二级圆柱斜齿减速器说明书
1500/1440
2.分配传动比
1).总传动比
ia= = =50.24
2).分配传动装置各级传动比
取V带的传动比i01=3,则减速器的传动比为
i= = =16.75
取二级圆柱齿轮减速器高速级的传动比
i12= = =4.843
则低速级的传动比为
i23= = =3.459
以上传动比为初步分配传动比
3.运动和动力参数计算
180
61.54
67.538
45
20
大齿轮
298.46
304.462
40
97
2.低速齿轮级
低速级齿轮功率P2、=3.943kW,转矩T2、=379.978N m,转速n2=99.112
(1)选择材料
在同一减速器中,各级小齿轮(或大齿轮)的材料,没有特殊情况,应选用相同牌号,以减少材料品种或工艺要求,故选小齿轮材料为45Cr调质,齿面硬度为280HBS,大齿轮用45钢,调质,齿面硬度为240HBS,采用7级公差等级。
得到大齿轮的参数分别如下:
得到小齿轮的参数分别如下:
低速级齿轮的具体设计结果:
设计传递功率 /kW: 3.94350
小轮最高转速 /(r/min): 99.11
小轮最大扭矩 /(N.mm): 379978.00
预期工作寿命 /h:38400
第Ⅰ公差组精度(运动精度) : 7
第Ⅱ公差组精度(运动平稳性): 7
小轮计算弯曲应力 /MPa: 136.00
小轮弯曲疲劳许用应力 /MPa: 532.96
小轮弯曲疲劳极限应力 /MPa: 360.00
小轮材料及热处理方式 : 合金钢调质
小轮齿面硬度 /HV10 : 360.00
大轮齿数z2 : 97
中心距 /mm: 180.000
大轮齿宽b2 /mm: 40.00
大轮弯曲疲劳极限应力 /MPa: 360.00
大轮齿面硬度 /HV10 : 360.00
大轮材料及热处理方式 : 合金钢调质
极限传递功率 (kW): 4.86967
高速级齿轮参数如下:
法面模数mn
螺旋角
中心距a/mm
分度圆直径d/mm
齿顶圆直径D/mm
齿宽b/mm
齿数z
小齿轮
3.00
12.8386°
查表13-2可选带的基准长度Ld=1800mm
(3)按计算式计算实际中心距
中心距的变化范围为(518mm~599mm)。
5、验算小带轮上的包角
6、计算带的根数z
由 查表可得P0=1.07kW
传动比 ,查表可得 。
由 = 查表13-7可得 ,查表13-2得
由z= =×=4.34
故取V带根数为5根。
6、计算单根V带的初拉力的F0和压轴力FQ
计算出大小齿轮的齿宽为36mm,为保证齿轮有足够的啮合宽度,一般小齿轮宽度比大齿轮大5~10mm,所以取小齿轮齿宽b1=45mm,b2=40mm,齿轮法向模数取为mn=3.0,输入下页面进行校核,结果合格。
得到大齿轮的参数为
小齿轮的参数为
高速级齿轮具体设计结果如下:
设计传递功率 /kW: 4.14800
小轮齿宽b1 /mm: 45.00
小轮变位系数x1 /mm: 0.0000
螺旋角 (°): 12.8386
小轮分度圆直径 /mm: 61.54
齿轮法向模数mn/mm: 3.00
小轮计算接触应力 /MPa: 665.13
小轮接触疲劳许用应力 /MPa: 720.67
小轮接触疲劳极限应力 /MPa: 900.00
按计算式验算带的速度
因为 ,故此带速合适。
3、计算大带轮的基准直径d2。
按式d2= 计算大带轮的基准直径d2=264.6mm由教材表13-9圆整可得d2=265mm。
4、确定V带的中心距 和基准直径
(1)按计算式初定中心距
(2)按计算式计算所需的基准长度
=2×550+ (90+265)+
=1810.475mm
82.528
81.703
480
4.843
0.96
2轴
3.983
3.943
383.816
379.978
99.112
3.459
0.96
3轴
3.825
3.787
1274.867
1262.118
28.653
1
0.98
滚筒轴
3.748
3.711
1249.203
1236.711
28.653
三、V带传动的设计计算
通常V带传动比范围是2~4,二级圆柱齿轮减速器为8~40,则总传动比ia’=16~160,故电动机转速的可选范围为
nd’=ia’·nw=(16~160)·28.66r/min=459~4590r/min
所以选用的电动机具体参数为
电动机参数
额定功率/kW
同步转速/满载转速 r/min
Y132S-4
5.5
大轮计算弯曲应力 /MPa: 132.35
大轮弯曲疲劳许用应力 /MPa: 543.88
大轮弯曲疲劳极限应力 /MPa: 360.00
大轮齿面硬度 /HV10 : 360.00
大轮材料及热处理方式 : 合金钢调质
极限传递功率 (kW): 4.52021
低速级齿轮参数表
法面模数mn
螺旋角
(2)小齿轮与大齿轮的循环系数分别为
N1=60n1jLh=60×480×10×(8×300×16)=1.10592×109
N2= =2.2835×108
(3)选小齿轮齿数Z1=20,则大齿轮数Z2=20×i12=96.86,取Z2=97,估计螺旋角为 = ,查表取齿宽系数 =0.6
借助软件辅助设计,软件页面过程如下:
0轴(电动机轴)
P0=Pd=4.321kW
n0=nm=1440r/min
T0=9550 =
1轴(高速轴)
P1=P0 η1=4.321 0.96=4.418kW
n1=
2η3=4.418 0.99 0.97=3.983kW
n2=
T2= N m=383.816N m
0.99。例如1轴的输出功率P`=P1 0.99=4.107kW;输出转矩T`=T1
0.99=85.528 0.99=84.673kW。
各轴的运动参数如下表所示
轴名
功率P/kW
转矩T/ N m
转速
n/( )
传动比
i
效率η
输入
输出
输入
输出
电动机轴
4.321
28.654
1440
3
0.96
1轴
4.418
4.107
二、电动机选择和运动、动力参数计算
1.电动机的选择
1).选择电动机类型
按工作要求选用Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机,电压380V。
2).选择电动机容量
电动机所需工作功率
Pd=
工作机所需功率为Pw=
传动装置总效率η=η1η24η32η4η5
其中η1=0.96为V带传动效率,η2=0.99为轴承效率(一对),η3=0.97为闭式齿轮传动效率,η4=0.99为联轴器效率,η5=0.97为输送带鼓轮效率。
3轴(低速轴)
P3=P2η23=P2η2η3=3.983 0.99 0.97=3.825kW
n3=
T3= N m
4轴(滚筒轴)
P4=P3 η34=P3 η2 η4=3.825 0.99 0.99=3.748kW
n4=
T4=9550 N m
1~3轴的输出功率和转矩分别为各轴的输入功率或输入转矩乘轴承效率
一、确定计算功率PC
查表可得工作情况系数
故
二、选择普通V带的带型(因为传递功率不是太大)
根据PC=5.185 ,n=1440 由图可差得次坐标位于A型区域内,故选用A型V带。
三、确定带轮的基准直径d并验算带速
1、初选小带轮的基准直径d1。
查表13-9(课本)可得选取小带轮的基准直径d1=90mm
2、验算带速
查表可得A型带的单位长度质量
单根V带的初拉力 =128.3 N
作用在轴上的压力
FQ = =1266.5N
四、斜齿圆柱齿轮的设计计算
1.高速齿轮级
高速级齿轮功率P1=4.418kW,转速n1=480r/min,小齿轮上转矩为T1=82.528Nm
(1)选择材料
小齿轮用45Cr调质,齿面硬度为280HBS,大齿轮用45钢,调质,齿面硬度为240HBS,采用7级公差等级。
小轮最高转速 /(r/min): 480.00
小轮最大扭矩 /(N.mm): 82528.00
预期工作寿命 /h:38400
第Ⅰ公差组精度(运动精度) : 7
第Ⅱ公差组精度(运动平稳性): 7
第Ⅲ公差组精度(接触精度) : 7
名义传动比 : 4.84
实际传动比 : 4.85
使用系数 : 1.10
动载系数 : 1.07
大轮变位系数x2 /mm: 0.0000
大轮分度圆直径 /mm: 298.46
大轮计算接触应力 /MPa: 665.13
大轮接触疲劳许用应力 /MPa: 720.67
大轮接触疲劳极限应力 /MPa: 900.00
大轮计算弯曲应力 /MPa: 132.66
大轮弯曲疲劳许用应力 /MPa: 545.77
η=η1η24η32η4η5=0.96×0.994×0.972×0.99×0.97=0.833
所需功率为Pd=Fv/(1000η)=8×0.45×1000/(1000×0.833)=4.321kw