2022年二展开式圆柱齿轮减速器方案说明书.docx

精品学习资源设计运算及说明主要结果欢迎下载精品学习资源1 引言<1）运输带工作拉力：F1900N ；Pw2.77kwa0.892Pd3.106 kw欢迎下载精品学习资源<2）运输带工作速度： v1.4m / s 5% ；Ped4kw欢迎下载精品学习资源<3）滚筒直径： D300mm ；<4）工作寿命： 10 年单班制工作；<5）工作条件：连续单向运转，工作时有稍微振动；同步转速1500r/min 满载转速欢迎下载精品学习资源2 传动装置设计nm1440r/ min欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源2.1 传动方案绽开式二级圆柱齿轮减速器，如图1 所示；Y112M-4欢迎下载精品学习资源i14.775i 23.396欢迎下载精品学习资源n 01440rn11440r/ min/ min欢迎下载精品学习资源n 2302.84rn 389.175rn 489.175r/ min/ min/ min欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源图 1 减速器传动方案绽开式二级圆柱齿轮减速器传动路线如下：电动机联轴器减速器联轴器带式运输采纳二级圆柱齿轮设计，其效率高，工作耐久，且修理简便；高，低速级均采纳直齿齿轮，传动较平稳，动载荷也较小，可以胜任工作要求；但其齿轮相对于支承位置不对称，当轴产生弯扭变形时， 载荷在齿宽上分布不匀称，因此在设计时应将轴设计的具有较大的刚度；同时由于减速传动，使输出端扭矩较大，在挑选轴和轴承的时候要特殊留意；2.2 挑选电机2.2.1 类型Y 系列三相异步电动机；P03.106kwP13.09kwP22.94kwP32.79kwP42.71kwT020.63Nm T120.50Nm T292.67N m T3299.16N m T4290.24Nmz120z295°欢迎下载精品学习资源2.2.2 型号<1）电动机容量1 、工作机所需功率 PWK t1.3T120.50Nm1欢迎下载精品学习资源v1.4m / s ， F1900N ， D300mm， w0.96ZE189.8MPa 2d1欢迎下载精品学习资源PFvw1000 w190010001.40.962.77 kwN14 .1472N20.873109109欢迎下载精品学习资源PW2 、电动机的输出功率 PdaK HN 10.92欢迎下载精品学习资源查参考文献 1 表 12-8 得：K HN 21.1欢迎下载精品学习资源弹性连轴器传动效率齿轮联轴器传动效率10.994 ，20.99S 1H 534 MPa欢迎下载精品学习资源闭式圆柱齿轮选用 8 级精度的齿轮传动效率30.97欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源滚子轴承传动效率4传动装置总效率=0.98823 =0.892d1tv37.33mm2.81m / s欢迎下载精品学习资源aP2.771234b37.33mm欢迎下载精品学习资源PWda0.8923.106kwmnt1.556 mm欢迎下载精品学习资源3 、电动机的额定功率由参考文献 1 表 20-1 选取 Y132M-4型号电动机h3.5mmb10.67h欢迎下载精品学习资源额定功率Ped4kwk2.083欢迎下载精品学习资源2> 电动机的转速1 、工作机主轴转速d143.68mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源n601000m3001.489.172 rmin欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源2 、各级传动比可选范畴 查参考文献 1 表 2-2 得a两级绽开式圆柱齿轮减速器的传动比范畴3 、电动级转速的确定电动机可选转速范畴i ' 为 8-40m1.82欢迎下载精品学习资源i'nma nw8 4089.172713.38 3566.88 rminFE 1500 MPa欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源从参考文献 1表 19-1 查得： 同步转速为 1500r/min满载转速为 1440r/minFE 2kFN 1kFN 2380MPa0.850.90欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源电动机额定功率Ped4 kw ；制表如下：电动机转速 <r/min ）F1 F 2 303.57MPa244.29MP欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源电动机型号额 定 功 率<kw）同步满载k YFa 11.842.65欢迎下载精品学习资源Y132M-44150014404 、电动机的主要技术数据和形状、安装尺寸由参考文献 1 表 19-3 得到YFa 2YFa 1YFa 22.1682.652.168欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源电动机型号为 Y132M-4，主要技术数据如下：YFa 2YSa20.015992欢迎下载精品学习资源额定功率满载转速堵转转矩F 2欢迎下载精品学习资源型号<kW）<r/min ）额定转矩m1.28mm欢迎下载精品学习资源Y132M-4414402.2电动机的主要形状尺寸和安装尺寸如下表；m2mm欢迎下载精品学习资源外 形 尺 寸中心AC底 脚 安装尺寸地脚螺栓孔直径轴 伸 装键 部尺寸位尺寸z122z2105欢迎下载精品学习资源高 HL2ADHDA BWD EFa127mmG欢迎下载精品学习资源1124003052651901401228 608 24d144mmd2210mm欢迎下载精品学习资源2.3 传动传动比安排2.3.1 总传动比B244mmB149mm欢迎下载精品学习资源inm1440anw89.17216.149z324,欢迎下载精品学习资源2.3.2 安排各级传动比z482K t1.3欢迎下载精品学习资源i ai16.149i 1i 2欢迎下载精品学习资源i11.4i 2i14.775i 23.396T292.67 Nmd1欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源22.4传动装置的运动和动力参数4.1各轴转速 n<r/min ）1ZE189.8MPa 2欢迎下载精品学习资源电动机轴为 0 号轴，高速到低速各轴依次为1、2、3 号轴H lim3600 Mpa欢迎下载精品学习资源n0nm1440r / minH lim4550 Mpa欢迎下载精品学习资源1nnmi01440 r / min 11440r/ min欢迎下载精品学习资源nnm1440r / min302.84r/ min9欢迎下载精品学习资源2i0i114.775N 30 .871810N0.2567109欢迎下载精品学习资源nnm14403r / min89.175r4/ min欢迎下载精品学习资源i0i1i214.7553.396欢迎下载精品学习资源n4n389.175r / minK HN 30.96欢迎下载精品学习资源2.4.2 各轴输入功率 P<kW）欢迎下载精品学习资源P0PdP1Pd3.106kw13.1060.994kw3.09kwKHN 40.98欢迎下载精品学习资源P2P1343.090.970.98kw2.94kwH 3576 MPa欢迎下载精品学习资源P3P234P4P3242.942.790.970.990.98kw 0.98kw2.79kw 2.71kwH 4539 MPa欢迎下载精品学习资源2.4.3 各轴扭矩 T<N. m）H 557 .5MPa欢迎下载精品学习资源T09.55010 6Pdnm9.5503.016 Nm144020.63Nm欢迎下载精品学习资源T1T19 . 5500 .994 Nm20 .50 Nmd 2 t62.512mm欢迎下载精品学习资源T2T134i120.500.970.984.775 Nm92.67 NmT3T234 i 292.670.970.983.396 Nm299.16NmT4T324299.160.990.983.396 Nm290.24Nmv0.991m / s b62.512mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源最终数据如下：工程电动机轴123414401440302.8489.1889.183.1063.092.942.792.7120.6320.5092.67299.16290.24转速<r/min ） 功率<kw）传动比14.7553.3961效率0.9940.95060.95060.9702转矩<N.m）mt2.605 mmh5.8605mmb10.67hk1.985d 371.985mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源3传动零件设计mFE 33.00500 MPa欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源3.1 高速级FE 4S=1.4380MPa欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源3.1.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数<1）依据给定的设计方案可知齿轮类型为直齿圆柱齿轮；<2）电动机为一般工作机，速度不高，挑选8 级精度；F 3 F 4 310.71MPa241.57 MP欢迎下载精品学习资源<3）材料挑选k1.935欢迎下载精品学习资源选取：小齿轮的材料为 40Cr<调质），硬度为 280HBS，大齿轮的材料为 45 钢<调质），硬度为 240HBS，二者硬度差为 40HBS；YFa 3YFa 4YSa3YSa42.652.2161.581.772欢迎下载精品学习资源<4）选小齿轮的齿数为 z120YY欢迎下载精品学习资源Fa 3 Sa30.013476欢迎下载精品学习资源大齿轮的齿数为z2i1204.75595 .2 取 z295F 3欢迎下载精品学习资源3.1.2 按齿面接触强度设计 ：YFa 4YSa40.016255欢迎下载精品学习资源d1t2.323K tT1du1 uZ E 2 H F 4m2.163mm欢迎下载精品学习资源<1）确定公式内的各运算数值：m2.5mm欢迎下载精品学习资源1）初选 K t1.3z329欢迎下载精品学习资源4）运算小齿轮传递的转矩z498欢迎下载精品学习资源T120.50 Nm5）由参考文献 2表 10-6查取材料弹性影响系数： Z E1189.8MPa 2a158mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源6）依据参考文献 2表 10-7取 d17）由参考文献 2图 10-21 <d ）按齿面硬度查得，小齿轮的接触疲惫强度极限：H lim1600Mpa大齿轮的接触疲惫强度极限：H lim2550 Mpa8）运算应力循环次数：d372.5mmd4245mmB378mmB473mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源N 160njL h601440128300104.1472109欢迎下载精品学习资源NN14.147221090.873109d min35.29mm欢迎下载精品学习资源i14.755Tca388908 Nmm欢迎下载精品学习资源9）由参考文献 2图 10-19LT7欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源由循环次数查得，接触疲惫寿命系数：d min14.446 mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源K HN 10.90 ， K HN 20.96Tca26650Nmm欢迎下载精品学习资源10）接触疲惫许用应力取失效概率为 1%，安全系数 S 1，得：LT3欢迎下载精品学习资源H 1KHN 1Slim 10 .9600540 MPad min23.89mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源H 2KHN 2Slim 20 .96550528 MPa欢迎下载精品学习资源11>许用接触应力的运算欢迎下载精品学习资源H 1 2H 1H 2 15402528 MPa欢迎下载精品学习资源534 MPa<2）运算1>试算小齿轮分度圆直径欢迎下载精品学习资源d1t2.323kt T1 u1 ZH ZE 2欢迎下载精品学习资源duH 欢迎下载精品学习资源3 1.3205004.761189.8 2 mm欢迎下载精品学习资源137.33mm2） 运算圆周速度4.76528欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源vd1t n137.331440 m/ s欢迎下载精品学习资源60 10006010002.81m / s3） 运算齿宽 b 及模数 mt欢迎下载精品学习资源bd d1t137.33mm37 .33mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源mntd1t z137.33 mm 201.556mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源h2 .25mtb37.33h3.52 .2510.671.556 mm3.5mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源5） 运算载荷系数由参考文献 2 表 10-2 得使用系数 k A1.25 ，欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源由图 10-8 得动载系数 kv1.15欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源由表 10-4k H图 10-13 k F1.449 ，1.38欢迎下载精品学习资源直齿轮 k Hk F1故载荷系数为欢迎下载精品学习资源kk Akv kH kH1.251.1511.4492 .083欢迎下载精品学习资源36） 按实际载荷系数校正所得分度圆直径欢迎下载精品学习资源kd1d1t 3kt37.332.083 mm 1.343.68mm欢迎下载精品学习资源7） 运算模数欢迎下载精品学习资源md1 z143.68201.82欢迎下载精品学习资源3.1.3 按齿根弯曲强度设计欢迎下载精品学习资源2m32kT1YFaYSa欢迎下载精品学习资源zd1F 欢迎下载精品学习资源<1）确定运算参数1）由文献 2 图 10-20c 查得小齿轮的弯曲疲惫强度极限大齿轮的弯曲疲惫强度极限FE 1FE 2500 MPa380 MPa欢迎下载精品学习资源2）由图 10-18 取弯曲疲惫寿命系数欢迎下载精品学习资源k FN 10.85, kFN 20 .90欢迎下载精品学习资源3>运算弯曲疲惫强度许用应力取弯曲疲惫安全系数 S=1.4欢迎下载精品学习资源F 1k FN 1FE 10.85500MPa303 .57 MPa欢迎下载精品学习资源F 2S k FN 2FE 21.40.90380MPa244 .29MPa欢迎下载精品学习资源S4）运算载荷系数1 .4欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源kk Akvk F k F1.251.151 1.281.84欢迎下载精品学习资源5） 查取齿形系数欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源由文献2 表 10-5 YFa 16） 查取应力校正系数 由文献2 表 10-5 YSa12.65, YFa 21.58, YSa22 .1681.802欢迎下载精品学习资源7） 运算大、小齿轮的YFaYSa F 并比较欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源YFa 1YSa12.651.580.01379欢迎下载精品学习资源F 1303.57欢迎下载精品学习资源YFa 2YSa22.1681.8020.015992欢迎下载精品学习资源F 2244.29大齿轮数值大<2）运算欢迎下载精品学习资源2kT1YFaYSa欢迎下载精品学习资源z2mn3d1F 欢迎下载精品学习资源21.8420500320.015992mm1241.28mm对比运算结果，由齿面接触疲惫强度运算的法面模数大于由齿根弯曲疲惫强度运算的法面模数；因此，取m2mm 已可满意弯曲强度的要求，需按齿面接触疲惫强度所得的分度圆直径 d143.68mm 来运算齿数；欢迎下载精品学习资源zd143.6881m221.84欢迎下载精品学习资源取 z122, z2i1 z14 .75522104 .61欢迎下载精品学习资源圆整取 z2105欢迎下载精品学习资源3.1.4 相关几何尺寸的运算<1）中心距欢迎下载精品学习资源a z1z2 m 2 2210522 mm欢迎下载精品学习资源127mm<2）运算大、小齿轮的分度圆直径欢迎下载精品学习资源d1z1md2z2m221052mm 2mm44mm 210mm欢迎下载精品学习资源<3）运算齿轮宽度欢迎下载精品学习资源bdd1144mm44mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源3.2 低速级取 B244mm, B149 mm欢迎下载精品学习资源3.2.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数<1）依据给定的设计方案可知齿轮类型为直齿圆柱齿轮；<2）电动机为一般工作机，速度不高，挑选8 级精度；<3）材料挑选选取：小齿轮的材料为 40Cr<调质），硬度为 280HBS，大齿轮的材料为 45 钢<调质），硬度为 240HBS，二者硬度差为 40HBS；<4）选小齿轮的齿数为 z324,欢迎下载精品学习资源大齿轮的齿数为 z4z3i2243.39681.504取 z482欢迎下载精品学习资源3.2.2 按齿面接触强度设计：欢迎下载精品学习资源d2 t2.323K tT2du1 ZE 2uH 欢迎下载精品学习资源（1）确定公式内的各运算数值：欢迎下载精品学习资源1）初选 K t1.3欢迎下载精品学习资源2 ）运算小齿轮传递的转矩T292.67 Nm3 ）由参考文献 2表 10-7 选取齿宽系数d14）由表 10-6欢迎下载精品学习资源查取材料弹性影响系数： Z E1189.8MPa 2欢迎下载精品学习资源5）由参考文献 2图 10-21 <d ）按齿面硬度查得，小齿轮的接触疲惫强度极限：H lim3600Mpa大齿轮的接触疲惫强度极限：H lim4550 Mpa6）运算应力循环次数：欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源N 1360njL h60302 .84128300100.8718109欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源9NN30.871810940.256710欢迎下载精品学习资源i23.3967）由参考文献 2图 10-19由循环次数查得，接触疲惫寿命系数：欢迎下载精品学习资源K HN 30.96 ， KHN 48）接触疲惫许用应力0.98欢迎下载精品学习资源取失效概率为 1%，安全系数 S 1，得：欢迎下载精品学习资源H 3H 4KHN 3SKHN 4Slim 30.96600576 MPa0 .98550539 MPalim 4欢迎下载精品学习资源10>许用接触应力的运算欢迎下载精品学习资源H 1 2H 3H 4 15762539 MPa欢迎下载精品学习资源557 .5 MPa<2）运算1>试算小齿轮分度圆直径欢迎下载精品学习资源d2 t2.323ktT2du1 uZE 2 H 欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源2.3231.692670013.3961 3.396189.8 2 mm539欢迎下载精品学习资源62.512mm2） 运算圆周速度欢迎下载精品学习资源vd2t n262.512302.84 m/ s欢迎下载精品学习资源60 100060 1000欢迎下载精品学习资源0.991m / s3） 运算齿宽 b 及模数mnt欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源bd d2 t162.512 mm62.512 mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源md 2ttz362 .512 mm242.605 mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源h2 .25mtb62.512h5.86052.2510.672.605mm5.8605mm4欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源5）运算载荷系数由参考文献 2 表 10-8 得动载系数 kv1.09欢迎下载精品学习资源由表 10-4k H1.422 ，欢迎下载精品学习资源查图 10-13 kF1.35欢迎下载精品学习资源由表 10-2 得使用系数 k A1 .25直齿轮 k Hk F1故载荷系数为欢迎下载精品学习资源kk A kv k Hk H1.251.0911.4751.985欢迎下载精品学习资源6）按实际载荷系数校正所得分度圆直径欢迎下载精品学习资源kd3d3t 3kt62.5121.985 mm31.371.985mm欢迎下载精品学习资源7）运算模数欢迎下载精品学习资源md3 z371 .985243.00欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源3.2.3 按齿根弯曲强度设计2kT2YFaYSa欢迎下载精品学习资源zm32d3F 欢迎下载精品学习资源<1）确定运算参数1）由文献 2 图 10-20c 查得小齿轮的弯曲疲惫强度极限大齿轮的弯曲疲惫强度极限FE 3FE 4500 MPa380 MPa欢迎下载精品学习资源2）由图 10-18 取弯曲疲惫寿命系数欢迎下载精品学习资源k FN 30 .87, k FN 40.89欢迎下载精品学习资源3>运算弯曲疲惫强度许用应力取弯曲疲惫安全系数 S=1.4欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源F 3k FN 3FE 30.87500MPa310 .71MPa欢迎下载精品学习资源F 4Sk FN 4FE 41.40.89380MPa241 .57MPa欢迎下载精品学习资源S4） 运算载荷系数1 .4欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源kk AkvkF kF1.251.091 1.421.935欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源5）查取齿形系数由文献2 表 10-5 YFa36） 查取应力校正系数由文献2 表 10-5 YSa32.65,YFa 41.58, YSa42.2161.772欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源7） 运算大、小齿轮的YFaYSa F 并比较欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源YFa 3YSa32.651.580.013476欢迎下载精品学习资源F 3310.71欢迎下载精品学习资源YFa 4YSa42.2161.7720.016255欢迎下载精品学习资源F 4241.57大齿轮数值大<2）运算欢迎下载精品学习资源2kT2m32YFa YSa欢迎下载精品学习资源d z3F 欢迎下载精品学习资源3 21.935926700.06255mm欢迎下载精品学习资源12422.163mm对比运算结果，由齿面接触疲惫强度运算的法面模数大于由齿根弯曲疲惫强度运算的法面模数；因此，取m2.5mm 已可满意弯曲强度的要求，需按齿面接触疲劳强度所得的分度圆直径d371 .985 mm 来运算齿数；欢迎下载精品学习资源zd 371.9853m2.528.794取z329欢迎下载精品学习资源取 z329, z4i 2z33 .3962998.484欢迎下载精品学习资源圆整取 z4983.2.4 相关几何尺寸的运算欢迎下载精品学习资源<1）中心距欢迎下载精品学习资源a z3z4 m 29982.5 mm欢迎下载精品学习资源2 cos2158.8mm圆整为 a158mm<2）运算大、小齿轮的分度圆直径欢迎下载精品学习资源d3z3md4z4m292.5mm982.5mm72.5mm 245mm欢迎下载精品学习资源<36）运算齿轮宽度欢迎下载精品学习资源bdd 31圆整后 B372.5mm 78mm, B472.5 mm 73mm欢迎下载精品学习资源齿轮参数如下：dmzab欢迎下载精品学习资源高大210速10524412749欢迎下载精品学习资源级小442220欢迎下载精品学习资源低大24598速2.57315878欢迎下载精品学习资源级小72.5294 轴的设计4.1 低速轴的设计4.1.1 低速轴的运动参数欢迎下载精品学习资源功率 P32.79kw欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源转速 n389.175r/ min欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源转矩T3299160 Nmm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源4.1.2 初步确定轴的最小直径P332.79欢迎下载精品学习资源dminA0 3n3112mm89.17535.29mm欢迎下载精品学习资源输出轴的最小直径是安装联轴器处的直径；欢迎下载精品学习资源选取轴的材料为 45 钢调质处理；欢迎下载精品学习资源为使所选轴的直径选取联轴器型号；d 1 与联轴器