一级减速器的设计综述.docx
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一级减速器的设计综述
机械设计课程设计说明书
课题名称一级圆柱齿轮减速器的设计
目录
第一章绪论
第二章课题题目及主要技术参数说明
2.1课题题目
2.2主要技术参数说明
2.3传动系统工作条件
2.4传动系统方案的选择
第三章减速器结构选择及相关性能参数计算
3.1减速器结构
3.2电动机选择
3.3传动比分配
3.4动力运动参数计算
第4章V带的设计
4.1选择普通V带型号
4.2大小带轮的基准直径d2,d1;验算带速
4.3求V带基准长度和中心距
4.4计算包角
4.5确定V带根数
4.6确定初拉力F0
4.7周上载荷Q
第五章齿轮的设计计算(包括小齿轮和大齿轮)
5.1齿轮材料和热处理的选择
5.2齿轮几何尺寸的设计计算
5.2.1按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸
5.2.2齿轮弯曲强度校核
5.2.3齿轮几何尺寸的确定
5.3齿轮的结构设计
第六章轴的设计计算(从动轴)
6.1轴的材料和热处理的选择
6.2轴几何尺寸的设计计算
6.2.1按照扭转强度初步设计轴的最小直径
6.2.2轴的结构设计
6.2.3轴的强度校核
第七章轴承、键和联轴器的选择
7.1轴承的选择及校核
7.2键的选择计算及校核
7.3联轴器的选择
第八章减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构
尺寸的计算
8.1润滑的选择确定
8.2密封的选择确定
8.3减速器附件的选择确定
8.4箱体主要结构尺寸计算
第9章总结
参考文献
第一章绪论
本论文主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算,在设计计算中运用到了《机械设计》、《机械制图》、《工程力学》、《公差与互换性》等多门课程知识,并运用《AUTOCAD》软件进行绘图,因此是一个非常重要的综合实践环节,也是一次全面的、规范的实践训练。
通过这次训练,使我们在众多方面得到了锻炼和培养。
主要体现在如下几个方面:
(1)培养了我们理论联系实际的设计思想,训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力,巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。
(2)通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计,使我们掌握了一般机械设计的程序和方法,树立正确的工程设计思想,培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。
(3)另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方面的能力。
第二章课题题目及主要技术参数说明
2.1课题题目
带式输送机传动系统中的减速器。
要求传动系统中含有单级圆柱齿轮减速器及V带传动。
原始数据
题号
4
运输带拉力F
(KN)
1.8
运输带速度V
(m/s)
1.4
卷筒直径D
(mm)
200
设计人员
李亮范佳钰
设计任务要求:
1. 减速器装配图纸一张(1号图纸)
2. 轴、齿轮零件图纸各一张(2号或3号图纸)
3. 设计说明书一分
4.草图一份
2.2主要技术参数说明
输送带的最大有效拉力F=1800N,输送带的工作速度V=1.4m/s,输送机滚筒直径D=200mm。
2.3传动系统工作条件
带式输动机工作时有轻微震动,经常满载。
空载起动,单向运转,两班制工作(每班工作8小时),要求减速器设计寿命为10年(每年按300天计算)三相交流电源的电压为380/220V。
2.4传动系统方案的选择
方案拟定:
采用V带传动与齿轮传动的组合,即可满足传动比要求,同时由于带传动具有良好的缓冲,吸振性能,适应大起动转矩工况要求,结构简单,成本低,使用维护方便。
图1带式输送机传动系统简图
图1带式输送机传动系统简图
第三章减速器结构选择及相关性能参数计算
3.1减速器结构
本减速器设计为水平剖分,封闭卧式结构。
3.2电动机选择
(一)工作机的功率
Pw=FV/1000=1800×1.4/1000=2.52kw
(二)总效率
=
=0.96×0.97×0.99×0.96×0.99×0.99
=0.867
(三)所需电动机功率
(四)确定电动机转速
滚筒工作转速为:
N滚筒=60×1000·v/(π·D)
=(60×1000×1.4)/(200·π)
=133.76 r/min
根据设计指导书P81表9.2推荐的传动比合理范围,取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I齿=2~4,取V带传动比I带=3;则总传动比理论范围为:
I总=6~12。
故电动机转速的可选范为
Nd=I总×N滚筒
=(6~12)×133.76
=802.56~1605.12r/min
则符合这一范围的同步转速有:
1000r/min、1500r/min,综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素,为使传动装置结构紧凑,决定选用同步转速为1500r/min的电动机。
根据电动机类型、容量和转速,由机械设计指导书表14.1选定电动机型号为Y100L2-4.其主要性能如下:
电动机型号
额定功率KW
满载转速r/min
启动转矩额定转矩
最大转矩额定转矩
Y100L2-4
3
1420
2.2
2.2
电动机的主要安装尺寸和外形尺寸如下表:
型号
H
A
B
C
D
E
F×GE
G
Y100L2-4
100
160
140
63
28
60
8×7
24
K
b
b1
b2
h
AA
BB
HA
L
12
205
180
105
245
40
176
14
380
3.3传动比分配
工作机的转速n滚=60×1000v/(D)
=60×1000×1.4/(3.14×200)
=133.76r/min
取则
3.4动力运动参数计算
(一)转速n
查机械设计指导书得:
=0.96
=0.97
=0.99
=0.96
=0.99*0.99
I带=3
电动机选择Y100L2-4
I带=3
I齿=3.54
计算及说明
结果
==1420(r/min)
=/=/=1420/3=473.333(r/min)=/=473.333/3.54=133.71(r/min)
==133.71(r/min)
(二)功率P
(三)转矩T
=19.57(N﹒m)
=191.59(N﹒m)
=187.78(N﹒m)
计算及说明
结果
将上述数据列表如下:
轴号
功率
P/kW
N/(r.min-1)
/
(N﹒m)
i
电动机轴
2.91
1420
19.57
3
0.96
1轴
2.79
473.333
56.36
2轴
2.68
133.71
191.59
3.54
0.97
滚筒轴
2.63
133.71
187.78
1
0.99
第四章V带的设计
(1)选择普通V带型号
由PC=KA·P=1.2×2.91=3.492(KW)
根据机械设计课本P188图11-15得知其交点在A型交界线处,故选A型
V带。
(2)求大小带轮的基准直径d2、d1,验算带速
确定带轮的基准直径,并验算带速:
则取小带轮 d1=100mm
大带轮直径:
d2=n1·d1·(1-ε)/n2=i·d1·(1-ε)设(ε=0.02)
=3×100×(1-0.02)=294mm
大带轮转速:
n2=(1-ε)D1n1/D2=(1-0.02)*100*1420/300=463.87r/min
由表9-2取d2=300mm (虽使n2略有增大,但其误差小于5%,故允许)
5m/s (3)求V带基准长度Ld和中心距a 初步选取中心距a=d2+d1=300+100=400mm,取a0=400mm 符合0.7(d2+d1) 求带长L0= =2*400+(300+100)+(100-300)²/4*400 =1453mm 查机械设计课本P194表11.12取带长为1600mm 计算实际中心距=400+(1600-1453)/2=473.5mm (4)计算包角 = =155.80°>120°,包角合适。 (5)确定V带根数Z 带速v=7.43m/s 传动比i=n1/n2=1420/463.87=3.06 带根数由机械设计课本P191表11.8P0=1.32KW 由机械设计课本P190表11.7Kα=0.946 由机械设计课本P194表11.12kL=0.99 由机械设计课本P193表11.10 Z≧=3.492/【(1.32+0.17)*0.946*0.99】 =2.50 (6)确定初拉力F0 F0=500 =500*3.492*(2.5-0.946)/(7.43*3)+0.10*7.43*7.43 =127.25N 由机械设计课本P179表11.4得q=0.10kg/m (7)轴上载荷Q Q=2ZF0sin=2*3*127.25*sin155.80/2 =746.54N 第五章齿轮的设计计算 5.1齿轮材料和热处理的选择 小齿轮选用45号钢,调质处理,HB=236 大齿轮选用45号钢,正火处理,HB=190 5.2齿轮几何尺寸的设计计算 5.2.1按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸 由《机械零件设计手册》查得 SHlim=1 由《机械零件设计手册》查得 ZN1=ZN2=1YN1=YN2=1.1 由 (一)小齿轮的转矩 (二)选载荷系数K 由原动机为电动机,工作机为带式输送机,载荷平稳,齿轮在两轴承间对称布置。 查《机械原理与机械零件》教材中表得,取K=1.1 (三)计算尺数比 =3.54 (四)选择齿宽系数 根据齿轮为软齿轮在两轴承间为对称布置。 且齿轮HB<350,查《机械原理与机械零件》教材中表得,取=1 (五)计算小齿轮分度圆直径 ≥ 由机械设计课本P188表11-5查得KA=1.2 由课本P189表11-6得,推荐的A型小带轮基准直径为75mm~125mm D1=100mm D2=300mm n1=1420r/min n2=463.87r/min 选用A型普通V带 V=7.43m/s,带速合适 D2=300mm A0=400mm Ld=1600mm 中心距a=473.5mm 包角α1=155.80°,包角合适 Z=3 计算及说明 结果 计算及说明 结果 898=898 =58.94(mm) (六)确定齿轮模数m m=(0.007~0.02)a=(0.007~
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