单级斜齿圆柱齿轮减速器设计
1.设计任务书·························3
2.传动方案设计·······················3
3.电动机的选择计算···················4
4.齿轮传动的设计计算·················6
5.轴的设计计算及联轴器的选择·········10
11.参考资料························20
1.减速器的设计任务书
1.1设计目的:
设计带式运输机的单级斜齿圆柱齿轮减速器。
1.2工作条件及要求:
用于铸工车间运型砂,单班制工作(8小时工作制),有轻微振动,使用寿命为10年,轴承寿命为3年。带式运输机的工作数据如下:
运输带工作拉力F(N)
电动机所需有效功率 。
查表选取电动机的额定功率 为 。
3.1.3电动机转速的选择
工作机所需转速 。
查表2-3知总传动比 =3~5。
则电动机的满载转速。 = x i+251.88x(3~5)=(755.64~1259.4)
查表选取满载转速为 =960r/min同步转速为 的Y200L-8型电动机,则传动装置的总传动比 ,且查得电动机的数据及总传动比如下:
5.4轴承的选择
根据初算轴径,考虑轴上零件的轴向定位和固定,假设选用深沟球轴承,查表可估选出装轴承处的轴径及轴承型号,见下表:
轴号
装轴承处的轴径
轴承型号
Ⅰ
45mm
滚动轴承6209
GB/T276—94
轴Ⅲ:查表取C=110,并且安装联轴器处有一个键槽,故轴径
5.3联轴器的选择
由电动机外伸轴径 及传动要求,公称转矩 ,查表选取LT7弹性套柱销联轴器 ,故取轴Ⅰ与联轴器连接的轴径为30mm。
因为轴Ⅱ与轴Ⅲ的最小轴径分别为 并考虑传动要求,公称转矩 ,查表选取凸缘联轴器YL10 ,故轴Ⅱ与联轴器连接的的轴径为32mm,轴Ⅲ与联轴器连接的的轴径为32mm。
45钢
正火
由于该齿轮传动为闭式软齿面传动,主要失效形式为齿面疲劳点蚀,故应按接触疲劳强度进行设计,并校核其齿根弯曲疲劳强度。
4.3许用应力计算
齿轮Ⅰ、Ⅱ的循环次数(使用寿命为10年)为:
查图得 ,
设 取 (两轮均为软齿面)可求得:
4.4按接触疲劳强度进行设计
4.4.1小齿轮的名义转矩
4.4.2选取各系数并列表
6.键连接的选择计算···················15
7.滚动轴承的校核·····················15
8.润滑和密封方式的选择···············17
9.箱体及附件的结构设计和计算·········17
10.设计小结···························19
齿顶圆直径:
齿根圆直径:
齿宽:
4.4.6计算齿轮的圆周速度
齿轮实际传动比 i=77/20=3.85 ,相对误差百分比为
(3.85-3.81)/3.85=1.05%<5%
符合精度要求。
4.4.8齿轮的受力分析
齿轮Ⅰ,Ⅱ的受力情况如下图所示:
接
运输带
Ft2Fa2
Fa1Ft1
接电机
各力的大小分别为:
圆周力:
径向力:
轴向力:
5.轴的设计计算及联轴器的选择
5.1选择轴的材料
该轴无特殊要求,因而选用调质处理的45钢。查表知 。
5.2初算轴径
轴Ⅰ的轴径即为电动机外伸轴直径
高速轴(与齿轮Ⅰ配合): 查表取C=110并且安装联轴器处有一个键槽,故轴径:
低速轴(与齿轮Ⅱ配合): 查表取C=110,并且安装联轴器处有一个键槽,故轴径
运输带的速度V(m/s)
卷筒的直径D(mm)
1000
2.9
220
2.传动方案设计
根据已知条件可计算出卷筒的转速为
若选用同步转速为1000r/min或750r/min的电动机则可估算出传动装置的总传动比为5.5或4.0,考虑减速器的工作条件和要求,暂选下图所示传动方案,其特点为:减速器的尺寸紧凑,闭式齿轮传动可保证良好的润滑和工作要求。
齿轮
功率P KW
转速n r/min
转矩T N·M
Ⅰ
Ⅱ
=2.83kw
T3=107.26
4.1选择齿轮精度
按照工作要求确定齿轮精度为8级。
4.2选择齿轮材料
考虑到生产要求和工作要求,查图表,可得Ⅰ(小)、Ⅱ(大)齿轮的选材,及相应数据如下:
齿轮
材料
热处理
硬度
弯曲疲劳极限应力
接触疲劳极限应力
Ⅰ
45钢
调质
Ⅱ
载荷系数
齿宽系数
重合度系数
(斜齿轮电动机传动)
(软齿面)
4.4.3初定齿轮的参数
,取Z2=77
4.4.4初算分度圆直径并确定模数和螺旋角β
因两齿轮均为钢制,故 ,则
所以a取圆整值为 ;
法向模数: ,
圆整为标准值 。
调整螺旋角:
4.4.5计算齿轮的几何尺寸
螺旋角 ,法向模数 ,
齿数 ,中心距 .
分度圆直径:
3.电动机的选择计算
3.1电动机的选择
3.1.1电动机类型的选择
根据动力源和工作要求,选Y系列三相异步电动机。
3.1.2电动机功率 的选择
工作机所需有效功率 。
由传动示意图可知:电动机所需有效功率
式中, 为传动装置的总效率 =0.886 。
设 , , , 分别为弹性连轴器(2个)、闭式齿轮(设齿轮精度为8级)、滚动轴承(2对)、运输机卷筒的效率。查表得 , , , ,则传动装置的总效率
T2=9550 P2\n2=107.26
T3=9550 p3\n3=104.99
以供查询。
轴号
转速n
r/min
功率P
KW
转矩T
N·M
传动比i
Ⅰ
960
3.24
32.23
3.81Ⅱ251.97源自2.83107.26
1
Ⅲ
251.97
2.77
104.99
4.齿轮传动的设计计算
如传动示意图所示:齿轮Ⅰ和Ⅱ的已知数据如下表:
i=3.81 3.3传动装置的运动和动力参数计算
3.3.1各轴的转速计算
由传动示意图可知,轴Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ的转速:
3.3.2各轴的输入功率计算
因为所设计的传动装置用于专用机器,故按电动机的所需功率 计算。
轴Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ的输入功率:
3.3.3各轴的输入转矩计算
轴Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ的输入转矩:
=9550 \ =32.23
电动机型号
额定功率KW
同步转速r/min
满载转速r/min
Y180L-6
4KW
1000r/min
960r/min
总传动比
轴伸尺寸 D×E
中心高mm
平键尺寸F×G
3.81
38mm×80mm
132mm
10mm×33mm
3.2传动比的分配
由传动示意图可知:只存在减速器的单级传动比,即闭式圆柱齿轮的传动比,其值