圓錐齒輪減速器設計

   時間:2014-03-11 11:56:36
圓錐齒輪減速器設計簡介
    附件下載:圓錐齒輪減速器設計.zip內容簡介:機械設計課程設計任務書學號   姓名   設計題號設計題目:設計帶式輸送機設計圓柱圓錐齒輪帶式輸送機 ,送……
圓錐齒輪減速器設計正文
  

附件下載:

圓錐齒輪減速器設計.zip

內容簡介:

機械設計課程設計任務書學號
 姓名
 設計題號設計題目:設計帶式輸送機設計圓柱圓錐齒輪帶式輸送機 ,送帶轂輪傳動效率是0.96,兩班,單向運轉,工作載荷平穩,使用壽命8年,每年300天,中等批量生產。允許輸送帶速度誤差為±5%。機械運動簡圖:題目數據輸送帶拉力F= 4.5KN輸送帶速度V=1.8m/s滾輪直徑 D=450mm設計工作量:一 傳動方案分析該方案的優缺點: 該工作機運動較平穩,載荷變化不大,採用圓錐圓柱齒輪減速器這種簡單傳動結構,能使傳動效率高,結構緊湊。採用閉式齒輪傳動能有效防塵,保證潤齒輪潤滑的良好。圓錐圓柱齒輪減速,是減速器中應用最廣泛的一種。齒輪相對於軸承不對稱,要求軸具有較大的剛度。高速級齒輪常布置在遠離扭矩輸入端的一邊,以減小因彎曲變形所引起的載荷沿齒寬分佈不均現象.二.原動機選擇與計算(Y系列三相交流非同步電動機)2.1類型:Y系列三相非同步電動機;2.2功率選擇:計算工作機所需功率:工作機所需轉速:電機所需功率:;其中,為滾筒效率,0.96 聯軸器效率,0.99為齒輪效率,0.97為軸承效率,0.99所以=9.34 KW2.3電機轉速選擇輸送機工作轉速電機同步轉速選:1000;2.4電機型號確定所以查表選電機型號為:Y132M1-6 電機參數:額定功率:4Kw滿載轉速:=960

 

三.傳動裝置的運動和動力參數的選擇和計算3.1總傳動比和各級傳動比分配:其中:為高速級傳動比,為低速級傳動比,且,取:;3.2各軸傳動裝置的運動和動力參數1)高速軸:;2)中間軸:;3)低速軸:;四高速級齒輪傳動設計(錐齒傳動)1、圓錐直齒齒輪傳動的計算選擇齒形制GB12369-90,齒形角小錐齒輪懸臂布置。(1)選擇齒輪材料和精度等級①材料均選取45號鋼調質。小齒輪齒面硬度為250HBS,大齒輪齒面硬度為220HBS。②精度等級取8級。③試選小齒輪齒數調整后(2)按齒面接觸疲勞強度設計查[3](10-26)有齒面接觸疲勞強度設計公式①試選載荷係數:。②計算小齒輪傳遞的扭矩:③取齒寬係數:④確定彈性影響係數:由[3]表10-6,⑤確定區域係數:查[3]圖10-30,標準直齒圓錐齒輪傳動:⑥根據循環次數公式[3]式10-13,計算應力循環次數:⑦查[3]圖10-19得接觸疲勞壽命係數:⑧查[3]圖10-21(d)得疲勞極限應力:⑨由[3]式10-12計算接觸疲勞許用應力,取失效概率為1%,安全係數⑩由接觸強度計算出小齒輪分度圓直徑:,⑪則⑫齒輪的圓周速度⑬計算載荷係數:a:齒輪使用係數,查[3]表10-2得b:動載係數,查[3]圖10-8得c:齒間分配係數,查[3]表10-3得d:齒向載荷分佈係數查[3]表10-9得,所以e:接觸強度載荷係數13按載荷係數校正分度圓直徑取標準值,模數圓整為14計算齒輪的相關參數15確定齒寬:圓整取(3)校核齒根彎曲疲勞強度1載荷係數2當量齒數3查[3]表10-5得4取安全係數由[3]圖10-18得彎曲疲勞壽命係數查[3]圖10-20(c)得彎曲疲勞極限為:許用應力5校核強度,由[3]式10-23計算得可知彎曲強度滿足,參數合理。

 

五低速級齒輪傳動設計一、選精度等級、材料及齒數1為提高傳動平穩性及強度,選用斜齒圓柱齒輪小齒輪材料:45鋼調質 HBS1=240接觸疲勞強度極限MPa(由[1]P207圖10-21d)彎曲疲勞強度極限Mpa(由[1]P204圖10-20c)大齒輪材料:45號鋼正火 HBS2=200接觸疲勞強度極限MPa(由[1]P206圖10-21c)彎曲疲勞強度極限Mpa(由[1]P204圖10-20b)3精度等級選用7級精度4初選小齒輪齒數大齒輪齒數Z2=Z1=24×4=96取965初選螺旋角二)按齒面接觸強度設計計算公式: mm(由[1]P216式10-21)1.確定公式內的各計算參數數值初選載荷係數小齒輪傳遞的轉矩N·mm齒寬係數(由[1]P201表10-7)材料的彈性影響係數Mpa1/2(由[1]P198表10-6)區域係數(由[1]P215圖10-30)(由[1]P214圖10-26)應力循環次數接觸疲勞壽命係數(由[1]P203圖10-19)接觸疲勞許用應力取安全係數.∴取2.計算(1)試算小齒輪分度圓直徑=81.92(2)計算圓周速度m/s(3)計算齒寬b及模數mntmmb/h=10.99?4?計算縱向重合度=2.093(5)計算載荷係數①使用係數<由[1] P190表10-2>根據電動機驅動得②動載係數<由[1] P192表10-8>根據v=1.47 7級精度③按齒面接觸強度計算時的齒向載荷分佈係數<由[1]P194表10-4>根據小齒輪相對支承為非對稱布置、7級精度、=1.0、mm,得=1.427④按齒根彎曲強度計算時的齒向載荷分佈係數<由[1]P195圖10-13>根據b/h=10.99、⑤齒向載荷分配係數<由[1]P193表10-3>假設,根據7級精度,軟齒面傳動,得=2.75(6)按實際的載荷係數修正所算得的分度圓直徑<由[1]P200式(10-10a)> mm(7)計算模數三)按齒根彎曲強度設計<由[1]P198式(10-5)>1確定計算參數(1)計算載荷係數K(2)螺旋角影響係數<由[1]P215圖10-28>根據縱向重合係數,得0.88(3)彎曲疲勞係數KFN<由[1]P202圖10-18>得(4)計算彎曲疲勞許用應力取彎曲疲勞安全係數S=1.2 <由[1]P202式(10-12)>得(5)計算當量齒數ZV取27取105(6)查取齒型係數YFα應力校正係數YSα<由[1]P197表10-5>得 (7)計算大小齒輪的並加以比較比較<所以大齒輪的數值大,故取0.0139522計算=2.69取m=3四)分析對比計算結果對比計算結果,取=3已可滿足齒根彎曲強度。但為了同時滿足接觸疲勞強度,需按接觸疲勞強度算得的d1=98.09來計算32128需滿足互質五)幾何尺寸計算1計算中心距阿a將a圓整為25mm2按圓整后的中心距修正螺旋角β3計算大小齒輪的分度圓直徑d1、d2 100mm 4計算齒寬度 B=mm取B1=100,B2=95

 

六、軸的計算1、I軸的計算(1)求作用在齒輪上的力(1)初估軸的最小直徑先按[3]式15-2初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼,調質處理。根據[3]表15-3,取,於是得由於輸入軸的最小直徑是安裝聯軸器,使所選軸徑與聯軸器孔徑相適應,故需同時選擇聯軸器型號。(4)軸的結構設計擬定軸上零件的裝配方案,如下圖1)軸段1-2,由聯軸器型號直徑為30mm,右端應有軸肩定位,軸向長度應該略小於60mm,取58mm。2)軸段2-3,由軸承內圈直徑得軸段直徑為35mm。左端聯軸器又端面距離短蓋取30mm,加上軸承寬度和端蓋寬度,軸段長度定為65.25mm。3)軸段3-4,由於小齒輪懸臂布置,軸承支點跨距應取懸臂長度的大約兩倍,由此計算出軸段長度為113mm。又有軸肩定位的需要,軸肩高度取3.5mm,所以軸段直徑取42mm。4)軸段4-5,先初選軸承型號,由受力情況選擇圓錐滾子軸承,型號取30207,內徑為35mm。所以軸段直徑為35mm,長度應略小於軸承內圈寬度17mm,取為15mm。5)軸段5-6,小錐齒輪輪轂長度為38mm,齒輪左端面距離套杯距離約為8mm,再加上套杯厚度,確定軸段長度為54mm,直徑為32mm。6)零件的周向定位查[1]表14-24得左端半聯軸器定位用平鍵,寬度為8mm,長度略小於軸段,取50mm,選取鍵,右端小齒輪定位用平鍵,寬度為10mm,長度略小於軸段,取30mm,選取鍵。7)軸上圓角和倒角尺寸參考[1]表12-13,取軸端倒角為2mm,圓角取2mm(5)求軸上的載荷根據軸的結構圖和受力情況得出軸所受彎矩扭矩如圖所示(6)按彎扭合成應力校核軸的強度由上圖可知,應力最大的位置,只需校核此處即可,根據[3]式15-5及以上數據,以及軸單向旋轉,扭轉切應力為脈動循環變應力,取,軸的計算應力查[3]表15-1得,因此,軸安全。2、II軸的計算(1)軸上的功率,轉速,轉矩,(2)求作用在齒輪上的力大圓錐齒輪:圓周力,軸向力,徑向力圓柱齒輪:圓周力,軸向力,徑向力。(3)初估軸的最小直徑先按[3]式15-2初步估算軸的最小直徑。由於此軸為齒輪軸,選取軸的材料應同圓柱齒輪一樣,為45,調質處理。根據[3]表15-3,取,於是得(4)軸的結構設計1)軸段1-2,選用軸承型號為30208,軸段直徑為40mm,齒輪端面距離箱體內壁取10mm,軸承距內壁2mm,所以軸段長度取35.5mm。2)軸段2-3,由於箱體內壁應該相對於輸入軸的中心線對稱,通過計算此段長度為20mm,又有定位需要,軸徑取58mm。3)軸段4-5,由設計結果,齒寬為115mm,取此軸段長為113mm。4)軸段2-3,軸段3-4,是定位軸肩,軸徑取55mm,。5)軸段5-6,用於裝軸承,長度取35.5mm,直徑取40mm。6)零件的周向定位查[1]表14-24得齒輪定位用平鍵,寬度為14mm,長度略小於軸段,分別取為110mm和56mm,選取鍵14X9。8軸上圓角和倒角尺寸參考[1]表12-13,取軸端倒角為2mm,圓角取1.6mm3、低速軸的設計:⑴確定各軸段直徑1)計算最小軸段直徑。因為軸主要承受轉矩作用,所以按扭轉強度計算,由式14-2得:考慮到該軸段上開有鍵槽,因此根據聯軸器選擇(後面將有計算),取選用TL4型彈性套柱聯軸器,公稱直徑為1250N*m。半聯徑dⅠ=60m,故取d1-2=60m,半聯軸器長度L=112mm,半聯軸器與軸配合的轂孔長度L=110mm2)選軸承30213。因此3)設計軸段,為使軸承裝拆方便,查手冊62頁,表6-1,取,採用套筒給軸承定位,因此取mm4)齒輪孔徑為80mm,因此5)軸承由套筒定位,套筒另一端靠齒輪齒根處定位,。6),。⑵確定各軸段長度。有聯軸器的尺寸決定(後面將會講到).因為,所以L3=89.5mmL4108mm因為軸長要比齒輪寬短2mmL5=10.5 mmL6=27mm其它各軸段長度由結構決定。(4).校核該軸和軸承:求作用力、力矩和和力矩、危險截面的當量彎矩。作用在齒輪上的圓周力:徑向力:軸向力:可知:L1=111.9mm L2=149.1 3=64m求水平面的支承力。計算、繪製水平面彎矩圖。求垂直面的支反力:計算垂直彎矩:合成彎矩。扭轉切應力是脈動循環變應力,則摺合係數,則軸的計算應力:
軸的材料為45鋼,調質處理,由(2)表15-1查得:,因此,故安全。六.精確校核軸的疲勞強度判斷危險截面,從應力集中對軸疲勞強度的影響,截面7應力集中最嚴重,因此需校核截面7兩側校核危險截面左側:
抗彎截面係數:
抗扭截面係數:
彎矩及彎曲應力:

扭矩及扭轉切應力:

軸的材料為45鋼,調質處理,由(2)表15-1查得:應力集中係數:,查附表3-2得:
由附表3-1得軸的敏性係數為:
故有效應力集中係數:由附圖3-2得尺寸係數:由附圖3-3得扭轉尺寸係數:查附圖3-4表面質量係數為:軸未經表面強化處理,則:綜合係數值:碳鋼的特性係數:,取:5,取:則計算安全係數,得:軸左截面安全3.校核危險截面右側
抗彎截面係數:
抗扭截面係數:
彎矩及彎曲應力:

扭矩及扭轉切應力:

過盈配合處的值,由附表3-8用插入法求出,並取
,於是得:
軸按磨削加工,由附圖3-4得表面質量係數為:故得綜合係數為:所以軸在危險截面右側的安全係數為:
故該軸在危險截面的右側的強度也是足夠的。

 

七、軸承的校核1低速軸軸承校核由於低速軸受力最大,傳遞轉矩最大,本文只校核低速軸軸承30213的校核求兩軸承受到的徑向載荷徑向力查[1]表15-1,得e=1.5=0.415,軸向力當量載荷由於,所以。由於為一般載荷,所以載荷係數為,故當量載荷為軸承壽命的校核故軸承壽命滿足要求。八鍵的設計與校核:1)高速軸鍵的校核根據,,故軸段上採用鍵,採用A型普通鍵:綜合考慮取=70得查課本155頁表10-10所選鍵為:安全合格。(2)中間軸鍵的校核:只校核小齒輪處的鍵,因為小齒輪處比大齒輪處短,而鍵的其它參數相同,小齒輪的合格,大齒輪處也合格。因為d=45裝聯軸器查課本153頁表10-9選鍵為查課本155頁表10-10得因為L1=56初選鍵長為l=45,校核所以所選鍵為:安全合格。(3)低速軸聯軸器處的鍵校核:因為d=64裝聯軸器查課本153頁表10-9選鍵為查課本155頁表10-10得因為L1=90初選鍵長為,校核所以所選鍵為:安全合格。(4)低速軸齒輪處的鍵校核:因為d=80裝聯軸器查課本153頁表10-9選鍵為查課本155頁表10-10得因為L1=100初選鍵長為,校核所以所選鍵為:安全合格。九.聯軸器的選擇計算聯軸器所需的轉矩:查課本269表17-1取查手冊94頁表8-7選用型號為HL2的彈性柱銷聯軸器,其公稱轉矩為315N.m。計算聯軸器所需的轉矩:查課本269表17-1取查手冊94頁表8-7選用型號為HL5的彈性柱銷聯軸器,其公稱轉矩為2000N.m。十.潤滑方式的確定1、齒輪的潤滑採用浸油潤滑,浸油高度為半個齒寬到一個齒寬,取為35mm。2、滾動軸承的潤滑由於軸承周向速度為3.26m/s,所以開設油溝、採用飛濺潤滑。3、潤滑油的選擇齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利,考慮到該裝置用於閉式齒輪設備,選用中負荷工業齒輪油220。4、密封方法的選取選用凸緣式端蓋易於調整,採用氈圈密封,結構簡單。軸承蓋結構尺寸按用其定位的軸承的外徑決定。十一、減速器結構尺寸箱體尺寸:箱體壁厚箱蓋壁厚箱座凸緣厚度b=15mm箱蓋凸緣厚度b1=15mm箱座底凸緣厚度b2=20mm地腳螺栓直徑df=M14地腳螺栓數目n=4軸承旁聯接螺栓直徑d1=M8軸承端蓋螺釘直徑d3=M8定位銷直徑d=10mm外箱壁至軸承座端面距離L1=32mm大齒輪頂圓與內箱壁距離△1=12mm齒輪端面與內箱壁距離△2=10.5mm箱蓋,箱座肋厚m1=m=7mm軸承端蓋外徑D2:115;115;155以上尺寸參考機械設計課程設計P17~P21參考資料[1]《機械設計》,高等教育出版社,濮良貴,紀明剛主編,2005年12月第八版;[2]《機械設計課程設計》,機械工業出版社,王昆主編,1996;[3]《機械設計手冊》,化學工業出版社,成大先主編,1992年第三版;[4]《機械原理》,高等教育出版社,孫桓主編,2005年12月第七版;

 

[圓錐齒輪減速器設計],你可能也喜歡

  • 室內設計製圖基礎
  • 花鍵設計
  • 圓錐截線論
  • 機械機構設計
  • 齒輪傳動機構
  • 齒輪減速機構
  • 齒輪省力機構
  • 周轉齒輪機構
  • 齒輪機構設計
  • autocad機械設計製圖
  • 刮泥機減速機
  • 行星式減速機減速比
  • 北譯精機減速機
  • 成大精機減速機
  • 圓錐滾子軸承安裝
  • 圓錐體展開圖角度
  • 圓錐展開圖 cad
  • 圓錐滾子軸承
Bookmark the permalink ,來源:
One thought on “圓錐齒輪減速器設計