设计人:
二 0 10 年 一 月
目录
一. 设计任务
二. 传动方案的分析与拟定
三. 电动机的选择
四. 传动比的分配及动力学参数的计算
五. 传动零件的设计计算
六. 轴的设计计算
七. 键的选择和计算
八 . 滚动轴承的选择及计算
九. 连轴器的选择
十. 润滑和密封方式的选择,润滑油的牌号的确定
十一. 箱体及附件的结构设计和选择
十二. 设计小结
十三. 参考资料
一 设计任务书
设计题目:设计带式运输机传动装置中的双级斜齿圆柱齿轮减速器。
序号F (N) V (m/s) D (mm) 生产规模 工作环境 载荷特性 工作年限
3 13000 0.45 420 单件 室内 平稳 5年(单班)
二.传动方案得分析拟定:
方案1. 方案2.
外传动为带传动,高速级和低速级均 高速级,低速级,外传动均为圆柱轮. 为圆柱齿轮传动.
方案的简要对比和选定:
两种方案的传动效率,第一方方案稍高.第一方案,带轮会发生弹性滑动,传动比不够精确.第二方案用齿轮传动比精确程度稍高.第二方案中外传动使用开式齿轮,润滑条件不好,容易产生磨损胶合等失效形式,齿轮的使用寿命较短.另外方案一中使用带轮,可用方便远距离的传动.可以方便的布置电机的位置.而方案二中各个部件的位置相对比较固定.并且方案一还可以进行自动过载保护.
综合评定最终选用方案一进行设计.
三.电动机的选择:
计算公式:
工作机所需要的有效功率为:P=F·v/1000
从电动机到工作级之间传动装置的总效率为
连轴器η1=0.99. 滚动轴承η=0.98 闭式圆柱齿轮η=0.97.
V带η=0.95 运输机η=0.96
计算得要求:
运输带有效拉力为: 13000 N
工作机滚筒转速为: 0.45r/min
工作机滚筒直径为: 420 mm
工作机所需有效功率为: 5.85 kw
传动装置总效率为: 0.7835701
电动机所需功率为: 7.4 KW
由滚筒所需的有效拉力和转速进行综合考虑:
电动机的型号为: Y160M-6
电动机的满载转速为: 960 r/min
四.传动比的分配及动力学参数的计算:
滚筒转速为: 20.4 r/min
总传动比为 46.91445
去外传动的传动比为3.5.
则减速器的传动比为: = 46.9/3.5=13.4
又高低速级的传动比由计算公式:
得减速器的高速级传动比为:4.1.
低速级为:3.2
各轴转速为:
=274.2r/min =65.7 r/min =20.4r/min
各轴输入功率为
=7 KW =6.7 KW =6.4 KW
各轴输入转矩为
= 246945.9 N·mm =979920 N.mm
=991136 N·mm
五 .传动零件的设计
一.带传动的设计:
(1)设计功率为 Pc=KaP=1×7.5=7.5
(2)∴根据Pc=7.5KW, n1=274.2857r/min ,初步选用B 型带
(3)小带轮基准直径取Dd1=125mm
Dd2= Dd1(1-ε)= ×125×(1-0.02) mm = 437.5mm
(4)验算带速v
v = = = 6.283185m/s
(5)确定中心距及基准长度
初选中心距a0=780mm
符合: 0.7(Dd1+Dd2)
得带基准长度
Ld= 2a0 + (Dd1+Dd2) +
=2×780 + (125+450) + mm
= 2500mm
A = -- = - =
=399.1mm
B = =
=13203.1mm
取a=781.5mm
(6)验算小带轮包角α1
α1=180° × × 57.3°= 156.1709>12
在要求范围以上,包角合适
(7)确定带的根数Z
因Dd1=125mm , i=3.5, V=6.2
P1=1.75KW ΔP=.17KW
因α=156.1709°, Kα=.95
因Ld=2500mm ,
Z≥ == =
取Z=4
(8)确定初拉力F0及压轴力FQ
=250.15556993821N
=1958.131N
高速级圆柱齿轮传动设计结果
1) 要求分析
(1) 使用条件分析
传递功率:P1=7.092537kW
主动轮转速: n1=274.2857r/min
齿数比:u=4.17437
转矩T1= =246945.9
圆周速度:估计v≤4m/s
属中速、中载、重要性和可靠性一般的齿轮传动
(2) 设计任务
确定一种能满足功能要求和设计约束的较好的设计方案,包括:
一组基本参数:m、z1、z2、x1、x2、β、ψd
主要几何尺寸:d1、d2、a、…等
2) 选择齿轮材料、热处理方式及计算许用应力
(1) 选择齿轮材料、热处理方式
按使用条件,可选用软齿面齿轮,也可使用
硬齿面齿轮,具体选择方案如下:
小齿轮:45 ,调质 ,硬度范围 229-286
大齿轮:45 , 正火 ,硬度范围169-217
(2) 确定许用应力
a. 确定极限应力σHlim和σFlim
小齿轮齿面硬度为250
大齿轮齿面硬度为200
σHlim1=720,σHlim2=610
σFlim1=260,σFlim2=180
b. 计算应力循环次数N,确定寿命系数Z_N、Y_N
N1 =60an_1t = 60×1×274.2857×8=2.369828E+08
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