设计用于链式运输机的圆锥圆柱齿轮减速器说明书fwgh.docx
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1、 2009级机械设计课程设计 重庆交通通大学机械设计计课程设设计说明明书设计题目目:设计计用于链链式运输输机的二二级圆锥锥-圆柱柱齿轮减减速器学生姓名名:学 号:学 院:机电学学院专 业:机械设设计自造造及其自自动化班 级:工程机机械一班班指导教师师:胡启启国20122年5月月 222 日设计目录录1. 题目及总总体分析析32. 各主要部部件选择择33. 选择电动动机44. 分配传动动比45. 传动系统统的运动动和动力力参数计计算56. 设计高速速级齿轮轮67. 设计低速速级齿轮轮118. 减速器轴轴及轴承承装置、键键的设计计15轴(输输入轴)及及其轴承承装置、键键的设计计15轴(中中间轴)及
2、及其轴承承装置、键键的设计计17轴(输输出轴)及及其轴承承装置、键键的设计计209.滚动动轴承及及键的校校和计算算寿命24410. 润滑与与密封22711.箱箱体结构构尺寸27712.设设计总结结29913.参参考文献献29设计任务务书题目:设设计用于于链式运运输机的的二级圆锥锥-圆柱柱齿轮减减速器1)参考考传统方方案2)工作作条件连续单向向工作,工工作时有有轻微振振动,使使用期110年,经经常满载载荷,两两班制工工作,运运输链工工作速度度允许误误差为55%,减减速器由由一般厂厂中小量量生产。3)原始始数据 题题号E3运输链工工作拉力力40000运输链工工作速度度0.900运输链链链轮齿数数1
3、0运输链节节距60一.各主主要部件件选择目的设计计算算与说明明主要结果果动力源电动机联轴器弹性联轴轴器齿 轮轮锥齿直直轮传动动高速级做做成锥齿,低低速级做做成直齿齿轴 承承此减速器器轴承所所受轴向向力不大大球轴承链 轮轮滚子链二:电动动机的选选择设计计算算与说明明主要结果果电动机的的输出功功率的计计算工作机所所需有效效功率为为PwFV440000N0.99m/ss=3.6锥齿轮的的传动(7级精精度)效效率为1=0.97圆柱齿轮轮传动(7级精精度)效效率为20.98球轴承传传动效率率(四对对)为30.99 4弹性联轴轴器传动动效率(一个)取40.99运输链轮轮效率为为50.96要求电动动机输出出
4、的有效效功率为为:要求电动动机输出出功率为为:Po=44.155kw类型根据有粉粉尘的要要求选用用Y(IIP444)系列列的电动动机选用Y(IIP444)系列列选用查得型号号Y1332S4封闭闭式三相相异步电电动机参参数如下下额定功率率Pe=5.5KWW满载转速速n=114400 r/minn满载时效效率=885.33%功率因数数额定转矩矩T=22.2满载时输输出功率率为 略大于,在在允许范范围内选用Y(IIP444)系列列Y1332M22-6型封闭式式三相异异步电动动机三:分配配传动比比设计计算算与说明明主要结果果分配传动动比传动系统统的总传传动比为为: 工作机满满载时输输入轴的的转速电动机
5、的的满载转转速 故总传动动比四:传动动装置的的运动和和动力参参数计算算设计计算算与说明明传动系统统的运动动和动力力参数计计算设:从电电动机到到输送机机滚筒轴轴分别为为0轴、1轴、2轴、3轴、4轴;对应于各各轴的转转速分别别为、;对应于00轴的输输出功率率和其余余各轴的的输入功功率分别别为、;对应于00轴的输输出转矩矩和其余余名轴的的输入转转矩分别别为、;相邻两轴轴间的传传动比分分别为、;相邻两轴轴间的传传动效率率分别为为、。根据 n2= nn1n3= n2P1= P0 P2= P1可以算出出如下结结果:结果轴号发动机两级锥-圆柱减减速器工作机0轴1轴2轴3轴4轴转速n(r/mmin)n0=11
6、4400n1=114400n2=7720n3=1180n4=990转矩T(Nmm)T0=227.552T1=227.225T2=552.992T32207.45T43397.9功率P (kww)P0=44.155P1=44.111P2=33.999P3=33.911P4=33.755两轴联接接联轴器锥齿轮圆柱齿轮轮链 轮传动比 ii01=1i12=2i23=4i34=2传动效率率0.9770.9880.966五:高速速级齿轮轮的设计计(锥齿齿轮的设设计)设计计算算与说明明主要结果果选精度等等级、材材料和齿齿数) 选用直齿齿锥齿轮轮传动。) 速度不高高,故选选用级级精度) 材料选择择。由机机械设
7、计计表6.1选取取小齿轮轮材料为为(调调质),硬硬度为,大大齿轮材材料为钢(调调质),硬硬度为HHBS,二二者材料料硬度差差为HBSS。) 选小齿轮轮齿数1,大齿齿轮齿数数211224=48,取Z2=499。符合互为为质数。1Z2=775按齿面接接触强度度设计由设计计计算公式式进行试试算,即即 )确定定公式内内的各计计算数值值()试试选载荷荷系数(2)计计算小齿齿轮传递递的转矩矩(3)选选取齿宽宽系数 (4)知知齿轮,查查得节点点区域系系数(4)由由表6.3查得得材料的的弹性影影响系数数(5)由由图6.14按按齿面硬硬度查得得小齿轮轮的接触触疲劳强强度极限限,大齿齿轮的接接触疲劳劳强度极极限(
8、6)由由式6.11计计算应力力循环次次数(7)由由图6.16查查得接触触疲劳强强度寿命命系数(8)计计算接触触疲劳强强度许用用应力 取失效效概率为为,安安全系数数为S=1 设计计算算与说明明主要结果果按齿面接接触强度度设计)计算算()试试算小齿齿轮分度度圆直径径,由计计算公式式得()计计算圆周周速度()模模数及主主要尺寸寸的确定定模数:,取取。分分度圆直直径: 节节锥角:锥距 平均分度度圆直径径: 齿宽宽 取取3 )校校核齿根根弯曲疲疲劳强度度(1) 弯曲强强度校核核公式:设计计算算与说明明主要结果果齿根弯曲曲疲劳强强度 (22)确定定各参数数平均分度度圆处螺螺旋角,则则 查查得动载载系数11
9、.155 齿向载载荷分布布系数 使使用系数数 故 (33)分度度圆圆周周力 (44)齿轮轮系数YYF和应力力修正系系数YSS查表6.4得(5)许许用弯曲曲应力可可由下式式算得 由机械械设计图图6.115可查查出弯曲曲疲劳极极限应力力查得寿命命系数 查得 ,查得安全全系数是是 故许用弯弯曲应力力 设计计算算与说明明主要结果果齿根弯曲曲疲劳强强度因此满足足齿根弯弯曲疲劳劳强度齿面接触触强度验验算) 齿面接触触强度验验算接触强度度寿命系系数最小安全全系数因此齿面面强度足足够六.设计计低速级级圆柱直直齿传动动设计计算算与说明明主要结果果) 选用级级精度) 由表6.1选择择小齿轮轮材料为为(调调质),硬
10、硬度为,大大齿轮材材料为钢(调调质),硬硬度为HHBS。) 选小齿轮轮齿数,大齿轮齿齿数取按齿面接接触疲劳劳强度设设计由设计计计算公式式进行试试算,即即1) 确确定公式式各计算算数值(1)试试选载荷荷系数(2)计计算小齿齿轮传递递的转矩矩(3)选选取齿宽宽系数(4)由由表6.3查得得材料的的弹性影影响系数数(5)由由图6.14按按齿面硬硬度查得得小齿轮的的接触疲疲劳强度度极限大齿轮的的接触疲疲劳强度度极限()由由式6.11计计算应力力循环次次数()由由图6.16查查得接触触疲劳强强度寿命命系数按齿面接接触疲劳劳强度设设计()计计算接触触疲劳强强度许用用应力取失失效概率率为,安全全系数为为S=1
11、1,由式式得得) 计算() 试算小齿齿轮分度度圆直径径,代入入中的较较小值() 计算圆周周速度vv() 计算齿宽宽() 计算齿宽宽与齿高高之比模数齿高() 计算载荷荷系数KK根据,级精度度,查得得动载荷荷系数假设,由由表查得得由表表6.22查得使使用系数数由表查得得查查得设计计算算与说明明主要结果果按齿面接接触疲劳劳强度设设计故载荷系系数()按按实际的的载荷系系数校正正所算得得的分度度圆直径径,由式式可得()计计算模数数按齿根弯弯曲强度度设计弯曲强度度的设计计公式为为) 确定公式式内的计计算数值值() 由图6.15查查得小齿轮的的弯曲疲疲劳强度度极限大齿轮的的弯曲疲疲劳强度度极限() 由图6.
12、16查查得弯曲曲疲劳寿寿命系数数() 计算弯曲曲疲劳许许用应力力取失失效概率率为,安全全系数为为S=11.3,由由式得() 计算载荷荷系数()查查取齿形形系数由表6.4查得得()查查取应力力校正系系数 由由表6.4查得得设计计算算与说明明主要结果果按齿根弯弯曲强度度设计 ()计算算大小齿齿轮的,并并比较 大齿轮轮的数据据大) 设计计计算对比计算算结果,由由齿面接接触疲劳劳强度计计算的模模数大大于由齿齿根弯曲曲疲劳强强度计算算的模数数,可取取有弯曲曲强度算算得的模模数2.47,并并就近圆圆整为标标准值2.5 按按接触强强度算得得的分度度圆直径径算出小齿齿轮齿数数取大齿轮齿齿数取取几何尺寸寸计算)
13、 计算分度度圆直径径) 计算齿根根圆直径径) 计算中心心距 ) 计算齿宽宽宽度验算合适七.减速速器轴及及轴承装装置、键键的设计计设计计算算与说明明主要结果果1 轴1的设设计:a) 求作用在在锥齿轮轮上的力力:因为为锥齿的的dm11=722mm,节锥角 1=26.1,则周向分力为:Ft=2T2/ dm1=2*72/0.061=1769.9N,垂直于分度圆圆锥母线分力为:F= Fttg=1390.29*tg26.1=566.38N,径向分力为:Fr1= Fcos1=458.77N,轴向分力为Fa1= Fsin1=169.98N,法向载荷为Fn= Ft/cos=1966.5N,如图:b) 初步确定定
14、轴最小小半径:先按式式15-2估算算轴最小小直径。选选轴材料料为455钢(调调质),由由表111.3取取C=1112,则则有dmmin=19.0888mm,这这是安装装联轴器器的直径径,为使使所选的的轴直径径d1与联轴轴器孔径径相适应应,故要要选联轴轴器的型型号:联联轴器计计算转矩矩Tcaa=KAT2=1.3*554.116=6665008Nmmm(查查表得取取KA=1.3),则则查表选选用YLL5YLLD5型型联轴器器,其公公称转矩矩为633Nm,半半联轴器器孔径为为d1=244mm,故故取d-=244mm,半半联轴器器长L=40mmm,半半联轴器器与轴配配合毂长长为L11=388mm。c)
15、 轴的结构构设计:轴上零零件装配配如图:为了满足足半联轴轴器的轴轴向定位位,-轴段右右端要有有一轴肩肩,故取取-段直径径为d-=288mm,左左端用轴轴端挡圈圈定位,按按轴端直直径取挡挡圈直径径D=335mmm,半联联轴器与与轴配合合的毂孔孔长度LL1=388mm,为为了保证证轴端挡挡圈只压压在半联联轴器上上不压在在轴端面面上,取取L-=366mm。初步选定定滚动轴轴承,因因轴承同同时受径径向力,根根据d-=288mm,取取用3002066型号单单列圆锥锥滚子轴轴承,其其尺寸为为d*DD*T=30mmm*662mmm*177.255mm,则则有d-=d-=300mm,LL=177.255mm,
16、轴轴承中间间处用轴轴肩定位位,这段段取直径径d-=366mm。右端轴承承与齿轮轮之间应应有一套套同固定定,-长应为为:取LL-=177.5mmm,取取套同长长10mmm。设装齿轮轮处轴段段的直径径为d-=255mm,此此轴段应应短于轮轮宽,取取L-=366mm。取轴承端端盖总宽宽为200mm,外外端面与与半联轴轴器右端端面间距距离为220mmm,故取取L-=400mm。结合变速速箱结构构,取LL-=600mm。 轴轴上零件件的周向向定位:齿轮、半半联轴器器与轴的的周向定定位均用用平键联联接。按按d-=300mm由由查得平平键截面面b*hh=8mmm*77mm,键键槽用铣铣刀加工工,长220mm
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