机械设计课程设计斜齿轮减速器设计.docx
- 文档编号:10098666
- 上传时间:2023-02-08
- 格式:DOCX
- 页数:58
- 大小:48.13KB
机械设计课程设计斜齿轮减速器设计.docx
《机械设计课程设计斜齿轮减速器设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《机械设计课程设计斜齿轮减速器设计.docx(58页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
机械设计课程设计斜齿轮减速器设计
机械设计课程设计任务
一.设计题目:
二级斜齿圆柱齿轮减速器(311寝室第4组数据)
题目数据
寝室号
1
2
3
5
6
7
8
9
10
4
F
3.6
3.8
4.0
4.4
4.6
4.8
5.0
5.2
5.5
kn
4.2
V
0.8
0.7
0.6
0.9
1.0
0.8
0.7
0.6
0.7
m
0.75
s
Dmm
550
530
500
400
550
530
500
450
520
450
二.运输机的工作条件
工作时不逆转,载荷有轻微的冲击;单班制工作,每年按300天计,轴承寿命为齿轮
寿命的三分之一以上。
1.电动机2.带传动3.减速器4。
联轴器5.滚筒6.传送带
皮带运输机简图
三、设计任务
1.选择电动机型号;
2.计算皮带冲动参数;
3.选择联轴器型号;
4.设计二级斜齿圆柱齿轮减速器。
四、设计成果
1.二级圆柱齿轮减速器装配图一张;
2.零件工作图2张;
3.设计计算说明书1份.
1
一、传动系统设计方案分析与确定
1.1传动系统斜齿轮减速方案分析
1.1.1将带传动布置于高速级
将传动能力较小的带传动布置在高速级,有利于整个传动系统结构紧凑,匀称。
同时,将带传动布置在高速级有利于发挥其传动平稳,缓冲吸振,减少噪声的特点。
1.1.2选用闭式斜齿圆柱齿轮
闭式齿轮传动的润滑及防护条件最好。
而在相同的工况下,斜齿轮传动可获得较小
的几何尺寸和较大的承载能力。
采用传动较平稳,动载荷较小的斜齿轮传动,使结构简单、紧凑。
而且加工只比直齿轮多转过一个角度,工艺不复杂。
1.1.3将传动齿轮布置在距离扭矩输入端较远的地方
由于齿轮相对轴承为不对称布置,使其沿齿宽方向载荷分布不均。
固齿轮布置在距
扭矩输入端较远的地方,有利于减少因扭矩引起的载荷分布不均的现象,使轴能获得较大刚度。
综上所述,本方案具有一定的合理性及可行性。
1.2传动方案确定
根据题目中要求,工作时不逆转,载荷有轻微的冲击;单班制工作,每年按300天计,
轴承寿命为齿轮寿命的三分之一以上。
考虑还要满足工作可靠、传动效率高、结构简单、制造方便、成本经济、工艺性好、使用维护性好等要求本设计具体如下:
电动机选用卧式封闭型Y系列三相交流异步电动机;工作机用V带轮传动,而且将带传动布置于高速级;减速器选用闭式斜齿圆柱齿轮减速,用二级减速。
二、电动机的选择
2.1电动机类型和结构型式
根据直流电动机需直流电源,结构复杂,成本高且一般车间都接有三相交流电,所
以选用三相交流电动机。
又由于Y系列笼型三相异步交流电动机其效率高、工作可靠、
结构简单、维护方便、起动性能较好、价格低等优点均能满足工作条件和使用条件。
根
据需要运送型砂,为防止型砂等杂物掉入电动机,故选用封闭式电动机。
根据本装置的
安装需要和防护要求,采用卧式封闭型电动机。
Y(IP44)笼型封闭自扇冷式电动机,具有
防止灰尘或其他杂物侵入之特点。
电动机选择根据动力源和工作条件,对载荷有轻微冲
击,长期工作的机器。
故优先选用卧式封闭型Y系列三相交流异步电动机。
2.2选择电动机容量
(1)电动机所需功率为
pd
pw
工作机所需要的功率
pw
kw为pw
FV
w,
1000
(2)由电动机至工作机的总效率
1234
n
带传动V带的效率——
1=0.94
0.97
取1=0.96
一对滚动轴承的效率——
2=0.98
0.995
取2=0.99
2
一对齿轮传动的效率——
3=0.96
0.98
闭式取
3=0.97
联轴器的效率——
4=0.99
0.995
取
4=0.99
传动滚筒效率
5
=0.96
又∵
4
2
0.96
0.99
4
2
0.99
0.96
0.825
1
2
3
4
5
0.97
pw
FV
4.2
0.751000
所需电动机功率为
1000
1000
0.825
3.82KW
因有点轻微的冲击,载荷基本上平稳,电动机额定功率
ped略大于pd即可。
Y系列
电动技术数据,选电动机的额定功率
ped为4.0KW。
(3)电动机转速的选择
滚筒轴工作转速
60
1000V
60
1000
0.75
31.85r
nw
D
450
min
通常,V带传动的传动比常用范围为i1'
24,二级圆柱齿轮减速器为
i28
40,则
总传动比的范围为i1
16
160,故电动机的转速可选范围为
nd'
i'nw
16
160
31.85
509.6
5096r
min
2.3确定电动机的型号
由上述转速,符合这一范围的同步转速有
750,1000,1500,3000r/min
。
现将后
3中
转速方案比较如下:
方
额定功率
同步转
满载转速
质量
价格
传动比
案
电动机型号
速
/元
i
kw
r/min
kg
r/min
1
Y112M-2
4.0
3000
2890
45
910
2.91i
2
Y112M-4
4.0
1500
1440
49
918
1.50i
3
Y112M-6
4.0
1000
960
75
1433
i
很明显,综合考虑选择电机型号为
Y112M-4
2.4电动机的主要参数
(1)电动机的主要技术数据
额定
同步转
满载
质量
电动机型号
功率
速
转速
kg
kw
r/min
r/min
Y112M-4
4.0
1500
1440
49
(2)电动机的外形示意图和实物图
3
Y型三相异步电动机
三、机构的运动分析及动力参数选择与计算
3.1总传动比的确定及各级传动比的分配
3.1.1理论总传动比i'
nm
1440
i'
45.21nm:
电动机满载转速
nw
31.85
3.1.2各级传动比的分配
(1)V带传动的理论传动比
iv',初取iv'
3.26
(2)两级齿轮传动的传动比
i'
45.21
ih'il'
13.87
iv'
3.26
(3)齿轮传动中,高低速级理论传动比的分配
取ihil,可使两极大齿轮直径相近,浸油深度接近,有利于浸油润滑。
同时还
可以使传动装置外廓尺寸紧凑,减小减速器的轮廓尺寸。
但ih过大,有可能会使
高速极大齿轮与低速级轴发生干涉碰撞。
所以必须合理分配传动比,一般可在
ih'
(1.3~1.4)il'
中
取,
要求
d2l-d2h
≈20
~30
mm。
(由[3]P9
图2-2
)
取ih'
1.40il'
,又∵ih'il'
13.87
∴ih'
4.40,
il'
3.16
4
注意:
以上传动比的分配只是初步的。
传动装置的实际传动比必须在各级传动零件
的参数,如带轮直径、齿轮齿数等确定下来后才能出来,故应在各级传动零件的参数确定
后计算实际总传动比。
一般总传动比的实际值与设计要求值的允许误差为3%5%。
3.2运动和动力的参数计算
1轴(电动机轴)
p0
pd
3.82kwn0nm1440rminT0
9550
p0
95503.82
25.3Nm
n0
1440
1轴(高速轴)
p1p0
01p0
12
3.820.960.99
3.67kw
n1
n0
1440
442
r
min
T1
9550
p1
95503.6744279Nm
iv'
3.26
ni
2轴(中间轴)
p2p1
12p1
23
3.670.990.973.52kw
n2
n1
442
r
T
9550p2
95503.52101333Nm
101
min
2
n
ih'
4.40
2
3轴(低速轴):
p3
p2
23
p2
23
3.52
0.99
0.97
3.38kw
n3
1
101
32rmin
T3
9550
p3
9550
3.38
321009Nm
n
3.16
il'
n3
4
轴(滚动轴):
p4
p3
34
p3
24
3.38
0.99
0.99
3.31kw
n4
n3
32
32
r
min
T4
9550
p4
9550
3.31
32
988Nm
i34
1
n4
3.3运动和动力参数的计算结果汇总
轴名
功率p
转矩T
转速
传动比
效率
Nm
i
kw
n
输入
输出
输入
输出
r
min
电动机
3.82
25.3
1440
轴
1
轴
3.67
3.63
79
78.2
442
3.26
0.96
2
轴
3.52
3.48
333
330
101
4.40
0.96
3
轴
3.38
3.35
1009
999
32
3.16
0.96
4
轴
3.31
3.28
988
978
32
1
0.98
注:
1-3轴的输出功率为输入的乘以轴承效率
0.99,转矩类推就是。
5
四、v带设计及计算
4.1原始数据
电动机功率——Pd4.0kw
电动机转速——nd1440r/min
V带理论传动比——iv'3.26
工作时不逆转、单班制、工作机为带式运输机
4.2设计计算
(1)确定计算功率PcaPca=KA·Pd
根据单班制工作,即每天工作8小时,工作机为带式运输机,
<由[1]P109表5-5>查得工作系数KA=1.1
Pca=KA×Pd=1.1×4.0=4.4kw
(2)选取普通V带带型
根据Pca,nd确定选用普通V带A型。
(3)确定带轮基准直径dd1和dd2
a.初选
小带轮基准直径dd1=80mm
查课本P表5-6小带轮基准直径
109
(由[1]P109图5-14)
dd180mm,则大带轮基准直径
dd2
i0dd1
3.2680
261mm,式中ξ为带传动的滑动率,通常取(
1%~2%),查课
本P109
表5-6后取dd2
265mm。
b.
验算带速v
V
dd1nm
801440
在5~25m/s范围内,V带充分发挥。
1000
60
6.03m/s
60
1000
c.计算dd2
dd2idd13.2680261mm<根据[1]P109表5-6>圆整dd2=265mm
(4)确定普V带的基准长度和传动中心距
根据0.55(dd1+dd2) 189.75mm 初步确定中心距 a0 =400mm Ld’=2a0 (dd1 (dd2dd1)2 dd2) 2 4a0 =2400 (80 (265 80)2 265) 400 2 4 =1363.04mm <根据[1]P106表5-2> 取Ld=1400mm 计算实际中心距 a 6 2L dd1dd2 2L 2 2 dd1dd2 8dd2dd1 a 8 22 214003.1480265214003.1480265826580 8 =419mm (5)验算主轮上的包角1 1 180 dd2 dd1 57.3 a =180 265 80 57.3 419 154.7 120 ∴主动轮上的包角合适 (6)计算V带的根数Z Z Pca (P0 P0)K Kl P0——基本额定功率 <由[1]P107表5-3>得P0=0.85kw P0——额定功率的增量 <由[1]P108表5-4> P0=0.17 K——包角修正系数 <由[1]P110表5-7>得K =0.93 Kl——长度系数<由[1]P 106表5-2> 得Kl=0.96 ∴Z Pca Kl = 4.4 =4.83 (P0 P0)K 0.911 取Z=5根 (7)计算预紧力F0 F0 Pca 2.5 1) qv 2 500 ( Zv K q——V带单位长度质量 <由P106[1] 表5-1>q=0.10kg/m F0 Pca 2.5 2 =500 4.4 2.5 6.03 2 min500 ( 1)qv ( 1)0.1 Zv K 56.03 0.93 =126.8N 应使带的实际出拉力 F0 F0min 7 (8)计算作用在轴上的压轴力 FP FP0min 2ZvF0sin1 25126.8sin154.7 =1237.22N 2 2 4.3带传动主要参数汇总表 Ld d d a F F 带型 Z d1 d2 0 P mm mm mm N N mm 1400 5 80 265 419 126.8 1237.22 A 4.4带轮材料及结构 (1)带轮的材料 带轮的材料主要采用铸铁,常用材料的牌号为HT150或HT200 (2)带轮的结构 带轮的结构形式为孔板式,轮槽槽型B型 小带轮结构图大带轮结构图 五.齿轮的设计 5.1高速级齿轮传动设计 5.1.1原始数据 输入转矩——T=7.82104N·mm 小齿轮转速——nI=442r/min 齿数比——μ=ih'4.40 由电动机驱动单向运转、工作机不逆转、单班制工作、工作寿命这里取为8年、工作 8 机为带式运输机、载荷较平稳。 (每年工作日为300天) 5.1.2设计计算 一选齿轮类、精度等级、材料及齿数 1为提高传动平稳性及强度,选用斜齿圆柱齿轮; 2因为运输机为一般工作机器,速度不高,故选用7级精度; 3为简化齿轮加工工艺,选用闭式软齿面传动小齿轮材料: 45号钢调质HBS1=220 接触疲劳强度极限 弯曲疲劳强度极限 Hlim1 FE1 570MPa(由[1]P138图6-14) 440Mpa(由[1]P139图6-15) 大齿轮材料: 45号钢正火HBS2=190 接触疲劳强度极限 Hlim2 400MPa (由[1]P138图6-14) 弯曲疲劳强度极限 FE2 330Mpa (由[1]P139图6-15) 4初选小齿轮齿数23 大齿轮齿数Z2=Z1ih'=23×4.40=101.12取101 5初选螺旋角t14 二按齿面接触强度设计 计算公式: (由[1]P143 式6-14) 3 ZHZEZZ d1t 2KT1u1 ) 2 mm u ( [ HP] d 1.确定公式内的各计算参数数值 试选 KA=1.25(课本表6-2);由7级齿轮精度,取 Kv1.05;由硬齿面, K 1.15,K 1.1,则K 1.25 1.05 1.151.1 1.66 查课本图6-12 选取区域系数Z H=2.5 Z cos = cos14 =0.985 P141表6.8齿宽系数 d 0.8 材料的弹性影响系数ZE 1/2 189.8Mpa (由[1]136表6-3) 区域系数ZH 2.5 (由[1]135 图6-12) 由课本公式6 -11计算应力值环数 N1=60n1jLh=60×442×1×(1×8×300×8) 8 =5.09×10h 9 N2==1.16×108h #(4.391为齿数比,即4.391=Z2 ) Z1 查课本6-16图得: Z 1=0.96 Z 2=1.0取安全系数SH 1.1 齿轮的疲劳强度极限 [ H]1=ZN1Hlim1 =497.5 MPa S [ H]2=ZN2Hlim2 =363.6MPa S 许用接触应力 [ H]([ H]1[ H]2)/2 (497.5 363.6)/2 430.5
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 机械设计 课程设计 齿轮 减速器 设计