0=9550×P0/n0=9550×1.59/940=16.15N·m 高速轴(Ⅰ轴) PⅠ入=P0×η带=1.59×0.961.53Kw PⅠ出= PⅠ入×η轴承=1.53×0.991.51Kw nⅠ=n0/i带=940/3313.33r/min TⅠ入=9550×PⅠ入/nⅠ=9550×1.53/314=46.63N•m TⅠ出= TⅠ入×η轴承=46.5×0.99=46.16N•m Pd=1.59Kw n=1000r/min nm=940r/min P额=2.2Kw i带=3 i低=2.99 i高=4.19
P0=1.59Kw n0=940r/min T0=16.15 N·m
PⅠ入=1.53Kw PⅠ出=1.51Kw nⅠ=313.33r/min TⅠ入=46.63N•m TⅠ出=46.16N•m 项目 计算过程及内容 计算结果 Ⅱ轴
Ⅲ轴 Ⅳ轴 参数列表
中间轴(Ⅱ轴) PⅡ入=PⅠ出×η齿轮=1.51×0.971.45Kw PⅡ出= PⅡ入×η轴承=1.45×0.991.44Kw nⅡ=nⅠ/i高=313.33/4.1974.78r/min TⅡ入=9550×PⅡ入/nⅡ=9550×1.45/74.78=185.18N•m TⅡ出= TⅡ入×η轴承=185.18×0.99=183.32N•m 低速轴(Ⅲ轴) PⅢ入=PⅡ出×η齿轮=1.44×0.971.38Kw PⅢ出= PⅢ入×η轴承=1.38×0.991.37Kw nⅢ=nⅡ/i低=74.78/2.9925.0r/min TⅢ入=9550×PⅢ入/nⅢ=9550×1.38/25.01=526.95N•m TⅢ出= TⅢ入×η轴承=526.95×0.99=521.68 N•m 滚筒轴(Ⅳ轴) PⅣ入=PⅢ出×η联轴器=1.37×0.99=1.36Kw PⅣ出= PⅣ入×η轴承=1.36×0.99=1.34Kw nⅣ=nⅢ=25.0r/min TⅣ入=9550×PⅣ入/nⅣ=9550×1.36/25.01=519.31 N•m TⅣ出= TⅣ入×η轴承=519.31×0.99=514.12 N•m 以上数据列表如下: 轴 转速n(r/min) 功率P(Kw) 电动机轴 n0=940 P0=1.59 Ⅰ轴 nⅠ=313.33 PⅠ入=1.53 PⅠ出=1.51 Ⅱ轴 nⅡ=74.78 PⅡ入=1.45 PⅡ出=1.44 Ⅲ轴 nⅢ=25.01 PⅢ入=1.38 PⅢ出=1.37 Ⅳ轴 nⅣ=25.01 PⅣ入=1.36 PⅣ出=1.34 PⅡ入=1.45Kw PⅡ出=1.44Kw nⅡ=74.78r/min TⅡ入=187.2N•m TⅡ出=185.18N•m
PⅢ入=1.38Kw PⅢ出=1.37Kw nⅢ=25.01r/min TⅢ入=526.95 N•m TⅢ出=521.68 N•m
PⅣ入=1.36Kw PⅣ出=1.34Kw nⅣ=25.01r/min TⅣ入=519.31 N•m TⅣ出=514.12 N•m 项目 计算过程及内容 计算结果 1.V带传动的设计计算 ⑴计算功率Pc ⑵选V带型号 ⑶求大小带轮基准直径d1、d2 ⑷验算带速V ⑸求V带基准长度Ld和中心距a 四、 传动零件的设计计算 主动轮的转速n0=nm=940r/min 从动轮的转速nⅠ=313.33r/min 传递的功率Pd=1.59Kw ∵每日双班工作制,每班工作8小时数 ∴查表13-8得:工作情况系数KA=1.2 计算功率:Pc=KA×Pd=1.2×1.59Kw1.91Kw 根据Pc=1.91Kw n0=940r/min 查图13-15得:选用A型V带 查表13-9得,d1≥75mm ,取d1=118mm 滑动率ε 取ε=0.02 d2=10nnd1(1-ε)=33.313940×118×(1-0.02)=346.9 取为d=355mm 轴 扭矩T(N•m) 传动比i 电动机轴 T0=16.15 i=3 Ⅰ轴 TⅠ入=46.63 TⅠ出=46.16 i12=4.19 i23=2.99 i34=1 Ⅱ轴 TⅡ入=185.18 TⅡ出=183.32 Ⅲ轴 TⅢ入=526.95 TⅢ出=521.68 Ⅳ轴 TⅣ入=519.31 TⅣ出=514.12 n0=940r/min nⅠ=313.33r/min Pd=1.59Kw KA=1.2 Pc=1.91Kw
选普通A型V带 d1=118mm d2=355mm
V=5.80m/s 合适 项目 计算过程及内容 计算结果 ⑹验算小带轮包角α ⑺求V带根数 ⑻求作用在带轮轴上的压力FQ L0=2a0+0212214)(2adddd)(π =2×710+7104)118355()355118(214.32=2182mm 根据表13-2得,取Ld=2240m a=a0+20LLd=739mm α=1800-add12×57.30 =1800-739118355×57.30 =161.620>1200 合适 根据n0=940r/min ,d1=118mm 查表13-3得单根普通V带的基本额定功率:P0=1.24Kw i=)1(12dd=07.3)02.01(118355 查表13-5得单根普通V带i≠1时, 额定功率的增量: ΔP0=0.107 由α=161.620, 查表13-7得包角修正系数: Kα=0.96 由Ld=2000mm查表13-2得带长修正系数: KL=1.06 39.106.196.0)107.024.1(91.1)(00LcKKPPPZ 取Z=2(根) 查表13-1得V带单位长度质量q=0.1Kg/m 单根V带初拉力 20)15.2(500qvKvZPFC =28.51.0)196.05.2(8.5291.1500 =152N 作用在轴上的压力: FQ=2sin20ZF=2×2×152×sin2162 =601N 修正减速器的实际传动和摄入转矩: 1.03i带 , 则6.92i低 4.14i高 min/99.2496.214.407.3940min/96.7314.407.3940min/19.30607.3940rrrnnn Ld=2240mm a=739mm α=161.620 合适
Z=2 V带根数为2
FQ=601N 项目 计算过程及内容 计算结果 2.齿轮传动设计 ⑴高速级齿轮传动设计 ①选择材料确定许用应力
②按齿面接触强度设计
TⅠ入=9550×PⅠ入/nⅠ=9550×1.53/306=47.8N•m TⅠ出= TⅠ入×η轴承=47.8×0.99=47.3N•m TⅡ入=9550×PⅡ入/nⅡ=9550×1.47/74=189.7N•m TⅡ出= TⅡ入×η轴承=189.7×0.99=187.8N•m TⅢ入=9550×PⅢ入/nⅢ=9550×1.41/25=538.6 N•m TⅢ出= TⅢ入×η轴承=538.6×0.99=533.2 N•m TⅣ入=9550×PⅣ入/nⅣ=9550×1.34/25.0=511.9 N•m TⅣ出= TⅣ入×η轴承=511.9×0.99=481.6 N•m
取230HBS σHlim1=580MPa σFE1=445MPa 选择大齿轮用45钢,正火,齿面硬度156~217HBS, 取190HBS σHlim2=375MPa σFE2=310MPa 查表11-5得: SH=1.0 按8级精度制造SF=1.25
[σH1]= MPaSHH5800.15801lim [σH2]= MPaSHH3750.13752lim [σF1]= MPaSFFE35625.14451, [σF2]= MPaSFFE24825.13102 选择小齿轮用45钢,调质,齿面硬度156~217HBS, 由于是闭式软齿面,按齿面接触强度设计,按齿根弯曲强度校核 查表11-3,取载荷系数 K=1.1 小齿轮上转矩:T1入=47.3N•m 齿数比:u=i高=4.14 nⅠ=306.19r/min 查表11-6, 齿宽系数φd=0.8 查表11-4,弹性系数ZE=188.9 区域系数ZH =2.5 初选螺旋角β=150 TⅠ入=47.8N•m TⅠ出=47.3N•m TⅡ入=189.7N•m TⅡ出=187.8N•m TⅢ入=538.6 N•m TⅢ出=533.2 N•m TⅣ入=511.9 N•m TⅣ出=481.6N•m [σH1]=580Mpa [σH2] =375Mpa [σF1]=356Mpa [σF2]=248 Mpa