鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)傳動裝置中的圓錐—圓柱齒輪減速器設(shè)計[F=3000 V=0.9 Z=16 p=100]二級【CAD圖紙和說明書】

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電動機(jī)的選擇（1）選擇電動機(jī)的類型按工作條件和要求，選用一般用途的Y系列三相異步電動機(jī)。電壓380V。（2）選擇電動機(jī)的功率電動機(jī)所需工作功率為：P=P；工作機(jī)所需功率為：P=Fv1000； 查表確定各部分裝置的效率：聯(lián)軸器傳動效率1=0.99，滾動軸承傳動效率（一對）2=4=6=8=9=0.99，圓錐齒輪傳動效率3=0.96，圓柱齒輪傳動效率5=0.99，傳動鏈輪效率7=0.96,分析傳動裝置傳動過程可得：傳動裝置的總效率為：=12 3456789；所以=0.990.9950.960.990.96=0.859；所以所需電動機(jī)功率為：P= Fv1000=30000.9/10000.859=3.14kW查表，選取電動機(jī)的額定功率P=4kW。（3）選擇電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 鏈?zhǔn)竭\輸機(jī)工作轉(zhuǎn)速=601000V/ZP=60X1000X0.9/16X100=33.75r/min由于兩級圓錐-圓柱齒輪減速器一般傳動比為815，鏈傳動的傳動比范圍25。故電動機(jī)的轉(zhuǎn)速的可選范圍為=(1675） =（5402532）r/min。 可見同步轉(zhuǎn)速為750r/min，1000r/min ，1500r/min 的電動機(jī)都符合，而轉(zhuǎn)速越高總傳動比越大傳動裝置的結(jié)構(gòu)會越大，成本越高,所以應(yīng)綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、重量、價格及總傳動比，選定電動機(jī)型號為Y132M1-6.電動機(jī)型號額定功率（kw）電動機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）電動機(jī)質(zhì)量（kg）同步滿載Y132M1-6 41000960 732.2 確定傳動裝置的傳動比及其分配 1、傳動裝置總傳動比ia=960/33.75=28.44 2、分配各級傳動比 為了使減速器的傳動比小一些，鏈傳動的傳動比范圍25，取，則減速器的傳動比為i=ia/i0=28.44/5=5.688 為了避免圓錐齒輪過大，制造困難，并考慮齒輪的浸油深度，取高速級傳動比i=2.5，低速級傳動比為i=i/i1=5.688/2.5=2.28高速級為圓錐齒輪其傳動比應(yīng)小些約。取定各傳動比，當(dāng)前的總傳動比傳動后運輸鏈速度的誤差為：=，在運輸鏈允許誤差5%內(nèi)。2.3 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)（1）各軸的輸入功率軸0（電動機(jī)軸）：P0= P=4 kW軸（高速軸）P= P012=40.990.99=3.92kW軸（中間軸）P= P34=3.920.990.96=3.73 kW軸（低速軸）P= P56=3.730.990.99=3.66kW軸（鏈輪軸）P4= P78=3.660.960.99=3.48kW（2）各軸的轉(zhuǎn)速軸0：n0= n=960r/min軸：n= n01=9601=960 r/min軸：n=n1i1=9602.5=384r/min軸：n=n2i2=3842.28=168.42r/min軸：n4=n3i0=168.425=33.68 r/min（3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩軸0：T0=T=9550=955039.79 Nm軸：T=9550=955039Nm軸：T=9550=955092.76Nm軸：T=9550=9550207.53 Nm軸：T4=9550=9550=986.76Nm表2-1 設(shè)計軸的傳動特性表軸名輸入功率P（kW）轉(zhuǎn)速n（r/min）輸入轉(zhuǎn)矩T（Nm）電動機(jī)軸496039.79軸3.9296039軸3.7338492.76軸3.66168.42207.53鏈輪軸3.4833.68986.763 傳動零件的設(shè)計計算3.1 高速級圓錐齒輪傳動設(shè)計（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 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 首先確定計算參數(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=39Nm=39000Nmm（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）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N N=60 thn1=601036516960=3.36109 N=5.91108（k）查表得：對N1,取m1=14.16,對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：=31.86mm即d1=32mm（3）確定主要參數(shù)：（a）大端模數(shù)m：m=d1/z1=32/26=1.23,即m=2（b）大端分度圓直徑d1=m z1=262=52mm d2=mz2=652=130mm（c）錐距R：R=70（d）齒寬b：b=R=70x0.3=21，取整b=21(4)輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度驗算：（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)械工程及自動化簡明設(shè)計手冊 葉偉昌 2001）（5）齒輪傳動幾何尺寸計算 幾何尺寸計算結(jié)果列于下表3-1：（取，,） 表3-1 圓錐齒輪參數(shù)（單位mm）名 稱代號計算公式結(jié) 果小齒輪大齒輪傳 動 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 低速級圓柱直齒輪的設(shè)計：（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級精度（GB1009588） 選取小齒輪齒數(shù)Z=25，Z=Z=2.2825=57（2）設(shè)計計算：設(shè)計準(zhǔn)則：按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計，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： N=60 thn1=601036516960=3.36109 N=1.47109（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：=57.9mm則=1.16m/s/100=241.16/100=0.28 m/s（i）查圖可得，由表查得，；取，則1.251.091.051=1.431修正=57.91.03mm=59.637mm（j）m= 所以由表取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=3mm.（k）計算幾何尺寸：=325=75mm，357=171mm,a=m(Z1+Z2)/2=123mm,b=159.637mm=60mm,取b2=65 b1=b2+10=75mm(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 計算軸承壽命因為，軸承B受載大，所以按軸承B計算壽命，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算按軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，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算按軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，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；(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：本減速器為二級傳動減速器，所以取=5；(9) 螺栓相關(guān)尺寸：視具體設(shè)計情況而定，以圖紙設(shè)計為準(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) 軸承旁凸臺半徑：40mm，根據(jù)結(jié)構(gòu)而定；(13) 軸承旁凸臺高度：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=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)計是一個較為復(fù)雜的過程，期間設(shè)計計算、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單化。為了適應(yīng)現(xiàn)代市場的需求，就必須運用計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)解決過去計算繁瑣，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)計我對各種減速器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計步驟有了一個大概的了解，對以前所學(xué)的專業(yè)知識作了一個很好的總結(jié)，設(shè)計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)計的任務(wù)。我要對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)計課程設(shè)計 機(jī)械工業(yè)出版社 2006. 2.徐錦康主編 機(jī)械設(shè)計 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 計算機(jī)輔助設(shè)計組合機(jī)床主軸箱.山東農(nóng)機(jī). 2002. 10.姚永明主編 非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計 上海交通大學(xué)出版社 1999 11葉偉昌.機(jī)械工程及自動化簡明設(shè)計手冊（上冊）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 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