单级直齿圆柱齿轮减速器教材Word下载.docx
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第1章课程设计任务书及传动装置总体设计
1.1课程设计任务书
设计一用于电动起锚系缆传动装置的单级圆柱齿轮减速器。
减速器小批量生产,使用期限三年。
原始数据:
锚重1.5吨(14.7kN);
起锚平均速度18米/分;
系缆绞盘额定牵引力3000公斤(29.4kN);
绞盘直径D=400mm。
1.2设计内容
1传动装置的总体设计;
2减速器传动零件(如齿轮、轴)的设计;
3减速器附件的选择
第2章传动装置的总体设计
2.1传动方案的确定
合理的传动方案,应能满足工作机的性能要求、工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、加工方便、成本低廉、效率高和使用维护方便等。
方案拟定:
使用V带传动和齿轮传动的组合,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。
2.2电动机的选择及计算
2.2.1电动机的选择
1.选择电动机类型
按工作要求及工作条件选择Y系列封闭式笼型三相异步电动机,电压380V。
2.选择电动机容量
运输带拉力F=3×
103N,运输带速度V=0.5m/s
工作机所需功率为:
PW=
=3kw
传动装置的总效率:
η总=η1×
η22×
η3×
η4×
η5
V带传动的效率是η1=0.96,滚动轴承传动效率(一对)η2=0.99,直齿圆柱齿轮传动效率η3=0.97,联轴器传动效率η4=0.99,卷筒传动效率η5=0.90
η总=0.96×
0.992×
0.97×
0.99×
0.90=0.81
电动机输出功率为:
Pd=
=3.7kw
K=1.0
Pr=K·
Pd=1×
3.7=3.7kw
因负载变化大不,所以选取电动机额定功率为3.7kw
3.确定电动机的转速
滚筒轴转速:
nw=
=31.8r/min
选择同步转速为1000r/min,电动机型号为:
132M1-6,满载转速为960r/min,电动机中心高H=132mm,外伸轴段D×
E=38mm×
80mm。
2.2.2分配传动比
总传动比为:
i=
=30.19
据表4.2-9取i带=2.5,则i减=
=12.076,i2=12.076÷
2.5=4.83
故取i1=2.5,i2=4.83
2.2.3各级转速计算
n1=
=384r/min
n2=
=80r/min
2.2.4传动装置的运动和动力参数
电动机:
P0=Pd=3.7kw
n0=960r/min
T0=9550
=36.8N·
m
Ⅰ轴(高速轴):
P1=P0·
η1=3.7×
0.96=3.55kw
T1=9550
=88.29N·
Ⅱ轴(低速轴):
P2=P1·
η2η3=3.55×
0.97=3.04kw
=362.9N·
轴3(滚筒轴):
P3=P2·
η2η4=3.04×
0.99=2.98kw
n3=n2=80r/min
T3=9550
=355.74N·
各轴转速、转矩等参数如下
轴名
功率P/kw
转矩T/kw
转速
n/(r/min)
传动比i
效率η
输入
输出
电动机
Ⅰ轴
Ⅱ轴
滚筒轴
3.55
3.04
2.98
3.7
3.465
3.00
2.95
88.29
362.9
355.74
36.8
87.4
359.27
352.18
960
384
80
2.5
0.96
4.83
1
0.98
第3章减速器传动零件的设计
3.1齿轮传动设计
3.1.1齿轮的材料、热处理方式和精度等级
小齿轮用45钢,调质处理,硬度为241HB~286HB,平均取为260HB;
大齿轮用45钢,调质处理,硬度为229HB~286HB,平均取为240HB。
齿轮精度定为8级。
3.1.2齿轮的几何参数计算
1.齿面接触疲劳计算
⑴.传动比:
i齿=
⑵.转矩:
⑶.齿宽系数:
查表,齿宽系数Ψd=1.0
⑷.接触疲劳极限:
σHlim1=680MPa
σHlim2=550MPa
⑸.初定接触许用应力:
[σH1]=0.9σHlim1=0.9×
680=612MPa
[σH2]=0.9σHlim2=0.9×
550=495MPa
⑹.载荷系数K:
这个系数的应用分两种情况:
当自重对要计算的元件起增大作用时,取K=1.0~1.1,否则取K=0.9~1.0。
在这里我们取K=1.0
⑺.材料的弹性系数zE:
一般的低碳钢渗碳淬火处理的话,弹性系数取189.9
。
把上述数据代入下面公式:
=60.52mm
取d1=60mm
2.齿轮各部分参数的计算
⑴.齿数z和模数m
取齿数z1=30,z2=z1i齿=30×
4.83=122.49
取齿数z2=125
m=
=2
⑵.压力角:
我国规定分度圆上的压力角α为标准值20°
齿轮参数如下
小齿轮
大齿轮
模数m
2
齿顶高ha
齿根高hf
全齿高h
4.5
齿顶圆直径da
64
254
分度圆直径d
60
250
齿根圆直径df
55
245
齿距p
6.28
齿槽宽e
3.14
中心距a
155
齿宽b
45
压力角α
20°
高速轴上的齿轮
低速轴上的齿轮
3.2轴的设计
3.2.1Ⅰ轴的设计
1.选择轴的材料
轴的材料用45钢,调质处理,σb=650MPa
2.估算轴颈
d≥c
=112
=23.79mm
因轴上有键槽,故增大5%,d1=24.98mm,圆整为25mm。
3.选择轴承
滚动轴承:
6206,d=30,D=62,B=16,da=36
4.轴的结构设计
b1=55mm,l4=65mm,d3=28mm,d1=25mm,d4=45mm,d2=32mm,d5=26.5mm,d6=28mm,l6=18mm
根据轴上零件的定位、装配及州的工艺性要求,确定出轴的结构如下:
5.轴的力学计算
⑴.计算齿轮受力:
圆周力:
Ft=
=2943N
径向力:
Fr=Ft·
tanαa=2943×
tan20°
=1071.16N
⑵.计算支撑反力:
水平面反力:
Fr·
68-FR’2·
136+FQ·
199.5=0
FR’2=
=3258.5
FR’1=FR’2-Fr-FQ=3258.5-1490.5-1713.28=55N
垂直面反力:
FR”1=FR”2=
=2047.6N
水平面受力图:
垂直面受力图:
水平面弯矩图:
垂直面弯矩图:
合成弯矩图:
3.2.2Ⅱ轴的设计
=102
=34.29mm
因轴上有键槽,故增大5%,d1=36mm。
滚动轴承:
6209,d=45,D=85,B=19,da=52
b1=45mm,l4=55mm,d3=42mm,d1=36mm,d4=45mm,d2=39mm,d5=49mm,d6=42mm,l6=21mm
⑴.计算齿轮受力:
=2903.2N
tanαa=2903.2×
=1056.68N
⑵.计算支撑反力:
水平面反力:
FR’1=FR’2=
=578.34N
垂直面反力:
FR”1=FR”2=
=1451.6N
水平面受力图:
⑶.画轴弯矩图
第4章减速器的附件
4.1键的选择
4.1.1Ⅰ轴上的键
1.与齿轮连接处
与齿轮连接处为静连接,因此选用普通平键连接,端部类型为双圆头平键。
轴直径为45mm,轴段长56mm,键长30mm,查表得:
d=28~35mm时,键宽b=12mm,键高h=8mm。
2.与联轴器连接处
与联轴器连接处为静连接,因此选用普通平键连接,端部类型为双圆头平键,轴颈为轴颈为47mm,轴段为56.4mm,键长50mm,查表得:
d=44~50mm时,键宽b=14mm,键高h=9mm。
4.1.2Ⅱ轴上的键
与齿轮连接处为静连接,因此选用普通平键连接,端部类型为双圆头平键,轴颈为60mm,轴段长71mm,键长45.5mm,查表得:
d=58~65mm时,键宽b=18mm,键高h=11mm。
与联轴器连接处为静连接,因此选用普通平键连接,端部类型为双圆头平键,轴颈为47mm,轴段为56.4mm,键长50mm,查表得:
4.2联轴器的选择
因轴2转速不高(n2=80r/min),因此选用凸缘联轴器,轴颈为d=48mm。
选用YL9型联轴器,主动端键为轴2上的键,为A型,从动端选择键为B型,d=50mm,因此选择的联轴器标记为:
YL9联轴器
结束语
毕业论文写到这里也就结束了,我就要怀着我大学时的梦想进入社会了。
从确定论文题目开始构思,再到论文每章章节完成,每一次对我来说都是新的挑战,这也是我在大学期间完成的最大的项目。
在这段时间里,我学到了很多知识,并且把以前学的知识进行了一次融会贯通,以前一些不懂得地方在这次的设计中也迎刃而解。
这次做设计的经历是我受益匪浅,让我学到了很多知识,也让我认识到了自己的不足。
大学三年匆匆走过,有喜悦也有烦恼,有笑声也有泪水,但是直到结束的这一刻才让人感叹。
光阴似箭,人生的道路就是从起点奔向终点,这个终点又是下一个起点。
大学,是我们学生时代的终点,又是我们迈向社会的起点。
祝愿大学里和我风雨同舟的朋友们,一起加油,我们的未来一定会缤纷绚烂。
我在这里要感谢我的指导老师孟天祥老师,是您在百忙中抽出时间来看我们的论文,在满满的工作日程中基础时间来给我们做指导,不厌其烦的一次又一次的纠正我们的错误。
我们的毕业论文凝聚了我们的汗水和知识的结晶。
在这里我还要感谢张春兰老师,在这几年里,我们都能感受到您对我们的关心,对我们的爱护,是您给了我们正确的人生观和价值观,让我们不至于在社会中迷路。
感谢我的爸爸妈妈,是你们给了我最好的环境,给了我最好的条件,让我完成了学业,祝你们永远健康。
毕业设计,也许是我大学生涯里给老师交的最后一次作业了,想借此次机会感谢三年里所有帮助过我的老师和同学们,在遇到困难时是你们给了我鼓励,是你们让我有了站起来的勇气,是你们给了我信心,是你们让我无所畏惧。
参考文献
1.主编:
吴先文《机械设备维修技术》,人民邮电出版社,2008年9月第1版,2010年11月北京第6次印刷;
2.主编:
陈静《机械设计基础》,人民邮电出版社,2007年12月第1版,2009年1月北京第3次印刷;
3.主编:
刘介才《工厂供电设计指导》(第二版),机械工业出版社
4.主编:
巩云鹏、田万禄、张祖立、黄秋波《机械设计课程设计》,东北大学出版社,2000年12月第1版,2009年8月第12次印刷。
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