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机械设计课程设计报告_抽油机机械系统设计 第2页

更新时间:2007-10-20:  来源:毕业论文

 

4.传动装置的总传动比和传动比分配

(1)       总传动比

由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为i=n/n=980/11=89.091

(2)       传动装置传动比分配

i=i×i式中i,i分别为带传动和减速器的传动比。

为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取i=3.61,则减速器传动比为i=i/ i=89.091/3.61=24.679。根据各原则,查图得高速级传动比为i=6.3,则i=i/ i=3.92

5.传动装置运动和动力参数的计算

(1) 各轴转速

   n=n/ i=980/3.61=271.47r/min

   n=n/ i=271.47/6.3=43.09 r/min

   n=n/ (i×i)=11 r/min

(2) 各轴输入功率

   P=P×η=40.77×0.94=42.3 kW

   P=P×η×η=42.3×0.98×0.99=41.04 kW

   P=P×η×η=41.04×0.98×0.99=39.82 kW

(3) 各轴输入转矩

  Ⅰ轴  T=9550 P/ n=9550×42.3/271.47=1.488 kN·m

  Ⅱ轴  T=9550 P/ n=9550×41.04/43.09=9.096 kN·m

  Ⅲ轴  T=9550 P/ n=9550×39.82/11=34.5 kN·m

.V带传动的设计

⑴ 确定计算功率

    式中为工作情况系数, 为电机输出功率

⑵ 选择带型号

根据,查图初步选用C型带.

⑶ 选取带轮基准直径

查表选取小带轮基准直径,则大带轮基准直径 式中ξ为带的滑动率,通常取(1%~2%),查表后取

⑷ 验算带速v

  在10~20m/s范围内,V带充分发挥。

⑸ 确定中心距a和带的基准长度

范围内,初定中心距,所以带长

查图选取C型带的基准长度,得实际中心距

⑹ 验算小带轮包角

,包角合适。

⑺ 确定v带根数z

,带速,传动比i=3.61,查表得单根v带所能传递的功率,功率增量,包角修正系数,带长修正系数,则由公式得

故选6根带。

⑻ 确定带的初拉力

单根普通V带张紧后的初拉力为

⑼ 计算带轮所受压力

利用公式

具体带与带轮的主要参数见图2—7

图2—7

.齿轮的设计计算

(一)高速级齿轮传动的设计计算

1.齿轮材料,热处理及精度

考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮

(1)齿轮材料及热处理

 大小齿轮材料为20CrMnTi。齿面渗碳淬火,齿面硬度为58~62HRC,有效硬化层深0.5~0.9mm。经查图,取=1500MPa,=500Mpa。

(2)齿轮精度

按GB/T10095-1998,选择6级,齿根喷丸强化。

2.初步设计齿轮传动的主要尺寸

因为硬齿面齿轮传动,具有较强的齿面抗点蚀能力,故先按齿根弯曲疲劳强度设计,再校核持面接触疲劳强度。

(1)计算小齿轮传递的转矩kN·m

(2)确定齿数z

因为是硬齿面,故取z=19,z=i z=6.3×19=120

传动比误差  i=u=z/ z=120/19=6.316

Δi==0.25%5%,允许

(3)初选齿宽系数

   按非对称布置,由表查得=0.6

(4)初选螺旋角

  初定螺旋角 =15

(5)载荷系数K

 使用系数K  工作机轻微冲击,原动机均匀平稳,所以查表得K=1.25

动载荷系数K 估计齿轮圆周速度v=0.75m/s 查图得K=1.01;

齿向载荷分布系数K   预估齿宽b=40mm  查图得K=1.17,初取b/h=6,再查图得K=1.13

齿间载荷分配系数 查表得K=K=1.1

载荷系数K=K K K K=1.25×1.01×1.1×1.13=1.57

(6)齿形系数Y和应力修正系数Y

 当量齿数 z=z/cos=19/ cos=21.08 

z=z/cos=120/ cos=133.15

查图得Y=2.8   Y=2.17  Y=1.56  Y=1.82

(7)重合度系数Y

端面重合度近似为=【1.88-3.2×()】cos=【1.88-3.2×(1/19+1/120)】×cos15=1.63

=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos15)=20.64690

=14.07609

因为/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.696

(8)螺旋角系数Y

 轴向重合度 =1.024,取为1

Y=1-=0.878

(9)许用弯曲应力

  安全系数由表查得S=1.25

工作寿命两班制,7年,每年工作300天

小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×7×300×2×8=5.473×10

大齿轮应力循环次数N2=N1/u=5.473×10/6.316=0.866×10

查图得寿命系数;实验齿轮的应力修正系数,查图取尺寸系数

     许用弯曲应力

                  

比较,

(10)   计算模数

    按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取

    (11)初算主要尺寸

初算中心距,取a=355mm

修正螺旋角

   分度圆直径

      

    齿宽,取,,

齿宽系数

(12)验算载荷系数

圆周速度

查得

,查得

又因

查图得

则K=1.6,又Y=0.930,Y=0.688,。从而得

满足齿根弯曲疲劳强度。

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