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
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