用于螺旋輸送機(jī)一級(jí)圓珠齒輪減速器E173311

1、個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用課程設(shè)計(jì)課程名稱：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)題目：用于螺旋輸送機(jī)的一級(jí)圓珠齒輪減速器E1學(xué)院：專業(yè)：年級(jí)：1/18個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用 教務(wù)處制目錄. . . . . . . . . . .2/18個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用一、 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書3/18。（2）計(jì)算與說明二、傳動(dòng)方案擬定個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用計(jì)算結(jié)果設(shè)計(jì)用于螺旋輸送機(jī)的一級(jí)圓珠齒輪減速器（1） 工作條件：使用年限 10年，工作為二班工作制，載荷平穩(wěn)，環(huán)境清潔原始數(shù)據(jù)：運(yùn)輸機(jī)工作軸扭矩T=550N.m，運(yùn)輸機(jī)工作軸轉(zhuǎn)速 n=130r/m in。三、電動(dòng)機(jī)選擇1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇：Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)2、電

2、動(dòng)機(jī)功率選擇：<1）傳動(dòng)裝置的總功率：23××=× ×總聯(lián)軸器軸承圓珠輪圓珠輪工作機(jī)=0.992×0.983×0.97 ×0.93 ×0.96 =0.80(2> 工作機(jī)所需的工作功率：P工作 =7.4 KW(3> 電動(dòng)機(jī)所需的工作功率：T=550N.mn=130r/min總 =0.80P工作 =7.4 KW電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y160M-4P電機(jī) = = =9.25 KW 3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：查表按推薦值取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍 36。圓錐齒輪傳動(dòng)比范圍 23 ，則總傳動(dòng)比理時(shí)范圍為 618。故電

3、動(dòng)機(jī)i總 =11.2據(jù)手冊(cè)得i圓柱齒 =4i圓錐齒 =2.24nI =1460r/minnII = n4/18個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=<618）×130=7802340r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 1000、和 15 00r/min。綜合考慮選 n=1500r/min 電機(jī)。4、確定電動(dòng)機(jī)型號(hào) <查設(shè)計(jì)書 196頁）根據(jù)以上選用的電動(dòng)機(jī)類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y160M-4。其主要性能：額定功率： 11KW ，滿載轉(zhuǎn)速 1460r/min ，額定轉(zhuǎn)矩 2.2。質(zhì)量 123kg。四、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比1、總傳

4、動(dòng)比： i 總=n電動(dòng) /n=1460/130=11.22、分配各級(jí)傳動(dòng)比（ 1） 取齒輪 i 圓柱齒 =5<單級(jí)減速器 i=36合理）（ 2） i總 =i圓柱齒 ×i圓錐齒 i 圓錐齒 =i總 / i圓柱齒 =11.2/5=2.24五、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算1、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速nI=n電機(jī) =1460r/minnII = n =nI/i 圓柱齒 =1460/5=292 r/min n =n /i 圓柱齒 =292/2.24=130r/min2、 計(jì)算各軸的功率PI=P電機(jī) ×聯(lián)軸器 =11×0.99= 10.89 KW PII =PI×軸承 

5、5;圓柱齒 =10.89×0.98 ×0.97=1=292r/minn=130r/minPI =10.89KWPII =10.35KWPIII =10.04KWP=9.15KWTI =71233N·mmTII =338502N·mmTIII =328363N·mmi圓柱齒 =5Z1=22Z2=110u=5 H1=720Mpa =700MpaH 25/18個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用0.35KWPIII =PII ×軸承 ×聯(lián)軸器 =10.35×0.98 ×0.99=10.04KWP=P× ×

6、; =10.04×0.98 ×0.93=9.15Km=2mm軸承圓錐齒Wd1=44mm3、 計(jì)算各軸扭矩 <N·mm）d2=220mmTI=9.55 ×106PI/nI=9.55 ×106×10.89/146b1=58mm0=71233 N ·mmb2=53mmYFa1=2.83TII =9.55 ×106PII /nII =9.55 ×106×10.35/2YFa2=2.292= 338502 N ·mmYSa1=1.58TIII =9.55 ×106PIII /nI

7、II =9.55 ×106×10.04/YSa2=1.83 F1=476Mpa292=328363N·mm F2=472Mpa六、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1、圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算<1）選擇齒輪材料及精度等級(jí)齒輪采用軟齒面，小齒輪選用 40MnB 調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 241286HBS。大齒輪選用 4 0Cr鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度 217286HBS。選 8 級(jí)精度，齒面精糙度 Ra1.63.2m(2>按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由公式確定參數(shù)如下：傳動(dòng)比 i 圓柱齒 =5取小齒輪齒數(shù) Z1=22。則大齒輪齒數(shù)：Z2=i圓柱齒 Z1=5×22=110F1=163

8、.9MpaF2=26.9Mpaa=132mmda1=48mmda2=224mmdf1=39mmdf2=215mmV= 3.36m/s6/18個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用實(shí)際傳動(dòng)比 i0=110/22=5傳動(dòng)比誤差： i圓柱齒 -i0/i圓柱齒 =5-5/5=0%<2.5% <可用）齒數(shù)比： u=i 0=5取=1.2d取k=1.2ZE=189.8ZH=2.5接觸疲勞極限查表有 =720Hlim1MpaHlim2 =700 Mpa取安全系數(shù) SH=1.0，由 H= Hlim /SH得： H1=Hlim1 /SH=720/1.0=720Mpa H2=Hlim2 /SH=700/1.0=700

9、Mpa故得：模數(shù)： m=d1/Z1=43/2=1.95m取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)： m=2mm(3>校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由試2Z1>YFaY SaF=(2kT 1/bm H確定相關(guān)參數(shù)如下：分度圓直徑： d1=mZ1=2×22=44md2=mZ2=2×110=220mm齒寬： b=d =1.2×44=53mmd1取b2=53mmb1=58mm查表得齒形系數(shù) Y Fa和應(yīng)力修正系數(shù) YSaY Fa1=2.83YSa1=1.58Y Fa2=2.2YSa2=1.83Z1=17Z2=41u=2.411=22 度2=68 度ZV1=18.3ZV2=109.3YFa1=3.04

10、YFa2=2.25YSa1=1.53YSa2=1.83=700MpaFE1=580MpaFE2 H1=490MpaH 2=406Mpame=5d1=85d2=2057/18個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用查表得彎曲疲勞極限FE1=595Mpab =36FE2=590 Mpa1F=1.25由 F=FEda =94.27da2=208.取S/SF計(jì)算兩輪的許用彎曲應(yīng)力71=Flim1/S =595/1.25=476Mpa FFD =75.73F2=Flim2 /SF =590/1.25=472Mpaf1Df2 =201.25將求得的各參數(shù)代入式中F1=(2kT 1/bm2Z1>Y Fa1YSa1=(

11、2 ×1.2 ×71233/53×22×22>×2.83 ×1.58=163.9Mpa< F1F2=(2kT 1/bm2Z2>Y Fa1YSa12×1.83=(2 ×1.2×71233/58 ×2×110> ×2.2=26.9Mpa< F2故輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠(4>計(jì)算齒輪的相關(guān)參數(shù) dmin=35mm 中心距 a=m/2(Z1+Z2>=2/2(22+110>=132mm取ha*=1 c*=0.25則齒頂圓直徑：da1=(

12、Z1+2ha*>m=( 22+2×1> ×2=48mmda2=(Z2+2ha*>m=( 110+2×1>×2=224mmd1=35mm齒根圓直徑：L 1=82mmdf1=(Z 1-2ha*-2C* >m=(22-2-2× 0.25>×2=39mmd2=40mmdf2=(Z 2-2ha*-2C* >m=(110-2-2×L 2=75mmd3=45mm0.25> ×2=215mmL 3=40mmd4=50mm(5>計(jì)算齒輪的圓周速度 VL4=55mmV=d1n1/6

13、0 ×1000=3.14×44×1460/60 × d5=60mmL 5=10mm8/18個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用1000=3.36m/s查表可知，齒輪精度選擇是合適的。2.圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪采用軟齒面，小齒輪選用 40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 240260HBS。大齒輪選用 45 鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度 210230HBS。選 8級(jí)精度，齒面精糙度 Ra1.63.2m (1>按彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算取Z1=17，已知圓錐齒輪傳動(dòng)比 i圓錐齒 =2.4，則大齒輪齒數(shù) Z2=17 × 2.4=40.8 。取大齒輪齒數(shù)為 41。實(shí)際傳動(dòng)比 i0=

14、41/17=2.41傳動(dòng)比誤差： i圓錐齒 -i0/i圓柱齒 =2.4-2.41/2.4=- 0.42% <可用）齒數(shù)比： u=i 0=2.41由公式 m確定參數(shù)如下 :取K=1.2 R=0.252=arctan = arctan =68 度1=90-2=90-68=22 度由 ZV=Z/COS有：ZV1=Z1/COS1=17/COS22。 =18.3 ZV2=Z2/COS2=41/COS68。 =109.3d6=55mmL6=8mmd7=45mmL 7=20mmL=290mma=55mmb=57.5mmc=126mmFt=3077NFr =1120NFAV =FBV =560NFAH

15、=FBH = 1538.5NM CV =30800N·mmM CH= 84618N·mmM C=90049N·mmMec=222168N.mm e=17.78MPa該軸強(qiáng)度足夠9/18個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用查表有：dmin =22mmY Fa1=3.04YSa1=1.53Y Fa2=2.25YSa2=1.83FE1=700 MpaFE2=580Mpa H1=0.7 FE1=0.7×700=490MpaH 2=0.7 FE2=0.7×580=406Mpa已知 T1=T =328363N·mm故：m=4.78取me=5<2）圓錐齒

16、輪的其它參數(shù)計(jì)算d1=me× Z1=5×17=85d2=me× Z2=5×41=205RE=110.95b Re/3=110.95 /3= 36.9 mm( 取36mm>齒頂圓直徑：。da1=d1+2mecos1=85+2×5cos22 =94.27。da2=d2+2mecos 2=205+2 × 5cos68=208.7齒根圓直徑 :Df1 =d1-2mecos1=85- 2×5cos22。 =75.73Df2 =d2-2mecos 2=205- 2 × 5cos68 。10/18個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用=

17、201.25七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、按扭矩初算軸徑選用 40Cr調(diào)質(zhì)，硬度 241286HBS、 軸承預(yù)計(jì)壽命b = 750 Mpa、-1b=75Mpa，取 c=105。40000hFAR= FBR =1637Nd C. =105×=32.16mmCr=24500N考慮有鍵槽，將直徑增大 4%，則d32.16×(1+4%>=33.45mm所以選 dmin =35mmLh=89815h2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)此軸承合格<1）軸上零件的定位，固定和裝配將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸

18、承分別以軸肩和大筒定位，則采用過渡配合固定。<2）聯(lián)軸器選擇根據(jù) T=338502N·mm和dmin=35mm，初選聯(lián)軸器為 TL6 彈性套柱銷聯(lián)軸器，主動(dòng)端d1=35mm。<3）確定軸各段直徑和長(zhǎng)度，見圖 a 段：d1=35mm由聯(lián)軸器確定 L 1=82mmII 段:A型平鍵16×10 p=90.27Mpa該鍵安全A型平鍵10×8p=128.95Mpa該鍵安全輸入軸聯(lián)軸器11/18個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用考慮氈圈軸徑取 d2=40mm，安裝凸緣式軸承蓋和彈性套柱銷聯(lián)軸器，考慮必要的安裝距離取 L 2=75mm 段：初選用 6209型深溝球軸承，其內(nèi)徑

19、為 4 5mm，查表得 B=19mm，D=85mm，所以d3=45mm。L 3=40mm段 :直徑 d4=50mm,L 4=55mm<比齒寬小 2mm）段 :d5=60mm, L5=10mm段 :d6=55mm, L6=8mm段 :d7=45mm, L7=20mm整段軸長(zhǎng) L=290mm。由上述軸各段長(zhǎng)度可算得軸支承跨距a=55mm b=57.5mmc=126mm(4>按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算已知分度圓直徑 d2=220mm、扭矩 T2=33 8502N·mm則：圓周力 Ft=2T2/d2=2×338502/220=3077N 徑向力 Fr =Ft·tan=

20、3077×tan200=1120N<a）繪制軸受力簡(jiǎn)圖，見圖 b <b）繪制垂直面彎矩圖 <如圖 c）TL4×52GB4323輸入軸聯(lián)軸器TL 6×82GB432312/18個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用軸承支反力：FAV =FBV =Fr/2=1120/2=560 NFAH =FBH =Ft/2=3077/2=1538.5N由兩邊對(duì)稱，知截面 C的彎矩也對(duì)稱。截面C在垂直面彎矩為M CV =FA V×a=560×55=30800N·mm(c>繪制水平面彎矩圖 ,見圖 d。截面 C在水平面上彎矩為：M CH=FA H

21、×a=1538.5×55=84618 N·mm(d>繪制合成彎矩圖，見圖 e221/2221/2M C=(M CV +M CH >=(30800 +84618 >=9(e>繪制扭矩圖 ,見圖 f轉(zhuǎn)矩： T=338502N·mm(f> 繪制當(dāng)量彎矩圖，見圖 g轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取 =0.6，截面 C處的當(dāng)量彎矩：Mec=M C2+(T>21/2=900492+(0.6 ×338502>21/2=222168N·mm(g>校核危險(xiǎn)截面 C的強(qiáng)度 e=Mec/0.1d43=22

22、2168/0.1 50×3=17.78MPa< -1b=75MPa所以該軸強(qiáng)度足夠。<5）輸入軸最小直徑確定選用 40Cr調(diào)質(zhì)，硬度 241286HBS、 b = 750 Mpa、-1b=75Mpa，取 c=105。13/18個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用d C. =105×=20.52mm考慮有鍵槽，將直徑增大4%，則d20.52×(1+4%>=21.34mm所以選 dmin =22mm<由聯(lián)軸器確定 d=22mm）14/18個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用八、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算根據(jù)已知條件，軸承預(yù)計(jì)壽命為16×250×10=

23、40000h計(jì)算輸出軸承：15/18個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用已知 n =360r/min221/22Fa=0F AR = FBR = (F AV +F AH >=(560試選 6209型深溝球軸承 , Cr=24500N取=3取溫度系數(shù) ft=1fP=1.2計(jì)算軸承壽命 L hL h=<106/60n）×(ftCr/f pP>=<106/60 × 360 ） ×(1 ×24500/1637 ×1.2 >3=89815h>40000h此軸承合格九、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算1、校核輸出軸與齒輪的平鍵聯(lián)接軸徑 d4=50mmL 4=55mmT