机械设计课程设计报告_抽油机机械系统设计 第2页

 

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

６.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

在范围内，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

取

⑹　验算小带轮包角

，包角合适。

⑺　确定v带根数z

因，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

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,

取

(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

按，，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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