螺旋输送机的一级圆柱齿轮减速器完整版.docx
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螺旋输送机的一级圆柱齿轮减速器完整版
螺旋输送机的一级圆柱齿轮减速器完整版
沈阳工程学院
课程设计
设计题目:
螺旋输送机的一级圆柱齿轮减速器
系别能源与动力工程学院班级核工本111
学生姓名孙帅学号2011103121指导教师郭维城、王炳达职称讲师起止日期:
2013年12月23日起——至2014年01月03日止
沈阳工程学院课程设计
沈阳工程学院
机械设计基础课程设计成绩评定表
系(部):
能源与动力学院班级:
核工本111学生姓名:
孙帅
指导教师评审意见
评价加权具体要求权重评分内容分调研能独立查阅文献,收集资料;能制定课程设计方案0.15432论证和日程安排。
工作工作态度认真,遵守纪律,出勤情况是否良好,能能力0.25432够独立完成设计工作,态度
工作按期圆满完成规定的设计任务,工作量饱满,难度0.25432量适宜。
说明说明书立论正确,论述充分,结论严谨合理,文字
书的通顺,技术用语准确,符号统一,编号齐全,图表0.55432质量完备,书写工整规范。
指导教师评审成绩分加权分合计(加权分合计乘以12)
指导教师签名:
年月日
评阅教师评审意见
评价加权具体要求权重评分内容分查阅查阅文献有一定广泛性;有综合归纳资料的能力0.25432文献
工作工作量饱满,难度适中。
0.55432量
说明说明书立论正确,论述充分,结论严谨合理,文字
书的通顺,技术用语准确,符号统一,编号齐全,图表0.35432质量完备,书写工整规范。
评阅教师评审成绩分加权分合计(加权分合计乘以8)
评阅教师签名:
年月日
课程设计总评成绩分
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沈阳工程学院课程设计
沈阳工程学院
课程设计任务书
课程设计题目:
用于螺旋输送机的一级圆柱齿轮减速器设计
系别能源与动力工程学院班级核工本111学生姓名孙帅学号2011103121指导教师郭维城、王炳达职称讲师课程设计进行地点:
实训E311任务下达时间:
2013年12月23日
起止日期:
2013年12月23日起——至2014年1月3日止教研室主任年月日批准
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沈阳工程学院课程设计
用于螺旋输送机的一级圆柱齿轮减速器设计的原始资料及要求
(一)设计题目
设计用于带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器
(二)原始数据(以实际数据为准)
运输机工作轴转矩T=800N.m
运输机工作轴转速n=135r/min(三)工作条件
连续单向运转,工作时有轻微振动,使用期限为8年,生产10台,两班制工作,输
送机工作转速允许误差为,5%。
(四)应完成的任务
1、减速器装配图1张(A0图)
2、零件图2张(齿轮轴零件图一张,大齿轮零件图一张)(A3图)
3、设计计算说明书1份
(五)时间安排(2.5周)
1、三天计算;
2、两天画草图;
3、三天画装配图及零件图;
4、两天修改说明书;
5、两天答辩。
(六)设计说明书主要内容
(1)目录(标题及页次);
(2)课程设计任务书;
(3)前言(题目分析,传动方案的拟定等);
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沈阳工程学院课程设计
(4)电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算;
(5)传动零件的设计计算(确定带传动及齿轮传动的主要参数);
(6)轴的设计计算及校核;
(7)箱体设计及说明
(8)键联接的选择和计算;
(9)滚动轴承的选择和计算;
(10)联轴器的选择;
(11)润滑和密封的选择;
(12)减速器附件的选择及说明;
(13)设计小结;
(14)参考资料(资料的编号[]及书名、作者、出版单位、出版年月);(七)要求和注意事项
1)图纸图面清洁,标注准确,符合国家标准;
2)必须按学校规定的纸张与格式编写设计计算说明书,要求计算正确,层次分明,论述清楚,文字精炼,插图简明,排版正确。
3)本部分课程设计说明书要求字数约6千字(或20-25页),采用学校规定的设计用纸
与格式。
沈阳工程学院机械学院
机械原理与设计教学部
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沈阳工程学院课程设计
机械设计基础课程设计任务书……………………………..……(03)一、传动方案的拟定及说明……………………………..……..…(07)二、电动机的选择…………………………………………..….….(07)
..…….…….(08)三、计算传动装置的运动和动力参数………………
四、传动零件的设计计算…………………………..………….….(09)五、轴的设计计算…………………………………………….…..(12)六、轴承的选择及计算……………………………………….…..(17)七、键连接的选择及校核……………………………………...(19)八、铸件减速器机体结构尺寸计算表及附件的选择……….......(19)九、润滑与密封方式的选择、润滑剂的选择…………..……...….(21)十、参考文献…………………………………………………....…(21)十一、设计总结…………………………………………………(22)
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设计计算及说明结果
一.传动方案的拟定及说明
1、传动系统的作用:
作用:
介于机械中原动机与工作机之间,主要将原动机的运动和动力传给
工作机,在此起减速作用,并协调二者的转速和转矩。
2、分析传动方案:
此传动方案的特点:
特点:
结构简单、效率高、容易制造、使用寿命长、维护方便。
电机不会与箱体发生干涉。
二.电机的选择
1、电动机类型和结构型式
按工作要求和工作条件,选用一般用途的Y系列(IP44)三向异步电动机。
它为卧式全封闭结构,具有防止灰尘等其他杂物侵入电机内部的特点。
2、电动机容量
T,n800,135WP,11.309kWP,,,11.309kW1)、电机所需功率,,wW95509550
pWP,2)、电动机输出功率Pdd,
24,,,,,,,,,传动装置的总效率总1234
式中,为从齿轮至传动滚筒之间的各传动机构的效率。
,,...12
由参考书【1】表2-3查得:
圆柱齿轮传动(8级精度的一般齿轮传动(油润滑))的传动效率为;η,0.971
锥齿轮传动(8级精度的一般齿轮传动(油润滑))的传动效率为;η,0.952
,0.99滑动轴承(球轴承)的传动效率为;3
联轴器(弹性连轴器)的传动效率为;,,0.994
24,,0.8676则,,0.97,0.95,0.99,0.99,0.8676总总
P11.309WP,,,13.035kW故dP,13.035kW,0.8676d总
3、传动装置的总传动比
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设计计算及说明结果
由【1】表2-2查知:
一级圆柱齿轮减速器的传动比为:
;i',0~51
一级锥齿轮减速器的传动比为:
;i',0~32则此传动装置的总传动比为:
。
i',0~15i',0~15
4、电动机的转速
为了便于选择电动机转速,先推算电动机转速的可选范围。
由任务书中推
i,0~15荐减速装置传动比范围,则
电动机转速可选范围为
,n,n,i,135,(0~15),0~2025r/mindW
根据电动机的输出功率和转速。
由【1】表17-1选定电动机的型号为Y160L-4。
主要性能如下表:
电机型号满载转速额定功率Pn堵转转矩最大转矩TTedm12
Y160L-415KW1460r/min2.22.3
注:
电动机的质量为m=144kg
5、计算传动装置i'的总传动比并分配各级传动比
n1460mii,10.811)、总传动比(符合0<<15)i,,,10.81总ddn135w
i,42)、分配传动比假设圆柱齿轮传动分配的传动比,则圆锥齿轮的传动0i,40
i10.81di,2.7025i,,,2.7025比11i40
三、计算传动装置的运动和动力参数
1(各轴转速
减速器传动装置各轴从高速轴至低速轴依次编号为:
?
轴、?
轴
各轴的转速为(r/min)
高速轴?
的转速n,1460r/min0n,n,1460r/min0w
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设计计算及说明结果
n1460n,365r/min01n,,,365r/min低速轴?
的转速1i40
2.各轴输入功率为()kW
高速轴?
的输入功率P,P,,,,,13.035,0.99,0.99,12.7754kWP,12.7754kW0d430低速轴?
的输入功率P,12.024kW122P,P,,,,,,13.035,0.97,0.99,0.99,12.024kW10143,
3.各轴输入转矩(Nm)
9550,P9550,12.7754T,83.565N,m00T,,,83.565N,m1)、高速轴?
的转矩0n14600
9550,P9550,12.024T,314.6N,m112)、低速轴?
的的转矩为T,,,314.6N,m1n3651
将各数据汇总如下
表1传动参数的数据表
轴?
轴?
功率P?
kW12.775412.024
转矩T?
(N?
m)83.565314.6转速n(r?
min)1460365
传动比i42.7025效率η0.98010.94119
四、传动零件的设计计算
1、直齿圆柱的齿轮传动设计
1)、选定直齿圆柱齿轮的类型、精度等级、材料及齿数
(1)根据设计要求,选用直齿圆柱齿轮传动。
(2)材料选择。
由【2】表11-1选择小齿轮材料40Cr(调质),硬度280HBS;大齿轮材料为45(调质),硬度为240HBS;二者硬度差为40HBS左右;假设齿轮精度为8级精度。
(3)选小齿轮齿数,圆柱齿轮传动比为i=4,则大齿轮齿数z,3001
,取。
z,4,30,120,z,12022则齿数比:
z1202u,,,4u=4z30。
1
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设计计算及说明结果2)、按齿面接触疲劳强度设计由设计计算公式进行计算,直齿圆柱的小齿轮分度圆直径即
2KTu,1ZZ21EH3d,,,[]进行计算。
1,,ΦuσdH3)、确定公式内的各计算数值
(1)、试选载荷系数由【2】表11-3选电动机均匀载荷,即电动机连续单项运转,取K=1.2
(2)、计算小齿轮传递的转矩。
59.550,10,P9550,12.77540T,,83565.1N,mmT,,,83565.1N,mm00n14600(3)、由【2】表11-6选齿面硬度为软齿面,齿轮相对于轴承位置为均匀布置的
,1,,1齿宽系数。
。
dd
12Z,189.8MP(4)、由【2】表11-4选材料为锻钢,其材料弹性系数为,令区Ea域系数:
2Z,H=2.5Z,sin,,cos,H
对于标准齿轮,=2.5。
ZH(5)、由【2】表11-1,按齿面硬度差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。
,700MP,,600MPHlim1aHlim2a(6)、计算直齿圆柱齿轮的许接触应力
由【2】表11-5选一般工业齿轮传动的一般可靠度S,1H则小齿轮的许接触应力为:
700,,,,,700MPaHlim1H1,,,,,700MPa,H1S1H大齿轮的许接触应力为:
600,,,,600MPaHlim2H2,,,,,600MPa,H2S1H4)、计算直齿圆柱的小齿轮分度圆直径
2KTu,1ZZ21EH3d,,,[],48.66mm1d,,48.66mm,,Φuσ1dH
5)、计算直齿圆柱齿轮模数
d48.661m,,,1.622z301
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设计计算及说明结果由【2】表4-1取标准模数m=2m=2
6)、计算直齿圆柱齿轮分度圆直径
d,m,z,2,30,60mmd,60mm11小齿轮分度圆直径为1
d,m,z,2,120,240mmd,240mm22大齿轮分度圆直径为27)、计算直齿圆柱齿轮的齿槽宽
b,,,d,1,60,60mm小齿轮的齿槽宽为;b,60mm1d11大齿轮的齿槽宽:
由于大小齿轮啮合时,应使小齿轮齿宽为
所以取b,b,(5~10)mm,b,55mmb,55mm12228)、计算直齿圆柱齿轮传动的轮齿弯曲强度
Y,2.6Y,2.6由【2】图11-8、11-9可知,小齿轮的齿形系数,大齿轮的齿形系数Fa1Fa1Y,2.22Y,2.22;Fa2Fa2
Y,1.63Y,1.82Y,1.63小齿轮的应力修正系数,大齿轮的应力修正系数;Sa1Sa2Sa1
Y,1.82由【2】图11-1取小齿轮的弯曲疲劳极限,大齿轮的弯曲疲劳,,590MPaSa2FE1
极限;,,450MPa,,590MPaFE2FE1由【2】图11-5,对于一般工业齿轮传动,一般可靠度S,1.25,,450MPaFFE2则小齿轮的许用弯曲应力为:
S,1.25F
590,FE1,,,,,472MPa,F1,,,,472MPaS1.25FF1大齿轮的许用弯曲应力为:
450,,,,,360MPa2FEF2,,,,,360MPa,F2S1.25F由【2】11-5公式
2KTYY2,1.2,83565.1,2.6,1.63,,118.15MPa11FaSaF1,,,,118.15MPa,1F2bdm60,2,301
,,,472MPa,安全;F1
YY118.05,2.22,1.82,,,112.54MPaF1Fa2Sa2F2,,,112.54MPa,,F2YY2.6,1.63Fa1Sa1
,,,472MPa,安全。
F1
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沈阳工程学院课程设计
设计计算及说明结果8)、计算直齿圆柱齿轮传动的中心距
m(z,z)2,(30,120)a,150mm12a,,,150mm22
9)、计算直齿圆柱齿轮的小齿轮的圆周速率
dnv,4.587m/s,11v,,4.587m/s60,100
由【2】表11-2查知8级直齿圆柱齿轮的圆周速度v?
6m/s,故8级精度的齿轮符合要求。
10)、计算直齿圆柱齿轮的齿轮参数小齿轮:
d,mz,60mm,d,d,2h,64mm,d,d,2h,55mm11aaff1111大齿轮:
d,mz,240mm,d,d,2h,244mm,d,d,2h,235mm22aaff2222
五、轴的设计计算
1、高速轴的设计
[,],50MP选取轴的材料为40Cr调质,查【2】表14-2取许用应力为,C=100。
a查【1】表14-2取联轴器型号为GYS3,d1=25mm,d2=28mm,L=62mm。
尺寸设计为:
(如图从右到左)
l,55mm,d,25mm;40l,35mm,d,28mm;51l,23mm,d,30mm;62l,19mm,d,32mm;73l,60mm,d,60mm,d,64mm,d,55mm;af84
l,19.5mm,d,32mm;95l,21mm,d,30mm;106l,l,64mm;12l,69mm;3
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设计计算及说明结果
(1)求垂直面的支承反力
F,2785.5Nt2T2,83565.1,1,F,,,2785.5N,,20;,t,,20d601
F,1013.8N,F,Ftan,1013.8N;rrt1F,506.9NF1VrF,,506.9N,F,F,F,506.9N;1V2Vr1VF,506.9N22V
(2)求水平面的支承反力(图c)
FtF,1392.75NF,F,,1392.75N1H1H2H2
(3)绘垂直面的弯矩图(图b)
M,32.44N,mM,F,,506.9,64,32.44N,m;aVaV2V2
,M,32.44N,maVM,F,,,506.9,64,32.44N,m;aV2V2(4)绘水平面的弯矩图(图c)M,89.14N,maHM,F,,,1392.75,64,89.14N,m;aH1H1(5)合成弯矩图(图d)
2222M,M,M,32.44,89.14,94.86N,m;aaVaHM,94.86N,ma2,,222,M,M,M,32.44,89.14,94.86N,m;M,94.86N,maaVaHa(6)轴传递的转矩(图e)d601T,F,,2785.5,,83.56N,m;tT,83.56N,m22
(7)危险截面的当量弯矩(图f)
2222,,,,Me,Ma,,T,94.86,0.6,83.56,107.29N,m;Me,107.29N,m(8)危险截面处的当轴的直径查【2】表14-1取轴的材料为40Cr,调质,故;查【2】表14-3,,750MPa,,750MPaBB,,,,,,72.5MPa,,72.5MPa取,1b,1b
3Me107.29d,,,24.55mm;d,24.55mm,,,0.10.1,72.5,1b考虑到键槽对轴的削弱,将d值加大5%,故
d,1.05,24.55,25.78mmd,25.78mm
d值小于假设值,故该轴符合强度,可取。
d(35mm)4
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设计计算及说明结果
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设计计算及说明结果
2、低速轴的设计
1)、初步确定轴的直径。
,,,35MPa查【2】表14-2选取轴的材料为45钢,调质处理,取,C=110。
故轴的最小直径d为:
P107.2933,圆整为40mm。
d,C,110,,35.26mmd,40mmn365
查【1】表14-2取联轴器型号为GYS5,d1=40mm,d2=42mm,L=112mm。
2)、轴上各段直径的初步确定。
,105mm,d,40mm;40
,30mm,d,43mm;51,,42.5mm,d,45mm;62,,62mm,d,48mm;73,,13.5mm,d,55mm;84
,24mm,d,45mm;95
选取挡油环,a=8mm,其宽度为10mm;套筒宽度为13.5mm;1号端盖:
D=55mm;螺钉直径d3=6mm,数目z=4;齿鼓:
L=65mm,D1=1.4x48=76.8mm。
3)、轴的强度计算及校核。
(1)求垂直面的支撑反力
2T2,314.6,10002F,,,2621.67N;td240F,2621.67N2t,,F,Ftan,2621.67,tan20,954.21N;F,954.21Nrtr,,F,Fcos,2621.67,cos20,2463.56N;ntF,2463.56Nn
FrF,477.105NF,,477.105N;1V1V2
F,477.105NF2VrF,,477.105N;2V2
(2)求水平面的支撑反力(图c)
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设计计算及说明结果
FtF,F,,1310.83N;F,1310.83N12HH1H2
(3)绘垂直面的弯矩图(图b)
3M,F,l,477.105,69,10,32.92N,m;aVV23M,32.92N,maV,,3,M,F,l,477.105,64,10,30.53N,m;M,30.53N,maVV22aV(4)绘水平面的弯矩图(图c),3M,F,l,1310.83,64,10,83.89N,m;aHH12M,83.89N,maH(5)合成弯矩图(图d)
2222M,M,M,32.92,83.89,90.118N,m;aaVaHM,90.118N,ma2,,222,M,M,M,30.53,83.89,89.273N,m;M,89.273N,maaVaHa(6)轴传递的转矩(图e)d240,32T,F,2621.67,,10,314.6N,m;tT,314.6N,m22
(7)危险截面的当量弯矩(图f)
2222,,,,Me,Ma,,T,90.118,0.6,314.6,209.1688N,m;Me,209.1688N,m(8)危险截面处的当轴的直径查【2】表14-1取轴的材料为45号钢,调质,故;查【2】表,,650MPa,,650MPaBB
,,,60MPa,,,,60MPa14-3取,1b,1b3Me209.1688d,,,32.667mm;,,,0.10.1,60,1b考虑到键槽对轴的削弱,将d值加大5%,故
d,1.05,32.667,34.30mmd,34.30mm
d(48mm)d值小于假设值,故该轴符合强度,可取。
3
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设计计算及说明结果
六、轴承的选择及计算
1、高速轴轴承的选择及计算
1)、由【1】表12-3高速轴的轴承选取圆柱滚子轴承N206E,Cr=36kN。
Cr=36kN2)、计算轴承的径向载荷
2222F,1482.13NF,F,F,506.9,1392.75,1482.13Nr1r1V1H1
2222F,1482.13NF,F,F,506.9,1392.75,1482.13Nr2r2V2H2
3)、轴承的校验
f,1.2P,f,F
(1)、轴承的当量载荷,因圆柱滚子轴承只受径向载荷,故,查【2】ppr2
f,1.2表16-9得轻微冲击载荷系数。
p
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设计计算及说明结果
P,1.2,148.213,1778.56NP,1778.56N
(2)、假设轴承的使用寿命为8年,即预计使用计算寿命,,L,8,300,16,38400hL,38400hhh
3f,pP6,10C,(60nL,10)h轴承应有的基本额定动载荷值,其中ft
f,1f,1,则tt
31.2,1778.56,610C,,24394.97NN<36kNC,(60,1460,38400,10),24394.971(3)、验算6207轴承的寿命
101066L,57993.7h10C10360003hr3L,(),,(),257993.7h,38400hh60nP60,14601778.56综上所得N206E轴承符合设计要求。
2、低速轴的轴承选取及计算
1)、由【1】表12-4低速轴的轴承选取角接触球轴承7009AC,Cr=25.8kN。
Cr=25.8kN2)、计算轴承的径向载荷
2222F,F,F,477.105,1310.83,1394.957N;r1V1H1
2222F,F,F,477.105,1310.83,1394.957N;r22V2HF,,1394.957N
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- 螺旋 输送 一级 圆柱齿轮 减速器 完整版