单机齿轮减速器说明书
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1 设计任务: 设计一台带式运输机中使用的单级直齿圆柱齿轮减速器。 原始数据: 运输带传递的有效圆周力F=4000N,运输带速度V=0.75m/s,滚筒的计算直径
D=300mm,原动机为电动机,齿轮单向传动,有轻微冲击,工作时间10年,每年按300天计,单班工作(每班8小时)
一、选择电动机 电动机容量 (1)工作机所需功率wp 40000.75310001000wFVpKW
(2)电动机输出功率dp
wd
p
p
传动装置的总效率 4123456.式中,21、…为从电动机至卷筒之间的各传动机构和轴承的效率:V带传动 1=0.96;滚动轴承 2=0.99;闭式齿轮传动 3=0.97;连轴器 4=0.99;传动滚筒 5=0.96, 齿形链6=0.97,则
总效率 40.960.990.970.990.960.960.816 故33.680.816wdppKW (3)电动机额定功率edp 选取电动机额定功率4edpKW 3、电动机的转速 为了便于选择电动机的转速,先推算电动机转速的可选范围。查得V带传动常用比为
范围,4~2'1i单级齿轮减速器'23~6i滚子链'32~6i 2
'''12312~1446010006010000.7547.78/min300573.3~6879.6/miniiiininvnrDninr
总电动机总滚筒滚筒总电动机滚筒总传动比
符合要求的电动机如下: 电动机型号 额定功率/KW 同步转速/满载转速/(r/min) 电动机质量、kg 价格/元 传动比
Y112M-2 4 3000/2890 45 910 2.91i
Y112M-4 4 1500/1440 49 918 1.50i
Y112M-6 4 1000/960 75 1433 i
由上综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格及总传动比,查得 应选用型号为Y112M-4型电动机
二、计算传动装置的总传动比及其分配各级传动比 1、传动装置总传动比:
传动比分配原则 各级传动比应在合理的范围内: 各级传动尺寸协调,传动比应满足
144030.1347.78nin电动机
总滚筒
3330.133.11ii
平总
2.2, 3.8 :ii带齿轮若取则
2~62~43~6iiiiii
链带齿轮带链齿轮 3
三、计算各轴的转速 四、计算各轴的转矩:
电动机轴:
30.113.62.23.8iiii
总
链带齿轮
123
1440I654.5/min2.21440II172.2/min2.23.81440III47.8/min2.23.83.6nnrinnriinnriii电动机带带齿轮带链齿轮轴:
轴:轴:
III222III
II
I
IIII
II
I3.680.963.53 3.680.960.990.973.393.680.960.990.973.26 3.539550955051.5n654.53.3995509550188n172.2PpkwPpkwPpkwPTNmPTNmT带电动机带电动机轴承齿轮带链电动机轴承齿轮IIIIIIII
32.695509550651n47.8PNm
0000
0
3.681440/min3.689550955024.41440pkWnrpTNmn
4
由上得各轴运动和动力参数: 轴名 功率p/kw 转矩T/Nm 转速n/ (r/min) 传动比 i 效率 输入 输出 输入 输出
电动机轴
I轴 II轴 III轴
3.53 3.39 3.26 3.68 3.49 3.35 3.23 51.5 188 651 24.4 51.0 186.1 644.5 1440 654.5 172.2 47.8 2.2 3.8 3.6 0.95 0.96
0.96
五、齿轮传动设计(尺寸) 选定齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级。 小齿轮选硬齿面,大齿轮选软齿面,小齿轮的材料为45号钢调质,齿面硬度为250HBS,大齿轮选用45号钢正火,齿面硬度为200HBS。 齿轮精度初选8级 (2)、初选主要参数 Z1=20·u=4.5 Z2=Z1·u=20×4.5=90 5
取ψa=0.3,则ψd=0.5·(i+1)·=0.675 (3)按齿面接触疲劳强度计算 计算小齿轮分度圆直径
d1≥ 21123][σΨεHHEZZZuudkT 确定各参数值 ○1 载荷系数 取K=1.2 ○2 小齿轮名义转矩 T1=9.55×106×P/n1=9.55×106×4.23/342.86 =1.18×105 N·mm ○3 材料弹性影响系数 ZE=189.8MPa ○4 区域系数 ZH=2.5 ○5 重合度系数 εt=1.88-3.2·(1/Z1+1/Z2) =1.88-3.2×(1/20+1/90)=1.69
Zε=77.0369.1434tε ○6 许用应力 MPaH6101lim][σ MPaH5602lim][σ 按一般可靠要求取SH=1
则 MPaSHHH6101lim1σ][σ 6
MPaSHHH5602lim2σ][σ 取两式计算中的较小值,即[σH]=560Mpa 于是 d1≥ 21123][σΨεHHEZZZuudkT =2556077.05.28.1895.415.411018.12.123 =52.82 mm (4)确定模数 m=d1/Z1≥52.82/20=2.641 取标准模数值 m=3 (5) 按齿根弯曲疲劳强度校核计算
][σσεFFSFYYmbdKT11
2 校核
式中 1.小轮分度圆直径d1=m·Z=3×20=60mm 2.齿轮啮合宽度b=Ψd·d1 =1.0×60=60mm 3.复合齿轮系数 YFS1=4.38 ;YFS2=3.95 4.重合度系数Yε=0.25+0.75/εt =0.25+0.75/1.69=0.6938 5.许用应力 σFlim1=245MPa σFlim2=220Mpa 取SF=1.25 则 aFFFMPS19625.12451lim1σ][σ
aFFFMPS17625.12202lim2σ][σ 7
6.计算大小齿轮的FFSYσ并进行比较 02234.019638.411][σFFSY 02244.017695.322][σF
FSY
11][σFFSY<22][σFFSY
取较大值代入公式进行计算 则有 6938.095.3360601018.12.12252112εσYYmbd
KT
FSF
=71.86<[σF]2 故满足齿根弯曲疲劳强度要求 (6)几何尺寸计算 d1=m·Z=3×20=60 mm d2=m·Z1=3×90=270 mm a=m ·(Z1+Z2)=3×(20+90)/2=165 mm b=60 mm b2=60 取小齿轮宽度 b1=65 mm (7)验算初选精度等级是否合适 齿轮圆周速度 v=π·d1·n1/(60×1000) =3.14×60×342.86/(60×1000) =1.08 m/s 可知选择8级精度合适。 六、设计小结 (1) 从整体上来说通过详细的计算和仔细的校核并且结合了实际情况,设计的过程基本正确,结果基本合理,可以满足设计的要求。 8
(2) 通过这次机械设计课程的设计,综合运用了机械设计课程和其他有关先修课程的理论,结合生产实际知识,培养分析和解决一般工程实际问题的能力,并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展。 (3) 学习机械设计的一般方法,掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。 (4) 进行机械设计基本技能的训练,如计算、绘图、熟悉和运用设计资料(手册、图册、标准和规范等)以及使用经验数据,进行经验估算和数据处理等。
七、参考资料: 机械设计综合课程设计 机械工业出版社 机械设计基础 机械工业出版社