二級(jí)三軸減速箱設(shè)計(jì)計(jì)算

1、 二級(jí)三軸減速箱設(shè)計(jì)計(jì)算一、減速傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)計(jì)算 * * * * 輸入數(shù)據(jù) * * * * * * * * 計(jì)算結(jié)果 * * * *(一)電動(dòng)機(jī)選擇 1.初選電動(dòng)機(jī) Y系列三相異步電動(dòng)機(jī) 同步轉(zhuǎn)速 n = 1500.00 r/min 運(yùn)輸帶主動(dòng)鼓輪直徑 D鼓= 400.00 mm 鼓輪圓周速度 v鼓= 0.65 m/s 鼓輪轉(zhuǎn)矩 T鼓= 500000.00 N·mm 2.初步確定總傳動(dòng)比 鼓輪轉(zhuǎn)速 n鼓= 31.0352 r/min 初計(jì)總傳動(dòng)比 i初總 = 48.3322 根據(jù) i初總確定傳動(dòng)方案 (1) 帶傳動(dòng) (2) 二級(jí)減速箱 (3) 鏈傳動(dòng) 3.所需電動(dòng)機(jī)功率P電 各級(jí)

2、傳動(dòng)效率 帶= 0.95 齒= 0.94 鏈= 0.96 承= 0.94 聯(lián)= 0.99 減速傳動(dòng)總效率 總=0.5796 鼓輪軸輸入端功率 P鼓 = 1.6249 KW 需電動(dòng)機(jī)功率 P電 = 2.8032 KW 4.選電動(dòng)機(jī)型號(hào)及尺寸 電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 : Y100L2-4 額定功率 P= 3.00 kw 滿載轉(zhuǎn)速 n= 1430.00 r/min 伸出端直徑 D= 28.00 mm 伸出端長度 E= 60.00 mm(二)確定實(shí)際傳動(dòng)比 1.實(shí)際總傳動(dòng)比 i實(shí)總 = 46.0767 2.據(jù) i實(shí)總 確定各傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比 i鏈 = 2.50 i減 = 10.00 i帶 = 1.8431 3.二

3、級(jí)減速箱傳動(dòng)比分配 i低 = 2.8284 i高 = 3.5355(三)各軸功率P、轉(zhuǎn)矩T及轉(zhuǎn)速n 1.減速器高速軸 輸入功率 P= 2.6631 kw 輸入轉(zhuǎn)速 n= 775.8810 r/min 輸入轉(zhuǎn)矩 T= 32778.826 N*mm 2.減速器中間軸 輸入功率 P= 2.3531 kw 輸入轉(zhuǎn)速 n= 219.4523 r/min 輸入轉(zhuǎn)矩 T= 102400.980 N*mm 3.減速器低速軸 輸入功率 P= 2.0792 kw 輸入轉(zhuǎn)速 n= 77.5881 r/min 輸入轉(zhuǎn)矩 T= 255920.345 N*mm 4.小鏈輪軸 輸入功率 P= 1.9349 kw 輸入轉(zhuǎn)速

4、n= 77.5881 r/min 輸入轉(zhuǎn)矩 T= 238159.473 N*mm 5.大鏈輪軸 輸入功率 P= 1.7461 kw 輸入轉(zhuǎn)速 n= 31.0352 r/min 輸入轉(zhuǎn)矩 T= 537287.771 N*mm 6.運(yùn)輸帶鼓輪軸 輸入功率 P= 1.6249 kw 輸入轉(zhuǎn)速 n= 31.0352 r/min 輸入轉(zhuǎn)矩 T= 500000.000 N*mm二、普通帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 * * * * 輸入數(shù)據(jù) * * * * * * * * 計(jì)算結(jié)果 * * * *(一)確定帶型號(hào)和帶輪直徑 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n1 = 1430.00 r/min 工作機(jī)轉(zhuǎn)速 n2 = 775.8810 r/mi

5、n 滑動(dòng)率 = 0.0200 工作情況系數(shù) KA = 1.2000 計(jì)算傳遞功率 Pc = 3.3639 kw 所選帶型號(hào)為 A 型 小帶輪基準(zhǔn)直徑 dd1 = 100.00 mm 帶速 v = 7.4875 m/s 大帶輪基準(zhǔn)直徑 dd2 = 315.00 mm 實(shí)際從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速 n2 n2 = 444.8889 r/min 實(shí)際傳動(dòng)比 i = 3.2143(二)帶基準(zhǔn)長度 Ld 和中心距 a 初取中心距 a0 = 550.0000 mm/n 帶計(jì)算長度 Ld0 = 1772.8918 mm 基準(zhǔn)長度 Ld = 1800 mm 中心距 a = 563.5541 mm(三)小輪包角1 包角1 =

6、 158.1396°> 120°(四)帶根數(shù) Z 包角系數(shù) K = 0.940000 長度系數(shù) KL = 1.010000 彎曲影響系數(shù) Kb = 0.001030 傳動(dòng)比系數(shù) Ki = 1.120000 單根帶傳遞功率 P0 = 1.3101 kw 傳遞功率增量 P = 0.1578 kw 帶根數(shù)計(jì)算值 Z = 2.41 帶的根數(shù) Z= 3(五)軸上載荷 Q 帶每米長度質(zhì)量 q = 0.10 kg/m 張緊力 F0 = 129.873 N 軸上載荷 Q = 765.099 N 大帶輪寬度 B = 50.00 mm 大帶輪草圖 B = 50.00 mm | -|_/_

7、/_/_/| | | | | | | | | | | | | -|-·-|- | | | | | | | | | | | | | | | | | |_| | | | | | dd2=315.00 mm | _|_._._._._|_ | | | | | | | | | | | | | |_ _| | | | | | | | | | -|-·-|- | | | | | | | | | | | | | | | | -|/_/_/_/_|三、圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)(主動(dòng)輪為Z1,從動(dòng)輪為Z2) * * * * 輸入數(shù)據(jù) * * * * * * * * 計(jì)算結(jié)果 *

8、* * *(一)齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 1. 主動(dòng)輪齒數(shù) Z = 21 從動(dòng)輪齒數(shù) Z = 74 齒數(shù)比 U = 3.5238 2. 載荷系數(shù) K 使用系數(shù) KA = 1.2500 動(dòng)載系數(shù) Kv = 1.0349 齒寬系數(shù) d = 1.0000 齒間載荷分配系數(shù) K= 1.2422 齒向載分布系數(shù) K= 1.0891 載荷系數(shù) K = 1.7502 功率 P = 2.6631 kw 主動(dòng)輪轉(zhuǎn)數(shù) n = 775.8810 r/min 3. 主動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩 T T = 32778.826 N*mm 4. 彈性系數(shù) ZE ZE = 189.8000 (MPa)0.5 5. 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ZH ZH

9、= 2.4694 6. 重合度系數(shù) Z Z = 0.7777 7. 螺旋角系數(shù) Z Z= 0.9908 8. 許用接觸應(yīng)力H 接觸疲勞極限 Hlim 主動(dòng)輪hlim = 618.5000 MPa 從動(dòng)輪hlim = 582.5000 MPa 接觸安全系數(shù) SH = 1.0000 總工作時(shí)間 th = 48000.00 h 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 主動(dòng)輪 N = 2234537288.44 從動(dòng)輪 N = 634125446.72 接觸壽命系數(shù) ZN 主動(dòng)輪 ZN = 1.0000 從動(dòng)輪 ZN = 1.0000 許用接觸應(yīng)力 H 主動(dòng)輪 H = 618.5000 MPa 從動(dòng)輪 H = 582.50

10、00 MPa 9. 主動(dòng)輪分度圓直徑 d 主動(dòng)輪 d = 38.3965 mm 10.驗(yàn)算圓周速度 v = 1.5599 m/s 11.修正主動(dòng)輪分度圓直徑 修正后 Kv = 1.0355 修正后分度圓直徑 d = 38.4036 mm 修正后 K = 1.7511 12.確定傳動(dòng)尺寸 中心距計(jì)算值 a0 = 96.7781 mm 標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) Mn = 2.00 mm 實(shí)際中心距 a = 96.0000 mm 螺旋角 = 8.2771 ° 真實(shí)主,從動(dòng)輪分度圓直徑 d 主動(dòng)輪 d = 42.4421 mm 從動(dòng)輪 d = 149.5579 mm 齒寬 b 主動(dòng)輪 b = 48.00 m

11、m 從動(dòng)輪 b = 43.00 mm 從動(dòng)輪齒頂圓直徑 da da = 153.5579 mm(二)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 1. 齒形系數(shù) YFa 主動(dòng)輪當(dāng)量齒數(shù) Zv = 21.6702 從動(dòng)輪當(dāng)量齒數(shù) Zv = 76.3615 主動(dòng)輪 YFa = 2.7585 從動(dòng)輪 YFa = 2.2259 2. 應(yīng)力修正系數(shù) YSa 主動(dòng)輪 YSa = 1.5643 從動(dòng)輪 YSa = 1.7607 3. 重合度系數(shù) Y Y = 0.7036 4. 螺旋角系數(shù) Y Y = 0.9104 5. 許用彎曲應(yīng)力 F 彎曲疲勞極限 Flim 主動(dòng)輪 Flim = 419.5000 MPa 從動(dòng)輪 Flim =

12、407.5000 MPa 彎曲安全系數(shù) SF SF = 1.0000 尺寸系數(shù) Yx Yx = 1.0000 彎曲壽命系數(shù) YN 主動(dòng)輪 YN = 1.0000 從動(dòng)輪 YN = 1.0000 許用彎曲應(yīng)力 F 主動(dòng)輪 F = 419.5000 MPa 從動(dòng)輪 F = 407.5000 MPa 6. 驗(yàn)算 計(jì)算彎曲應(yīng)力 主動(dòng)輪 F = 86.9368 MPa 從動(dòng)輪 F = 78.9571 MPa 主,從動(dòng)輪彎曲疲勞強(qiáng)度足夠 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)(主動(dòng)輪為Z3,從動(dòng)輪為Z4) * * * * 輸入數(shù)據(jù) * * * * * * * * 計(jì)算結(jié)果 * * * *(一)齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 1. 主動(dòng)

13、輪齒數(shù) Z = 25 從動(dòng)輪齒數(shù) Z = 71 齒數(shù)比 U = 2.8400 2. 載荷系數(shù) K 使用系數(shù) KA = 1.2500 動(dòng)載系數(shù) Kv = 1.0320 齒寬系數(shù) d = 1.0000 齒間載荷分配系數(shù) K= 1.2538 齒向載分布系數(shù) K= 1.0891 載荷系數(shù) K = 1.7615 功率 P = 2.3531 kw 主動(dòng)輪轉(zhuǎn)數(shù) n = 219.4523 r/min 3. 主動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩 T T = 102400.980 N*mm 4. 彈性系數(shù) ZE ZE = 189.8000 (MPa)0.5 5. 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ZH ZH = 2.4541 6. 重合度系數(shù) Z Z = 0

14、.7754 7. 螺旋角系數(shù) Z Z= 0.9871 8. 許用接觸應(yīng)力H 接觸疲勞極限 Hlim 主動(dòng)輪hlim = 609.5000 MPa 從動(dòng)輪hlim = 573.5000 MPa 接觸安全系數(shù) SH = 1.0000 總工作時(shí)間 th = 48000.00 h 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 主動(dòng)輪 N = 632022587.79 從動(dòng)輪 N = 222543164.71 接觸壽命系數(shù) ZN 主動(dòng)輪 ZN = 1.0000 從動(dòng)輪 ZN = 1.0000 許用接觸應(yīng)力 H 主動(dòng)輪 H = 609.5000 MPa 從動(dòng)輪 H = 573.5000 MPa 9. 主動(dòng)輪分度圓直徑 d 主動(dòng)輪 d

15、 = 57.3358 mm 10.驗(yàn)算圓周速度 v = 0.6588 m/s 11.修正主動(dòng)輪分度圓直徑 修正后 Kv = 1.0281 修正后分度圓直徑 d = 57.2639 mm 修正后 K = 1.7549 12.確定傳動(dòng)尺寸 中心距計(jì)算值 a0 = 123.1565 mm 標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) Mn = 2.50 mm 實(shí)際中心距 a = 123.0000 mm 螺旋角 = 12.6804 ° 真實(shí)主,從動(dòng)輪分度圓直徑 d 主動(dòng)輪 d = 64.0625 mm 從動(dòng)輪 d = 181.9375 mm 齒寬 b 主動(dòng)輪 b = 70.00 mm 從動(dòng)輪 b = 65.00 mm 從動(dòng)輪齒

16、頂圓直徑 da da = 186.9375 mm(二)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 1. 齒形系數(shù) YFa 主動(dòng)輪當(dāng)量齒數(shù) Zv = 26.9223 從動(dòng)輪當(dāng)量齒數(shù) Zv = 76.4592 主動(dòng)輪 YFa = 2.6193 從動(dòng)輪 YFa = 2.2257 2. 應(yīng)力修正系數(shù) YSa 主動(dòng)輪 YSa = 1.5972 從動(dòng)輪 YSa = 1.7609 3. 重合度系數(shù) Y Y = 0.7009 4. 螺旋角系數(shù) Y Y = 0.8059 5. 許用彎曲應(yīng)力 F 彎曲疲勞極限 Flim 主動(dòng)輪 Flim = 416.5000 MPa 從動(dòng)輪 Flim = 404.5000 MPa 彎曲安全系數(shù) SF

17、SF = 1.0000 尺寸系數(shù) Yx Yx = 1.0000 彎曲壽命系數(shù) YN 主動(dòng)輪 YN = 1.0000 從動(dòng)輪 YN = 1.0000 許用彎曲應(yīng)力 F 主動(dòng)輪 F = 416.5000 MPa 從動(dòng)輪 F = 404.5000 MPa 6. 驗(yàn)算 計(jì)算彎曲應(yīng)力 主動(dòng)輪 F = 81.5864 MPa 從動(dòng)輪 F = 76.4323 MPa 主,從動(dòng)輪彎曲疲勞強(qiáng)度足夠四、高速軸設(shè)計(jì)計(jì)算 * * * * 輸入數(shù)據(jù) * * * * * * * * 計(jì)算結(jié)果 * * * *(一)選擇軸的材料 鋼的牌號(hào)為 : 45 強(qiáng)度極限 B = 560.0000 MPa 脈動(dòng)循環(huán)許用彎曲應(yīng)力 0 b

18、= 87.0000 MPa 對(duì)稱循環(huán)許用彎曲應(yīng)力 -1b = 51.0000 MPa(二)軸上的載荷 扭矩 T = 32778.826 N*mm 齒輪 1 分度圓直徑 d1 = 42.4421 mm 齒輪 1 螺旋角 = 8.2771 ° 齒輪 1 圓周力 Ft1 = 1544.637 N 齒輪 1 徑向力 Fr1 = 568.120 N 齒輪 1 軸向力 Fa1 = 224.709 N 大帶輪軸壓力 Q = 765.099 N 高速軸軸向力 FA = 224.709 N 指向右為正,指向左為負(fù)(三)按許用彎曲應(yīng)力計(jì)算 1.水平面H內(nèi) (1)軸的受力簡圖 Q Rh1 Fr1 Rh2

19、- Fa1 | L1 | L2 | L3 | |-|-|-| 88.50 mm 139.00 mm 56.50 mm 點(diǎn)水平面支反力 Rh1 = 971.652 N 點(diǎn)水平面支反力 Rh2 = 774.673 N (2)各點(diǎn)水平面彎矩Mh 點(diǎn) Mh1 = 0.000 N*mm 點(diǎn) Mh2 = -67711.293 N*mm 點(diǎn)左端面 Mh41= -39000.453 N*mm 點(diǎn)右端面 Mh42= -43769.005 N*mm 點(diǎn) Mh5 = 0.000 N*mm 2.垂直面 V 內(nèi) (1)軸的受力簡圖 Rv1 Ft1 Rv2 - | L1 | L2 | L3 | |-|-|-| 88.50

20、 mm 139.00 mm 56.50 mm 點(diǎn)垂直面支反力 Rv1= 446.404 N 點(diǎn)垂直面支反力 Rv2= 1098.233 N 點(diǎn)合成支反力 R1 = 1069.292 N 點(diǎn)合成支反力 R2 = 1343.962 N (2)各點(diǎn)垂直面彎矩Mv 點(diǎn) Mv1 = 0.000 N*mm 點(diǎn) Mv2 = 0.000 N*mm 點(diǎn) Mv4 = 62050.168 N*mm 點(diǎn) Mv5 = 0.000 N*mm 3.各點(diǎn)合成彎矩M 點(diǎn) M1 = 0.000 N*mm 點(diǎn) M2 = 67711.293 N*mm 點(diǎn)左端面 M41= 73288.872 N*mm 點(diǎn)右端面 M42= 75933.

21、847 N*mm 點(diǎn) M5 = 0.000 N*mm 4.各點(diǎn)扭矩T 應(yīng)力修正系數(shù) = 0.5862 扭矩 T = 19215.174 N*mm 點(diǎn) T1 = 19215.174 N*mm 點(diǎn) T2 = 19215.174 N*mm 點(diǎn)左端面 T41= 19215.174 N*mm 點(diǎn)右端面 T42= 0.000 N*mm 點(diǎn) T5 = 0.000 N*mm 5.各點(diǎn)當(dāng)量彎矩Me 點(diǎn) Me1 = 19215.174 N*mm 點(diǎn) Me2 = 70384.957 N*mm 點(diǎn)左端面 Me41= 75765.966 N*mm 點(diǎn)右端面 Me42= 75933.847 N*mm 點(diǎn) Me5 = 0.

22、000 N*mm 6.求各點(diǎn)直徑d 點(diǎn) d1 = 15.5605 mm 點(diǎn) d2 = 23.9867 mm 點(diǎn)左端面 d41 = 24.5830 mm 點(diǎn)右端面 d42 = 24.6011 mm 點(diǎn) d5 = 0.0000 mm 7.軸的結(jié)構(gòu)化(草圖) - 各軸段結(jié)構(gòu)化尺寸 點(diǎn)(裝大帶輪) d1 = 28.00 mm 點(diǎn)(裝左軸承) d2 = 35.00 mm 點(diǎn)(裝右軸承) d5 = 35.00 mm(四)普通平鍵選擇 軸徑 d = 28.00 mm 鍵長計(jì)算值 L0 = 45.0000 mm 轉(zhuǎn)矩 T = 32778.826 N*mm 鍵的型式 : A 鍵高 h = 7.00 mm 鍵寬

23、b = 8.00 mm 鍵長 L = 56.00 mm 軸槽深度 t = 4.00 mm 許用擠壓應(yīng)力 p = 100.0000 MPa 計(jì)算擠壓應(yīng)力p = 13.9366 MPa 鍵強(qiáng)度滿足要求五、中間軸設(shè)計(jì)計(jì)算 * * * * 輸入數(shù)據(jù) * * * * * * * * 計(jì)算結(jié)果 * * * *(一)選擇軸的材料 鋼的牌號(hào)為 : 45 強(qiáng)度極限 B = 560.0000 MPa 脈動(dòng)循環(huán)許用彎曲應(yīng)力 0 b = 87.0000 MPa 對(duì)稱循環(huán)許用彎曲應(yīng)力 -1b = 51.0000 MPa(二)軸上的載荷 扭矩 T = 102400.980 N*mm 齒輪 2 分度圓直徑 d2 = 149.5579 mm 齒輪 3 分度圓直徑 d3 = 64.0625 mm 齒輪 2 螺旋角 = 8.2771 ° 齒輪 3 螺旋角 = 12.6804 ° 齒輪 2 圓周力 Ft2 = 1369.382 N 齒輪 2 徑向力 Fr2 = 503.661 N 齒輪 2 軸向力 Fa2 = 199.213 N 齒輪 3 圓周力 Ft3 = 3196.909 N 齒輪 3 徑向力 Fr3 = 1192.669 N 齒輪 3 軸向力 Fa3 = 719.304 N 中間軸軸向力 FA = 520.091 N 指向右為正,指向左為負(fù)(三)按許用彎曲應(yīng)力計(jì)算 1.水平