电动机二级直齿、直连设计方案3497655

H二级直齿、直连设计方案

目录

设计原始数据. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

第一章传动装置总体设计方案. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

1.1传动方案. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

1.2该方案的优缺点. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

第二章电动机的选择. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

2.1计算过程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

2.1.1 选择电动机类型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

2.1.2选择电动机的容量. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

2.1.3确定电动机转速. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

2.1.4二级减速器传动比分配. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

2.1.5计算各轴转速. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

2.1.6计算各轴输入功率、输出功率. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

2.1.7计算各轴的输入、输出转矩. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

2.2计算结果. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

第三章齿轮传动的设计计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

3.1 高速级齿轮传动计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

3.2低速级齿轮传动计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

第四章轴的结构设计及校核. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

4.1轴的材料选择及最小直径的估算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

4.2高速轴的结构设计与计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

4.2.1 高速轴的结构设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

4.2.2轴强度的校核计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18

4.2.3键联接选择与强度的校核计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

4.3 中间轴的结构设计与计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

4.3.1 中间轴的结构设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

4.3.2轴强度的校核计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21

4.3.3键联接选择与强度的校核计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27

4.4低速轴的结构设计与计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27

4.4.1 低速轴的结构设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27

4.4.2轴强度的校核计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29

4.4.3键联接选择与强度的校核计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31

4.5轴承的选择及校核. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31

4.5.1轴承的选择. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31

4.5.2轴承的校核. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31

4.6联轴器的选择. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32

第五章箱体的结构设计以及润滑密封. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33

5.1箱体的结构设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33

5.2轴承的润滑与密封. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33

5.3减速器润滑方式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34

设计小结. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35

设计原始数据

第一章传动装置总体设计方案

1.1传动方案

传动方案已给定外传动为电机直连减速器减速器为二级展开式圆柱齿轮减速器。方案简图如1.1所示。

图1.1传动装置简图

展开式由于齿轮相对于轴承为不对称布置,求 因而沿齿向载荷分布不均故要轴有较大的刚度。

1.2该方案的优缺点

C AD啾啾315383638减速器部分两级展开式圆柱齿轮减速这是两级减速器中应用最广泛的一种。齿轮相对于轴承不对称要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮常

布置在远离扭矩输入端的一边 以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均现象。原动机部分为Y系列三相交流异步电动机。

总体来讲该传动方案满足工作机的性能要求适应工作条件、工作可靠 此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。

第二章电动机的选择

2.1计算过程

2.1.1选择电动机类型

按工作要求和工况条件选用三相笼型异步电动机 电压为 380V,丫型

2.1.2选择电动机的容量

电动机所需的功率为

由电动机到工作机的传动总效率为

式中2、 3、 4、 5分别为轴承、齿轮传动、联轴器和工作机的传动效率。口2=0.99 轴承  n3=0.97 齿轮精度为8级  口4=0.99 弹性联轴器  5=0.96 工作机效率 已知  贝a=   5=0.85

所以

Fv

Pd =4.94 kWa

根据机械设计手册可选额定功率为5.5kW的电动机。

2.1.3确定电动机转速

工作机轴转速为

取二级圆柱齿轮减速器传动比i2=8~20则从电动机到工作机轴的总传动比合理范围为ia=8~20 o故电动机转速的可选范围为二ia n二8~20 75.32=452—1506r/min

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、 重量减速器的传动比选电动机型号为Y 132 M2-6电机主要技术参数如表2.1所示。

表2.1电动机主要技术参数

电动机型号为Y 132 M2-6主要外形尺寸见表2.2

图2.1电动机安装参数

表2.2电动机主要尺寸参数

2.1.4二级减速器传动比分配

按展开二级圆柱齿轮减速器推荐高速级传动比 i,=(1.3~1.5)i2,取h=1.4 i2得h=1.4i=4.22

所以ii2 3.02ii

2.1.5计算各轴转速

I轴 n^^m=960.00 r/min

u轴 n2二也=227.26 r/min h

工作机轴 n4=n3=75.32 r/min

2.1.6计算各轴输入功率、输出功率各轴输入功率

I轴 R=Pd4=4.89 KW

U轴 P2=R 23=4.70 KW

川轴 P3=P223=4.51 KW

工作机轴 P4=P324=4.42 KW

各轴输出功率

I轴 R=R2=4.84KW

U轴 P2=P?2=4.65 KW

川轴 P3=P32=4.46 KW

工作机轴 P4W=4.38 KW

2.1.7计算各轴的输入、输出转矩

电动机的输出转矩Td为

Td=9.55 106旦=49.13 N mmnm

I轴输入转矩「=9.55 106P=48.64 N mm ni

U轴输入转矩T2二9.55 106匹二197.31 N mm

川轴输入转矩T3=9.55 106 -P3=571.71 N mm

工作机轴输入转矩T4 -9.55 106日=560.33 N mm

各轴的输出转矩分别为各轴的输入转矩乘轴承效率 0.99

2.2计算结果

运动和动力参数计算结果整理后填入表 2.3中表2.3运动和动力参数计算结果

第三章齿轮传动的设计计算

3.1高速级齿轮传动计算

选用直齿圆柱齿轮齿轮1材料为40Cr 调质 硬度为280HB S齿轮2材料为45钢调质硬度为240 HB S齿轮1齿数20,齿轮2齿数85。

按齿面接触强度

齿轮1分度圆直径

X1――许用接触应力,

查得齿轮1接触疲劳强度极限二Him1=650MPa。

查得齿轮2接触疲劳强度极限CHim^600MP a。

计算应力循环次数 设2班制一年工作300天工作5年

二

12 3.27 108

N1=6°山jLh=60960.00 1 (2X 8X 300X 5)=13.82 108