機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-兩級圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)

1設(shè)計(jì)計(jì)算與說明主要結(jié)果1.傳動方案的分析傳動方案如下：為兩級圓柱齒輪減速器。齒輪為斜齒輪，總傳動比大，結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣。斜齒輪傳動時，傳動平穩(wěn)。鏈傳動運(yùn)動不平穩(wěn)，為減小沖擊和振動，將其布置在低速級。2.電動機(jī)的選擇1.工作機(jī)的輸出功率：32000.953040wPFVw滾筒的轉(zhuǎn)速：6010006010006010000.9546.522390minwwDnVvrnD2.工作機(jī)的有效功率聯(lián)軸器功率10.993齒輪功率20.97鏈輪功率30.92軸承功率40.99輸送帶功率50.955總效率為241234578.85%工作機(jī)輸出功率3040w滾筒轉(zhuǎn)速46.522r/min總效率78.85%2設(shè)計(jì)與計(jì)算說明主要結(jié)果3.電動機(jī)的選擇：所需電機(jī)功率wdPP=3040/78.85%=3855.22w。參考文獻(xiàn)查表20-1，可取Y112M-4型號。額定功率4KW滿載轉(zhuǎn)速1440r/min額定轉(zhuǎn)矩2.2最大轉(zhuǎn)矩2.3質(zhì)量43Kg中心高H=112mm。外伸軸段D與E為28mm和60mm。3.轉(zhuǎn)動裝置的設(shè)計(jì)1.計(jì)算總轉(zhuǎn)動比：mwnin=1440/46.522=30.953。2.分配各級轉(zhuǎn)動比為使兩極的大齒輪有相近的浸油深度，高速轉(zhuǎn)動比1i和低速轉(zhuǎn)動比2i為1i/2i=1.1-1.5。取1.3鏈轉(zhuǎn)動比為2-4。取2.4。123iii=30.953可求出1i=4.095，2i=3.150，3i=2.4。3.各軸轉(zhuǎn)速1mnn=1440r/min121nni=1440/4.095=351.65r/min232nni=351.65/3.15=113.95r/min4.各軸輸入功率03.855dppkw1013.8550.9933.828ppkw2123.8280.96033.676ppkw3233.6760.96033.530ppkw4343.6760.91083.215ppkw5.各軸輸入轉(zhuǎn)矩0009550PTn95503.855/1440=25.57N.m電動機(jī)型號Y112M-4各級轉(zhuǎn)動比依次為4.0953.150.2.4轉(zhuǎn)速為1440r/m351.65r/m113.95r/m各軸輸入功率為3.855kw3.828kw3.676kw3.530kw3.215kw各軸輸入扭矩25.57N.m3設(shè)計(jì)計(jì)算與說明主要結(jié)果1119550PTn95503.828/1440=25.39N.m2229550PTn95503.676/351.65=99.83N.m3339550PTn95503.530/113.95=295.84N.m4449550PTn95503.215/46.522=660.28N.m以上數(shù)據(jù)整理如下：項(xiàng)目電動機(jī)軸高速軸中間軸低速軸卷軸轉(zhuǎn)速（r/min65113.9546.522功率（KW）3.8553.8283.6763.5303.215轉(zhuǎn)矩（N.m）25.5725.3999.83295.84660.28轉(zhuǎn)動比14.0953.152.4效率0.9930.96030.96030.91084.轉(zhuǎn)動件的設(shè)計(jì)（一）高速級齒輪的設(shè)計(jì)1.選擇精度，材料，齒數(shù)。參考文獻(xiàn)（2）第十章一般工作機(jī)，速度不高，選7級。小齒輪為40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度280HBS，大齒輪為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度240HBS。小齒輪齒數(shù)選21，大齒輪選85。初選螺旋角14度2.按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算：即23121ttHEtHdKTuZZdu1）確定各計(jì)算值1，試選tK=1.6，2.由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)HZ=2.433。3.由圖10-26查得1=0.77，2=0.93。1+2=1.7。4.由表10-7選取齒寬系數(shù)d=1。5.由10-6查得材料影響系數(shù)EZ=189.812MPa6.由圖10-21d，按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限lim1=600MPalim2=550MPa。25.39N.m99.83N.m295.84N.m660.28N.m精度7級材料40Cr齒數(shù)21/854設(shè)計(jì)計(jì)算與說明主要結(jié)果應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。1N=160hnjL/2=6014401（1030028）/2=2.07369102N=1N/（21i）=0.506375910由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)1HNK0.9，2HNK0.95取失效概率1%，安全系數(shù)為S=1。1H=1HNKlim1/S=0.9600=540MPa。2H=2HNKlim2/S=0.95550=522.5MPa。7.許用接觸應(yīng)力H=（1H+2H）/2=531.21MPa。2）計(jì)算1.23121ttHEtHdKTuZZdu24321.62.539104.09512.433189.8531.251.74.095=35.55mm2.V=11601000tdn=2.680m/s3.b=d1td=35.551=35.55mmntm=1tdcos/1z=35.55cos14/211.643mmh=2.25ntm=2.251.643=3.70mmb/h=35.55/3.70=9.6084.計(jì)算縱向重合度=0.318d1ztan=0.318121tan14=1.6655.計(jì)算載荷系數(shù)Ka=1.5由V=2.680m/s，7級精度，由圖10-8查得動載系數(shù)Kv=1.1由表10-13查FK=1.33，表10-4查HK=1.415由表10-3查HK=FK=1.4所以K=KaKvHKHK=1.51.11.41.415=3.269按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑為5設(shè)計(jì)計(jì)算與說明主要結(jié)果311tKddKt=33.26935.551.6=45.11計(jì)算模數(shù)nm=11cos/dz=（45.11cos014）/21=2.08mm3.按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算213212FaSaFdKTYCOSYYmnZ確定系數(shù)K=KaKvFKFK=1.51.11.41.33=3.0723由縱向重合度從圖10-28查螺旋影響系數(shù)Y=0.88計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)33011/cos21/cos14vzz=22.98833022/cos85/cos14vzz=93.05查齒形系數(shù)由表10-5查：12.69FaY22.194FaY11.575SaY11.783SaY由10-20c查小齒輪的彎曲疲勞極限為500MPa，大齒輪的為380MPa。由圖10-18取彎曲疲勞系數(shù)為10.85FNK，20.88FNK取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，且為對稱循環(huán)。1110.855000.70.71.4FNFNFKS=212.5MPa21220.883800.70.71.4FNFNFKS=167.2MPa。計(jì)算大小齒輪的FaSaFYY，并比較111FaSaFYY=2.691.575/212.5=0.01994，222FaSaFYY=2.1941.783/167.2=0.023397。大齒輪數(shù)大模數(shù)為2.086設(shè)計(jì)計(jì)算與說明主要結(jié)果設(shè)計(jì)計(jì)算213212FaSanFdKTYCOSYYmZ=1.59mm綜合比較可取模數(shù)為2.5mm?？蓾M足彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度。4.幾何尺寸計(jì)算中心距a=12()/2cosnzzm=0(2185)2.5/2cos14=136.556mm將中心距圓整為136mm則=021852.5cos13.02682136ar其改變不是很大，不必修正。大小齒輪分度圓直徑110212.553.89coscos13.0268nzmdmm220852.5218.11coscos13.0268nzmdmm大小齒輪吃寬分別取55mm，60mm。（二）低速級齒輪設(shè)計(jì)1.選擇精度，材料，齒數(shù)。一般工作機(jī)，速度不高，選7級。小齒輪為40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度280HBS，大齒輪為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度240HBS。小齒輪齒數(shù)選26，大齒輪選82。初選螺旋角14度2.按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算：即23121ttHEtHdKTuZZdu1）確定各計(jì)算值1，試選tK=1.6，2.由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)HZ=2.433。3.由圖10-26查得1=0.73，2=0.88。1+2=1.61。4.由表10-7選取齒寬系數(shù)d=1。5.由10-6查得材料影響系數(shù)EZ=189.812MPa6.由圖10-21d，按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限lim1=600MPa模數(shù)為1.59最后取2.5中心距為136分度圓直徑為53.89218.11齒寬為60557級45鋼齒數(shù)26/827設(shè)計(jì)計(jì)算與說明主要結(jié)果lim2=550MPa。應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。1N=160hnjL/2=60351.651（1030028）/2=0.759559102N=1N/（22i）=0.24113910由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)1HNK0.91，2HNK0.94取失效概率1%，安全系數(shù)為S=1。1H=1HNKlim1/S=0.91600=546MPa。2H=2HNKlim2/S=0.94550=517MPa。7.許用接觸應(yīng)力H=（1H+2H）/2=531.5MPa。2）計(jì)算1.23121ttHEtHdKTuZZdu24321.69.8832103.1512.433189.8531.51.613.15=58.02mm2.V=11601000tdn=1.0680m/s3.b=d1td=58.021=58.02mmntm=1tdcos/1z=58.02cos14/262.165mmh=2.25ntm=2.252.165=