二級(jí)展開式圓柱直齒輪減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)2021-2021學(xué)年 第一學(xué)期學(xué) 院機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)機(jī)械61301班學(xué)生姓名龍帆班級(jí)序號(hào)19指導(dǎo)教師耿家源/講師實(shí)訓(xùn)時(shí)間第14-17周目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)二、減速器結(jié)構(gòu)選擇及電動(dòng)機(jī)性能參數(shù)計(jì)算三、計(jì)算、分配傳動(dòng)比四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算五、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)六、各級(jí)傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算七、軸的設(shè)計(jì)和鍵的選擇八、軸承的選擇九、箱體及減速器附件說(shuō)明十、潤(rùn)滑油的選擇與計(jì)算十一、參考文獻(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置ill輸需帶二為齒輪減速聯(lián)躺器III電動(dòng)機(jī)帶樣動(dòng)傳動(dòng)方案、原始數(shù)據(jù)班級(jí)序號(hào)滾筒圓周力(N)運(yùn)輸帶速度V (m/s)滾筒直徑D (mm技術(shù)條件1、單

2、向運(yùn)轉(zhuǎn),輸送帶速度允許誤差 5%2、每日兩班,每班工作8小時(shí),一年按300工作日計(jì)算3、傳動(dòng)裝置使用年限10年.4、載荷平穩(wěn),傳動(dòng)裝置無(wú)特殊要求.5、輸送機(jī)的滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)效率為0.96四、設(shè)計(jì)工作任務(wù)1、減速器裝配圖1張,零件工作圖1張2、三維裝配圖1套.3、設(shè)計(jì)說(shuō)明書1份.原始數(shù)據(jù)班級(jí)序號(hào)12345678910滾筒圓周力(N)2000210022002300240025002600270028002900運(yùn)輸帶速度V(m/s)1.31.21.111.11.21.31.21.11滾筒直徑D(mm500480460450420400410440490470班級(jí)序號(hào)111213141516171819

3、20滾筒圓周力(N)3000310032003300340035003600370038003900運(yùn)輸帶速度V(m/s)1.31.21.111.11.21.31.21.11滾筒直徑D(mm500480460450420400410440470490班級(jí)序號(hào)21222324252627282930滾筒圓周力(N)2000210022002300240025002600270028002900運(yùn)輸帶速度V(m/s)0.80.70.90.80.70.90.80.70.90.8滾筒直徑D(mm450480500500450480480500450380班級(jí)序號(hào)31323334353637383940

4、滾筒圓周力(N)3000310032003300340035003600370038003900運(yùn)輸帶速度V(m/s)0.80.70.90.80.70.90.80.70.90.8滾筒直徑D(mm450480500500450480480500450380第二章減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計(jì)算2.1 減速器結(jié)構(gòu)二級(jí)展開式圓柱直齒輪減速器的傳動(dòng)方案如圖2-1所示圖2-1二級(jí)展開式圓柱直齒輪減速器傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖1輸送帶2聯(lián)軸器3減速器4帶傳動(dòng)5電動(dòng)機(jī)2.2 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇見表2-1表2-1電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算工程計(jì)算及說(shuō)明1.電動(dòng)機(jī) 類型和結(jié) 構(gòu)型式的 選擇根據(jù)減速裝置的工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn),

5、工作有 稍微振動(dòng),而選用效率高、性能好、噪音低的Y系列電動(dòng)機(jī).三相交流異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格 低廉,維護(hù)方便,口直接接于二相父流電網(wǎng)中.因 此選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī).2.電動(dòng)機(jī) 功率的選 擇工作機(jī)所需功率Pw：_一一 一3.Pw = FwVw =3.8><10 M.1 =4.18Kw1000%1000計(jì)算工程2.電動(dòng)機(jī) 功率的選 擇計(jì)算及說(shuō)明Pw為輸送帶阻力,Vw為輸送帶的速帶1.1%.電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)的總效率：查?機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)?表3-1,取V帶傳送的 效率nw =0.96 ;圓柱齒輪傳動(dòng)的效率 與=0.97；聯(lián)軸 器傳動(dòng)的效率 戈=0.99 ;滾子軸承傳動(dòng)效率 坨=0.9

6、8 c2424=電弓玨 坨=0.96 X 0.96 X 0.97義0.99義 0.984=0.79電動(dòng)機(jī)所需的功率：Pw 4.18 ,Pd= w =5.29Kwn 0.79電動(dòng)機(jī)額定功率Pm.電動(dòng)機(jī)容量主要由電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)的發(fā)熱條件決 定,而發(fā)熱又與其工作情況有關(guān).對(duì)于長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn) 轉(zhuǎn)、載荷不變或變化很小,常溫工作的機(jī)械,選擇 電機(jī)時(shí)只要使電動(dòng)機(jī)的負(fù)載不超過(guò)其額定值,電動(dòng)機(jī)便不會(huì)過(guò)熱.也就是可按電動(dòng)機(jī)的額定功率 Pm等于或略大于所需電動(dòng)機(jī)的功率Pd ,即PmPd.根據(jù)一般最常用的,市場(chǎng)上供給最多的是同步轉(zhuǎn)速3. J 5 為 1500/min 和 1000/ min 的電動(dòng)機(jī),又 Pm?Pd.轉(zhuǎn)速確

7、實(shí)定查?機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)?表17-7 ,選用磁極較少的Y132S-4并且采用B3的安裝型式.Y160M-4-B3技術(shù) 數(shù)據(jù)和安裝及外形尺寸如表 2-2 ,圖2-2,表2-3.表2-2 Y132S-4-B3技術(shù)數(shù)據(jù)同步轉(zhuǎn)速1500/min , 4極電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率Kw滿載轉(zhuǎn)速(/ min )堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩質(zhì)量/KgY132S-45.514402.22.381/)c圖2-2 Y132S-4-B3電動(dòng)機(jī)的安裝表2-3 Y132S-4-V3電動(dòng)機(jī)的外形尺寸mmABCDEFGHKABACADHDBBL216178890.01838 0.0028010331321228027021

8、0315238515第三章 計(jì)算、分配傳動(dòng)比3.1 傳動(dòng)比分配nm =1440nw 44.722.分配 傳動(dòng)比傳動(dòng)比的分配及計(jì)算見表3-1計(jì)算項(xiàng) 目計(jì)算及說(shuō)明由Vw = n,D ,得輸送帶滾筒的轉(zhuǎn)速為60 X1000一 一 一 3Vw X60X1000 _ 1.1X60 10 r/ .nw =/min =44.72 / min冗 D冗 X470/1.總傳動(dòng)比電動(dòng)機(jī)的滿轉(zhuǎn)速nm和工作電機(jī)的轉(zhuǎn)速nw即可確定傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比i ,即表3-1傳動(dòng)比的計(jì)算及分配i=32.2取平帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比i=3 o為了使減速器的兩個(gè)大齒輪具有相近的波油深度,應(yīng)使兩級(jí)的大齒輪具有相近的直徑低速級(jí)大齒輪計(jì)算工程2.分配

9、傳 動(dòng)比計(jì)算及說(shuō)明的直徑應(yīng)略大一些,使得高速級(jí)大齒輪的齒頂圓與 低速軸之間有適量的間隙.設(shè)高速軸的傳動(dòng)比為 ii ,低速軸轉(zhuǎn)動(dòng)比為i2,減速器的傳動(dòng)比為i減.i _ 32.2 一故 i 減=10.7id 3又ii= '(1.3 1.4) i 減=& 1.31.4) X10.7 =2.83.806取ii=3.75,那么 i2=2.85四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算4.1動(dòng)力運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算見表 4-1表4-1 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算計(jì)算項(xiàng) 目計(jì)算及說(shuō)明高速軸I轉(zhuǎn)速:n =2m=l440=480/min1.各軸 轉(zhuǎn)速中間軸II轉(zhuǎn)速:n.2型=住/min i 1

10、3.75低速軸m轉(zhuǎn)速:nn 128 亦 r/ .nm45/mini22.85滾筒*由IV轉(zhuǎn)速:niv =nm =45/ min2.各軸高速軸I輸入功率：的輸入 功率R 匕加=5.29 X 0.96=5.08Kw計(jì)算工程計(jì)算及說(shuō)明中間軸II輸入功率：Pn Pe 坨=5.08 X 0.97 X 0.98=4.83Kw低速軸m輸入功率：Prn Pf % =4.83 X 0.97 X 0.98=4.59Kw2各軸的滾筒軸1V輸入功率：輸入功率P1VPm T3T2 =4.59 X 0.98 X 0.99=4.45Kw其中：Pm為電動(dòng)機(jī)的額定功率,加為傳送帶 的效率,H為高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的效率和低速級(jí)齒輪傳

11、動(dòng)的效率,噸為聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率,3為一對(duì)滾動(dòng)軸承的傳動(dòng)效率 高速軸I輸入轉(zhuǎn)矩：Ti9550Rni9550 X5.08480101.03N?m3.各軸的輸入轉(zhuǎn)矩中間軸II輸入轉(zhuǎn)矩：T 9550 99550 X4.83口 nn128低速軸田輸入轉(zhuǎn)矩：360.15 N?m9550 PmI mnm9550 X4.5945975.72N?m滾筒軸IV輸入轉(zhuǎn)矩:_9550 PivTiv niv9550 X4.4545946.64 N?m五、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)5.1 V帶的參數(shù)計(jì)算對(duì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng),電動(dòng)機(jī)的額定功率Pm=5.5Kw,轉(zhuǎn)速nm 1440Rin傳動(dòng)比3,每天工作16h 即兩班制.帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算見

12、表 5-1.表5-1帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算項(xiàng) 目計(jì)算及說(shuō)明1.確計(jì)算由?機(jī)械設(shè)計(jì)?表8-8查得工作情況系數(shù)Ka 1.2率PcaPcaPAPm 1.2X5.5 6.6Kw2.選才? V 帶的帶型根據(jù)Pca、nm由?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖8-11選用A型帶初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1.由?機(jī)械設(shè)計(jì)?表8-73.帶基和表8-9 ,取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1=90mmdd1驗(yàn)算帶速VoV=冗 dd1nm. X90X1440 678mz60 X100060 X1000. s由于5暝 V 30% ,故帶速適宜.根據(jù)?機(jī)械設(shè)計(jì)?表8-9 ,取標(biāo)準(zhǔn)直徑為 dd2 iv< dd1 270mmMdd2 =280mm由式 0

13、.7 (ddi+dd2)& ao&2 (ddi+dd2)得259mrm a00 740mm 初定中央矩為 a0=400mm計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度:4.確定v 帶的中 心距a和 基準(zhǔn)長(zhǎng)度LdLiao+1 小心+小dd1)24a.=2冗 /、(280 90)2X 400+ - X ( 90+280) +- mm4X4001403mm由?機(jī)械設(shè)計(jì)?表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度30-03) mm 413mm 2Ld 1430mm .計(jì)算實(shí)際中央距a a0 -d d0 (4002計(jì)算工程計(jì)算及說(shuō)明4.確定v帶的中央由 amin a 0.015Ld 和 amax a 0.3Ld 算出中央距距a和基

14、的變化范圍為392mn 456mm準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld5.驗(yàn)算小 帶輪上的i 1800dd2 dd,573-a包角ic /、57 3occ=180o 280 90573- 154o 120o413一計(jì)算單根V帶的額定功率Pro由dd1=90mn#口 nm 1440,查?機(jī)械設(shè)計(jì)?表 8-4 得 Po=1.064Kw.根據(jù)nm 1440 min , i=2和A型帶,查?機(jī)械設(shè)6.確定V計(jì)?表8-5得A Po 0.17Kw ,查表8-6得帶根數(shù)K 0.93 ,表 8-2 的 Kl 0.96 ,于是Pr = PoAPo KaKL 1.064 0.17X0.93X0.961.1Kw .計(jì)算V帶根數(shù)ZZ=Pc 5

15、82 5.3 取 6 根Pr1.1由?機(jī)械設(shè)計(jì)?表8-3得B型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.105 Kgm ,所以7.計(jì)算單 根V帶的 初拉力Fofsnn23K 巳2Fo500qvK Zv2.5 0.93 X5.822=500 0.105 X6.78 N0.93X6 X6.78=126N計(jì)算工程1計(jì)算及說(shuō)明8,計(jì)算壓軸力FP1154°Fp 2ZF°sin 2 6 126 sin 1473N229.主要設(shè) 計(jì)結(jié)論選用A型普通V帶6根,帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度為1430mm帶輪 基準(zhǔn)直徑dd1 90mm , dd2 280mm,中央距 限制在392456mm之間.單根帶初拉力F°=126

16、N5,2 V帶輪的設(shè)計(jì)根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑和帶輪轉(zhuǎn)速等條件,確定帶輪的材料,結(jié)構(gòu)形式,輪槽、輪輻和輪轂的幾何尺寸,公差和外表粗糙度及相關(guān)的技術(shù)要求.見表 5-2表5-2 帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算工程1,帶輪材 料確實(shí)定2.小帶輪 結(jié)構(gòu)形式 確實(shí)定計(jì)算及說(shuō)明帶輪材料選用HT15Q由于帶速v=6.78% 較高,故 采用鑄鋼焊接而成 由電動(dòng)機(jī)Y-4-B3的轉(zhuǎn)動(dòng)軸D=38黑8 mm應(yīng)選小帶輪的輪轂d=36mm基準(zhǔn)直徑dd1 90mm 300mm ,因而帶輪的結(jié)構(gòu)形式可采用腹板式.帶輪槽的截面尺寸見表5-3.小帶輪的結(jié)構(gòu)形式見表5-4表5-3 A型帶輪的輪槽bdhaminhfminefmindd對(duì)應(yīng) 的山34

17、76;11.02.758.7159118計(jì)算工程1.大帶輪 結(jié)構(gòu)形式 確實(shí)定表5-4小帶輪的結(jié)構(gòu)形式d1 (1.82) d , d為軸的直徑36mm取 d1 80 mm ； B=3e+2f=3 X 15+2 X_,11_9=63mm； C =(- - )B , MC =12mm； 47L=(1.5 2) d ,取 L=76mm表5-5大帶輪的結(jié)構(gòu)形式計(jì)算及說(shuō)明先按式初步估算軸的最小直徑,選取軸的最小直徑, 選取軸的材料為 45鋼調(diào)質(zhì)處理,根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表15-3,取 A0 97, dmin = A0 3,2 =20.9mm取d=22mm取長(zhǎng)L 76mm,b117.81mm. B=3e+2f=3X

18、 15+2X 9=63mm c' = (11)B ,取 C =12mm； L= (1.5-2) d ,取L=80mm 取長(zhǎng) L 76mm2.大帶輪的具體尺六、各級(jí)傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算6.1高速級(jí)圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算高速級(jí)圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算.高速軸I的輸入功率Pi 7.2Kw ,轉(zhuǎn)速5 720 r/,n ,齒數(shù)比ii 2.9,使用期為10年每年300個(gè)工作日,兩班制. 詳見表6-1.表6-1高速級(jí)圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算工程1.選定齒 輪類型、精 度等級(jí)、材 料及齒數(shù)計(jì)算及說(shuō)明按圖2-1所示的傳動(dòng)方案,選用直齒圓柱齒輪傳 動(dòng),壓力角取20°帶式輸送機(jī)為一般的工作機(jī)器,參考?機(jī)械

19、設(shè)計(jì)? 表10-6,選用7級(jí)精度.材料選擇.由?機(jī)械設(shè)計(jì)?表 10-1 ,選擇小齒輪 材料為40Cr 調(diào)質(zhì),齒面硬度280HBs大齒輪材 料選45鋼調(diào)質(zhì),齒面硬度240HBS選小齒輪齒數(shù)Z1 24 ,大齒輪齒數(shù)Z2 )乙 3.75 24 90 ,取 Z2 901.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 計(jì)算小齒輪分度圓直徑,即ZhZeZ、2h2.初步計(jì) 算傳動(dòng)的 主要尺寸1確定公式中的個(gè)參數(shù)值試選KHt 1.3 o9.55 106 PT1ni計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩.9.55 106 5.29 N?M 9.908 X480104N- M由?機(jī)械設(shè)計(jì)?表10-7選取齒寬系數(shù)d 1.計(jì)算工程計(jì)算及說(shuō)明由?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖

20、10-20查得區(qū)域系數(shù)ZH 2.5由?機(jī)械設(shè)計(jì)?表10-5查得材料的彈性影響系數(shù) Ze 189.8MPa12.計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)Z* 一a1 arcco$Z1 cos /(Z1 2ha )= arccos24 cos20°/(24+2 X1) 29.8410* 一a2 arcco$Z2 cos /(Z2 2ha )= arccos90 cos20°/(90+2 X1) 25.237°Z1(tan 廠 tan ') Z2( tan 2 tan ')/2=24 x (tan29.841° tan20 o )+90 x(tan25.2

21、37 o tan20 o )/2 兀=2.1514-2.15130.7852.初步計(jì) 算傳動(dòng)的 主要尺寸Z計(jì)算接觸疲勞需用應(yīng)力h由?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖10-25d查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為 Hmin1 600MPa, Hmin2 550MPa.計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N1 60nljL h =60X480X 1 X (2X8X300X10)=1.382X109_ 9_ 8N2 N1/i1 1.382 X10 /( 90/24 ) 2.67 M0由?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖 10-23查取接觸疲勞壽命系數(shù)Khn1 0.90, Kh2 0.95.取失效概率為1%平安系數(shù)S=1,得2.初步計(jì) 算傳動(dòng)的 主要尺寸

22、3.確定傳 動(dòng)尺寸H 1 = KHN1_H min1. 0.90 *600 MPa 540MPaS1h 2 = Khn2 Hmi儲(chǔ)0.95 X550 Mpa 523MPaS1取H 1和H 2中的較小者作為該齒輪的接觸疲勞許用應(yīng)力,即h= h 2=523MPa2計(jì)算小齒輪分度圓直徑dt2心11 u 1 /ZhZeZ .3( r ,)、d u = 3,2 1.3 9.908 104 ?(90/24) 1? 2.5X189.8 0.785)2 11, (90/24) ,523=54.901mm調(diào)整小齒輪分度圓直徑1計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備圓周速度d/1X54.901 480 m/ 1 3860

23、100060 X1000s齒寬bbdd1t 1 54.901 54.901mm計(jì)算載荷系數(shù)Kh由?機(jī)械設(shè)計(jì)?表10-2得使用系數(shù)Ka 1根據(jù) 1.38嗯 7級(jí)精度,由?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)Kv 1.05齒輪的圓周力_ _43Ft1 2Ti /d1t = 2 9.908 M0 /54.901 3.609 M0 N計(jì)算工程3.確定傳 動(dòng)尺寸d1Zi60.94242.54mm試算模數(shù)25丫 o/YFaYsamt3?(t :dZ12I f1)確定公式中的個(gè)參數(shù)數(shù)值試選彎曲疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)4.按齒根 彎曲疲勞 強(qiáng)度設(shè)計(jì)c 0.750.25 0.250.752.1510.60由?機(jī)械設(shè)計(jì)?

24、圖10-17查得齒形系數(shù)丫尸的2.65,計(jì)算及說(shuō)明KAFt1/b =1X3.609 X103/54.901 N/mm=65.7%m<ioo%m查?機(jī)械設(shè)計(jì)?表10-3得齒間載荷分配系數(shù)Kh 1.2由?機(jī)械設(shè)計(jì)?表10-4用插值法查得7級(jí)精度, 小齒輪的相對(duì)支撐為非對(duì)稱布置時(shí),得齒向載荷分布系數(shù)Kh 1.42,由此,得到實(shí)際載荷系數(shù)Kh KaKvKh Kh 1M.05M.2X1.42 1.79按實(shí)際載荷系數(shù)算得的分度圓直徑d1 d1t3KH 54.901 x3 1.79 60.940mm1 仆1.3相應(yīng)的齒輪模數(shù)：YFa22.23 ;由?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖10-18查得應(yīng)力修正數(shù)Ysa11.58

25、 , Ysa2 1.76 ;由?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖10-24C查得小齒輪和大齒輪的齒跟彎曲疲勞極限分別為計(jì)算工程計(jì)算及說(shuō)明4.按齒根 彎曲疲勞 強(qiáng)度設(shè)計(jì)Flimi 500MPa , Fiim2 380MPa ;由?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖 10-22查得彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1 0.85 , Kfn2 0.88.取彎曲疲勞平安系數(shù)S=1.4 F 1 = KHN1_Fmin1 0.85 *500 MPa 303 57MPaS1.4f 2 = KHN2 Fmin2 0.88 的 MPa 238 86MPaS1.4YFa1Ysa12.65 1.580.0 138 F1303.57YL 2.23 1.76 0.0164

26、f2238.86由于大齒輪的上昌大于小齒輪,所以取FYFaYsa = YFa2Ysa20.0164F F22試算模數(shù)J2KrTiYYFaYsa.mt 3i2?dZ1 F2 M.3>9.908M04 乂0.6八八 d i=312?0.0164 1.63911 242調(diào)整齒輪模數(shù)1計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的準(zhǔn)備 圓周速度d1mtz1 1.639 24mm 39.336mm31儂336 X480m/ 098rmz60 100060 X1000/s/s計(jì)算工程計(jì)算及說(shuō)明4.按齒根 彎曲疲勞 強(qiáng)度設(shè)計(jì).b1b dd1 1 >9.336mn39.336nm寬圖比% .,一 .*、 ,一 . h(2h

27、ac)mt (2X10.25)X1.6393.688mm?1=39.336/3.688=10.67 /h2)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)Kf根據(jù) 0.98%; 7級(jí)精度,由?機(jī)械設(shè)計(jì)?查圖 10-8得動(dòng)載荷系數(shù)Kv 1.08由 Ft1 2T1 / d1 2 X9.908 X104 /39.336N=5.038 乂 103KAFt1 /b 1 X5.038 X103 /39.336 N/)m =128N/m >100N/)m查?機(jī)械設(shè)計(jì)?表10-3得齒間載荷分配系數(shù)Kf 1.1由?機(jī)械設(shè)計(jì)?表10-4用插值法查得Kh 1.417 , 結(jié)合%=10.67查?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖10-13,得Kf 1.36 那么

28、載荷系數(shù)為Kf KaKvKf Kf 1X1.08X1.0X1.36 1.47 FA V FF3)按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)/Kfl'1.47m mt31.639 ?3imm 1.708mmKFt' 1.35.比照計(jì) 算結(jié)果由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m大于由齒根彎曲疲 勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù),由于齒輪模數(shù) m的大小主要取決 于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載水平,而齒面接觸疲勞 強(qiáng)度所決定的承載水平,僅與齒輪直徑有關(guān),可取由 彎曲疲勞強(qiáng)度算得的模數(shù) 1.708mm并圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=2m m按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑：計(jì)算工程計(jì)算及說(shuō)明d1 60.94mm ,算出小齒輪齒數(shù) z1 d

29、1 / m =5.比照計(jì) 算結(jié)果60.94/2=30.42 ,取z1 31 ；那么大齒 輪齒數(shù)Z2 uzi 3.75 31 116.25,取Z2 117.z1和Z2互為質(zhì)數(shù),這樣設(shè)計(jì)處的齒輪傳動(dòng),既滿足了齒面接觸疲 勞強(qiáng)度,又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度,并做到了結(jié)構(gòu) 緊湊,防止浪費(fèi).計(jì)算分度圓直徑d1 z1m 31 2 62mmd2 z2m 117 2 234mm計(jì)算中央距6.幾何尺 寸計(jì)算a (d1 d2)/2 (62 234)/2mm 148mm計(jì)算齒輪寬度b dd11 62mm 62 mm考慮不可防止的安裝誤差,為了保證設(shè)計(jì)齒寬b和節(jié)省材料,一般將小齒輪略為加寬(510) mm即b1 b (

30、5 10) 62 (5 10) mm 67 72mm取4 68mm而使大齒輪的齒寬等于設(shè)計(jì)齒寬,即b2 b 62 mm上述齒輪副的中央距不便于相關(guān)零件的設(shè)計(jì)和制造.7調(diào)整中央 距后的強(qiáng) 度校核為此,可以通過(guò)調(diào)整傳動(dòng)比改變齒數(shù)或者變位法進(jìn)行 圓整.采用變位法將中央距就近圓整至 a'=150mm在 圓整時(shí),以變位系數(shù)和不超出?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖 10-21a 中所推薦的合理工作范圍為宜.其他幾何參數(shù),如z1,z2, m, b保持不變.齒輪變位后,齒輪副幾何尺寸發(fā)生變化.應(yīng)重新校核 齒輪強(qiáng)度,以明確齒輪的工作水平.(1)計(jì)算變位系數(shù)計(jì)算工程7調(diào)整中央 距后的強(qiáng) 度校核計(jì)算及說(shuō)明計(jì)算嚙合角、齒數(shù)和、

31、變位系數(shù)和、中央距變動(dòng)系 數(shù)和齒頂高系數(shù).'arccos(a cos /a')=arccos(148 cos20o)/150 =22,215 0zE z1 z2 31 117 148xe x1 x2 (inv ' inv ) zE /(2tan )=(inv22.215 o-inv20 0) x 133/ (2tan20 o ) =0.513 inv tan -Y (a' a)/m (135 133)/2 1y xe y 0.513 10.487從?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖10-21b中可知,當(dāng)前的變位系數(shù)和 提升了齒輪強(qiáng)度,但重合度有所下降分配變位系數(shù)X1和X2由?機(jī)械設(shè)

32、計(jì)?圖10-21b可知,坐標(biāo)點(diǎn)(zE/2 , xe/2)=(66.5,0,2435 )位于L12線和L13線之間,按這兩條線作射線,再?gòu)臋M坐標(biāo)的z1和z2處作垂直線,與射線交點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別是 X 1=0,356, X 2 =0.1579,齒根彎2.%乂1丫曲疲勞強(qiáng)F13 2度校核dm z1計(jì)算工程計(jì)算及說(shuō)明9.齒根彎 曲疲勞強(qiáng) 度校核_ _4_一2X1.85X9.908 10 X2.11?1.85 X0.60 一口=z5MPa1 23知2=111.6MPa< F 12K FT1YFa2YSa2YF23 2dm Z2_ _4_ 2X1.85X9.908 10 X2.05 X1.93X0.6

33、01 23天=112.2 MPa齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求,并且大齒輪反抗彎曲疲 勞破壞的水平于大齒輪.10.結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)小齒輪和人齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖6-1和圖6-211.要設(shè)計(jì)結(jié)論齒數(shù)z1 31, Z2 90;模數(shù)m=2mm壓力角20°中央距a=148mm齒竟b1 68mm , b2 62mm ;小齒輪選用40Cr 調(diào)質(zhì),大齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)；齒輪 按7級(jí)精度設(shè)計(jì).6.2低速級(jí)圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算低速級(jí)圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算.低速軸出的輸入功率Pw 4.73KW ,轉(zhuǎn)速nm 128:.,齒數(shù)比 2-85,使用期為10年每年300個(gè)工作日,兩班制. 詳見表6-2表6-2 速級(jí)圓柱直齒輪的設(shè)

34、計(jì)計(jì)算計(jì)算工程|計(jì)算及說(shuō)明按圖2-1所示的傳動(dòng)方案,選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng),壓力角取20°,、比止 帶式輸送機(jī)為一般的工作機(jī)器,參考?機(jī)械設(shè)計(jì)?1 .選止齒輪類型、精 表10-6,選用7級(jí)精度.大士 目 材料選擇.由?機(jī)械設(shè)計(jì)?表 10-1 ,選擇小齒輪度等級(jí)、材料及齒數(shù)材料為40Cr 調(diào)質(zhì),齒面硬度280HBs大齒輪材 料選45鋼調(diào)質(zhì),齒面硬度240HBS選小齒輪齒數(shù)Z1 24 ,大齒輪齒數(shù)Z2 ii乙 2.85 24 68.4,取 Z2 691.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算小齒輪分度圓直徑,即叫 3匹石運(yùn)和.d U h1確定公式中的個(gè)參數(shù)值2.初步計(jì)試選KHt1.3主要尺寸算傳動(dòng)的

35、計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩.3.529T田 955 10訕 9.55 106 473N?mmnm128x 105N mm由?機(jī)械設(shè)計(jì)?表10-7選取齒寬系數(shù)d 1.由?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖10-20查得區(qū)域系數(shù)ZH 2.5計(jì)算工程計(jì)算及說(shuō)明由?機(jī)械設(shè)計(jì)?表10-5查得材料的彈性影響系數(shù) ZE 189.8MPa12.計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)Z 0*a1 arccosZ1 cos /(Z1 2ha )= arccos24 cos200/(24+2 X1) 29.841°一 _. *. .a2 arccoZ2 cos /(Z2 2ha )= arccos69 cos20o/(69+2 X1) 24.

36、035oZ/tan r tan ') Z2(tan 2 tan ')/2=24tan29.841 o tan20 o )+69(tan24.035 o tan20 0 )/2 兀=1.6264 1.626、0.892.初步計(jì) 算傳動(dòng)的 主要尺寸計(jì)算接觸疲勞需用應(yīng)力ht 3由?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖10-25d查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為Hmin1 600 MP a ,Hmin2 550MPa.計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù):N160njLh =60X 128X 1 X ( 2X 8X 300X 10)=3.686X108N2 N1/i1 3.686 X108 / 2.85 1.293X108

37、由?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖10-23查取接觸疲勞壽命系數(shù)計(jì)算工程2.初步計(jì) 算傳動(dòng)的 主要尺寸Khni 0.96, Kh2系數(shù)S=1,得K HN1 H min 1H 1-S0.98.取失效概率為1%平安0.96 X600 MPa 576 MPa1計(jì)算及說(shuō)明h2 = Khn2 Hmin2 0.98 x550 MPa 539MPaS1取H 1和h 2中的較小者作為該齒輪的接觸疲勞許用應(yīng)力,即h= h 2=539MPa2計(jì)算小齒輪分度圓直徑z Q 2f u 1 ZhZeZ 2d1t 3.(),d u 3 2 M.3X3.529X105 ?2.85 1 ?( 2.5X189.8X0.89)22.85539=91

38、.228mm調(diào)整小齒輪分度圓直徑1計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備圓周速度dmX91.228 M28/1- m/ 0.61m/60 100060 X1000/s/s.bbdd1t 1 91.228 91.228mm計(jì)算載荷系數(shù)Kh由?機(jī)械設(shè)計(jì)?表10-2得使用系數(shù)Ka 1根據(jù)0.61m4,7級(jí)精度,由?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖10-83.確定傳 動(dòng)尺寸查得動(dòng)載系數(shù)Kv 1.05齒輪的圓周力_ .53Ft1 2Ti/d1t =2X3.529 X10 /91.228 7.737X10 NKAFt1/b =1X7.737 X 103/91.228=84.8<100 N/mm查?機(jī)械設(shè)計(jì)?表10-3得齒間載荷分

39、配系數(shù)Kh 1.2計(jì)算工程3.確定傳 動(dòng)尺寸計(jì)算及說(shuō)明由?機(jī)械設(shè)計(jì)?表10-4用插值法查得7級(jí)精度, 小齒輪的相對(duì)支撐為非對(duì)稱布置時(shí),得齒向載荷分布系數(shù)Kh 1.43,由此,得到實(shí)際載荷系數(shù)Kh KaKvKh Kh 1 X1.05X1.2 X1.43 1.80按實(shí)際載荷系數(shù)算得的分度圓直徑d1 d1t3 Kh91.228X3 1.8 101.681mm"Ht1.3相應(yīng)的齒輪模數(shù):d1101.6814.237mmmmZ124試算模數(shù)-2KFtTiY o/YFaYsamt 32?(dZ2 f1)確定公式中的個(gè)參數(shù)數(shù)值試選K Ft 1.3計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)C 0.750.25 0

40、.25 1 黑 07114.按齒根 彎曲疲勞 強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算YFaYsafKFN20.93.取彎曲疲勞平安系數(shù)S=1.2ffKHN1 Fmin1SK HN2 Fmin2S0. 90 X500 n “c-MPa 375MPa1.20.93 X380 一MPa 294 5MPa1.2YFa1Ysa12.65 1.58f13750.0113YFa2Ysa22.25 1.76F 2294.50.0134由于大齒輪的YFaYsaf大于小齒輪,所以取由?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖10-17查得齒形系數(shù)YFa1 2.65,YFa22.25;由?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖10-18查得應(yīng)力修正數(shù)Ysa11.58 , Ysa2 1.76 ;

41、由?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖10-24C查得小齒輪和大齒輪的齒跟彎曲疲勞極限分別為Flim1 500MPa , Flim2 380MPa ;由?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖10-22查得彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfn1 0.90計(jì)算工程計(jì)算及說(shuō)明4.按齒根 彎曲疲勞 強(qiáng)度設(shè)計(jì)YFaYsa _ Y,Fa1Ysa1F F12試算模數(shù)0.0113mt3 2KFtT1Y? YFaYsa dZ； f12M.3X3.529105X0.711 ?0,0113 2339mmV1 242調(diào)整齒輪模數(shù)1)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的準(zhǔn)備圓周速度d1 mt乙 2.339 24mm 56.136mmdgg5636 X128m0 376m60 100060 X1

42、000s . s齒寬b1bdd1 1 X56.136mn56.136mm寬高比bh一 ,_ _ * , _ . _ _ , _ _ _ _ _ _ _h (2ha c) mt (2X1 0.25)X2.339 5.263mm計(jì)算工程計(jì)算及說(shuō)明4.按齒根 彎曲疲勞 強(qiáng)度設(shè)計(jì)b/=56.136/10.67/h7 5.2632)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)Kf根據(jù) 0.376嗯,7級(jí)精度,由?機(jī)械設(shè)計(jì)?查圖10-8得動(dòng)載荷系數(shù)K V 1.03由： 2T1/d1 2 X3.529 X105/56.136N=1.257 X 104NKAFt1/b 1 M.257 >04/56.136 Nm=223N7 >

43、;100/mm/ mm查?機(jī)械設(shè)計(jì)?表10-3得齒間載荷分配系數(shù) Kf 1.0由?機(jī)械設(shè)計(jì)?表10-4用插值法查得Kh 1.422 , 結(jié)合% =10.67?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖10-13,得Kf 1.38 那么載荷系數(shù)為Kf KaKvKf Kf 1 1.03 1.0 1.38 1.42 F A V F F3按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)Fk?_1T42m mt3 2.339?3>mm 2.408mmKr1 1.3由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲 疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù),由于齒輪模數(shù) m的大小主要 取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載水平,而齒面接5.比照計(jì) 觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載水平,僅與齒輪

44、直徑有關(guān), 算結(jié)果可取由彎曲疲勞強(qiáng)度算得的模數(shù) 2.408整為標(biāo)準(zhǔn)值m=3mm按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑： d1 101.681mm ,算出小齒輪齒數(shù) z1 d1/m =101.681/3=33.89,取z1 34；那么大齒輪齒數(shù)計(jì)算工程5.比照計(jì) 算結(jié)果計(jì)算及說(shuō)明z2 uz1 2.85 34 96.9 ,取 z2 97.z/Dz2 互為質(zhì)數(shù),這樣設(shè)計(jì)處的齒輪傳動(dòng),既滿足了齒面接觸 疲勞強(qiáng)度,又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度,并做到了 結(jié)構(gòu)緊湊,防止浪費(fèi).計(jì)算分度圓直徑d1 z1m 34 3 102mmd2 z2m 97 3 291mm計(jì)算中央距a (d1 d2)/2 (102 291)/2mm

45、196.5mm6；舊可尺計(jì)算齒輪寬度寸計(jì)算bdd1 1 102mm 102mm考慮不可防止的安裝誤差,為了保證設(shè)計(jì)齒寬 b和 節(jié)省材料,一般將小齒輪略為加寬(510) mm即bi b (510) 102 (510) mm 107 112mm取.110mm而使大齒輪的齒寬等于設(shè)計(jì)齒寬,即b2 b 102mm上述齒輪副的中央距不便于相關(guān)零件的設(shè)計(jì)和制造.為此,可以通過(guò)調(diào)整傳動(dòng)比改變齒數(shù)或者變位法進(jìn)行 圓整.采用變 位法將 中央距 就近圓 整至 a'=200mm在圓整時(shí),以變位系數(shù)和不超出?機(jī)械 設(shè)計(jì)?圖10-21a中所推薦的合理工作范圍為宜.其 7調(diào)整中央距后的強(qiáng) 他幾何參數(shù),如Z1 ,

46、Z2 , m , b保持不變.度校核齒輪變位后,齒輪副幾何尺寸發(fā)生變化.應(yīng)重新校核齒輪強(qiáng)度,以明確齒輪的工作水平.計(jì)算變位系數(shù)計(jì)算嚙合角、齒數(shù)和、變位系數(shù)和、中央距變動(dòng) 系數(shù)和齒頂高系數(shù).' arccos(a cos / a')計(jì)算工程計(jì)算及說(shuō)明7調(diào)整中央 距后的強(qiáng) 度校核=arccos( 196.5cos20o) /200 =22,69 °zE 乙 z2 34 97 131x± x 1 x2 (inv ' inv ) zE /(2tan )=(inv22.69 o-inv20 o) x 131/(2tan20 o) =0.249 inv tan -

47、Y (a' a)/m (200 196.5)/2 1.7y xE y 0.249 1.7 -1.451從?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖10-21b中可知,當(dāng)前的變位系數(shù) 和提升了齒輪強(qiáng)度,但重合度有所下降分配變位系數(shù)x 1和x 2由?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖10-21b可知,坐標(biāo)點(diǎn)(z/2,XE /2 )=(54,0.1245 )位于L11線和L17線之間,按這兩條線作射線,再?gòu)臋M坐標(biāo)的Z1和Z2處作垂直線,與射線交點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別是 x二0.27, x2=0.2519.齒根彎 曲疲勞強(qiáng) 度校核2KFT>Fa1Ysa1YF13 2dm Zi_ ._5 一 一一一2X1.82 X3.529 X10 X2.5 X

48、1.54 X0.71 一口=2MPa1 33 毛42計(jì)算工程計(jì)算及說(shuō)明9.齒根彎 曲疲勞強(qiáng) 度校核=109.58MPac f i2K FTYFa2Ysa2YF23 2dm Z22X1.82 小.529 X105 X2.25 X1.76 X0.71321 3 >4=115.71 MPa齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求,并且大齒輪反抗彎曲 疲勞破壞的水平大于大揖輪.10.結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)小齒輪和大齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖6-3圖6-411.要設(shè)計(jì)結(jié)論齒數(shù)zi 34 , Z2 97 ;模數(shù)m=3mm壓力角20o ;中央距 a=196.5mm 齒竟 b1 110mm , b2 102mm ;小齒輪選用40Cr (調(diào)

49、質(zhì)),大齒輪選用45鋼(調(diào)質(zhì))； 齒輪按7級(jí)精度設(shè)計(jì).表6-3齒輪傳動(dòng)參數(shù)表名稱符號(hào)單位高速級(jí)低速級(jí)小四輪大兇輕小四輪大兇輕中央距amm148196.5傳動(dòng)比i3.752.85模數(shù)mmm23壓力角o2020齒數(shù)z311173497分度圓直徑dmm62234102291bmm6862110102材料40Cr45#40Cr45#熱處理調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)齒面硬度HRC40-5048-5540-5048-55第七章聯(lián)軸器的選擇7.1聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的選擇見表7-1表7-1 聯(lián)軸器的選擇計(jì)算工程1.聯(lián)軸器 的選擇計(jì)算及說(shuō)明聯(lián)軸器的選擇由工作條件決定輸出軸與聯(lián)軸器相 連,為了隔離稍微的振動(dòng),應(yīng)采用彈性柱銷聯(lián)軸器, 制造容易,裝拆方便,本錢交低.聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca KaT3.查?機(jī)械設(shè)計(jì)?表14-1.考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小,故取Ka 1.3Tca KaT3=1.3 956.21N m=1243.073 N m根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tea應(yīng)小于等于聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)矩T的條件,查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5014-2003,選用LX3型彈性柱銷聯(lián)軸器,其許用轉(zhuǎn)矩T=2500N m=半聯(lián)軸器的孔 徑d=40mm長(zhǎng)度L=84mm與軸的配合的轂孔長(zhǎng)度L182 m