簡(jiǎn)介:1設(shè)計(jì)任務(wù)書2電動(dòng)機(jī)選擇3傳動(dòng)比分配4帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)5齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)6傳動(dòng)比校核7軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8聯(lián)軸器選擇9軸的強(qiáng)度校核10鍵的強(qiáng)度校核11軸承的壽命校核12殼體設(shè)計(jì),課程設(shè)計(jì),1設(shè)計(jì)任務(wù)書,設(shè)計(jì)題目及簡(jiǎn)圖第1題,原始數(shù)據(jù)第1組,設(shè)計(jì)條件載荷均勻工作場(chǎng)合室內(nèi)使用年限15年,2班工作制總傳動(dòng)比誤差<±3工作情況定載荷生產(chǎn)批量大批量量生產(chǎn)應(yīng)完成任務(wù)減速器總裝1圖張,零件2圖張,設(shè)計(jì)說(shuō)明書1份。設(shè)計(jì)日期年月日至年月日,2電動(dòng)機(jī)選擇,221確定滾筒輸入功率,P0FVF滾筒圓周力2800(N);V輸送帶速度1(M/S);P28128KW,21選擇電動(dòng)機(jī)類型,22確定電動(dòng)機(jī)額定功率,一般工業(yè)常選擇三相異步電動(dòng)機(jī),其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格低。,222確定傳動(dòng)系統(tǒng)輸入功率,傳動(dòng)系統(tǒng)輸入功率PP0/ΗΗΗ1Η2Η3Η4Η5,Η1聯(lián)軸器傳動(dòng)效率,Η1099;Η2帶傳動(dòng)效率,Η2096;Η3齒輪傳動(dòng)效率,Η3097;Η4一對(duì)軸承傳動(dòng)效率,Η4099。,Η0990960970990990904,PP0/Η28/0904301KW,223確定電動(dòng)機(jī)額定功率,由電機(jī)手冊(cè)查得電動(dòng)機(jī)額定功率為3KW。,23確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍,電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速分為3000RPM、1500RPM和1000RPM等幾類,綜合考慮選擇同步轉(zhuǎn)速為1500RPM。由電機(jī)手冊(cè)查得3KW電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速為1420RPM。,24確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào),由電機(jī)手冊(cè)查得電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y100L14,額定功率為3KW,額定轉(zhuǎn)速為1420RPM。軸頸直徑為2800090004MM,3傳動(dòng)比分配,31總傳動(dòng)比計(jì)算,2)總傳動(dòng)比計(jì)算,1)滾筒轉(zhuǎn)速計(jì)算,NG601000V/ΠD6010001/300Π637RPM,IΣ0N0/NG1420/637223,32傳動(dòng)比分配,2)帶傳動(dòng)比計(jì)算,1)齒輪傳動(dòng)比選擇,IG55,IDIΣ/IG223/55405,33各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù),1)確定計(jì)算功率PC,由表821查得12,由式(821)得,PCKAP12336KW,4V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì),2)選取普通V帶型號(hào),根據(jù)PC36KW,N11420RPM,由圖812選用A型普V通帶。,點(diǎn)擊小圖看大圖,大輪帶輪基準(zhǔn)直徑DD2為,按表83,選取標(biāo)準(zhǔn)直徑DD2355MM,3)確定帶輪基準(zhǔn)直徑DD1、DD2,根據(jù)表86和圖812選取DD185MM,DD2DD1ID85405344MM,4)驗(yàn)算帶速V,帶速度在5~25M/S范圍內(nèi)。,64M/S,5)確定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度LD和實(shí)際中心距A,按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求初步確定中心距,由式(815)得,取中心距為400MM,15367MM,按表82,選取標(biāo)長(zhǎng)度L1600MM,由表(816)的實(shí)際中心距A為,400160015364/2≈432MM,6)校驗(yàn)小帶輪包角А1,由式(817)得,1803581442°,7)計(jì)算V帶的根數(shù)Z,由式(818)得,根據(jù)DD185MM,N1420R/MIN,查表84A,用內(nèi)插法得,P0092KW,由式84B得功率增量?P00168KW,由表82查得帶長(zhǎng)度修正系數(shù)KL099,由表85查得包角系數(shù)KA091,得普通帶根數(shù),取Z4根,Z36/092016809909135,8)求初拉力F0及帶輪軸上的壓力FQ,由表查得B型普通V帶的每米質(zhì)量Q01KG/M,根據(jù)式827得單根V帶的初拉力為,由式820可的作用在軸上的壓力FQ,9)帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(設(shè)計(jì)過(guò)程及帶輪工作圖略)。,選用4根A1600GB117189V帶,中心距A432MM,帶輪直徑DD185MM,,10)設(shè)計(jì)結(jié)果,DD2355MM,寬度BB63MM,軸上壓力FQ776N。,5齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)(直齒軟齒面),51齒輪傳動(dòng)比計(jì)算,IGIΣ/ID,IG22385/355534,ND1142085/355340RPM,T19550P/ND19550288/340809NM,52齒輪精度、材料、熱處理及齒數(shù)選擇,1)精度選擇運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器,速度不高,因此選擇7級(jí)精度。,2)材料與熱處理選擇(軟齒面)選擇小齒輪材料為40CR,調(diào)制處理,硬度為280HBS;大齒輪材料為45,調(diào)制處理,硬度為240HBS,兩者硬度差40HBS。,3)齒輪齒數(shù)選擇選擇小齒輪齒數(shù)Z121,計(jì)算大齒輪齒數(shù)Z2Z1IG2153411214取Z2112IGZ2/Z1112/21533,53按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng),1)試選載荷系數(shù)K13,2)齒輪箱輸入扭矩T1809NM,3)由表107選擇齒寬系數(shù)ΦD1,4)由表106查得材料彈性影響系數(shù)ZE1898,5)由圖1021D按齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限ΣHLIM1750MPA;大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限ΣHLIM2550MPA。,6)由公式1013計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N160N1JLH60340128220151077109,N260N2JLH60637128220152018108,7)由圖1019查得小齒輪接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1095;大齒輪接觸疲勞壽命系數(shù)KHN211。,8)選擇接觸疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)取失效概率為1,S1,9)計(jì)算接觸疲勞需用應(yīng)力ΣH1KHN1ΣHLIM1/S095750/1713MPA,ΣH2KHN2ΣHLIM2/S11550/1605MPA,10)計(jì)算小齒輪分度圓直徑,D1T≥48MM,12)計(jì)算齒寬BΦDD1T1525525,11)計(jì)算齒輪模數(shù)MD1T/Z148/2123由齒輪模數(shù)系列值取M25D1TMZ12521525MM,14)計(jì)算圓周速度VΠD1TN1/60000Π2521340/60000093M/S,13)計(jì)算齒高比B/H525/(25225)93,15)計(jì)算載荷系數(shù)由表102查得使用系數(shù)KA1;根據(jù)圓周速度由圖108查得KV105;,直齒齒輪齒間載荷分布不均勻系數(shù)KHΑKFΑ1;,查表104并使用插值法計(jì)算,得KHΒ1314;,查圖1013并使用插值法計(jì)算,得KFΒ128。,16)分度圓修正495<525,KKAKVKHΑKHΒ110511314138,54按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核齒輪傳動(dòng),1)齒輪箱輸入扭矩T1809NM,2)齒寬系數(shù)ΦD1,4)小齒輪齒數(shù)Z121,3)齒輪模數(shù)M25,5)計(jì)算載荷系數(shù)由表102查得使用系數(shù)KA1;根據(jù)圓周速度由圖108查得KV105;,直齒齒輪齒間載荷分布不均勻系數(shù)KHΑKFΑ1;,查表104并使用插值法計(jì)算,得KHΒ1314;,查圖1013并使用插值法計(jì)算,得KFΒ128。,KKAKVKFΑKFΒ11051128134,6)由圖1020D按齒面硬度查得小齒輪齒根彎曲強(qiáng)度極限ΣFLIM1600MPA;大齒輪齒根彎曲強(qiáng)度極限ΣFLIM2400MPA。,7)彎曲疲勞壽命系數(shù)計(jì)算N11077109,N22018108,由圖1018查得小齒輪彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1095;大齒輪彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN21。,8)選擇彎曲疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)S14,9)計(jì)算彎曲疲勞需用應(yīng)力ΣF1KFN1ΣFLIM1/S095600/14407MPA,ΣF2KFN2ΣFLIM2/S1400/14286MPA,11)應(yīng)力校正系數(shù)由表105查得YSA1156,YFA21795,10)齒形系數(shù)由表105查得YFA1276,YFA22175,12)計(jì)算YFAYSAYFA1YSA1276156431YFA2YSA22175179539將431代入公式計(jì)算,13)計(jì)算齒輪模數(shù),136≥MIN(407、286),所選齒輪模數(shù)M25合適。,55幾何尺寸計(jì)算,1)分度圓直徑D1Z1M2125525MMD2Z2M11225280MM,2)中心距A(Z1Z2)M/2(21112)25/216625MM,3)計(jì)算齒輪寬度B2525MMB158MM,56齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),1)小齒輪,做成實(shí)心結(jié)構(gòu)的齒輪。,2)大齒輪,做成孔板結(jié)構(gòu)的齒輪。,5齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)(斜齒硬齒面),51齒輪傳動(dòng)比計(jì)算,IGIΣ/ID,IG22385/355534,ND1142085/355340RPM,T19550P/ND19550288/340809NM,52齒輪精度、材料、熱處理及齒數(shù)選擇,1)精度選擇運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器,速度不高,因此選擇7級(jí)精度。,2)材料與熱處理選擇(硬齒面)選擇小齒輪材料為40CR,調(diào)制表面淬火處理,硬度為55HRC;大齒輪材料為45,調(diào)制表面淬火處理,硬度為50HRC,兩者硬度差5HRC。,3)齒輪齒數(shù)選擇選擇小齒輪齒數(shù)Z124,計(jì)算大齒輪齒數(shù)Z2Z1IG2453412816取Z2128IGZ2/Z1128/24533,4)齒輪螺旋角選擇選擇螺旋角Β14°,53按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng),1)試選載荷系數(shù)K12,2)齒輪箱輸入扭矩T1809NM,3)由表107選擇齒寬系數(shù)ΦD06,4)由表106查得材料彈性影響系數(shù)ZE1898,5)由圖1030查得區(qū)域系數(shù)ZH2433,6)由圖1026查得ΕΑ1078,ΕΑ1087,則ΕΑΕΑ1ΕΑ2165,7)由圖1021E按齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限ΣHLIM11250MPA;大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限ΣHLIM21200MPA。,8)由公式1013計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N160N1JLH60340128220151077109,N260N2JLH60637128220152018108,9)由圖1019查得小齒輪接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1092;大齒輪接觸疲勞壽命系數(shù)KHN2097。,10)選擇接觸疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)取失效概率為1,S1,11)計(jì)算接觸疲勞需用應(yīng)力ΣH1KHN1ΣHLIM1/S0921250/11150MPA,ΣH2KHN2ΣHLIM2/S0971200/11164MPA,12)計(jì)算小齒輪分度圓直徑,D1T≥399MM,ΣH(ΣH1ΣH2)/2(11501164)/21157MPA,14)修正螺旋角大小ΒACOSM(Z1Z2)/2A13°,13)計(jì)算齒輪模數(shù)MND1TCOSΒ/Z1399COS14°/24161由齒輪模數(shù)系列值取M2ATM(Z1Z2)/2COSΒ2(24128)/2COS14°1566MM,取156MM,16)計(jì)算齒高比B/H288/(2225)64,15)計(jì)算齒寬BΦDD1T0648288,18)計(jì)算載荷系數(shù)由表102查得使用系數(shù)KA1;根據(jù)圓周速度由圖108查得KV102;,由于平均壓力大于100N/MM,斜齒齒輪齒間載荷分布不均勻系數(shù)取KHΑKFΑ14;,17)計(jì)算圓周速度VΠD1TN1/60000Π224340/60000085M/S,查表104并使用插值法計(jì)算,得KHΒ119;,查圖1013并使用插值法計(jì)算,得KFΒ115。,19)分度圓修正448<48,KKAKVKHΑKHΒ1102141191699,54按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng),1)齒輪箱輸入扭矩T1809NM,2)齒寬系數(shù)ΦD06,3)小齒輪齒數(shù)Z124,4)計(jì)算載荷系數(shù)由表102查得使用系數(shù)KA1;根據(jù)圓周速度由圖108查得KV102;,由于平均壓力大于100N/MM,斜齒齒輪齒間載荷分布不均勻系數(shù)取KHΑKFΑ14;,查表104并使用插值法計(jì)算,得KHΒ119;,查圖1013并使用插值法計(jì)算,得KFΒ115。,KKAKVKFΑKFΒ1102141151642,5)計(jì)算縱向重合度ΕΒ0318ΦDZ1TANΒ03180624TAN13°1031,6)螺旋角影響系數(shù)YΒ,數(shù)值查圖10-28,取089,7)由圖1020D按齒面硬度查得小齒輪齒根彎曲強(qiáng)度極限ΣFLIM1650MPA;大齒輪齒根彎曲強(qiáng)度極限ΣFLIM2600MPA。,8)彎曲疲勞壽命系數(shù)計(jì)算N11077109,N22018108,由圖1018查得小齒輪彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1095;大齒輪彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN21。,9)選擇彎曲疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)S14,10)計(jì)算彎曲疲勞需用應(yīng)力ΣF1KFN1ΣFLIM1/S095650/14441MPA,ΣF2KFN2ΣFLIM2/S1600/14429MPA,14)應(yīng)力校正系數(shù)由表105查得YSA11595,YFA2182,12)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)ZV1Z1/COS3Β2594ZV2Z2/COS3Β13837,13)齒形系數(shù)由表105查得YFA126,YFA2215,15)計(jì)算YFAYSA/ΣFYFA1YSA1/ΣF1261595/44100094YFA2YSA2/ΣF2215182/42900091將00091代入公式計(jì)算,16)計(jì)算齒輪模數(shù),153,所選齒輪模數(shù)M2大于153。,55幾何尺寸計(jì)算,1)分度圓直徑D1Z1M/COSΒ242/COS134926MMD2Z2M/COSΒ1282/COS1326274MM,2)中心距A(Z1Z2)M/2COSΒ(24128)2/2COS13156MM,3)計(jì)算齒輪寬度B230MMB134MM,56齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),1)小齒輪,做成實(shí)心結(jié)構(gòu)的齒輪。,2)大齒輪,做成孔板結(jié)構(gòu)的齒輪。,6傳動(dòng)比校核,1)實(shí)際傳動(dòng)比IΣIDIG(355/85)(128/24)2227,2)傳動(dòng)比誤差Ε(IΣ0IΣ)/IΣ0(2232227)/22301在誤差允許范圍內(nèi)。,7軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),81高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),1)設(shè)計(jì)公式,811軸的最小直徑計(jì)算,2)軸的材料選擇,軸的材料選用45鋼,正火回火,A0120,Σ155。,3)軸的傳動(dòng)功率與轉(zhuǎn)速,P288KW,N340RPM。,4)軸的最小直徑,軸的最小直徑取D26MM。,812擬定軸上零件的裝配方案,軸上主要零件為帶輪和齒輪,兩個(gè)軸承為支撐零件,還有軸承通蓋和軸承端蓋。裝配關(guān)系如圖。,813軸上零件的軸向定位,1)帶輪左側(cè)使用軸端擋圈定位,右側(cè)使用軸肩定位;,2)左側(cè)軸承左側(cè)使用軸承通蓋定位,右側(cè)使用套筒定位;、齒輪的、為支撐零件,還有和軸承端蓋。,3)齒輪左側(cè)使用套筒定位,右側(cè)使用軸肩定位,4)右側(cè)軸承左側(cè)使用軸肩定位,右側(cè)使用軸承端蓋定位。,814軸上零件的周向定位,1)帶輪和齒輪使用單鍵鏈接;,2)軸承不需要周向定位。,815確定各軸段的直徑,軸段1安裝帶輪,軸段2部分有軸承通蓋,軸段3安裝軸承,軸段4安裝齒輪,軸段5為軸環(huán),軸段6安裝軸承。,軸肩1‘、4’、5‘為定位軸肩,軸肩2’、3‘為非定位軸肩。,1)D126MM;,2)D2D12(007~01)D1296~314MM;D2取32MM,3)由于軸段3安裝的是軸承,選擇深溝球軸承,軸承代號(hào)為6207,因此D335MM,4)D4D32H336MM;,5)D5D42(007~01)D441~432MM;D5取42MM,6)由于軸段6安裝的是軸承,并且應(yīng)與軸段3的軸承同型號(hào),因此D6D335MM由軸承手冊(cè)查得定位軸肩對(duì)應(yīng)直徑為42MM。,816確定各軸段長(zhǎng)度,L2是軸承內(nèi)端面到箱體內(nèi)壁的間隙,一般取5~10MM;,L3是軸承端蓋的厚度,根據(jù)齒輪箱大小不同一般為20~40MM;,L4是軸承端蓋到帶輪的間隙,一般為20~40MM;,B1是齒輪寬度;,B2是軸承寬度;,B3是帶輪寬度。,1)L1B3(3~5)63360MM;,2)D2D12(007~01)D1296~314MM;D2取32MM,3)由于軸段3安裝的是軸承,選擇深溝球軸承,軸承代號(hào)為6207,因此D335MM,4)D4D32H336MM;,1)設(shè)計(jì)公式,82軸的最小直徑計(jì)算,2)軸的材料選擇,軸的材料選用45鋼,正火回火,A0120,Σ155。,8軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),81軸的最小直徑計(jì)算,1)設(shè)計(jì)公式,21選聯(lián)軸器類型,1)由于齒輪箱與輸送機(jī)不是整體機(jī)架,因此存在軸線誤差,其中位移誤差為主要誤差量,同時(shí)存在較小的角度誤差;,2)工作轉(zhuǎn)速不高,并且對(duì)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的動(dòng)平衡無(wú)特殊要求。,8聯(lián)軸器選擇,選擇有彈性元件的撓性聯(lián)軸器,選擇彈性柱銷聯(lián)軸器GB501484。,22計(jì)算聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩,TCAKAT15401601NM,式中KA工況系數(shù),查表141,取15;T工程轉(zhuǎn)矩,401NM。,23孔直徑選擇,所選電動(dòng)機(jī)輸出軸直徑為28MM。,24確定聯(lián)軸器的型號(hào),根據(jù)電動(dòng)機(jī)輸出軸直徑和聯(lián)軸器所需傳動(dòng)的功率,從聯(lián)軸器手冊(cè)中查取的型號(hào)為TL5。聯(lián)軸器公稱扭矩為125NM,許用轉(zhuǎn)速為3600RPM,軸孔有25MM和28MM兩種,寬度為44MM。,TCA≤T,25轉(zhuǎn)速校核,N≤NMAX,405≤125,1440≤3600,9軸的強(qiáng)度校核,10鍵的強(qiáng)度校核,11軸承的壽命校核,12殼體設(shè)計(jì),結(jié)束謝謝,
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