二级减速器设计说明书.docx
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机械设计课程设计
说明书
课题名称:
带式运输及传动装置的设计
专业班级:
机制一班
学生学号:
学生姓名:
学生成绩:
指导教师:
秦襄培
课题工作时间:
2015.12.21至2015.01.08
武汉工程大学教务处
2
摘要
本文设计了一带式传输机的传动系统,其传动由减速器外传动即V带传动与减速器内传动即两级展开式圆柱齿轮传动构成。
V带传动中选用A型普通V带3根,带基准长度1250mm。
带轮基准直径dd1=85mm,dd2=224mm,传动比2.6。
两级展开式圆柱齿轮传动中高速级采用斜齿轮,齿轮法向模数2mm,小齿轮齿数为22传动比为3.85;低速级采用直齿轮,齿轮模数为2.5mm,小齿轮齿数29,传动比为3.08。
通过此传动系统可有效进行动力传递,达到设计要求。
关键词:
带式传输机;V带传动;两级减速器;齿轮传动
Abstract
Inthispaperthedesignofthetransmissionareaofthetransmissionsystem,itstransmissionfromthereducerouttransmissionv-belttransmissionandreducertransmissionthatisconstitutedoftwo-stagecylindricalgeardrive.
v-belttransmissionusingavbelt3ribs,withbaselength1250mm.Basediameterofthepulleydd1=85mm,dd2=224mm,transmissionratioof2.6.themaintransmissionfromatwohelicalgeardriveinthetwogear,thetransmissionofhigh-speedgear-modulusm=2,thenumberofsmallgearfor22,Transmissionratioof3.85;inthelow-speedgear-drivemodulem=3,thenumberofsmallgearfor29,transmissionratioof3.08.
Throughthetransmissionsystemcaneffectivelytransferwillbeadrivingforce.
Keywords:
Beltdrive;Reducer;Beltconveyor;gearing
目录
摘要 I
Abstract II
目录 III
第一章 传动装置的总体设计 1
1.1传动方案的确定 1
1.2电动机的选择 2
1.3传动比的计算及分配 3
1.4传动装置的运动、动力参数计算 4
第二章 传动件的设计计算 6
2.1减速器外传动件的设计 6
2.2减速器内传动的设计计算 9
第三章 减速器装配草图的设计 20
3.1合理布置图面 20
3.2绘出齿轮的轮廓尺寸 20
3.3箱体内壁 20
第四章 轴的设计计算 21
4.1中间轴的设计与计算 21
4.2高速轴的设计与计算 26
4.3低速轴的设计与计算 28
第五章 装配草图 30
第六章 减速箱箱体的结构尺寸 31
第七章 润滑油的选择与计算 32
第八章 装配图和零件图 33
参考文献 37
III
第一章传动装置的总体设计
1.1传动方案的确定
已知鼓轮直径为350mm,输送带速度为0.85m/s,输出转矩为390N•m。
工作环境为一般条件,通风良好;受连续平稳载荷,单向运转;使用期限为八年,大修期三年,每年两班制工作;卷筒效率为0.96;运输带允许±5%的速度误差;成批生产。
由此两级展开式圆柱齿轮减速器的传动装置方案如图1.1所示
图1.1两级展开式圆柱齿轮减速器传动装置简图
1-电动机2-带传动3-减速器
4-联轴器5-输送带带轮6-输送带
已知鼓轮直径为350mm,输送带速度为0.85m/s,输出转矩为390N•m。
工作环境为一般条件,通风良好;受连续平稳载荷,单向运转;使用期限为八年,大修期三年,每年两班制工作;卷筒效率为0.96;运输带允许±5%的速度误差;成批生产。
1.2电动机的选择
1.选择电动机的类型
根据用途选用Y系列一般用途的全封闭自冷式三相异步电动机。
2.选择电动机功率
为估计传动装置的总传动比范围,先计算卷筒转速nw
主动轴所需功率Pw
电动机输出功率Pd
为传动装置的总效率
带传动效率η1=0.97
一对轴承效率η2=0.99
齿轮传动效率η3=0.98
联轴器传动效率η4=0.99
滚筒的效率η1=0.96[1]
总效率
选取电动机额定功率
3.确定电动机转速
输送带带轮的工作转速为46r/min,V带常用传动比范围,单级圆柱齿轮传动比,则电动机转速可选范围为
初选1000r/min和1500r/min的两种电动机进行比较,如表1.2
表1.2不同转速电机比较
方案
电动机型号
额定功率(kW)
同步转速(r/min)
满载转速(r/min)
电动机质量(kg)
传动装置传动比
总传动比
V带传动
两级减速器
Ⅰ
Y112M-6
2.2
1000
940
45
20.43
2
3.57
2.86
Ⅱ
Y100L1-4
2.2
1500
1420
34
30.87
2.6
3.85
3.08
由表中数据可知,方案Ⅰ传动比不符合常用范围,因此选用方案Ⅱ,选定电机型号为Y100L1-4。
1.3传动比的计算及分配
确定总传动比
电动机满载速率,工作机所需转速
总传动比为各级传动比的连乘积,即
分配各级传动比
初选带轮的传动比,减速器传动比
取高速级齿轮传动比为低速级齿轮传动比的1.25倍,所以求的高速级传动比=3.85,低速级齿轮传动比=3.08。
1.4传动装置的运动、动力参数计算
传动装置从电动机到工作机有三个轴,依次为I,II,III轴。
各轴转速
各轴的输入功率
各轴转矩
为后续计算使用方便,将传动装置运动、动力参数总结至表1.4:
表1.4传动装置的运动参数和动力参数
轴号
转速(r/min)
输入功率(kW)
输入转矩(N·m)
0
1420
2.2
14.80
I
546
2.13
37.26
II
142
2.07
139.21
III
46
2.01
417.29
第二章传动件的设计计算
2.1减速器外传动件的设计
1.确定计算工率
由表8—8[2]查得工作情况系数,故
2.选择V带的带型
根据,由图8—11选用A型。
3.确定带轮的基准直径并验算带速
(1)初选小带轮的基准直径。
由表8—6和表8—8,取。
(2)验算带速。
因为,故带速合适。
(3)计算大带轮的基准直径。
根据表8—8,圆整为。
(4)确定V带的中心距和基准长度
初定中心距为。
由表8—2选带轮基准长度。
4.计算实际中心距。
中心距的变化范围为。
5.验算带轮包角
6.计算带的根数
计算单根V带的额定功率
查表8—4a得
查表8—4b得
查表8—5得,表8—2得,于是
取3根
7.确定带的初拉力和压轴力
由表8—3得A型带单位长度质量,所以
应使带的实际初拉力
压轴力最小值
8.带轮的结构设计
(1)带轮材料的确定
大小带轮材料都选用HT200
(2)带轮结构形式
小带轮选用实心式,大带轮选用孔板式(6孔)具体尺寸参照表8—10图8—14确定。
大带轮结构简图如图2—1
图2.1大带轮结构简图
9.主要设计结论
选用A型普通V带3根,带基准长度1250mm。
带轮基准直径dd1=85mm,dd2=224mm,中心距控制在358~415mm。
单根带初拉力F0=119N。
2.2减速器内传动的设计计算
高速级斜齿圆柱齿轮
1.选择精度等级,材料及齿数
1)运输机为一般工作机,速度不高,故选用7级精度。
2)材料选择。
选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45刚(调质)硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。
3)选小齿轮齿数,大齿轮齿数
2.齿轮强度设计
1)选取螺旋角初选螺旋角β=14°
2)按齿面接触强度设计
(1)确定公式内的各计算数值
①试选载荷系数
②小齿轮的传递转矩由前面算得
③由表10—7选取齿宽系数
④由表10—6差得材料的弹性影响系数。
⑤由图10—21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限;大齿轮的接触疲劳强度极限。
⑥由式10—13计算应力循环次数
⑦由图10—19取接触疲劳强度寿命系数,
⑧计算接触疲劳许用应力
⑨由图选取区域系数
⑩由图10—26查得,
则
⑪许用接触应力
(2)计算
①试算小齿轮分度圆直径,有计算公式得
②计算圆周速度
③计算齿宽b
④计算纵向重合度
⑤计算载荷系数
已知使用系数,由图10—8查动载系数;由表10—4查得;由表10—13查得;由表10—3差得。
故载荷系数
⑥按实际的载荷系数校正所算的的分度圆直径,由式(10—10a)得
⑦计算模数
3)按齿根弯曲疲劳强度设计
由式(10—17)
(1)确定计算参数
①计算载荷系数
②计算纵向重合度,从图10—28查得螺旋角影响系数
③计算当量齿数
④查齿形系数
由表10—5查得;
⑤查取应力校正系数
由表10—5查得;
⑥由图10—20c查得小齿轮弯曲疲劳强度极限;大齿轮的弯曲疲劳极限
⑦由图10—18取弯曲疲劳寿命系数,
⑧计算弯曲许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4,由式(10—12)得
⑨计算大小齿轮的
大齿轮数值大。
(2)带入公式计算
由接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数。
取以满足弯曲疲劳强度。
为同时满足接触疲劳强度需按接触疲劳强度算得的分度圆直径计算齿数。
取,则,取
3.几何尺寸计算
1)计算中心距
将中心距圆整为110mm。
2)按圆整后的中心距
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