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1、二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器结构设计1. 设计题目:二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器2. 工作条件及生产条件:该减速器用于带式运输机的传动装置。工作时有轻微振动，经常满载，空载 启动，单向运转，单班制工作。运输带允许速度差为5%。减速器小批量生产， 使用期限为5年(每年300天)。3. 第17组设计数据：卷筒直径D/mm400运输带速度v(m/s)1.0运输带所需拉力 F(Nm)1600第一章 电动机的选择1.1传动方案的拟定为了确定传动方案，可根据已知条件计算出工作机滚筒的转速为：P 二 FV /1000 二 1.6KWWn 二 60 x 1000v 兀D 二 60 x 1000 x 1.0 3
2、.14 x 400 =47.771r/min1.2电动机的选择(1) 电动机类型的选择：电动机的类型根据动力源和工作条件，选用Y系列三相异步电动机。(2) 电动机功率的选择：工作机所需要的有效功率为P = T 9550 二 430 x 44.785/9550w n 为了计算电动机的所需功率 P ，先要确定从电动机到工作机之间的总效率 dn。设n为弹性联轴器效率为0. 99 ,耳 为齿轮传动的效率为0.98, H123 为滚动轴承传动(8级)传动效率为0.97, n 为滚筒的效率为0.96。4 则传动装置的总效率为：n =n 2 n 2 n 4n =0.992 x 0.984 x 0.972 x
3、0.96 =0.816561 234电动机所需的功率为P = P /n=2.3512/0.816=1.959 kWdw选择常用的同步转速为1500 r/min和960r/min根据电动机所需功率和同 步转速查表Y112M-4和Y132ML-6型。根据电动机的满载转速和滚筒转速nw可算 出总传动比。现将此两种电动机的数据和总传动比列于下表中方 案电动机 型号额定 功率同步 转速满载 转速总传 动比夕卜伸 轴径轴外伸长度1Y112M-42.2kw1500r/min1440 r/min58.6328mm60mm2Y132M1-62.2kw1000r/min960 r/min39.0938mm80mm
4、总传动比:i1= nm/nw =1430/44.59=31.85i2 =nm /nw=940/44.785=21.08由表可知,方案1虽然电动机转速高,价格低,但总传动比大。为了能合理地分配传动比,使传动装置结构紧凑,决定选用方案 2,即电动机型号为Y132M1-61.3传动比的分配双级圆柱齿轮减速器高速级的传动比为：i 二 1.3 X 19.6772 =5.05771 低速级的传动比为：i2=i/i1=19.6772/5.0577=3.890541.4传动装置的运动和动力参数计算：(1) 各轴的转速计算：n = n =960r/min1mn = n /i =960/5.057=185.855
5、2r/min2 1 1n =n /i =185.8552/3.89054=47.771r/min3 22n = n =47.771r/min43(2) 各轴的输入功率计算：p = p n 1=1.959 x 0.99=1.939kWP = P n 2 n 3=1.939 x 0.98 x 0.97=1.834kWP3 = p 耳 2 n 3 = 1.834x 0.98 x 0.97=1.7525kWP = P3n 1 n 3=1.7525 x 0.99 x 0.97=1.683kW(3) 各轴的输入转矩计算：T1 =9550 P1 / n1 =9550x 1.939/940=19.7035N
6、mT 2 =9550 P2 / n2 =9550x 1.8436/185.8552=94.7317N mPnT 3=9550P3 / 3 =9550x 1.7525/47.771=350.3459Nm T4 =9550 P4 / n4 =9550x 1.7525/47.771=350.3459 N m Td=9550 Pd / nm =9550x 1.959/940=19.9026 N m各轴运动的动力参数轴号转速n功率P转矩T传动比19401.93919.7045.27892185.8551.83494.732347.7711.7525350.34593.891447.7711.752535
7、0.34591第二章 斜齿圆柱齿轮的设计2.1 高速轴上的大小齿轮传动设计(1) 选用标准斜齿轮圆柱齿轮传动： 查表10-9得：小齿轮选择40钢调质，HBS =240280；1大齿轮选择45刚常化,HBS =217255；2此时两齿轮最小硬度差为240-217=13；比希望值略小些，可以初步试算。 因输送为一般通用机械，故选齿轮精度等级为8级。(2) 齿数的选择： 现为软齿面齿轮，齿数应比根切齿数较多为宜，初选z =221z = ii z i =5.05 x 22=11121取大齿轮齿数z =111,则齿数比为u二Z /z =111/22=5.045。与原要求2 2 1仅差(5.0577-5.
8、045)/5.045=0.251%，故可以满足要求。(3) 选择螺旋角B：按经验，8 P 20，现选P =13(4) 计算当量齿数，查齿形系数：z = z /cos3 3 =22/ cos313 =22.70v11z = z /cos33=111/ cos313 =115.68v 2 2查图表10-14Y 二 0.7 Y 二 0.9NT1NT 2查图表10-16b = 440Mpa b = 460Mpa S = 1.0F lim1F lim 2F(5) 选择齿宽系数：9 =1.0d(6) 计算几何参数：tga 二tga / cos P =tg20 / cos13 =0.3735tna =20.
9、480 = 20c2848tsinP = sinP cosa = sinl3 cos20 =0.2113bne 二1.88-3.2(1/z 1 +1/ z ) cos P 二1.88-3.2x (1/22+1/111)cos13 a2=1.666(7) 按齿面接触疲劳强度设计：区域系数KH xa limlN1ZH 1=SH=617.5MpaKH xa lim2N2ZH2=552.9MpaSHSH = 1.0计算小齿轮分度圆d1=43.305 mmSH=1.0,计算法面模数mnmn=cosP xd1/z1=cos13 x43.305/23=2.00mm(8) 按齿根弯曲疲劳强度设计： 查表10-
10、5，插值得；Y = 2.72 Y = 2.1712F1F 2=1.6KT1cs 卩 y Y =28.8002 MPa bm 2 ZF1 S1n1aF1Y 二 1.57S1Y 二 1.7988S2YYaF2=aF 2 S 2F1 YF1YS1 =33.7942MPaa =308MPaF1a =414MPa F2a a , a a ,齿根弯曲强度校核合格 F1F1F 2F 2(9) 按接触强度决定模数值：取 m =2mm(10) 初算传动尺寸，计算中心距：a二m(Z+ z )/2 cos p =2x (22+lll)/2cosl3 =136mm标准化后取 a=136mm(11)修正螺旋角B：p =
11、 arccos m( Zi +)=arccos 2(22 + X11) = 12.058。= 12。3282a2 x 136(12) 计算端面模数：m22.045 mmm nt cos p cos 12.058 o(13) 计算传动的其他尺寸：d = m x z = 2.045 x 22 = 44.992mm1 t1d = m x z = 2.045 x 111 = 226.995mm2 t2b =0 x d 1.0 x 44.992 二 44.992mm2 d 1b 45mm b 50 mm12(14)计算齿面上的载荷：2T2 x197031 909.964Nd 43.3051F F x t
12、an 909 .964 x tan 20.480 o 339 .85 NrttF F xtanp 909.964xtan12.058o194.38Nat2.2 低速轴上的大小齿轮传动设计(1) 选用标准斜齿轮圆柱齿轮传动： 小齿轮选择40钢调质,查表10-9得：HBS =240280；1大齿轮选择45刚常化查表10-9得：HBS =217255；2此时两齿轮最小硬度差为240-217=13；比希望值略小些，可以初步试算。 因输送为一般通用机械，故选齿轮精度等级为8级。(2) 齿数的选择： 现为软齿面齿轮，齿数应比根切齿数较多为宜，初选z =271z = i2 z i =3.89054x 25=
13、106取大齿轮齿数z =106，则齿数比为u二z /z =106/27=3.92。与原要求仅2 2 1差(3.92-3.89054)/3.92=0.007%，故可以满足要求。(3) 选择螺旋角B：按经验,8 P 20，现选P =12(4) 计算当量齿数，查齿形系数：z = z /cos3 p =27/ cos3 12.056 =28.86834v11z = z /cos3 p =106/ cos312.056=113.3349v 22查表10-5，并应用插值法求得；Y = 2.57 Y = 2.1752 Y 二 1.60 Y 二 1.7949F1F 2S1S2(5) 选择齿宽系数：9 =1.0
14、d(6) 计算几何参数：tga 二tga / cos p =tg20 / cos12 =0.372tna =20.4103 = 20c2436tsinp = sinp cosa = sin12cos20 =0.195P =11.262 = lld543be 二1.88-3.2(1/z 1 +1/ z ) cos P 二1.88-3.2x (1/27+1/106)cos12 a2=1.6869(7) 按齿面接触疲劳强度设计： 区域系数KH xa limlN1ZH 1= SH=617.5MpaKH xa lim2N2ZH2=552.9MpaSHSH = 1.0计算小齿轮分度圆d1=57.2436 mmSH=1.0,计算法面模数mnmn=cosP xd1/z1=cos12 x57.
