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一級圓柱齒輪減速器畢業(yè)設計說明書(編輯修改稿)

2025-01-04 05:43 本頁面
 

【文章內容簡介】 — I軸的輸入功率; PⅡ — Ⅱ軸的輸入功率; PⅢ — 卷筒軸的輸入功率; η 01— 電動機軸與 I 軸間的傳動效率; η 12— I軸與Ⅱ軸間的傳動效率。 電動機軸的輸出轉矩 Td(公式: Td=9550 Pd/ nm): Td=9550 Pd/ nm=9550 ( ) = I 軸 轉矩: T1= 01= ( ) = Ⅱ軸 轉矩: TⅡ = T1 .i1. η 12= 3 ( ) = 卷筒軸 轉矩: TⅢ = TⅡ . η 2. η 4= = 運動和動力參數(shù)的計算結果列于下表: 參數(shù) /軸名 電動機軸 Ⅰ軸 Ⅱ軸 卷筒軸 轉速 n/ ﹙ r/ min﹚ 710 輸入功率 P/ KW 輸入轉矩 T/ 傳動比 i 3 1 效率η 五、 傳動零件的設計計算 電機與減速器之間 皮帶形式的選擇 電機與減速器之間 皮帶 使用開口 V 帶傳動, 選 B 型 V 帶,線繩結構。 電機皮帶輪 設計 電機軸 端 D=38 ++0。 002 軸端臺階長 E=80 11 中心高 H=132 取三槽共寬 80( 19+19+19+ 2=80) , 內孔直徑φ 38,外徑尺寸φ 98,鍵槽尺寸等 具體見圖紙( SJ100505) 。 減速器高速軸皮帶輪 設計 輪槽外形尺寸 與電機皮帶輪 相同 , 重點 結合傳動比計算 外徑 尺寸 : φ 98 =φ 243,內孔直徑及鍵槽尺寸 經 由進行軸設計時選取具體尺寸見圖紙( SJ100509)。 齒輪設計 ⑴ 選擇 齒輪材料 及 精度 等 級 : 小齒輪選用 45 鋼調質,硬度 220~ 250HBS。 大齒輪選用 45 鋼正大,硬度 170~ 210HBS。 因為是普通減速器由 《機械設計基礎》(以下簡稱“書”) 表 選 8 級精度,要求齒面粗糙度 Ra≤ ~ 。 ⑵ 按 齒面接觸疲勞強度設計: 因兩齒輪均為鋼質齒輪, 應用書公式( ) 可知: d1≥ 3√ KT1(u177。 1)/ φ du〔σ H〕 2 求出 d1 值,確定有關參數(shù)與系數(shù): ①轉矩 T1 T1 = 106P/n1= 106 。 mm ≈ 104 N。 mm 載荷系數(shù) K,查 “書” 表 取 K= 齒數(shù) Z1 和齒寬系數(shù) & d: 齒輪傳動為 3,推薦取 Z1=24~ 40(閉式輪齒面齒輪傳動), 小齒輪的齒數(shù) Z1 取 25,則大齒輪齒數(shù)為 75,因單級齒輪傳動為對稱布置,而齒輪齒面又為軟齒面,由 “書” 表 取 & d =1。 許用接觸應力 [σ H] 由 “書” 圖 查得: σ Hlim1=560MPa, σ Hlim2=530MPa 由 “書” 表 查得 , SH=1, N1=60njLh=60 1 (10 52 40 2) ≈ 108 N2= N1/i= 108/3= 108 12 查 “書” 圖 得 ZNT1=, ZNT2= 由 “書” 公式( )可得: [σ H]1=ZNT1σ Hlim1/SH= 560/1( MPa) = [σ H]2= ZNT2σ Hlim2/SH= 530/1MPa=583MPa 故: d1≥ 3√ KT1(u+1)/ & d u[σ H]2 = 3√ 104 5/1 4 5602 = 由 “書” 表 綜合考慮,選 取標準模數(shù) m= ⑶主要尺寸計算 d1=mZ1= 25( mm) = d2=mZ2= 75( mm) = b=& dd1=1 = 經圓整后 , 取 b2=65mm。 b1= b2+5( mm) =65+5( mm) =70mm a=1/2m(Z1+Z2)=1/2 (25+75)=125mm ⑷按齒根疲勞強度 校核 由 “書” 公式( )得出 σ F,如 σ F≤ [σ F]則校核合格 確定有關系數(shù)與參數(shù): ⑴齒形系數(shù) YF 查 “書” 表 得 YF1= YF2= ⑵應力修正系數(shù) YS 查 “書” 表 得 YS1= YS2= ⑶許用彎曲應力 [σ F] 由 “書” 圖 查得 σ FLIM1=210 MPa , σ FLIM2=190 MPa 由 “書” 表 查得 SF= 由 “書” 圖 查得 YNT1=YNT2=1 由式 “書” 可得 : [σ F]1= YNT1σ FLIM1/SF=1 210/=162MPa [σ F]2= YNT2σ FLIM2/SF=1 190/=146MPa 故, σ F1=2KT1YFYS/bm2Z1=2 104 25 =< [σ F]1=162MPa σ F2=σ F1 YF2YS2/ YF1 YS1= =< [σ F]2=146MPa 齒輪彎曲強度 校核 合格。 13 ⑸驗算齒輪的圓周速度 V V=π d1n1/ 60 1000=π 1000m/s=由表 可知,選 8級精度是合 適 的。 ⑹幾何尺寸計算。 齒數(shù)、模數(shù)如下表: 項 目 齒 數(shù) 模 數(shù) 小齒輪 25 大齒輪 75 幾何尺寸見下表 序號 名稱 符號 計算公式 小齒尺寸( mm) 大齒輪尺寸( mm) 1 齒頂高 Ha Ha=m 2 齒根高 hf hf= 3 齒全高 h H= ha+hf 4 頂隙 c C= 5 分度圓直徑 d D=mz 6 齒頂圓直徑 da Da=d+2ha 7 齒根圓直徑 df df=d2hf 8 齒距 P P=π m 9 齒厚 S S=P/2 ≈ ≈ 10 齒槽寬 e e=P/2 ≈ ≈ 11 標準中心距 a a=1/2m(z2+z1) 125 Ⅰ軸 (減速器高速軸) 的設計 1) 選擇軸的材料,確定許用應力 : 由已知條件可知 , 減速器傳遞的功率較小,對材料無特殊要求,故選用 45鋼并經調質處理,由 “書” 表 查得, 強 度極限σ B=650 MPa,由 “書” 表 查得許用彎曲應力 [σ1b]=60 MPa 2) 按扭轉強度估算直徑: 由 “書” 表 得 C=107~ 118 由式 得 d≥ √ p/ n=(107~ 118) 3√ / =(107~ 118) 14 =~ 由于軸上有鍵槽,將最小直徑加大 3%~ 5%則: ( ~ )( 1+5%) =~ 由設計手冊取 , 標準直徑 d1=25mm 3) 軸的結構設計: 由于是單級減速器,故可將齒輪布置在箱體內部中央,將軸承對稱安裝在齒輪兩側,軸的外伸端安裝皮帶輪 。 軸上零件的裝配順序:軸承分別從兩端裝入,齒輪初定為整體軸齒 ,兩端軸承均用軸肩固定, 周向采用過盈配合固定。 b、 確定各軸 段 的直徑 軸段 ① 即: 外伸端(裝皮帶輪 處 )直徑最小 d1=25mm, 考慮到要對安裝在軸段① (外伸端) 上的皮帶輪進行定位,軸段②上應有軸肩,同時為能更順利地在軸段②上安裝軸承,軸段②必須滿足軸承內徑的標準,故取軸段②的直徑 d2 為 30mm, 軸段③考慮要過渡至軸段④,軸段④即為齒輪處, 確定制成整體軸齒式 , 而小齒輪的齒根圓為 mm,故將軸段③設計成帶錐度,小端直徑為 216。40 mm,大端直徑為 216。50 mm。 同法 可 確定 軸段 ⑤ 的 小端直徑為 216。40 mm, 大端直徑為 216。50 mm,軸段 ⑥ 同樣要滿足安裝軸承的需要,故取軸段 ⑥ 的直徑 d2 取為 216。30mm。 c、確定各軸段的長度: 軸段①用于安裝皮帶輪,皮帶輪的寬度為 80mm,故將軸段①的長度相應取為 80mm 。小齒輪的寬度為 70mm,故取軸段④的長度為 70mm,齒輪兩端考慮齒 輪端不會與箱體內壁相碰,軸臺階分別留長 25mm,即軸段③、軸段 ⑤ 的長度均為 25mm。為保證軸承安裝在箱體軸承座孔中(軸承選用 6006,軸承驗算見設計說明書后面部分,軸承寬度為 13mm,尺寸 30 55 13),并綜合考慮取整、軸承潤滑等各種因素,故取軸段 ⑥ 的長度為 14mm,同時根據(jù)箱體結構及聯(lián)軸器距軸承要有一定距離的要求,軸段②的長度取為 61mm,則兩軸承支點距離 L=133mm。 在軸段①上加工出鍵槽,鍵槽比相應的輪轂寬度小約 10mm,鍵槽的寬度按軸 段直徑 216。25查表知用平鍵 8 7,長度為 70mm。Ⅰ軸(減速器高速軸)總長度為 275mm。 d、選定軸的結構細節(jié),如圓角,倒角,退刀槽等尺寸 為裝配皮帶輪時的方便,軸段①的倒角取為 45176。,相應裝配軸承的軸段 ⑥ 的倒角同樣取為 45176。,其余倒角 45176。 為減小應力集中的出現(xiàn),軸段②與軸段③之間用 R1 圓角過渡,軸段③與軸段④之間用R2 圓角過渡,軸段④與軸段 ⑤ 之間同樣用 R2 圓角過渡,其余用 R1 圓角過渡。 按設計結果畫出軸的結構草 圖 。 4) 按彎扭合成強度校核軸徑: ⑴畫出軸的受力圖 b。 15 ⑵作水平面內的彎矩圖 c。 小齒輪 扭 距 : T1= 104 , 計算其圓周力: 圓周力: Ft=2T1/ d=2 104/ = 104= 103N 徑向力: Fr= = 103 tg200=728N 法向力: Fn
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