單級(jí)減速器鏈傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)

1、目錄目錄11 .設(shè)計(jì)任務(wù)書21.1 設(shè)計(jì)題目21.2 工作條件21.3 技術(shù)數(shù)據(jù)22 .傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)22.1 電動(dòng)機(jī)的選擇22.1.1 選擇電動(dòng)機(jī)系列22.1.2 選擇電動(dòng)機(jī)的功率22.1.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速32.2 分配傳動(dòng)比42.3 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算42.3.1 各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計(jì)算42.3.2 各軸運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)列表示53 .傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算63.1 減速器以外的傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算6設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)3.2 減速器以內(nèi)的傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算7設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)4 .軸的設(shè)計(jì)計(jì)算114.1 初步確定軸的直徑1.14.1.1 高速軸及聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)1.14.1.2 低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1.24

2、.2 軸的強(qiáng)度校核125 .滾動(dòng)軸承的選擇及其壽命驗(yàn)算155.1 低速軸軸承155.2 高速軸軸承156 .鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算16（1） .減速器大齒輪與低速軸的鍵聯(lián)接16（2） .小鏈輪與減速器低速軸軸伸的聯(lián)接16.（3） .聯(lián)軸器與減速器高速軸軸伸的聯(lián)接17.7 .聯(lián)軸器的選擇178 .減速器的潤(rùn)滑及密封形式選擇189 .參考文獻(xiàn)181.設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)帶式傳輸機(jī)的單級(jí)圓柱齒輪一一鏈傳動(dòng)減速器裝置1.2 工作條件工作年限工作班制工作環(huán)境載荷性質(zhì)生產(chǎn)批量153灰塵極少輕微沖擊小批1.3 技術(shù)數(shù)據(jù)題號(hào)滾筒圓周力F(N)帶速v(m/s)滾筒直徑D(mm)518001.83002.傳動(dòng)

3、裝置總體設(shè)計(jì)2.1電動(dòng)機(jī)的選擇2.1.1選擇電動(dòng)機(jī)系列根據(jù)工作要求及工作條件應(yīng)選用三相異步電動(dòng)機(jī)，封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓380伏，Y系列電動(dòng)機(jī)2.1.2(D選擇電動(dòng)機(jī)的功率卷筒所需有效功率18001.810003.24kwFVPw1000(2)傳動(dòng)總效率41=0.99“2=0.98根據(jù)表2.2-1確定各部分的效率：彈性聯(lián)軸器效率兩對(duì)滾動(dòng)軸承效率閉式齒輪的傳動(dòng)效率43=0.97（暫定8級(jí)）開式滾子鏈傳動(dòng)效率44=0.96傳動(dòng)滾筒的效率212342_0.990.980.970.8546=0.9660.960.96(3)所需的電動(dòng)機(jī)的功率Pr巴急3.811kwPr=4.96kw查表2.9-1可選的Y

4、系列三相異步電動(dòng)機(jī)Y112M-4,P04kw0.3鏈傳動(dòng)：i126,一級(jí)圓柱齒輪i236查表1Y132M1-6型，額定P04kw,或選Y160M1-8型,額定Po4kw,滿足PoPr2.1.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)速60v601.8114.65r/min力殺號(hào)電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率(kW)同步轉(zhuǎn)速(r/min)滿載轉(zhuǎn)速(r/min)電動(dòng)機(jī)質(zhì)量/kg總傳動(dòng)比1Y112M-44150014403812.562Y132M1-641000960738.373Y160M1-847507201186.27現(xiàn)以同步轉(zhuǎn)速為電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)比較兩種方案，為1500r/min及1000r/min兩種方案比較，查得使傳動(dòng)裝

5、置結(jié)構(gòu)緊湊，選用方案1。電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y112M-4由表2.9-2查得其主要性能數(shù)據(jù)列于下表電動(dòng)機(jī)額定功率F0/kW4電動(dòng)機(jī)涵裁轉(zhuǎn)速n0/(r/min)1440電動(dòng)機(jī)軸伸直徑D/mm28電動(dòng)機(jī)軸仰;長(zhǎng)度日mm60電動(dòng)機(jī)中心高H/mm265堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩2.22.2分配傳動(dòng)比(1)總傳動(dòng)比包儂1256nw114.65查表2.2-1得取鏈傳動(dòng)比i23=4則齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為3-7543.14i232.52.3傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算2.3.1 各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計(jì)算0軸：即電動(dòng)機(jī)的主動(dòng)軸P0Pr4kwn01440r/minT09.55-p09.55n。410326.53Nm14401軸：

6、即減速器的高速軸PiP00140.993.96kwniminTi9.55必9.55n13.9610326.26Nm14402軸：即減速器的低速軸p2p1123.960.990.983.881kw1_i1214403.14458.6r/min巳3.881103T29.5529.55-n2458.680.81Nm3軸：即傳動(dòng)滾筒軸p3p2233.8810.980.963.65kwn2i23458.64114.65r/min3304NmQPCP3Qcc3.65109.559.55n3114.652.3.2各軸運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)列表示軸序號(hào)功率P(kw)轉(zhuǎn)速n(r/min)轉(zhuǎn)矩T(N.m)傳動(dòng)形式傳動(dòng)比i

7、效率刀04144026.53聯(lián)軸器10.9913.96144026.26齒輪傳動(dòng)3.140.9623.881458.680.81鏈傳動(dòng)40.9134.30114.653043.傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 減速器以外的傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)D確定鏈輪齒數(shù)傳動(dòng)比：i5絲曬3.994n2144.65由傳動(dòng)比取小鏈輪齒數(shù)Zi=19因鏈輪齒數(shù)最好為奇數(shù)，大鏈輪齒數(shù)Z2iZ13.9941976,所以取Z2=75實(shí)際傳動(dòng)比：i全753.95Z1192）確定鏈條節(jié)距由式P0旦匕，查表得，工況系數(shù)Ka1KzKp小鏈輪齒數(shù)系數(shù)：Kz1.35取單排鏈，取Kp=1.0:P0kAkzP11.353.694.98kwn

8、2458.6r/min,查圖9-11:選鏈號(hào)12-1,查表9-1可以得:節(jié)距p=19.05mm3）計(jì)算鏈長(zhǎng)初選：a0=3050P=305019.05=571.58-952.5mm選ao700mm鏈長(zhǎng)：a。Z2Z1Lp27一19.057519)2700(-2a02128)2700751919.052取Lp=128節(jié)4）驗(yàn)算鏈速:v601000V<15m/s19458.619.05601000適合2.775）選擇潤(rùn)滑方式:按v=2.77m/s,鏈號(hào)12-1,查圖選用油盤飛濺潤(rùn)滑。6）作用在軸上的力有效圓周力:Fe1000Pv嘿/1797.8N作用在軸上的力：Fq1.2Fe1.22437292

9、4N7）鏈輪尺寸及結(jié)構(gòu)分度圓直徑:d1115.74mmP,1800sin19.05,1800sin19d219.050-455.74mm,1800sin753.2減速器以內(nèi)的傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)1）材料的選擇:小齒輪選用45Cr調(diào)質(zhì)鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度280HBs大齒輪選用45#H質(zhì)鋼，齒面硬度240HBS計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N160n1jLh601440_91(1530082)6.2208109N2_96.22081093.171.9811109查圖10-14,Zni=1.0ZN2=1.0110-15,Zx1=Zx2=1.0取Snmi尸1.0由圖11-13b,得Hlim1700MPa,

10、Hlim2650MPa計(jì)算許用接觸應(yīng)力hi09700630MPaH20.95500475MPahi,故取hh2475N/m22)按齒面接觸強(qiáng)度確定中心距小輪轉(zhuǎn)矩T148840Nm初取Ktz21.3,取a0.4,由表11-5得ZE189.8JMPa由表10-6得，Zh2.5,減速傳動(dòng)，ui3.19;由式(5-39)計(jì)算中心距adt2ZhZeZZ2.32321.1488402.5189.8口()!+20.43.01647544.45mm由于，adL(1+i12)=93.67取中心距a=94mm2估算模數(shù)m=(0.0070.02)a=0.982.8mm,a=94mm取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2mmm=2mm小齒

11、輪齒數(shù)：乙2am(u1)2(3.191)294一幺*一22.43取231=23,z2=74由圖11-6得，Z0.87大齒輪齒數(shù)：z2=uzi=3.192373.6取74取zi=23,Z2=74實(shí)際傳動(dòng)比iaZ43.21423傳動(dòng)比誤差ii13.213.191i100%|100%0.86%5%,i3.19在允許范圍內(nèi)。齒輪分度圓直徑d1mnz122346mmd2mnz2274148mm圓周速度vd1n14614403.46656m/s6010驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度按電機(jī)驅(qū)動(dòng)，載荷輕微沖擊，由表11-3，取Ka=1.0由圖11-2(a),610按8級(jí)精度和vz/1003.51728/1000.98m

12、/s,得(=1.10。齒寬baa14646mm0b1=52,b2=46由圖10-3(a),按b/d1=52/46=1.13,考慮軸的剛度較大和齒輪相對(duì)軸承為對(duì)稱布置得，K=1.0由表11-4,得Ka=1.1載荷系數(shù)KKAKvKK1.01.321.01.11.452由圖11-4,得10.784,20.924,所以120.7840.9241.708由表11-6,取齒輪精度為8級(jí).計(jì)算齒面接觸應(yīng)力hZhZeZ12KT1U12.518980.87bdu21.452262603.2112524弓3.2139217MPa475MPa故在安全范圍內(nèi)(4)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度按乙=23,乙=74,由圖11-1

13、0得，YFa1=2.59,YFa2=2.23由圖11-11得，Ysa11.61,Ysa21.78由圖11-12得，丫0.68由圖11-16(b),得尸|而1210N/mm2,2Flim2205N/mm由圖11-17,得Yn1=1.0,Yn2=1.0由圖11-18得,Yx1=Yx2=1.0X1X2取Yst=2.0,SFmin=1.4計(jì)算齒根許用彎曲應(yīng)力F1Flim1YSTYN1Yx121021.01.0300MPaSFmin1.4F2Flim2YsTYN2YX220521.01.0292.9MPaSFmin1.42KT1F1bd1mnYFa1Ysa1Y21.294884056702.52.591

14、.610.6836.46MPaF1300MPa故安全F2YFa2YSa2Yf1Ysh36.462.231.782.591.6134.71MPa292.9MPa故安全(5)齒輪主要幾何參數(shù)zi=23,z2=74,u=3.21,m=2mmd1mz122346mm,d2mz2274148mmda1d12ham4621.0250mmda2d22ham14821.02152mmdf1d12(hac)m462(1.00.25)241mmdf2d22(hac)m1482(1.00.25)2143mma=97mmb2b46mm,b1=b2+(510)=52mm根據(jù)小齒輪尺寸可以選擇齒輪軸，大齒輪直徑d2160

15、mm則選擇實(shí)心式齒輪,v=10.7712m/s,那么齒輪可以選擇浸油潤(rùn)滑，浸油深度104.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 初步確定軸的直徑4.1.1 高速軸及聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)1 .初步估定減速器高速軸外伸段軸徑根據(jù)所選電機(jī)d28mm,E62mm則d=(0.81.0)d電機(jī)=(0.81.0)X28=22.438mm取d=25mmd=25mm2 .選擇聯(lián)軸器根據(jù)傳動(dòng)裝置的工作條件選用凸緣聯(lián)軸器(GB/T4323-2002)。計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc為T=KAT=1.3X26.26=34.5Nmc式中T聯(lián)軸器所傳遞的標(biāo)稱扭矩,T=9.55P-義一=9.55義n_314403.961026.26NmKa工作情況系數(shù)，取Ka=1.

16、3查表14-1,綜合考慮，可選擇凸緣聯(lián)軸器GY3型號(hào)公稱轉(zhuǎn)矩許用轉(zhuǎn)速軸孔直徑軸孔長(zhǎng)度S質(zhì)量kgGY31129500d1d22528Y62J4462.38選定聯(lián)軸器型號(hào)為:GY3K軸器JY2862GB/T43232002J25444.1.2低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1 .選擇軸的材料選擇材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。2 .按轉(zhuǎn)矩初步計(jì)算軸伸直徑P37644dA03118331.45mm.n458.6按一個(gè)鍵槽考慮，最小直徑加大5%得dmin=31.45(1+5%)=33.0225mm取d0=35d1=(3642)mm,取d1=40根據(jù)軸承取標(biāo)準(zhǔn)值，查表2-13-1,選6208型號(hào)的深溝球滾子軸承。軸承型號(hào)為6

17、208GB/T276-19944.2軸的強(qiáng)度校核計(jì)算大齒輪上的作用力轉(zhuǎn)矩T=80.81N.m2T280810734.6N圓周力Ftd220徑向力FrFttg734.6tg20267.37N軸向力FaFttg1349tg00N(1)繪軸的受力簡(jiǎn)圖，求支座反力t=80.81Nr=267.37NFa=0NLi=91.5L2=55.5L3=55.5a.垂直面支座反力MB0RAy(L2L3)FtL30FtL3L2L3134955.555.555.5674.5N%FtRAy1349674.5674.5NRay=674.5Nby=674.5NRAz=5580NRbz=2165NMcy=37435N.mmMC

18、=120138N.mmczb.水平面支座反力dMb0得，Raz(L2L3)FaFrL2FqQL2L3)0FrL2Fq(L1L2L3)RazL3L249155.52924(91.555.555.5)”的5580N55.555.5Z0得:RBzRAz-Fr-Fq5580-491-29242165NRAyL3674.555.53.7435104NmmC點(diǎn)左，MCzRAzL2Fq(L2L1)1.2105NmmC點(diǎn)右，MezRBzL31.20105Nmma.合成彎矩圖C點(diǎn)左，MC、：MCyCz1.26105NmmC點(diǎn)右,MC'M(2ymJ1.26105NmmCCycz(3)作轉(zhuǎn)矩T圖dTFt14

19、1645Nmm2(4)作計(jì)算彎矩Mv圖MCz=120158N.mmczMC=125835N.mmCMC=125854N.mmCT=141645N.mm該軸單向工作，轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力考慮,取a=0.6MVCMC(T)2.(1.26105)2(0.6141645)2_51.5210NmmB點(diǎn)右邊Mvc.Me2(T')2.(1.26105)2(0.60)21.52105NmmD點(diǎn)MVD<MD(T)284987NmmMvC=151982N.mmMve=151982N.mmMvd=84987N.mmC點(diǎn)左邊(5)校核軸的強(qiáng)度由以上分析可見，C點(diǎn)彎矩值最大，而D點(diǎn)軸徑最小，所

20、以該軸危險(xiǎn)斷面是C點(diǎn)和D點(diǎn)所在剖面。查表13-1得b650N/mm2查表13-3得b160N/mm2。C點(diǎn)軸徑：de3!MvCJ1.521029.4mm1,0.1b10.160因?yàn)橛幸粋€(gè)鍵槽de29.4(10.05)30.9mm0該值小于原dc=30.9mm<45mm故安全。D點(diǎn)軸徑dD3：上3彥8724.2mm.0.10.160因?yàn)橛幸粋€(gè)鍵槽dC24.2(10.05)25.4mm0該值小于原設(shè)計(jì)該點(diǎn)處軸徑35mm故安全。5.滾動(dòng)軸承的選擇及其壽命驗(yàn)算5.1 低速軸軸承1)、選定軸承類型及初定型號(hào)深溝球軸承(GB/T276-94),型號(hào)6208:查表得C29.5kNCr18kN2)、計(jì)算

21、徑向支反力R1=3265.5NR2=2268N_4L8h=6.036410hR1,RAYRAZ3265.5NR2喏丫R；Z2268N取P=5621N3）校核軸承壽命10-310106ftC106129500Tl-8h60nfpp60230.991.232656.0364104h43800h故滿足軸承的壽命要求5.2 高速軸軸承高速軸承的確定與低速軸承相同，選取深溝球軸承(GB/T276-94),型號(hào)62076.鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算（一）.減速器大齒輪與低速軸的鍵聯(lián)接D鍵的材料類型45號(hào)鋼，A型普通平鍵2）確定鍵的尺寸b=14mm,h=9mm,L=30mm3）驗(yàn)算鍵的擠壓強(qiáng)度鍵和軸的材料為鋼，輪轂

22、材料為鑄鐵，鑄鐵的許用力比鋼的許用擠壓應(yīng)力低，按鑄鐵校核鍵連接的擠壓強(qiáng)度。查表的許用擠壓應(yīng)力p53MPa,鍵的計(jì)算長(zhǎng)度pl=L-b=45-14=31mm由下式得4Tdhl414161047931243.20N/mm2該鍵安全。所以選鍵14X45GB1096-79（二）.小鏈輪與減速器低速軸軸伸的聯(lián)接1）鍵的材料類型45號(hào)鋼A型普通平鍵，聯(lián)軸器材料為鋼.2）確定鍵的尺寸b=8mmh=8mm,L=30mm,p=100N/mm2同上面的方法：p”414161050.58N/mm2pdhl358（5010）因pp,故安全。所以選鍵8X30GB1096-79pp(三).聯(lián)軸器與減速器高速軸軸伸的聯(lián)接1)鍵的材料類型45號(hào)鋼，