用于带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器教学文案.docx
《用于带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器教学文案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《用于带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器教学文案.docx（55页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
用于带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器教学文案
用于带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器
结构设计
（2）
计算说明书
设计题目:
用于带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速箱设计
学院
专业
学号
设计者
指导教师
完成日期
一、设计任务书
（一）、题目：
设计用于带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器.
（二）、原始数据：
运输带工作拉力F:
8000N
运输带工作速度v:
1.10m/s
卷筒直径D:
300mm
（三）、工作条件：
连续单向运转，工作时有轻微震动，使用期限为10年,小批量生产，单班制工作，运输带速度允许误差为±5%.
二、传动方案的分析与拟定
（1）为满足工作机的工作要求（如所传递的功率及转速），且综合考虑其在结构简单、尺寸紧凑、加工方便、高传动效率，使用维护方便等方面的要求，对本次设计采用展开式二级圆柱齿轮减速器。
该设计更能适应在繁重及恶劣的条件下长期工作，且使用维护方便。
传动方案简图如下所示
对传动简图中各标号零件的说明：
1—电动机2---联轴器3—二级圆柱齿轮减速器
4—运输带5---带筒
三、电动机的选择计算
（一）、选择电动机的类型和结构形式：
根据工作要求采用Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，结构形式为卧式封闭型。
（二）、确定电动机的功率：
按照傅燕鸣主编《机械设计课程设计手册》（后文简称《机设》）中式（13-3，4），电动机所需工作功率为：
（r/min）
计算结果
计算结果
工作机所需功率为：
kw
因为齿轮齿面选用硬齿面的且转速不高，所以选择7级精度齿轮，效率为η齿轮=0.98，V带效率为η带=0.95，
因为有震动，故选用弹性联轴器，效率为η联轴器=0.99,滚动轴承效率为η轴承=0.99，
卷筒轴滑动轴承效率为η滚筒=0.96
传动装置的总效率为：
所需电动机功率为：
kw
因载荷平稳，电动机的额定功率Ped选略大于Pd即可。
由表2-1，Y系列电动机技术数据，选电动机的额定功率Ped为11kw。
（三）、确定电动机的型号
由《机设》表5-5可知V带传动比i=2-4。
二级圆柱齿轮减速器为i2’=8-40.则总传动比的范围为I’=16-160,
故电动机转速的可选范围为
符合这一范围的同步转速有1500r/min,3000r/min二种。
方案对比：
电动机的转速越高，磁极对数越少，其尺寸和重量也就越小，价格越低。
当选用转速高的电动机，由于电动机转速与工作机转速差别较大，会使传动比过大，致使结构尺寸和重量增加，价格反而也会有所提高，综合考虑选用1500r/min的转速的电动机，选择型号Y160M-4。
电动机数据及总传动比：
方案
电动机型号
额定功率Ped/KW
电机转速n/（r/min）
同步转速
满载转速
1
Y160M1-2
11
3000
2930
2
Y160M-4
11
1500
1460
四、传动装置的运动及动力参数的选择和计算
（一）、传动装置总传动比的确定和分配
1、传动装置总传动比
其中，为选定的电动机的满载转速
2、分配传动装置各级传动比
减速器的传动比为i，取带传动比为3
两级展开式圆柱齿轮减速器，为高速级传动比，为低速级传动比。
取
取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比
则高速级的传动比
（2）、传动装置运动及动力参数的计算
1、计算各轴转速：
n₀=nm=1460r/min
n1=n0/=1460/3=486.67r/min
n2=n1/i12=486.67/3.01=161.68r/min
n₃=n₂/i₂₃=161.68/2.31=69.99r/min
2、计算各轴功率：
P₀=Pd=10.6kw
P1=P0*η带=10.6*0.95=10.07kw
P2=P1*η轴承η齿轮=10.07*0.99*0.98=9.77kw
P3=P2*η轴承η齿轮=9.77*0.99*0.98=9.48kw
P4=P3*η轴承η联轴器=9.48*0.99*0.99=9.29kw
3、计算各轴转矩:
T0=9550P0/n0=9550×10.06/1460=69.34N.M
T1=9550P1/n1=9550×10.07/486.67=197.61N.M
T2=9550P2/n2=9550*9.77/161.68=577.09N.M
T3=9550P₃/n₃=9550*9.48/69.99=1690.17N
T4=9550P4/n4=9550*9.29/69.99=1267.60N.M
5、将运动和动力参数的计算结果加以总结，列出表格如下所示
各轴运动和动力参数
参数
电动机轴
高速轴
中间轴
低速轴
转速（r/min）
1460
496.67
161.68
69.99
功率（kw）
10.6
10.07
9.77
9.48
转矩（n.m）
69.34
197.61
577.09
1293.53
传动比
3
3.01
2.31
效率
0.95
0.97
0.97
五、传动零件的设计计算
------------减速箱内传动零件设计
圆柱齿轮传动：
一、选择材料，确定许用应力
由《机械设计第八版》表10-1得，
小齿轮采用45钢，调质处理，硬度为250HBW；
大齿轮采用45钢，正火处理，硬度为200HBW；
两者硬度差为50HBW。
二、高速轴齿轮对计算
选1轴上小齿轮齿数为25，得到2轴上大齿轮齿数为z2=i齿z1=3.01×25=75.25，取z2=75，压力角为=13︒
1.按齿面接触疲劳强度设计
小齿轮分度圆直径：
确定公式中各参数：
1取=1.6
2小齿轮转矩为T2=197.61N/m
3由表5-26选齿宽系数=1
4由表5-25查得弹性影响系数
5由图10-25d查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为=500MPa，=310MPa
6力循环次数：
==60*486.67*1*（1*8*10*300）=7.008
=7.0088×108/（60/26）=2.336
7由图10-23查取接触疲劳寿命系数：
=0.92
=0.97
8取失效概率为1%，安全系数S=1，得需用接触应力
=460MPa
=300.7MPa
则=438.35MPa
9由图5-12选取区域系数ZH=2.44。
⑩由图5-13查得=0.78，=0.84，=+=1.62
（2）计算：
①试算小齿轮分度圆直径
=92.39mm
②圆周速度=2.35m/s
③计算齿宽b及模数mnt
b==192.39=92.39mm
mnt===3.6mm
h=2.25mnt=2.253.6=8.1mm
b/h=92.39/8.1=11.41mm
④计算纵向重合度
=0.318=0.318125tan13=1.84
⑤计算载荷系数K。
由5-1得KA=1.0;根据v=1.034m/s,齿轮7级精度查5-6得动载荷系数KV=1.09，=1.321，查图5-5得=1.281;查5-22得==1.1故载荷系数为
K=KAKV=1.01.091.11.321=1.58
⑥按实际载荷系数校正所得的分度圆直径。
=
⑦计算模数mn
mn=
2）按齿根弯曲疲劳强度设计
（1）确定计算参数。
1计算载荷参数。
K=KAKV=11.091.11.281=1.536
②=1.84,从图5-11查得螺旋角影响系数=0.88
③计算当量齿数。
④查取齿形系数。
由表5-24查得：
YFa1=2.57YFa2=2.22
⑤查取应力校正系数。
由表5-24查得：
YFs1=1.60YFs2=1.77
⑥由图5-9c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限,由5-9b查得大齿轮的弯曲疲劳强度极限。
⑦计算弯曲疲劳许用应力。
取弯曲疲劳安全系数S=1.4，得
大齿轮的数值大。
（2）设计计算
=2.312mm
取弯曲疲劳强度算得的模数2.5mm，取按接触强度算的分度圆直径d1=92.003mm,可得小齿轮齿数和大齿轮齿数分别为：
Z1=
Z2=i齿z1=3.0136=108.36=108
4）几何尺寸计算
（1）计算中心距。
a=
为了便于制造和测量，中心距尽量圆整成尾数0和5，取a=185mm。
（2）按圆整后的中心距修正螺旋角。
=
因值改变不多，故等不必修复。
（3）计算大小齿轮的分度圆直径。
d1==92.5mm
d2==277.5mm
（4）计算齿轮的宽度。
b=
圆整后取b1=90mm,b2=95mm。
二、低速轴齿轮对计算
选2轴上小齿轮齿数为z1=26，得到2轴上大齿轮齿数为z2=i齿z1=2.31×26=60.06，取z2=60,压力角为=13︒
1）.按齿面接触疲劳设计:
（1）确定公式中各参数：
①取=1.6
②小齿轮转矩为T2=577.09N/m
③由表5-26选齿宽系数=1
④由表5-25查得弹性影响系数
⑤由图10-25d查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为=600MPa，=310MPa
⑥应力循环次数：
==60*161.8*1*（1*8*10*300）=2.328×108
=2.328×108/（60/26）=1.009
⑦由图10-23查取接触疲劳寿命系数：
=0.96
=0.97
⑧取失效概率为1%，安全系数S=1，得需用接触应力
=576MPa
=300.7MPa
则=438.35MPa
⑨由图5-12选取区域系数ZH=2.44。
⑩由图5-13查得=0.78，=0.84，=+=1.62
（2）计算：
①试算小齿轮分度圆直径
=122.16mm
②圆周速度=1.034m/s
③计算齿宽b及模数mnt
b==1122.16=122.16mm
mnt===4.603mm
h=2.25mnt=2.254.578=10.301mm
b/h=122.16/10.301=11.86mm
④计算纵向重合度
=0.318=0.318126tan13=1.909
⑤计算载荷系数K。
由5-1得KA=1.0;根据v=1.034m/s,齿轮7级精度查5-6得动载荷系数KV=1.03，=1.436，查图5-5得=1.375;查5-22得==1.1故载荷系数为
K=KAKV=1.01.031.11.436=1.627
⑥按实际载荷系数校正所得的分度圆直径。
=
⑦计算模数mn
mn=
2）按齿根弯曲疲劳强度设计
（4）确定计算参数。
①计算载荷参数。
K=KAKV=11.031.11.375=1.558
②=1.909,从图5-11查得螺旋角影响系数=0.89
③计算当量齿数。
④查取齿形系数。
由表5-24查得：
YFa1=2.55YFa2=2.26
⑤查取应力校正系数。
由表5-24查得：
YFs1=1.61YFs2=1.74
⑥由图5-9c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限,由5-9b查得大齿轮的弯曲疲劳强度极限。
⑦计算弯
升级会员 