二级圆柱斜齿轮减速器-机械设计课程设计说明书(1)

目录

第一章 传动系统总体方案设计 .......................... 2

1．1选择电动机 .......................................... 2

1.1.1选择电动机类型............................................. 2

1.1.2选择电动机容量............................................. 2 1.1.3确定电动机转速............................................. 2

1．2传动装置总传动比的分配 ............................. 3

1.2.1传动装置的总传动比......................................... 3 1.2.2分配各级传动比............................................. 3

1．3计算传动装置的运动参数和动力参数 ................... 3

1.3.1各轴的转速................................................. 3 1.3.2各轴的功率................................................. 3 1.3.3各轴的转矩................................................. 3

第二章 传动零件的设计 ................................ 4

2．1齿轮的设计 ......................................... 4

2.1.1轴Ⅰ和轴Ⅱ相啮合的一对齿轮设计............................. 4 2.1.2轴Ⅱ和轴Ⅲ相啮合的一对齿轮设计............................. 8

2．2轴的设计 .......................................... 11

2.2.1轴Ⅱ的设计................................................ 11 2.2.2轴Ⅲ的设计................................................ 13 2.2.3轴Ⅰ的设计................................................ 20

2．3轴承寿命的校核 .................................... 22

2.3.1轴Ⅰ上轴承寿命的校核...................................... 22 2．4键强度的校核 ................................................ 23 2.4.1轴Ⅲ上键强度的校核........................................ 23

第三章 箱体结构及减速器附件设计 ..................... 24

3．1箱体设计 ........................................... 24

3.1.1铸造箱体的结构设计........................................ 24

3．2箱体附件设计 ...................................... 25

3.2.1箱体附件的设计 ............................................. 25

参考文献 ............................................ 26

1

第一章 传动系统总体方案设计

1．1选择电动机

1.1.1选择电动机类型

按照工作要求和条件，选用Y型全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压为380V。

1.1.2选择电动机容量

电动机所需功率，按照公式可得：Pd=由公式可得：Pw=Fvkw

1000ηwnw ηa根据带式输送机工作类型，可以取工作机的效率为ηw=0.96

32传动装置的总效率为ηa=η12η2η3

查表可得机械传动和摩擦副的效率概略值，确定各部分的效率为：联轴器效

η1=0.99，滚动轴承传动效率（一对）η2=0.98，闭式齿轮传动效率η3=0.97，

代入公式可得

η=0.992×0.983×0.972=0.8679 所需电动机的功率为

Pd?Fv1600?2.5??4.7kw

1000?w?1000?0.8676?0.96因载荷平稳，电动机的额定功率Pcd略大于Pd即可。由表格所示Y系列三相异步电动机的技术参数，选电动机的额定功率Pcd为5.5kw。 1.1.3确定电动机转速

卷筒轴工作转速为

60?1000v60?1000?2.5n???106.157r/min

πDπ?450由表可知，两级圆柱齿轮减速器一般传动比为8~40，则总传动比合理范围

ia1=8~40，故电动机转速的可选范围为

nd1?ia1n?(8~40)?106.157r/min=849.526~4246.28r/min

符合这一范围的同步转速有750r/min、1000r/min、1500r/min、，由于

2

750r/min无特殊条件要求，不常用，故仅将同步转速为1000r/min3000r/min、3000r/min1500r/min、三种方案进行比较。先试选1000r/min，其型号为Y132M2-6

的电动机，其满载为960r/min.

1．2传动装置总传动比的分配

1.2.1传动装置的总传动比

i?nmn?960106.157?9.02 1.2.2分配各级传动比

高速级的传动比i1?1.3?9.02?1.5?9.02=3.42?3.67 低速级的传动比ii9.049.042?i???2.46?3.68 13.4283.67试选i1=3.6，i2=2.5

1．3计算传动装置的运动参数和动力参数

1.3.1各轴的转速

Ⅰ轴：nI ?nm?960r/min

Ⅱ轴：nnⅡ?Ιi?14403.6r/min?266.67r/min 1Ⅲ轴：n266.67Ⅲ?2.5r/min?106.67r/min

滚筒轴： nw=nⅢ=106.67r/min 1.3.2各轴的功率

Ⅰ轴：pI=pm?1?5.5?0.99kw?5.445kw

Ⅱ轴：pⅡ=pⅠ?2?3?5.445?0.98?0.97kw?5.17kw Ⅲ轴：pⅢ= pⅡη2η3?5.17?0.98?0.97kw?4.92kw 滚筒轴：pw= pⅢ?2?1?4.92?0.98?0.99kw?4.774kw 1.3.3各轴的转矩

电动机轴：Tpm0?9550?95505.5n?m?54.7Ⅰ轴：T5.445nn?m m960Ⅰ=9550960n?m?54.16n?m Ⅱ轴：T5.176Ⅱ?9550266.67n?m?197.57n?m

3

4.92n?m?440.47n?m 106.674.774n?m?427.40n?m 滚筒轴：Tw?9550106.67Ⅲ轴：TⅢ?9550将以上算得的运动参数和动力参数列于表1-2中。

表1-2 参数 转速n/（r/min） 功率p/kw 转矩T/(N?m) 传动比i 效率η

轴号 电动机轴 960 5.5 54.7 1 0.99 Ⅰ轴 960 5.445 54.16 3.6 0.95 Ⅱ轴 266.67 5.176 197.57 2.5 0.95 Ⅲ轴 106.67 4.92 440.47 滚筒轴 106.67 4.774 427.40 1 0.97 第二章 传动零件的设计

2．1齿轮的设计

2.1.1轴Ⅰ和轴Ⅱ相啮合的一对齿轮设计 2.1.1.1选精度等级、材料及齿数

1)材料选择及热处理方法

所设计的齿轮传动属于闭式传动，这里采用硬齿面齿轮，查表得，选用的材料为：

小齿轮选用40Cr 调制处理 硬度为48至55HRC 大齿轮选用45钢 调制处理 硬度为48至55HRC 2)精度等级选用7级精度。

3)选小齿轮齿数为z1?24，则大齿轮齿数为z2?86。 4)选取螺旋角，初选螺旋角β=14°。 2.1.1.2按齿面接触强度设计

4

由公式可得

mn?2ktT1u+1ZHZE2d1cos?38.54?cos14?3?mm?1.558mmd1t≥()

Z124υdξαu[σH]⑦计算模数

1) 确定公式内的各计算数值 ①试选Kt=1.6

②由图选取区域系数ZH=2.433

③由图可查得??1?0.78，ξ?2?0.87 则?????1???2?0.78?0.87?1.65 ④小齿轮的转矩为T1?54.16N?m?54160N?mm ⑤由表选取齿宽系数0.8

⑥由表查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPa

⑦按图查得小齿轮的接触疲劳强度极限?Hlim1?1100MPa，大齿轮的接触疲劳极限?Hlim2?1100MPa

⑧由式可得，计算应力循环次数

12n1?60n1jLh?60?960?0.8?3?8?300?10?3.31776，n2?0.9216?109 ⑨由图取接触疲劳寿命系数KHN1?0.90,KHN2=0.95 ⑩计算接触疲劳许用应力

取失效概率为1％，安全系数S=1，由式可得

[?H]1?KHN1σlim1?990MPa SKσ[?H]2?HN2lim2?0.95?1100MPa?1045MPa

S?计算接触应力

[?H]?[?H]1?[?H]2990?1045?MPa?1017.5MPa

222) 计算

① 计算小齿轮分度圆直径d1t，有计算公式得

d1t?32?1.6?54.1164.62.433?189.82??()?38.0mm

0.8?1.653.61017.5② 计算圆周速度

v?π?38.0?960m/s?1.90912m/s

60?1000③ 计算齿宽b及模数mnt b=10.8?38.0mm?30.4mm

mnt?

38.0?cos14??1.536

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