二级减速器展开式课程设计.docx
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1、冬航N营大孝精密机械程设计2011年3月13日目录一、设计任务书3,、传方的比车乂和匕tfttfftft(tfaB(a3三、装置的各级传动比安排4四、各轴的转速、功率、转矩4五、电动机的选择6六、齿轮的选材、设计计算及校核6七、各段轴的设计计算及校核13八、滚动轴承的选择计算及寿命校核22九、联轴器的选择及校核23十、键的选择与校核24十一、箱体的尺寸设计及计算27十二、尺寸公差设计28十三、减速器的技术特性、润滑方式、润滑剂及密封件的选择32十四、参考文献34.一、设计任务书(一)、设计课题:二级圆柱直齿轮减速器的设计(二)、技术指标:(1)减速胧输出功率:1.95.2.66、3.54kWo
2、(2)减速器的输入轴转速:940rmin或960rmin.(3)总传动比:i=10(4)运用寿命10年,每年工作250天,每天工作8小时.(5)双向传动(传动无空回),毂荷基本稳定,常温下工作。二、传动方案的比较和拟定(一)、拟定设计方案:1.绽开式特点:输入输出轴不在同一方向,结构简洁,非对称分布,轴向尺寸小,径向尺寸大。2.同轴式特点:输入输出轴在同一方向,轴向尺寸大,径向尺寸小,中间轴较长,刚度较差。(二)、选择设计方案:依据老师分组要求,选择绽开式方案。简图如下:2NT工伸帆I其特点为:它具有固定的传动比,结构索凌、机体封闭并仃较大的刚度、传动牢弁:绽开式由手齿轮相对于轴承为不对称布置
3、,因而沿齿向教荷分布不匀称,耍求轴有较大的刚度.三、装置的各级传动比的安排高速级的两齿轮分别为齿轮1和齿轮2,低速级的两齿轮分别是齿轮3和齿轮4高速级的传动比为心,低速级的传动比为i34.总传动比i=10,is=(1.3-1.5)i34此处选择计算如下:ii21.5iMn三1.S三3.87iw=2.58四、各轴的转速、功率和转矩(一)、各轴的转速n:因为n=960rminnx=ni3=96r.minn=m*im=256.32rmin(二)、各轴的功率P:设输入轴的功率为P”中间轴的功率为P2,输出轴的功率为P”已知工作机的功率为P=2.66kw;由P1.=P:Pz三P1.11;P3=P2nr.
4、;Pg=P3nr;式中n一一联轴器效率(0.99)力对轴承效率(0.97)If-高速级齿轮传动效率0.97)%低速级齿轮传动效率(0.97)P一一电机输出效率TP一一额定功率(应稍大于所需功率)则可计算出p=3.13kw,/3.IOkw,A=2.91kw,1.=2.74kw(三)、各轴的转矩T:转矩T及其分布为7;=9550000%Nmmi=1,2,3所以转矩7;-30800Nmm7;108000Nmm7;=2730OoNmm五、电动机的选择由参考资料差得,选择电动机型号为Y132MI-6,其额定输出功率4Kw,同步转速为1000rmin,质址73kg.六、齿轮的选材、设计计算及校核(一)、齿
5、轮材料的选择:全部齿轮均取材料40Cr,小齿轮经表面淬火40-56HRC:大齿轮经调制处理后硬度为300HBW。(二)齿轮的设计计算1、确定许用接触应力:由公式IOH1.=XKH1.S”,为平安系数,对于正火、调侦、表面淬火的齿轮取1.1,对于表面滓火、渗碳、M化的齿轮取1.2。材料热处理方法齿面硬度7mm2碳钢和合金钢退火、正火、调质35OHBW2HBW+69整体淬火3850HRCI8HRC+I5表面淬火40-56HRCI7HRC+20合金钢渗碳滓火5464HRC23HRC氮化55O-75OHRC1.5HV小齿轮选用40Cr材料,衣面淬火处理由表.查出tjHIimbi=17HRC+2O=17
6、48+20=836N/mm2大齿轮转速较慢,同样选用40Cr材料,退火、正火、调财处理N/由表查出H1.imb2=2HBW+69mm2=2300+69=669%加因为51.hmb2.所以取KH1.=I对于小齿轮,同样由上图得N“产7X107乂N,=960*60*8*250*10=1.152XIO9取KH1.=1则瓜终可用Ej=sKm-669/1.1X1608836/1.2X1=696.67%而2、确定许用弯曲应力1.1.111.=XKFCXKF1.材料热处理方法硬度F1.imb1.齿面齿心碳钢(40、45)合金钢(40Cr.4OCrNi)正火调制18O-35OHBSI.8HBS合金钢(4OCr
7、.4()CrNi、4()CrVA)整体淬火45-55HRC500合金钢(40Cr,40CrNi、35CrMo)表面淬火48-58HRC27-35HRCx)合金钢40Cr.40CrVA,38CrMoAIA)氮化550-750HV2540HRCI2HRC+300合金钢20Cr、20CrMnTi)渗碳淬火5762HRC30-45HRC750大齿轮采纳正火、调成处理:%mb=1.8X300=54。%M取平安系数,=2,轮齿双面受我时的影响系数,轮齿单面受载时(正、反向传动的齿轮)K12=d*(Pd=40mm,b=E+(35)=45nn中心距:a=1.2(d+d:)=1(W.5=150mm。模数:m=(
8、0.015-0.03)*a1-1.575-3.15.取m1.=2.5齿数:Z)=dm=18.z2=dMm=664、验算弯曲应力:齿形系数曲线2T,Kt1.Kv由式Of=Yfrndd由X=O可从上图中查得Z=18,11=4.1.3,Z2=66,Yt75,且Kv=1.I8(此处选择齿轮为8级精度,且算得其圆周速度v=rdm/60/1000-2.21ms,再Ih查表得出)因50.8=,1/Yf1.f2/r,=5O.4故应验算大齿轮的弯曲应力因为是软齿面,所以KP=1.O7代入公式易得:5=75.33Nmm2V89Nmm2所以弯曲强度足够。5、殴算接触应力:由式。H=ZHZEZfKpv+13d取ZH=
9、1.76,Ze=I(直齿轮,Ze=27I(钢制齿轮)由下图得kv=1.18(8级精度齿轮),又K(M.07u=i=3.74d=44mmCPd=O.8求得H=573.6Vmm2V608f7mm2,所以接触强度足够.512级精度齿轮动载荷系数(二)低速级齿轮传动设计:低速级齿轮传动的设计思路与级高速级的设计思路相同。1、确定许用接触应力:小齿轮采纳表面泮火处理,大齿轮采纳正火调质处理。112=256.32rminnmbi=836mm26“”二669%川因为M即取K1.儿=1则最终可得E1.1.=至-XKm=669/1.1X1=6082、确定许用弯曲应力1.1.111.=XKFCXKF1.Himbi
10、=600N/mm2fFi1.=6002*0.7*1.=210N/mm2F111b2=1.8*300-510V,/nmK2k51.O2*O,7*I=189V,/mm所以,最终取”1=189%111123、求齿轮的基本参数分度圜直径:由式4=JZKE、.总里WnE;/得d=64nmd2=d*i23=1.7011m齿宽:E=d*tPd=65mm,b=b2+(35)=70mm。中心距:a=1.2(d+d2)=1.1.7mm。模数:m=(0.015-0.03)*a-2.5齿数:Z=d3m=26z4=1=50.8故应验算大齿轮的弯曲应力因为是软齿面,所以KP=I.09代入公式易得:2=158N/mm21.
11、89%m2所以弯曲强度足够。5、验算接触应力:由式,=ZHZEZ7黑手=575.67/,608/mm/mm所以接触强度足够,(三)齿轮其他参数的确定:I、齿顶高:hu=h=m=2.5mm,h.Fh,1.=m=2.5n2、齿根高:h1.=hrj=1.25m=3.125mm,hs=h11=3.125ran3、全齿高:1.=2.25m=5.625mn.h22.25m=5.625M4、顶隙:C1=0.25m=0.62511w,c,=0.25m=0.625mm5、齿顶圆直径:da=d+2h=49mmd112=dj+2h112=17Omm2hfi=158.75mmdf=d4-2hf1=163.75mm1.
12、=d.+21.u=69mm6、齿根圆直径:dft=d-2hf=37.75mmdf=d-2h=57.75mm7、齿距:p1.=11m=2.511,p,=11m=2.511七、各段轴的设计计算及校核(一)高速轴(输入轴)设计依据P=3.IOkwn1=960rminT1=3O8N*11d=c77查表的得C=I1.O计算得轴的酸小直径d=16.26三1、轴的长度设计AB段1为轴径最小段,且要与联轴器相联,包表选用H1.J弹性柱销联轴器(轴的转速大,可隔离振动和冲击得4=20三,1.1=52un.选择A型平键bh1.=6640un.BC段;需有一个定位联轴器的轴崩,且定位轴肩=(0.070.1)4并且此
13、处套有轴承端盖,需有密封司圈,查表选择密封毡固/=24,D=39,8=6得dt=25mm,1.2=58nn。CD段:安装轴承,此处轴段的直径在BC段上加上个非定位轴肩的高度=(1-2)d1,且与轴承相协作,选择轴承6206,其d=3011,D=62mm,B=16m11u得dj=30mm,1.j=16mmDE段:为一段光轴,且需定位轴承,故在上段轴径的基础上加上一个定位轴肩的高度,得=35mm,1.4=8ImmeEF段:此段为一段齿轮轴,其直径按齿轮的齿根圆直径克,得d,=37.75ran,1.5=15mm.FG段:安装轴承,同CD段轴径相同,且需有一套筒,得4,=3On1.m,1.6=26mm
14、。依据轴上标准零件的相关参数得详细轴的径向和横向尺寸如图:2、轴的复合强度计算1齿轮由公式F2T1/d,FT=F,.tan20M.1=F.,1.1.Mn=F,11.1=30800N11,=44nm,1.=1.1.1.5nm(F“为齿轮上的所受的周向力,F“为齿轮上的所受的径向力,M.,为轮1上水平面所受的弯矩,M1.为齿轮1上垂直面所受的弯矩)得F11=HOONF,产509.56NM.=156100NmmM.=56815.94Nmm(1)计算轴承A、B上的支反力由图得径向力:F-fa1.-Fi11.,=O得Frt1.=(Fi11.,)1.=373.79NFe=F11-Fe=135.77N圆周力
15、:F1JF1.b=FuFs1.-Ft1.1.1.=O得FU1.=(F,1.1.,1.)1.=1026.97NE,=F.-F.s=373.03N(2)画弯矩图图3计算MI=(M1.2+M.2=166118.214N*11ma=.p/.p=45/170=0.265(.1.f,查精密机械设计基础Pam表10-3得)M.=M2+(aT)=166318.61N*mm&=亚江西=33.31叫37.75mm此处平安,所以该输入轴的设计合格。(二)中间轴设计依据PZ=2.9kwni=256.32rminT2=108(XK)N*11md=cyjPn查表的得c=1.15计算得轴的最小直径ds=25.8mm1、轴的
16、长度设计AB段:选用轴承6206,其参数值为d=30mm,D=62mm,B=16三.得4=30三,1.1=30nm(此处至有轴套)Bca:安装高速级大齿轮,口有个非定位轴肩,得di=3411m,1.z=3811n,CD段:有段定位轴环得dI4Onuib1.1-411pDE段:安装低速级小齿轮,使其轴径与BC段相同,得d1.-z341111,q=GBmnioEF段:选择轴承6206相联接.得4二3OnHiI,1.、zz28n11o依据轴上标准零件的相关参数得详细轴的径向和横向尺寸如图:2、轴的复合强度计算由作用力反作用力得:Frt=FrtFr1.=FrtF11=F12%=R.得:F,2=509.
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