鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)傳動(dòng)裝置中的圓錐—圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)[F=11500 V=0.38 Z=8 p=80]二級(jí)【CAD圖紙和說明書】

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曳引鏈鏈輪齒數(shù)Z 8 曳引鏈節(jié)距p（） 80 工作條件： 設(shè)計(jì)一用于鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)上的圓錐圓柱齒輪減速器。工作平穩(wěn)，經(jīng)常滿載，兩班制工作，引鏈容許速度誤差為5。減速器小批生產(chǎn)，使用期限5年。 2 圓錐圓柱齒輪減速器的總體設(shè)計(jì)傳動(dòng)方案見圖，其擬定的依據(jù)是結(jié)構(gòu)緊湊且寬度尺寸較小，傳動(dòng)效率高，適用在惡劣環(huán)境下長(zhǎng)期工作，雖然所用的錐齒輪比較貴，但此方案是最合理的。其減速器的傳動(dòng)比為8-15，用于輸入軸于輸出軸相交而傳動(dòng)比較大的傳動(dòng)。2.1 電動(dòng)機(jī)的選擇和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 1、電動(dòng)機(jī)類型選擇：選擇電動(dòng)機(jī)的類型為三相異步電動(dòng)機(jī)，額定電壓交流380V。 2、電動(dòng)機(jī)容量選擇： （1）工作機(jī)所需功率Pw=FV/1000=（115000.38/1000）KW=4.37KW F-工作機(jī)阻力 v-工作機(jī)線速度 (2) 電動(dòng)機(jī)輸出功率 考慮傳動(dòng)裝置的功率損耗，電動(dòng)機(jī)的輸出功率為=/ 為從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)主動(dòng)軸之間的總效率，即-聯(lián)軸器傳動(dòng)效率取0.98 -滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率取0.99-圓錐齒輪傳動(dòng)效率取0.96 -圓柱齒輪傳動(dòng)效率取0.97-鏈輪的傳動(dòng)效率取0.9 （3）確定電動(dòng)機(jī)的額定功率因工作有輕微振動(dòng)，電動(dòng)機(jī)額定功率略大于即可。所以可以暫定電動(dòng)機(jī)的額定功率為7.5kw。 3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)工作轉(zhuǎn)速=601000V/ZP=60X1000X0.38/8X80=35.6r/min由于兩級(jí)圓錐-圓柱齒輪減速器一般傳動(dòng)比為815，鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比范圍25。故電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的可選范圍為=(1675） =（569.62670）r/min。 可見同步轉(zhuǎn)速為750r/min，1000r/min ，1500r/min 的電動(dòng)機(jī)都符合，而轉(zhuǎn)速越高總傳動(dòng)比越大傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)會(huì)越大，成本越高,所以應(yīng)綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格及總傳動(dòng)比，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y160M-6電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率（kw）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）電動(dòng)機(jī)質(zhì)量（kg）同步滿載Y160M-6 7.51000970 1192.2傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的計(jì)算和各級(jí)傳動(dòng)比的分配 1、傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比ia=970/35.6=27.25 2、分配各級(jí)傳動(dòng)比 為了使減速器的傳動(dòng)比小一些，鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比范圍25，取，則減速器的傳動(dòng)比為i=ia/i0=27.25/5=5.45 為了避免圓錐齒輪過大，制造困難，并考慮齒輪的浸油深度，取高速級(jí)傳動(dòng)比i=2.5，低速級(jí)傳動(dòng)比為i=i/i1=5.45/2.5=2.18高速級(jí)為圓錐齒輪其傳動(dòng)比應(yīng)小些約。取定各傳動(dòng)比，當(dāng)前的總傳動(dòng)比傳動(dòng)后運(yùn)輸鏈速度的誤差為：=，在運(yùn)輸鏈允許誤差5%內(nèi)。2.3計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 1、各軸的轉(zhuǎn)速=970r/min=970/2.5=388r/min/=388/2.18=178r/min=178/5=35.6r/min 2、各軸輸入功率 3、各軸轉(zhuǎn)矩 項(xiàng)目電動(dòng)機(jī)軸高速級(jí)軸I中間軸II低速級(jí)軸III工作軸 IV轉(zhuǎn)速（r/min）97097038817835.6功率（kw） 7.57.286.926.655.93轉(zhuǎn)矩() 73.84 71.64 170.22 356.35 1587.5 4、設(shè)計(jì)參數(shù)填入下表： 3 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 高速級(jí)圓錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)（1）選擇齒輪類型、材料、精度以及參數(shù) 選用圓錐直齒齒輪傳動(dòng) 選用齒輪材料：選取大小齒輪材料均為45鋼，小齒輪調(diào)質(zhì)處理齒面硬度取240HBS；大齒輪正火處理齒面硬度取200HBS。 選取齒輪為8級(jí)精度（GB1009588） 選取小齒輪齒數(shù)Z=26，Z=Z=2.52665（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 首先確定計(jì)算參數(shù) （a）使用系數(shù)KA：查表得KA=1.0 （b）使用系數(shù)KV：查圖得KV=1.3（c）齒間載荷分配系數(shù)KHa：估計(jì)KAKt/b100N/mm, cos=0.9285 cos=0.3714當(dāng)量齒數(shù)：ZV1=Z1/cos=26/cos=28 ZV2=Z2/ cos=65/ cos=175當(dāng)量齒輪的重合度：=1.88-3.2（1/ ZV1+1/ ZV2） =1.88-3.2（1/28+1/175） =1.747 Z=0.867（d）KH=1/ Z2=1/（0.878）2=1.33（e）查取齒向載荷分布系數(shù)K=1.2所以載荷系數(shù)K：K=KAKV KH K=1.01.31.31.2=2.028轉(zhuǎn)矩T1=143.25Nm=143250Nmm（f）查取齒寬系數(shù)=0.3（g）查得彈性影響系數(shù)=189.8（h）查得區(qū)域系數(shù)=2.5（i）查取材料接觸疲勞強(qiáng)度極限：查圖得，小齒輪為=580Mpa,大齒輪=540 Mpa（j）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N N=60 thn1=60124000970=1396.8106 N=558.7106（k）查表得：對(duì)N1,取m1=14.16,對(duì)N2取m2=17.56（m為疲勞曲線方程指數(shù)） ZN1=1.025 ZN2=1.075（l）查得接觸疲勞強(qiáng)度最小安全系數(shù)S=1.05（m）計(jì)算許用接觸應(yīng)力： =566.19 Mpa=552.86 Mpa（n）小齒輪大端分度圓直徑d1：=115.67mm即d1=116mm（3）確定主要參數(shù)：（a）大端模數(shù)m：m=d1/z1=116/26=4.46,即m=4.5（b）大端分度圓直徑d1=m z1=264.5=117mm d2=mz2=293mm（c）錐距R：R=157.5（d）齒寬b：b=R=47.25，取整b=47(4)輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算：（a）齒形系數(shù)YFa1=2.65, YFa2=2.15（b）應(yīng)力修正系數(shù)YSa按當(dāng)量齒數(shù)查圖得：YSa1=1.67，YSa2=2.25 （c）重合度系數(shù)Y：Y=0.25+=0.25+=0.68 （d）齒間載荷分配系數(shù)KFa：KFa=1/ Y=1/0.68=1.47 載荷系數(shù)K：K=2.028 （e）齒根工作應(yīng)力：= = =125.34N/mm2 =137.02 N/mm2 （f）彎曲疲勞極限由圖查得：=230 N/mm2 210 N/mm2 由表查得：N0=3106，m=49.91(為疲勞曲線方程指數(shù)) （g）彎曲壽命系數(shù)YN：YN1=0.9 YN2=0.91 （h） 由圖查得尺寸系數(shù)：YX=1.0（i）彎曲疲勞強(qiáng)度最小安全系數(shù)SFmin查得：SFmin=1.25（j）許用彎曲疲勞應(yīng)力：=165.6N/mm2=152.88 N/mm2（k）彎曲疲勞強(qiáng)度校核： =125.34 N/mm2 =137.02N/mm2所以滿足彎曲疲勞強(qiáng)度要求。（注：本節(jié)查表查圖見機(jī)械工程及自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè) 葉偉昌 2001）（5）齒輪傳動(dòng)幾何尺寸計(jì)算 幾何尺寸計(jì)算結(jié)果列于下表3-1：（取，,） 表3-1 圓錐齒輪參數(shù)（單位mm）名 稱代號(hào)計(jì)算公式結(jié) 果小齒輪大齒輪傳 動(dòng) 比法面模數(shù) 法面壓力角標(biāo)準(zhǔn)值齒 數(shù)分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑齒 寬3.2 低速級(jí)圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)：（1）選擇齒輪類型、材料、精度以及參數(shù)選用齒輪材料：選取大小齒輪材料均為45鋼，小齒輪調(diào)質(zhì)處理齒面硬度取240HBS；大齒輪正火處理齒面硬度取200HBS。 選取齒輪為8級(jí)精度（GB1009588） 選取小齒輪齒數(shù)Z=25，Z=Z=252.18=54.5取Z=55（2）設(shè)計(jì)計(jì)算：設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)其中，（a）查圖選取材料的接觸疲勞極限應(yīng)力為：小齒輪為=580Mpa,大齒輪=560 Mpa。（b）由圖查得彎曲疲勞極限：=230 N/mm2 210 N/mm2（c）應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N：N1=60n2at=60388124000 N1=5.6108則N2=N1/2=5.6108/2.18=2.6108（d）由圖查得接觸疲勞壽命系數(shù)（e）由圖查得彎曲疲勞壽命系數(shù)；（f）查表得接觸疲勞安全系數(shù)=1；彎曲疲勞安全系數(shù)=1.4；又=2.0，試選=1.3。（g）求許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力：=580Mpa;=571Mpa;=23021/1.4Mpa=328Mpa;=300Mpa.（h）將有關(guān)值代入下式得： =即：=71.3mm則=1.4m/s/100=251.4/100=0.35 m/s（i）查圖可得，由表查得，；取，則1.251.091.051=1.431修正=71.31.03mm=73.4mm（j）m= 所以由表取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=3mm.（k）計(jì)算幾何尺寸：=325=75mm，355=165mm,a=m(Z1+Z2)/2=120mm,b=175mm=75mm,取b2=75，b1=85mm(3).校核齒跟彎曲疲勞強(qiáng)度： 由圖可查得 由下式校核大小齒輪的彎曲強(qiáng)度：，即Mpa; MPa = 87.8MPae則軸承B：e則 計(jì)算軸承壽命因?yàn)椋S承B受載大，所以按軸承B計(jì)算壽命，查得30209軸承基本額定載荷，軸承工作溫度小于，取溫度系數(shù)，則軸承壽命，若按8年的使用壽命計(jì)算，兩班制工作，軸承的預(yù)期壽命為，,所以所選軸承合適。5.2 高速軸的軸承的選擇和計(jì)算按軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選用30208（GB/T29794）圓錐滾子軸承，經(jīng)校核所選軸承能滿足使用壽命，合適。5.3 低速軸的軸承的選擇和計(jì)算按軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選用30213（GB/T29794）圓錐滾子軸承，經(jīng)校核所選軸承能滿足使用壽命，合適。6 減速器鑄造箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸(1) 箱座（體）壁厚：=8，取=10，其中=210；(2) 箱蓋壁厚：=0.02a+38，取=8；(3) 箱座、箱蓋、箱座底的凸緣厚度：，,；(4) 地腳螺栓直徑及數(shù)目：根據(jù)=210，得，根據(jù)螺栓的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，選得20，數(shù)目為6個(gè)；(5) 軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑：； (6) 箱蓋、箱座聯(lián)結(jié)螺栓直徑：=1012，取=10；(7) 軸承端蓋螺釘直徑：表6-1 減速器所用螺釘規(guī)格高速軸中間軸低速軸軸承座孔（外圈）直徑8085125軸承端蓋螺釘直徑81010螺 釘 數(shù) 目666(8) 檢查孔蓋螺釘直徑：本減速器為二級(jí)傳動(dòng)減速器，所以取=5；(9) 螺栓相關(guān)尺寸：視具體設(shè)計(jì)情況而定，以圖紙?jiān)O(shè)計(jì)為準(zhǔn)(10) 軸承座外徑：，其中為軸承外圈直徑，把數(shù)據(jù)代入上述公式，得數(shù)據(jù)如下：高速軸：mm取為125mm;中間軸：取為130mm;低速軸：取為180mm.(11) 軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓的距離：以螺栓和螺釘互不干涉為準(zhǔn)盡量靠近；(12) 軸承旁凸臺(tái)半徑：40mm，根據(jù)結(jié)構(gòu)而定；(13) 軸承旁凸臺(tái)高度：根據(jù)低速軸軸承外徑和扳手空間的要求，由結(jié)構(gòu)確定；(14) 箱外壁至軸承座端面的距離：，取=60mm；(15) 箱蓋、箱座的肋厚：0.85，取=8mm，0.85，取=10mm；(16) 大齒輪頂圓與箱內(nèi)壁之間的距離：1.2，取=20mm；(17) 鑄造斜度、過渡斜度、鑄造外圓角、內(nèi)圓角：鑄造斜度=1：10，過渡斜度=1：20，鑄造外圓角=5，鑄造內(nèi)圓角=3。7 鍵聯(lián)接的選擇和強(qiáng)度校核（1）錐齒輪與軸的鍵聯(lián)接 選用普通平鍵（A型）按中間軸裝齒輪處的軸徑=50，以及輪轂長(zhǎng)=50，查表，選用鍵1445GB109679。 強(qiáng)度校核 鍵材料選用45鋼，查表知，鍵的工作長(zhǎng)度，按公式的擠壓應(yīng)力所以鍵的聯(lián)接的強(qiáng)度是足夠的，選用本鍵合適。（2） 低速軸和高速軸上的鍵效核方法同上，材料同樣選用45鋼。 經(jīng)效核，合格。結(jié) 論減速器的設(shè)計(jì)是一個(gè)較為復(fù)雜的過程，期間設(shè)計(jì)計(jì)算、繪制工程圖、編制工藝等等，都是較為繁瑣的事情。但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展這些過程都變的簡(jiǎn)單化。為了適應(yīng)現(xiàn)代市場(chǎng)的需求，就必須運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)解決過去計(jì)算繁瑣，繪圖工作量大及工作效率低，更新速度慢的問題。通過本設(shè)計(jì)我對(duì)各種減速器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)大概的了解，對(duì)以前所學(xué)的專業(yè)知識(shí)作了一個(gè)很好的總結(jié)，設(shè)計(jì)中尚有很多不合理和不理解的地方，以待在今后的學(xué)習(xí)工作中來彌補(bǔ)。致 謝 感謝學(xué)校和系里為我們學(xué)生提供了優(yōu)越的學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)條件，使我們能夠順利的完成設(shè)計(jì)的任務(wù)。我要對(duì)所有幫助過我的老師我同學(xué)說一聲感謝，你們都辛苦了！參考文獻(xiàn) 1.王旭主編 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 2006. 2.徐錦康主編 機(jī)械設(shè)計(jì) 高等教育出版社 2006 3.沈世德主編 機(jī)械原理 機(jī)械工業(yè)出版社 2007 4.單祖輝主編 工程力學(xué) 高等教育出版社 2004. 5.王章忠主編 機(jī)械工程材料 機(jī)械工業(yè)出版社 2007. 6.王伯平主編 互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 機(jī)械工業(yè)出版社 2009. 7.左曉明主編 工程制圖 機(jī)械工業(yè)出版社 2007. 8.吉衛(wèi)喜主編 機(jī)械制造技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社 2008. 9.丁國琴主編 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)組合機(jī)床主軸箱.山東農(nóng)機(jī). 2002. 10.姚永明主編 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