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文檔簡(jiǎn)介
1、目 錄設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 2第一部分 3傳動(dòng)方案 3原動(dòng)機(jī)選擇 3傳動(dòng)裝置總體傳動(dòng)比的確定及各級(jí)傳動(dòng)比的分配 4運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 5第二部分 6減速器外傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì) 6選擇聯(lián)軸器 6減速器內(nèi)傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì) 7 高速級(jí)減速齒輪設(shè)計(jì) 7低速級(jí)減速齒輪設(shè)計(jì) 11軸的設(shè)計(jì)及校核 16 中間軸軸承的校核 21中間軸鍵的校核 21第三部分 22參考資料 22第一部分 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)一、 傳動(dòng)方案(已給定)1) 減速器為兩級(jí)展開(kāi)式圓柱斜齒輪減速器。2) 方案簡(jiǎn)圖如下:計(jì) 算 與 說(shuō) 明結(jié)果二、原動(dòng)機(jī)選擇(Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī))1)選擇電機(jī)類(lèi)型: 電機(jī)類(lèi)型很多,因本課程設(shè)計(jì)對(duì)電機(jī)無(wú)特別要求,所以一般選用Y系
2、列三相異步電動(dòng)機(jī) (3. P.273.)2)選擇電機(jī)容量:(1)工作機(jī)所需的工作功率Pw:對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)給定: 起吊重量Q=4500(N),起吊速度v=0.9(m/s) Pw = Qv/1000=4.05kw(2)電動(dòng)機(jī)所需的功率Pd: Pd = Pw/aa 傳動(dòng)裝置的總效率。 a =1·2·3· i 每個(gè)傳動(dòng)副(齒輪、蝸桿、鏈 及帶),每對(duì)軸承,每個(gè)聯(lián)軸 器及卷筒的效率。 可查:1. P.7.表1. 及 P.12. a =卷·凸緣聯(lián)軸器·4軸承·2齒輪·彈性聯(lián)軸器 =0.96×1×(0.993×0.
3、98)×0.982×0.99 =0.8679(其中卷0.96, 凸緣聯(lián)軸器=1,滾動(dòng)軸承0.99,滑動(dòng)軸承0.99, 齒輪=0.98, 彈性聯(lián)軸器0.99)Pd = Pw/a4.05/0.8679=4.6664=4.7kw(3)電機(jī)的額定功率Ped: 應(yīng)略大于Pd,即應(yīng): Ped Pd =4.7kw3)確定電機(jī)轉(zhuǎn)速nm(nm 電機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速): 同類(lèi)型、同容量的電機(jī)有幾種同步轉(zhuǎn)速(3000,1500,1000,750 r/min) 同步轉(zhuǎn)速 電機(jī)尺寸、重量、價(jià)格,選擇時(shí)應(yīng)綜合考慮。 (1)傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的合理范圍ia: ia= i1·i2·i3
4、3; ii 各級(jí)傳動(dòng)副傳動(dòng)比的合理范圍 1. P.7. 表1. 二級(jí)圓柱 i= 840ia= i= 840 (2)工作機(jī)轉(zhuǎn)速n: 在本課程設(shè)計(jì)中,可按下式確定: n = 60×1000V/D=45.23r/min V 帶速或起吊速度,m/s D 卷筒或滾筒直徑,mm (3)電機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍nd: nd = ia·n=(840)×45.23r/min=(3621809)r/min (4)確定電機(jī)轉(zhuǎn)速nm a在nd中,選定電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速: 考慮到經(jīng)濟(jì)性,選擇:nm=1500r/min b按nd、Ped 3. P.291. 選定電機(jī)型號(hào)。 選擇機(jī)座號(hào):132S1 c記
5、下電機(jī)的外形尺寸,軸伸尺寸,鍵接尺寸,滿載轉(zhuǎn)速。中心高H外形尺寸L×(AC/2+AD)×HD地腳安裝尺寸A×B地腳螺栓孔直徑K132475×347.5×315216×14012軸伸尺寸D×E裝鍵部位尺寸F×GD38×8010×41三、傳動(dòng)裝置總體傳動(dòng)比的確定及各級(jí)傳動(dòng)比的分配1)傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比ia: 由電機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm及工作轉(zhuǎn)速n確定: ia = nm/n = i1·i2 in ii 各級(jí)傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比。 對(duì)于此減速器:ia = nm/n=32.0584 2)傳動(dòng)比的分配 1.
6、P.1519. 記:i減,i1,i2 減速器的總傳動(dòng)比,高速級(jí)及低速級(jí)的傳動(dòng)比。對(duì)展開(kāi)式兩級(jí)圓柱齒輪減速器: 宜:i1 =i2 = i減/i1 取1.31.4的中間值1.35,得:i1=6.58,i2=4.87四運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算:1.各軸的轉(zhuǎn)速:軸n= nm/i01450/1=1450r/min軸n= n/i11450/6.58=220.36r/min軸n= n/i2220.36/4.87=45.25r/min卷筒軸 n卷= n/i345.25/1=45.25r/min2各軸的輸入功率:軸P= Pdo1=4.7×0.99=4.65kw軸P= P12=4.65×0.99
7、215;0.98=4.51kw軸P= P23=4.51×0.99×0.98=4.38kw卷筒軸 P卷=P34=4.38×0.99=4.34kw各軸的輸出功率分別為輸入功率乘以軸承效率3各軸的輸入轉(zhuǎn)矩:Td=9550×Pd/nm=30.96 N·m軸T= Tdioo=30.96×1×0.9930.65N·m軸T= Ti112=30.65×6.58×0.99×0.98195.67N·m軸T= Ti223=195.67×4.87×0.99×0.9892
8、4.52N·m卷筒軸 T卷= Tio34=924.52×1×0.99915.27N·m各軸的輸出轉(zhuǎn)矩分別為輸入轉(zhuǎn)矩乘以軸承效率軸名功率(kW)轉(zhuǎn)矩(N·m)轉(zhuǎn)速n(r/min)傳動(dòng)比i效率輸入輸出輸入輸出電機(jī)軸4.730.96145010.99軸4.654.6030.6530.3414506.580.97軸4.514.46195.67193.71220.364.810.97軸4.384.34924.51915.2745.2510.99卷筒軸4.344.25915.27896.9645.25第二部分 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算一減速器外傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)選擇
9、聯(lián)軸器 1類(lèi)型選擇: 1)高速軸(電機(jī)軸與軸的)聯(lián)軸器: 彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器 3 P.146.2)低速軸(軸與卷筒軸的)聯(lián)軸器: 凸緣聯(lián)軸器 3 P.142. 2尺寸選擇: 1)估算、軸的軸徑d,d: 軸材料: 一般用45號(hào)鋼 估算公式: dAo 4 P.370.得: d17.22mmd53.61mm對(duì)于d100mm的軸有一鍵槽時(shí)軸徑增大57 有兩鍵槽時(shí)軸徑增大1015則: d18.0818.43mmd58.9761.65mm2)按以下條件選擇聯(lián)軸器 Tca T聯(lián)n n聯(lián) 4 第十四章Tca=KA×T(KA 根據(jù)工作條件取1.5見(jiàn)4.P351) 對(duì)于軸:T聯(lián) 45.98N·m
10、 n聯(lián) 1450r/min 對(duì)于軸:T聯(lián) 1386.8 N·m n聯(lián) 45.25r/min 3)把d,d圓整到與聯(lián)軸器孔徑一致,軸徑應(yīng)在聯(lián)軸器孔徑范圍內(nèi)。 3定型號(hào): 同時(shí)記下聯(lián)軸器的孔徑長(zhǎng)度等。 對(duì)于高速軸和電機(jī):彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器TL6主動(dòng)端J型軸孔直徑38mm 長(zhǎng)度60mm從動(dòng)端J型軸孔直徑32mm 長(zhǎng)度82mm 對(duì)于低速軸和卷筒軸:凸緣聯(lián)軸器YL12主動(dòng)端J型軸孔直徑60mm 長(zhǎng)度107mm 從動(dòng)端根據(jù)卷筒軸直徑及長(zhǎng)度具體確定二減速器內(nèi)傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì):一、高速級(jí)減速齒輪設(shè)計(jì)(斜齒圓柱齒輪)1)材料、熱處理、精度:材 料:因傳遞功率不大,轉(zhuǎn)速不高,材料按表7-1選取,都采用45號(hào)
11、鋼熱處理:大齒輪、正火處理,小齒輪調(diào)質(zhì),均用軟齒面。精 度:軟齒面閉式傳動(dòng),齒輪精度用8級(jí)2)設(shè)計(jì)過(guò)程:(1)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算,再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。初選小齒輪齒數(shù)Z120 大齒輪齒數(shù)Z2Z1×i120×6.58=131.6 取Z2132螺旋角14(2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì),由式(4.P218 式1021)確定各參數(shù)的值:1)初選動(dòng)載系數(shù):試選=1.62)區(qū)域系數(shù)Z:查4.P217圖10-30 選取區(qū)域系數(shù) Z=2.433 3)端面重和度:由4.P215圖10-26得:1=0.75 2=0.93 則=1+2=0.75+0.93=1.68 4)許用接觸應(yīng)
12、力由圖4.P209圖1021d及圖1021c按齒面硬度查得:(按4.P191表101:小齒輪齒面硬度取240HBS大齒輪齒面硬度取200HBS)小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限:Hlim1590MPa(取MQ值)大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限:Hlim2500MPa(取ME和ML的中間偏上值)由4.P206公式10-13計(jì)算應(yīng)力值環(huán)數(shù)N=60nj =60×1450×1×(2×8×365×8)=4.0646×10N=N1/i1=4.0646×10/6.58=6.1773×10 (i1=)查課本4.P207圖10-19得:K=
13、0.93 K=0.95(取網(wǎng)格內(nèi)的中間值)齒輪的疲勞強(qiáng)度極限取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,應(yīng)用4.P205公式10-12得:=0.93×590=548.7MPa=0.95×500=475MPa 則許用接觸應(yīng)力: =(+)/2=(548.7+475)/2=511.85MPa 5)彈性影響系數(shù):查課本由4.P201表10-6得: =189.8MP 6)齒寬系數(shù):由4.P205表10-7得: =17)傳遞的轉(zhuǎn)矩T1T1=30.34 N·m30340 N·mm(傳遞的轉(zhuǎn)矩即是軸的輸出轉(zhuǎn)矩)代入數(shù)據(jù)得:小齒輪的分度圓直徑d37.84mm從而得:計(jì)算圓周速度2.
14、873m/s 計(jì)算齒寬b和模數(shù) 計(jì)算齒寬b b=37.84mm 計(jì)算模數(shù)m 初選螺旋角=14=1.836mm 計(jì)算齒寬與高之比齒高h(yuǎn)=2.25 =2.25×1.836=4.131 = =9.16 計(jì)算縱向重合度=0.318=1.5857 計(jì)算載荷系數(shù)K查4.P193表102使用系數(shù)=1.25(工作時(shí)有輕微振動(dòng))根據(jù),8級(jí)精度, 查4.P194圖10-8得動(dòng)載系數(shù)K=1.15查4.P196表10-4得接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算用的齒向載荷分布系數(shù)K=1.450查4.P198圖10-13得: K=1.35查4.P195表10-3 得: K=1.2故載荷系數(shù):KK K K K =1.25×
15、1.15×1.2×1.45=2.5按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑d=d=37.84×=43.91計(jì)算模數(shù)=(3) 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由4.P201公式105彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式確定各參數(shù)的值:1) 確定載荷系數(shù)K: KK K K K=1.25×1.15×1.2×1.35=2.332) 螺旋角影響系數(shù)Y 根據(jù)縱向重合度,從4.P217圖10-28查得: 螺旋角影響系數(shù)Y=0.883) 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)zz/cos20/ cos1421.89 zz/cos132/ cos14144.50 4) 查取齒形系數(shù)Y和應(yīng)
16、力校正系數(shù)Y:由4.P200表10-5用插值法得:齒形系數(shù):Y2.7244 Y2.1444 應(yīng)力校正系數(shù):Y1.5689 Y1.82565) 計(jì)算并比較大小齒輪的由4.P208圖10-20c查得:小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限(取MQ線值)由4.P207圖10-20b查得:大齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限(取ME和ML中間偏上值)由4.P206圖10-18查得:彎曲疲勞壽命系數(shù)K=0.90 K=0.93(取網(wǎng)格中間值)其中應(yīng)力循環(huán)次數(shù):N=60nj =60×1450×1×(2×8×365×8)=4.0646×10N=N
17、1/i1=4.0646×10/6.58=6.1773×10 (i1=)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力:取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4=小齒輪的數(shù)值大,故選用代入數(shù)據(jù)得:1.39mm 對(duì)比計(jì)算結(jié)果,齒面疲勞強(qiáng)度的法面模數(shù)mn大于由齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù),可以在滿足彎曲疲勞強(qiáng)度的前提下,按由接觸疲勞強(qiáng)度的所確定的分度圓來(lái)計(jì)算齒數(shù)(4)幾何尺寸計(jì)算計(jì)算中心距 a=166.42將中心距圓整為a170取法面模數(shù)為2由a=(其中,6.58)得:22其中16516522143按圓整后的中心距修正螺旋角=arccos°因值改變不多,故參數(shù),等不必修正.計(jì)算大.小齒輪的分度圓直徑d=45
18、.33d=294.67計(jì)算齒輪寬度B=圓整得: i1=143/22=6.5傳動(dòng)比誤差為:(6.5-6.58)/6.58=-1.216%修正傳動(dòng)比:i2 = i減/i132.0584/6.5=4.93軸名功率(kW)轉(zhuǎn)矩(N·m)轉(zhuǎn)速n(r/min)傳動(dòng)比i效率輸入輸出輸入輸出電機(jī)軸4.730.96145010.99軸4.654.6030.6530.3414506.500.97軸4.514.46193.23191.30223.084.930.97軸4.384.34924.24915.0045.2510.99卷筒軸4.344.25915.00896.7045.25二、低速級(jí)減速齒輪設(shè)計(jì)(斜齒圓柱齒輪)1)材料、熱處理、精度:材 料:因傳遞功率不大,轉(zhuǎn)速不高,材料按表7-1選取,都采用45號(hào)鋼熱處理:大齒輪、正火處理,小齒輪調(diào)質(zhì),均用軟齒面。精 度:軟齒面閉式傳動(dòng),齒輪精度用8級(jí)2)設(shè)計(jì)過(guò)程:(1)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算,再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。初選小齒輪齒數(shù)Z120 大齒輪齒數(shù)Z2Z1×i120×4.93=98.6 取Z299螺旋角14(2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì),由式(4.P218 式1021)確定各參數(shù)的值:1)初選動(dòng)載系數(shù):試選=22)區(qū)域系數(shù)Z:查4.P217圖10-30 選取區(qū)域系數(shù) Z=2.433 3)端面重和度:plea
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