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1、word一.题目与总体分析题目：设计一个卷扬机传动装置中的二级圆柱齿轮减速器给定条件：卷筒圆周力F=4KN卷筒转速n=40r/min，卷筒直径D=400mm 工作情况：传动不逆转，轻微振动，允许卷筒转速误差为 5%室内工 作。工作寿命为五年两班。二 电动机的选择电动机的选择见表1.表1电动机的选择计算与说明计算结果1.选择电动机的类型根据用途选用丫系列一般用途的全封闭自冷式三相异步电动机2.选择电动机功率卷筒所需圆周力为匚2T 4KNd卷筒所需功率为rFv F 2 n d 4000N 240r/min 200mmPw3.35kW1000 1000 1000由减速器设计实例精解表2-1取，V带传
2、动效率 带=0.96，一 对轴承效率 轴承=0.99，斜齿圆柱齿轮传动效率 齿轮=0.97，联 轴器效率 联=0.99，如此电动机到工作机间的总效率为总轴承$齿轮彳联卷筒O.99 0.97? 0.9920.96=0.859电动机所需工作功率为P3 35F0 亠一一kw=3.90kw总 0.859根据表8-2，选取电动机的额定功率Ped 4kWF=4KNPw总pPed 4kW3.确定电动机的转速卷筒的工作转速为nw 1000 60v =40r/min d查表2-2，两级减速器传动比i齿840。电动机的转速X围为no rwi 总 3201500r/mi n由表8-2可知，符合这一要求的电动机同步转
3、速有750r/min、1000r/min、1500r/min、3000r/min 考虑 3000r/min的电动机转速太高，而750/min的电动机体积大且贵，应当选用转速 为1000r/min的电动机进展试算，其满载转速为960r/min，其型号为 Y132M1-6nw 40r/mi nnm 960r / min三 传动比的计算与分配各级传动比的计算与分配见表 2表2传动比的计算与分配计算与说明计算结果1.总传动比i总血96024总 4nw40i总242.分配传动比减速器传动比为i 4、24i 24高速级传动比为i1J(1.31.4)i5.59 5.80取iiii低速级传动比i2-244.2
4、1i15.7i2四 传动装置的运动、动力参数计算传动装置的运动、动力参数计算见表 3表3传动装置的运动、动力参数计算计算与说明计算结果1.各轴转速n onw960r / minn。960r/mi nn in。960r / min960r/mi nr2业960r /min 168.42r / minn2ii5.7n3n2208.70门3r / min 40.00r / mini24.21nw40r/mi nnw40r/mi n2.各轴功率PiFo oiPo联PP2p 12 p轴承齿P2P3p2 23F2轴承齿P3PwF3 3wP3轴承联Pw3.各轴转矩ToP09550 3.90 “ cT0n。9
5、6000.0T1Ti=To联=38.80.99=38.41TT2=Ti ii轴齿=38.41 5.7 0.99 0.97=210.26T 2T3T3=T2 i2轴齿=210.26 4.210.99 0.97=850.05TwT卷筒=T3轴 联=850.05 0.990.99=833.14五 内传动的设计计算高速级斜齿圆柱齿轮的设计计算见表 5表5高速级斜齿圆柱齿轮的设计计算计算与说明计算结果1.选择材料、热处理方法和公差等级45钢考虑到卷扬机为般机械，故大小齿轮均选用45钢，小齿小齿轮调质处轮调质处理，大齿轮正火处理，由表8-17得齿面硬度理HBW仁217-255HBW,HBW2=162-21
6、7HB平均硬度 HBW =236HBW,大齿轮正火处HBW2=190HBWHBW-HBW4=46HBW/在 30-50HBW之间。选用 8理级精度8级精度2初步计算传动的主要尺寸因为是软齿面闭式传动，故按齿面接触疲劳强度进展设计。其设计公式为1 2u 1 ZeZhZ ZdlduH1小齿轮传递扭矩为 T1=38410N?mm3）由表8-18，取齿宽系数d4）由表8-19，查得弹性系数zE7MPa5）初选螺旋角B =12，由图9-2查得节点区域系数Zh6）齿数比u=i17）初选z1=20,如此z2=uz1 = 114.2,取z2=114,如此端面重合度为z1=201.88 3.2（丄丄）cosz2
7、=114乙Z2轴向重合度为0.318 諾 tan0.318 1.1 20 tan 12 1.71 由图 8-3 查得重合度系数z8）由图11-2查得螺旋角系数Z9）许用接触应力可用下式计算Z N H limHsSH由图8-4e、a查得接触疲劳极限应力为円吋=580MPa,H lim 1 =580MPaH lim 2 =390MPaHHm2=390MPa小齿轮与大齿轮的应力循环次数分别为Ni 60niaLh109N198N211.152 10 /5.72.02 10i1，如此小齿轮的许用接触应力为Zn1 Hlim1 =580MPaSh大齿轮的许用接触应力为Zn2 Hlim2 =499.2MPaS
8、h取421.2MPa,初算小齿轮的分度圆直径 d1t，得d2KT1 u 1 ZeZhZZ 2d1duH2 1.4 38410 5.7 1189.8 2.46 0.776 0.99 2 =39mm1.15.7499.2旳 39mm计算与说明计算结果(1) 计算载荷系数由表8-21差得使用系数(=1.0因vdltni ,由图8-6查得动载荷系数Kv=1.14,由图8-7查60 1000得齿向载荷分配系数K=1.11,由表8-22插得齿间载荷分配系数K=1.2，如此载荷系数为K二KK/(2) 对du进展修正因K与K有较大的差异，故需对由K计算出的d1t进展修正，即d1 d1tKt(3) 确定模数md
9、1 cosmn按表8-23，取m=(4) 计算传动尺寸中心距为cmn(Z1 Z2)a1_2 cos圆整，取a1=mm如此螺旋角为arccosg 叽2a因值与初选值相差较大，故对与有关的参数进展修正由图9-2查得节点区域系数ZH=2.43，如此端面重合度为1 11.88 3.2()cosZ1 Z2轴向重合度为dZita n=2KTi u 1 ZeZhZZ 2di 3duH准确计算圆周速度为dit niv 60 1000由表8-6查得动载荷系数 K二,K值不变d1t cosmnZ1按表8-23，取m二，如此高速级中心距为mn(Z1 Z2)a12 cos如此螺旋角修正为mn(Z1 Z2)arccos
10、2a修正完毕，故.mnZ1d1cosmnZ2d2 cosb dd1b1 b2(510)mm4,校核齿根弯曲疲劳强度齿根弯曲疲劳强度条件为2KT, f: YfYYY fbmnd!1 11)K、T、mn和d同前2齿宽 b=b2 =66mm3)齿形系数Y和应力修正系数Ys。当量系数为zv13coszZ2Zv23cos由图 8-8 查得 Yf1 =2.61，YF2=2.22,由图 8-9 查得 Ys1=1.59,Y S24由图8-10查得重合度系数Y5由图11-3查得螺旋角系数Y6许用弯曲应力YN F limf= Sf由图8-4f、b查得弯曲疲劳极限应力为Flim1 =215MPaFlim2 = 17
11、0MPa由图8-11查得寿命系数 YN1= YN2=1，由表8-20查得安全系数Sf=1.25，故F1 Yn1 Flim1 =MPa= MPaF2 Yn2 Flim2=MPa= MPaSfF1 严1 YfYY bmn d1=F1YfzYsZF2F1Yf1Ys1满足齿根弯曲疲劳强度5.计算齿轮传动其他几何尺寸端面模数 m t=m/cos=齿顶咼h a=ha =齿根高 h f=(h a +c )mn=全齿高 h=h a+hf二顶隙c=c * mn=齿顶圆直径为da1 d1 2hada2 d2 2ha齿根圆直径为df1 d1 2hfd f 2 d2 2h fm =mm ha =mm hf =mm h
12、 =mm c=mmda1 mm da2 mmdf1 mmdf2 mm低速级斜齿圆柱齿轮的设计计算见表 6表6低速级斜齿圆柱齿轮的设计计算计算与说明计算结果1.选择材料、热处理方式和公差等级45钢大、小齿轮均选用45钢，小齿轮调制处理，大齿轮正火处小齿轮调质处理，由表 8-17 得齿面硬度 HBWi=217-255，HBW2 = 162-217HBW理平均硬度HBW2=190。HBW1 - HBW2=46,在 30-50HBW/大齿轮正火处之间。选用8级精度理8级精度因为是软齿面闭式传动，故按齿面接触疲劳强度进展设计。其设计公式为I2j2Ku 1 ZeZhZZ6 J dUh1)小齿轮传递转矩为T
13、22)因v值未知，Kv值不能确定，可初步选载荷系数 匚-1.8，初选Kt3)由表8-18，取齿宽系数d4)由表8-19，查的，弹性系数ZE JMPa5) 初选螺旋角 二，由图9-2查的节点区域系数Zh6) 齿数比u=i27) 初选Z3=，如此u4 = u Z3 =,取乙二，如此端面重 合度为1 11.88 3.2( ) cosZiZ2轴向重合度为d z3 tan25 tan 11o由图8-3查得重合度系数Z8) 由图11-2查得螺旋角系数Z9) 许用接触应力可用下式计算Z N1 Hlim1H 1Sh由图8-e、a查得接触疲劳极限应力为Hlim3 =580MPaHlim4 =390MPa小齿轮与大齿轮的应力循环次数分别为N3 =60
