设计要求:a)计说明书一份 b)减速器装配图1张 c)减速器零件图2-3张
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机械设计课程设计计算说明书
一、传动方案拟定…………….……………………………….2
二、电动机的选择……………………………………….…….2
三、计算总传动比及分配各级的传动比……………….…….4
四、运动参数及动力参数计算………………………….…….5
五、传动零件的设计计算………………………………….….6
六、轴的设计计算………………………………………….....12
七、滚动轴承的选择及校核計算………………………….…19
八、键联接的选择及计算………..……………………………22
设计题目:V带——单级圆柱减速器计算过程及计算說明
(1) 工作条件:使用年限8年工作为二班工作制,载荷平稳环境清洁。
1、电动机类型的选择: Y系列三相异步电动机
(1)传动装置的總功率:
η总=η带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒
(2)电机所需的工作功率:
按手册P7表1推荐的传动比合理范围取圆柱齿轮传动一级减速器传動比范围I’a=3~6。取V带传动比I’1=2~4则总传动比理时范围为I’a=6~24。故电动机转速的可选范围为n’d=I’a×
符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500r/min根据容量囷转速,由有关手册查出有三种适用的电动机型号:因此有三种传支比方案:如指导书P15页第一表综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比,可见第2方案比较适合则选n=1000r/min 。4、确定电动机型号
根据以上选用的电动机类型所需的额定功率及同步轉速,选定电动机型号为Y132S-6
其主要性能:额定功率:3KW,满载转速960r/min额定转矩2.0。质量63kg
三、计算总传动比及分配各级的传动比
(1) 据指导书P7表1,取齿轮i齿轮=6(单级减速器i=3~6合理)
(2) ∵i总=i齿轮×I带
四、运动参数及动力参数计算
1、计算各轴转速(r/min)
2、 计算各轴的功率(KW)
3、 计算各軸扭矩(N?;mm)
五、传动零件的设计计算
1、 皮带轮传动的设计计算
(1) 选择普通V带截型
由课本P82图5-10得:选用A型V带
(2) 确定带轮基准直径并验算帶速
由课本图5-10得,推荐的小带轮基准直径为
在5~25m/s范围内带速合适。
(3) 确定带长和中心矩
根据课本P84式(5-14)得
由课本P84式(5-15)得:
根据课本P84式(5-16)得:
则作用在轴承的压力FQ由课本P87式(5-19)
2、齿轮传动的设计计算
(1)选择齿轮材料及精度等级
考虑减速器传递功率不大,所以齿轮采鼡软齿面小齿轮选用40Cr调质,齿面硬度为240~260HBS大齿轮选用45钢,调质齿面硬度220HBS;根据课本P139表6-12选7级精度。齿面粗糙度Ra≤1.6~3.2μm
(2)按齿面接触疲劳强度設计
确定有关参数如下:传动比i齿=6
取小齿轮齿数Z1=20则大齿轮齿数:
由课本P133式6-52计算应力循环次数NL
由课本P135图6-34查得接触疲劳的寿命系数:
通用齿輪和一般工业齿轮,按一般可靠度要求选取安全系数SH=1.0
(6)校核齿根弯曲疲劳强度
(7)齿形系数YFa和应力修正系数YSa
由课本图6-35C查得:
试验齿轮的应力修正系数YST=2
按一般可靠度选取安全系数SF=1.25
计算两轮的许用弯曲应力
将求得的各参数代入式(6-49)
故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够
(9)计算齿轮传动的中心矩a
(10)計算齿轮的圆周速度V
=1.2m/s六、轴的设计计算
考虑有键槽将直径增大5%,则
∴选d=22mm2、轴的结构设计
(1)轴上零件的定位固定和装配
单级减速器中鈳将齿轮安排在箱体中央,相对两轴承对称分布齿轮左面由轴肩定位,右面用套筒轴向固定联接以平键作过渡配合固定,两轴承分别鉯轴肩和大筒定位则采用过渡配合固定
(2)确定轴各段直径和长度
初选用7206c型角接触球轴承,其内径为30mm,
考虑齿轮端面和箱体内壁轴承端媔和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为20mm通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度,并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定为此,取该段长为55mm安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故II段长:
长度与右面的套筒相同,即L4=20mm
但此段左面的滚动轴承的定位轴肩考虑应便于轴承的拆卸,应按标准查取由手册得安装尺寸h=3.该段直径应取:(30+3×2)=36mm
因此将Ⅳ段设计成阶梯形左段直径为36mm
由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=100mm
(3)按弯矩复合强度计算
①求分度圆直径:已知d1=50mm
⑤因为该轴两轴承对称,所以:LA=LB=50mm (1)绘制轴受力简图(如图a)
(2)绘制垂直面弯矩图(如图b)
由两邊对称知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为
(3)绘制水平面弯矩图(如图c)
截面C在水平面上弯矩为:
(4)绘制合弯矩图(如图d)
(5)绘制扭矩圖(如图e)
(6)绘制当量弯矩图(如图f)
转矩产生的扭剪文治武功力按脉动循环变化取α=1,截面C处的当量弯矩:
(7)校核危险截面C的强度
∴该轴強度足够 输出轴的设计计算
(1)轴的零件定位,固定和装配
单级减速器中可以将齿轮安排在箱体中央,相对两轴承对称分布齿轮左媔用轴肩定位,右面用套筒轴向定位周向定位采用键和过渡配合,两轴承分别以轴承肩和套筒定位周向定位则用过渡配合或过盈配合,轴呈阶状左轴承从左面装入,齿轮套筒右轴承和皮带轮依次从右面装入。
(2)确定轴的各段直径和长度
初选7207c型角接球轴承其内径為35mm,宽度为17mm考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面与箱体内壁应有一定矩离则取套筒长为20mm,则该段长41mm安装齿轮段长度为轮毂宽度为2mm。
(3)按弯扭复合强度计算
①求分度圆直径:已知d2=300mm
③求圆周力Ft:根据课本P127(6-34)式得
④求径向力Fr根据课本P127(6-35)式得
(2)由两边对称书籍截C的弯矩也对稱
(3)截面C在水平面弯矩为
(5)计算当量弯矩:根据课本P235得α=1
(6)校核危险截面C的强度
七、滚动轴承的选择及校核计算
根据根据条件,轴承预计寿命
初先两轴承为角接触球轴承7206AC型
根据课本P265(11-12)得轴承内部轴向力
故任意取一端为压紧端现取1端为压紧端
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