2022年用于螺旋输送机一级圆珠齿轮减速器E2.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用课 程 设 计课程名称：机械设计基础设计题目：用于螺旋输送机的一级圆珠齿轮减速器E1 学院：专 业：年 级：1 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 同学姓名：徐国韬个人资料整理仅限学习使用指导老师：日 期：教 务 处 制目 录一、机械设计课程设计任务书 . 二、传动方案拟定 . . 三、电动机的挑选 . 四、运算总传动比及安排各级的传动比 . . 五、运动参数及动力参数运算 . . 六、传动零件的设计运算 . . 七、轴的设计运算

2、. 八、滚动轴承的挑选及校核运算 . 九、键联接的挑选及运算 . 十、联轴器的挑选十一、润滑方法和密封形式,润滑油牌号的挑选十二、设计小结2 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用一、 机械设计课程设计任务书3 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 计 算 与 说 明个人资料整理仅限学习使用运算结果二、传动方案拟定设计用于螺旋输送机的一级圆珠齿轮减速器T=550N.m n=130r/min 总=0.

3、80 P工作=7.4 KW 电动机型号Y160M-4i总=11.2 据手册得i圆柱齿 =4 i圆锥齿 =2.24 nI =1460r/min nII= n（1）工作条件：使用年限 10年,工作为二班工作制,载荷平稳,环境清洁；（2）原始数据：运输机工作轴扭矩T=550N.m,运输机工作轴转速 n=130r/m in；三、电动机挑选1、电动机类型的挑选：Y系列三相异步电动机 2、电动机功率挑选： 工作机所需的工作功率：P工作=7.4 KW 3 电动机所需的工作功率：P电机=9.25 KW 3、确定电动机转速：查表按举荐值取圆柱齿轮传动一级减速器 传动比范畴 36；圆锥齿轮传动比范畴 23,就总传

4、动比理时范畴为 618；故电动机4 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 转速的可选范畴为nd=618）130=7802340r/min 符合这一范畴的同步转速有 1000、和15 00r/min；综合考虑选 n=1500r/min 电机；4、确定电动机型号 查设计书 196页）依据以上选用的电动机类型,所需的额个人资料整理仅限学习使用=292r/min n=130 r/min PI=10.89KW PII=10.35KW PIII =10.04KW P=9.15KW TI=71233N m m TII=33

5、8502Nmm TIII =328363Nmm 定功率及同步转速,选定电动机型号为Y160M-4；其主要性能：额定功率： 11KW ,满载转速1460r/min,额定转矩 2.2；质量 123kg；四、运算总传动比及安排各级的传动比 1、总传动比： i 总=n电动/n=1460/130=11.2 2、安排各级传动比（1） 取齿轮 i 圆柱齿 =5单级减速器 i=36合 理）（2） i总=i圆柱齿 i圆锥齿i 圆锥齿 =i总/ i圆柱齿 =11.2/5=2.24 五、运动参数及动力参数运算 1、运算各轴转速 nI=n电机=1460r/min nII= n=nI/i 圆柱齿 =1460/5=292

6、 r/min n=n/i圆柱齿 =292/2.24=130r/min 2、 运算各轴的功率 PI=P电机 联轴器 =11 0.99=10.89 KW PII=PI 轴承 圆柱齿 =10.890.98 0.97=1i圆柱齿=5 Z1=22 Z2=110 u=5 H1=720Mpa H2=700Mpa 5 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 0.35KW PIII=PII 轴承 联轴器 =10.350.98 0.99= 10.04KW P =P 个人资料整理仅限学习使用m=2mm 轴承 圆锥齿 =10.040.

7、98 0.93=9.15K W 3、 运算各轴扭矩 N mm）TI=9.55 10 6PI/nI=9.55 10 610.89/146 0=71233 Nmm TII=9.55 10 6PII/nII=9.55 10 610.35/2 92= 338502 Nmm TIII=9.55 10 6PIII /nIII=9.55 10 610.04/ 292=328363N mm 六、传动零件的设计运算1、圆柱齿轮传动的设计运算 按齿面接触疲惫强度设计 由公式确定参数如下：传动比 i 圆柱齿 =5 取小齿轮齿数 Z1=22；就大齿轮齿数：Z2=i圆柱齿 Z1=522=110 d1=44mm d2=2

8、20mm b1=58mm b2=53mm Y Fa1=2.83 Y Fa2=2.2 Y Sa1=1.58 Y Sa2=1.83 F1=476Mpa F2=472Mpa F1=163.9Mpa F2=26.9Mpa a=132mm da1=48mm da2=224mm df1=39mmdf2=215mmV=3.36m/s 6 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 实际传动比 i0=110/22=5 传动比误差： i圆柱齿 -i0/i 圆柱齿 =5-5/5=0%2.5% 校核齿根弯曲疲惫强度 由试 F=2kT 1

9、/bm 2Z1YFaY Sa H确定相关参数如下：分度圆直径： d1=mZ1=222=44m d2=mZ2=2110=220mm 齿宽： b=dd1=1.244=53mm 取b2=53mm b1=58mm 查表得齿形系数 Y Fa和应力修正系数 YSaY Fa1=2.83 YSa1=1.58 Y Fa2=2.2 YSa2=1.837 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 查表得弯曲疲惫极限 FE1=595FE2=590 Mpa 取SF=1.25 由 F= /SF运算两轮的许用弯曲应力Mpa FE个人资料整理仅

10、限学习使用b =36 da1=94.27 da2=208.7Df1 =75.73 Df2=201.25dmin=35mm d1=35mm L 1=82mm F1=Flim1 /SF=595/1.25=476Mpa F2=Flim2 /SF =590/1.25=472Mpa 将求得的各参数代入式中F1=2kT 1/bm 2Z1Y Fa1Y Sa1 =2 1.2 71233/532 2222.83 1.58 =163.9MpaY Fa1Y Sa1 =2 1.271233/58 2 2110 2.2 1.83=26.9Mpa运算齿轮的相关参数 中心距 a=m/2Z1+Z2=2/222+110=1 3

11、2mm 取ha*=1 c*=0.25 就齿顶圆直径：da1=Z1+2ha*m=22+21 2=48mm da2=Z2+2ha*m=110+21 2=224mm 齿根圆直径：df1=Z 1-2ha*-2C* m=22-2-2 0.25 2=39mmd2=40mm L 2=75mm d3=45mm L 3=40mm d4=50mm L4=55mm d5=60mm L 5=10mmdf2=Z 2-2ha*-2C* m=110-2-20.25 2=215mm 5运算齿轮的圆周速度 V V= d1n1/60 1000=3.14441460/60 8 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第

12、8 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1000=3.36m/s 查表可知,齿轮精度挑选是合适的；个人资料整理仅限学习使用d6=55mm L6=8mm d7=45mm 2.圆锥齿轮传动的设计运算L 7=20mm齿轮采纳软齿面,小齿轮选用 40Cr调质,齿面硬度为 240260HBS；大齿轮选用 45 钢调质,齿面硬度 210230HBS；选 8级精 度,齿面精糙度 Ra1.63.2m 1按弯曲疲惫强度设计运算取Z1=17,已知圆锥齿轮传动比 i圆锥齿 =2.4,就大齿轮齿数 Z2=17 2.4=40.8 ；取大齿轮齿数为 41；实际传动比 i0=41/17=2.4

13、1 传动比误差： i圆锥齿 -i0/i 圆柱齿 =2.4-2.41/2.4=-0.42% 可用）齿数比： u=i 0=2.41 L=290mma=55mm b=57.5mm c=126mm Ft=3077N Fr =1120N FAV=FBV =560N FAH=FBH=1538.5NM CV=30800N mmM CH=84618N mmM C=90049N mm Mec=222168N.m m e=17.78MPa 该轴强度足够由公式 m确定参数如下: 取K=1.2 R=0.25 2=arctan= arctan =68 度1=90-2=90-68=22 度 由 ZV=Z/COS 有：ZV

14、1=Z1/COS1=17/COS22；=18.3 ZV2=Z2/COS2=41/COS68；=109.3 9 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 查表有：个人资料整理仅限学习使用dmin=22mm Y Fa1=3.04 YSa1=1.53 Y Fa2=2.25 YSa2=1.83 FE1=700 Mpa FE2=580Mpa H1=0.7 FE1=0.7 700=490Mpa H2=0.7 FE2=0.7 580=406Mpa 已知T1=T =328363N mm 故：m = =4.78 取me=5 齿顶圆

15、直径：da1=d1+2mecos 1=85+2 5cos22；=94.27；da2=d2+2mecos 2=205+2 5cos68=208.7齿根圆直径 : Df1=d1-2mecos 1=85- 2 5cos22；=75.73；Df2=d2-2mecos 2=205- 2 5cos6810 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用=201.25七、轴的设计运算 输出轴的设计运算1、按扭矩初算轴径选用40Cr调质,硬度 241286HBS、 b = 750 Mpa、 -1b=75M

16、pa,取c=105；轴承估计寿命40000h FAR= FBR =1637N Cr=24500N Lh=89815h 此轴承合格A型平键 1610 p=90.27Mpa 该键安全A型平键 108 p=128.95Mpa 该键安全输入轴联轴器d C. =105=32.16mm 考虑有键槽,将直径增大 4%,就 d32.161+4%=33.45mm 所以选 dmin=35mm 2、轴的结构设计 1）轴上零件的定位,固定和装配将齿轮支配在箱体中心,相对两轴承对称 分布,齿轮左面由轴肩定位,右面用套筒 轴向固定,联接以平键作过渡协作固定,两轴承分别以轴肩和大筒定位,就采纳过 渡协作固定；2）联轴器挑选

17、依据T=338502N mm和dmin=35mm,初选 联轴器为 TL6弹性套柱销联轴器,主动端 d1=35mm；3）确定轴各段直径和长度,见图a 段：d1=35mm 由联轴器确定 L 1=82mm II 段: 11 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 考虑毡圈轴径取 d2=40mm,安装凸缘 式轴承盖和弹性套柱销联轴器,考虑 必要的安装距离取 L 2=75mm 段：初选用 6209型深沟球轴承,其内径为 4 5mm,查表得 B=19mm,D=85mm,所以 d3=45mm；L 3=40mm 段: 直径d

18、4=50mm, L 4=55mm按弯矩复合强度运算 已知分度圆直径 d2=220mm、扭矩 T2=338502N mm 就：圆周力 Ft=2T2/d2=2 338502/220=3077N 径向力 Fr =Fttan =3077tan20 0=1120N a）绘制轴受力简图,见图 b b）绘制垂直面弯矩图 绘制水平面弯矩图 ,见图 d；截面C在水平面上弯矩为：M CH=FAH a=1538.555=84618 Nmm d绘制合成弯矩图,见图 e M C=M CV 2+M CH 2 1/2=30800 2+84618 2 1/2=90049N mm e绘制扭矩图 ,见图 f 转矩： T=3385

19、02N mm f绘制当量弯矩图,见图 g 转矩产生的扭剪应力按脉动循环变化,取 =0.6,截面 C处的当量弯矩：Mec=M C 2+ T 2 1/2=90049 2+0.6 338502 2 1/2=222168N mm g校核危急截面 C的强度 e=Mec/0.1d4 3=222168/0.1 50 3=17.78MPa -1b=75MPa 所以该轴强度足够；=21.34mm 所以选 dmin=22mm 1/2=560 2+1538.5 2 1/2=1637N 试选6209型深沟球轴承 , Cr=24500N 个人资料整理仅限学习使用取 =3 取温度系数 ft=1 fP=1.2 运算轴承寿命

20、 L hL h=3 =89815h40000h 此轴承合格九、键联接的挑选及校核运算1、校核输出轴与齿轮的平键联接 轴径d4=50mm L 4=55mm T=338502Nmm 选用A型平键,键 1610 GB1096-79 键长取 l=30mm 键高h=10mm 从课本表 10-10查得： p=140MPa 据课本 P243式 =90.27Mpa p 该键安全；2、校核输出轴与联轴器的平键联接 轴径d4=35mm L 4=82mm T=338502Nmm 选用A型平键,键 108GB1096-79 键长取 l=30mm 键高h=10mm 从课本表 10-10查得： p=140MPa 据课本

21、P243式 =128.95Mpa p 该键安全；十、联轴器的挑选1.输入轴联轴器挑选依据T=71233N mm和dmin=22mm,选联轴器为 TL4 52GB4323弹性套柱销联轴器,主动端 d1=22mm, 从动端 d2=22mm,Y型轴孔, A型键槽；2.输出轴联轴器挑选依据T=338502N mm和dmin=35mm,初选联轴器为 TL682 GB4323弹性套柱销联轴器,主动端 d1=35mm,从动端 d2=35mm,Y型轴孔, A型键槽；十一、润滑方法和密封形式,润滑油牌号的挑选因齿轮的圆周速度 V=3.36m/s,所以齿轮采纳油润滑；其接触应力小于 500MPa,润滑油牌号选用 L-CKB, 采纳毡圈密封；十二、设计小结17 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用申明：全部资料为本人收集整理,仅限个人学习使用,勿做商业用途；18 / 18 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 18 页