机械设计减速器设计说明书.docx
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机械设计减速器设计说明书
东海科学技术学院
课程设计成果说明书
题目:
机械设计减速器设计说明书
院系:
机电工程系
学生姓名:
专业:
机械制造及其自动化
班级:
C15机械一班
指导教师:
起止日期:
2017.12.12-2018.1.3
东海科学技术学院教学科研部
浙江海洋大学东海科学技术学院课程设计成绩考核表
2017—2018学年第一学期
系(院、部)班级专业
学生姓名(学号)
课程设计名称
题目
指导教师评语
指导教师签名:
年月日
答辩评语及成绩评定
答辩小组教师签名:
年月日
设计任务书
一、初始数据
设计一级直齿圆柱齿轮减速器,初始数据T=1500Nm,n=33r/m,设计年限(寿命):
10年,每天工作班制(8小时/班):
3班制,每年工作天数:
250天,三相交流电源,电压380/220V。
二.设计步骤
1.传动装置总体设计方案
2.电动机的选择
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比
4.计算传动装置的运动和动力参数
5.设计V带和带轮
6.齿轮的设计
7.滚动轴承和传动轴的设计
8.键联接设计
9.箱体结构设计
10.润滑密封设计
11.联轴器设计
第一部分设计任务书..............................................3
第二部分传动装置总体设计方案.....................................6
第三部分电动机的选择............................................6
3.1电动机的选择............................................6
3.2确定传动装置的总传动比和分配传动比........................7
第四部分计算传动装置的运动和动力参数............................8
第五部分V带的设计..............................................9
5.1V带的设计与计算.........................................9
5.2带轮的结构设计..........................................12
第六部分齿轮传动的设计.........................................14
第七部分传动轴和传动轴承及联轴器的设计..........................20
7.1输入轴的设计...........................................20
7.2输出轴的设计...........................................26
第八部分键联接的选择及校核计算..................................34
8.1输入轴键选择与校核......................................34
8.2输出轴键选择与校核......................................35
第九部分轴承的选择及校核计算....................................35
9.1输入轴的轴承计算与校核..................................35
9.2输出轴的轴承计算与校核...................................36
第十部分联轴器的选择...........................................37
第十一部分减速器的润滑和密封....................................38
11.1减速器的润滑...........................................38
11.2减速器的密封...........................................39
第十二部分减速器附件及箱体主要结构尺寸...........................39
12.1减速器附件的设计及选取.......................................39
12.2减速器箱体主要结构尺寸...........................................45
设计小结.......................................................48
参考文献.......................................................48
设计及说明
结果
第二部分传动装置总体设计方案
一.传动方案特点
1.组成:
传动装置由电机、V带、减速器、工作机组成。
2.特点:
齿轮相对于轴承对称分布。
3.确定传动方案:
考虑到电机转速高,V带具有缓冲吸振能力,将V带设置在高速级。
选择V带传动和一级直齿圆柱齿轮减速器。
二.计算传动装置总效率
ηa=η1η23η3η4η5=0.96×0.993×0.97×0.99×0.96=0.859
η1为V带的效率,η2为轴承的效率,η3为齿轮啮合传动的效率,η4为联轴器的效率,η5为工作装置的效率。
第三部分电动机的选择
3.1电动机的选择
工作机的转速n:
n=33r/min
工作机的功率pw:
pw=5.18KW
电动机所需工作功率为:
pd=6.03KW
设计及说明
结果
工作机的转速为:
n=33r/min
经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i1=2~4,一级圆柱直齿轮减速器传动比i2=2~6,则总传动比合理范围为ia=4~24,电动机转速的可选范围为nd=ia×n=(4×24)×33=132~792r/min。
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比,选定型号为Y160L-8的三相异步电动机,额定功率为7.5KW,满载转速nm=720r/min,同步转速750r/min。
电动机主要外形尺寸:
中心高
外形尺寸
地脚螺栓安装尺寸
地脚螺栓孔直径
电动机轴伸出段尺寸
键尺寸
H
L×HD
A×B
K
D×E
F×G
160mm
645×385
254×254
15mm
42×110
12×37
3.2确定传动装置的总传动比和分配传动比
(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:
设计及说明
结果
ia=nm/n=720/33=21.82
(2)分配传动装置传动比:
ia=i0×i
式中i0、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i0=4,则减速器传动比为:
i=ia/i0=21.82/4=5.46
第四部分计算传动装置的运动和动力参数
(1)各轴转速:
输入轴:
nI=nm/i0=720/4=180r/min
输出轴:
nII=nI/i=180/5.46=32.97r/min
工作机轴:
nIII=nII=32.97r/min
(2)各轴输入功率:
输入轴:
PI=Pd×η1=6.03×0.96=5.79KW
输出轴:
PII=PI×η2⋅η3=5.79×0.99×0.97=5.56KW
工作机轴:
PIII=PII×η2⋅η4=5.56×0.99×0.99=5.45KW
则各轴的输出功率:
输入轴:
PI'=PI×0.99=5.73KW
输出轴:
PII'=PII×0.99=5.5KW
工作机轴:
PIII'=PIII×0.99=5.4KW
(3)各轴输入转矩:
设计及说明
结果
输入轴:
TI=Td×i0×η1
电动机轴的输出转矩:
Td=79.98Nm
所以:
输入轴:
TI=Td×i0×η1=79.98×4×0.96=307.12Nm
输出轴:
TII=TI×i×η2×η3=307.12×5.46×0.99×0.97=1610.3Nm
工作机轴:
TIII=TII×η2×η4=1610.3×0.99×0.99=1578.26Nm
输出转矩为:
输入轴:
TI'=TI×0.99=304.05Nm
输出轴:
TII'=TII×0.99=1594.2Nm
工作机轴:
TIII'=TIII×0.99=1562.48Nm
第五部分V带的设计
5.1V带的设计与计算
1.确定计算功率Pca
由表查得工作情况系数KA=1.2,故
Pca=KAPd=1.2×6.03kW=7.24kW
2.选择V带的带型
根据Pca、nm由图选用B型。
3.确定带轮的基准直径dd并验算带速v
设计及说明
结果
1)初选小带轮的基准直径dd1。
由表,取小带轮的基准直径dd1=140mm。
2)验算带速v。
按课本公式验算带的速度
5.28m/s
因为5m/s 3)计算大带轮的基准直径。 根据课本公式,计算大带轮的基准直径 dd2=i0dd1=4×140=560mm 根据课本查表,取标准值为dd2=560mm。 4.确定V带的中心距a和基准长度Ld 1)根据课本公式,初定中心距a0=500mm。 2)由课本公式计算带所需的基准长度 Ld0≈ ≈2187mm 由表选带的基准长度Ld=2180mm。 3)按课本公式计算实际中心距a0。 a≈a0+(Ld-Ld0)/2=500+(2180-2187)/2mm≈496mm 按课本公式,中心距变化范围为463~561mm。 5.验算小带轮上的包角α1 α1≈180°-(dd2-dd1)×57.3°/a =180°-(560-140)×57.3°/496≈131.5°>120° 6.计算带的根数z 设计及说明 结果 1)计算单根V带的额定功率Pr。 由dd1=140mm和nm=720r/min,查表得P0=1.68kW。 根据nm=720r/min,i0=4和B型带,查表得∆P0=0.23kW。 查表得Kα=0.87,查表得KL=0.99,于是 Pr=(P0+∆P0)KαKL=(1.68+0.23)×0.87×0.99kW=1.65kW 2)计算V带的根数z z=Pca/Pr=7.24/1.65=4.39 取5根。 7.计算单根V带的初拉力F0 由表查得B型带的单位长度质量q=0.17kg/m,所以 F0= ==261.64N 8.计算压轴力FP FP=2zF0sin(α1/2)=2×5×261.64×sin(131.5/2)=23
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