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减速器word说明书资料
HefeiUniversity
课程设计
COURSEPROJECT
题目:
两级斜齿圆柱齿轮减速器
系别:
机械工程系
专业:
机械设计制造及自动化
学制:
四年
姓名:
xxx
学号:
xxxxxx
导师:
xxxxx
2016年1月6日
目录
第1章机械设计课程设计任务书1
1.1.设计题目1
1.2.设计数据1
1.3.设计要求1
1.4.设计说明书的主要内容2
1.5.课程设计日程安排2
第2章传动装置的总体设计3
2.1.传动方案拟定3
2.2.电动机的选择3
2.3.计算总传动比及分配各级的传动比5
2.4.运动参数及动力参数计算5
第3章传动零件的设计计算8
3.1.V带传动设计8
3.2.高速级齿轮传动设计11
3.3.低速级齿轮传动设计16
3.4.齿轮结构设计17
第4章轴的设计计算21
4.1轴的材料选择21
4.2轴的初算轴径21
4.3轴的结构设计21
4.4轴的强度校核23
第5章滚动轴承的选择及校核计算25
5.1.滚动轴承的选择25
5.2.滚动轴承校核25
第6章键联接的选择及计算28
6.1.键连接的选择28
6.2.键连接的校核28
第7章联轴器的选择与校核30
7.1.低速轴上联轴器的选择与校核30
第8章减速器润滑方式和密封类型选择31
第9章减速器附件的选择和设计32
第10章减速器箱体设计33
设计小结35
参考文献36
第1章机械设计课程设计任务书
1.1.设计题目
设计用于带式运输机的两级斜齿圆柱齿轮减速器,图示如示。
连续单向运转,载荷平稳,两班制工作,使用寿命为5年,作业场尘土飞扬,运输带速度允许误差为±5%。
图1带式运输机
1.2.设计数据
表1设计数据
运输带工作拉力
F(N)
运输带工作速度
V(m/s)
卷筒直径
D(mm)
3750
0.62
300
1.3.设计要求
1.设计要求达到齿轮传动的中心距要圆整(0,5结尾)且两级齿轮传动的中心距之和小于320mm,安装在减速器上的大带轮不碰地面,减速器的中间轴上的大齿轮不与低速轴干涉,运输带速度允许误差为±5%。
2.使用UGNX完成减速器三维建模。
3.减速器装配图A0一张
4.零件图2张
5.设计说明书一份约6000~8000字
1.4.设计说明书的主要内容
封面(标题及班级、姓名、学号、指导老师、完成日期)
目录(包括页次)
设计任务书
传动方案的分析与拟定(简单说明并附传动简图)
电动机的选择计算
传动装置的运动及动力参数的选择和计算
传动零件的设计计算
轴的设计计算
滚动轴承的选择和计算
键联接选择和计算
联轴器的选择
设计小结(体会、优缺点、改进意见)
参考文献
1.5.课程设计日程安排
表2课程设计日程安排表
1)
准备阶段
12月21日
1天
2)
传动装置总体设计阶段
12月21日
1天
3)
传动装置设计计算阶段
12月22日~12月24日
3天
4)
减速器装配图设计阶段
12月25日~12月31日
5天
5)
零件工作图绘制阶段
1月4日~1月5日
2天
6)
设计计算说明书编写阶段
1月6日
1天
7)
设计总结和答辩
1月7日
1天
第2章传动装置的总体设计
2.1.传动方案拟定
如图1带式运输机简图所示,带式运输机由电动机驱动,电动机6带动V带1工作,通过V带再带动减速器2运转最后将运动通过联轴器3传送到卷筒轴5上,带动运输带4工作。
带传动承载能力较低,但传动平稳,缓冲吸振能力强,故布置在高速级。
斜齿轮传动比较平稳,故在传动系统中采用两级展开式圆柱斜齿轮减速器,其结构简单,但齿轮的位置不对称。
高速级齿轮布置在远离转矩输入端,可使轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形部分的相互抵消,以减缓沿齿宽载荷分布不均匀的现象。
本传动机构的特点是:
减速器横向尺寸较小,两大齿轮浸油深度可以大致相同。
结构较复杂,轴向尺寸大,中间轴较长、刚度差,中间轴承润滑较困难
2.2.电动机的选择
2.2.1电动机类型的选择
按工作要求和工作条件选用Y系列鼠笼三相异步电动机。
其结构为全封闭自扇冷式结构,电压为380V。
2.2.2选择电动机的功率
工作机有效功率P=,根据任务书所给数据F=3750N,V=0.62m/s。
则有:
P==3.124KW
从电动机到工作机输送带之间的总效率为
=
式中,,,,分别为V带传动效率,滚动轴承效率,齿轮传动效率,联轴器效率,卷筒效率。
据《机械设计手册》知=0.96,=0.98,=0.96,=0.99,=0.96,则有:
=0.96
=0.744
所以电动机所需的工作功率为:
P===3.124KW
取P=4KW
2.2.3确定电动机的转速
按推荐的两级同轴式圆柱斜齿轮减速器传动比I=8~40和带的传动比I=2~4,则系统的传动比范围应为:
I=I=(8~40)(2~4)=16~160
工作机卷筒的转速为
n==39.470r/min
所以电动机转速的可选范围为
n=I=(16~160)39.470
=(632~6316)
符合这一范围的同步转速有750r/min,1000r/min和1500r/min三种,由于本次课程设计要求的电机同步转速是1500r/min。
查询机械设计手册(软件版)【常有电动机】-【三相异步电动机】-【三相异步电动机的选型】-【Y系列(IP44)三相异步电动机技术条件】-【电动机的机座号与转速对应关系】确定电机的型号为Y100L1-4.其满载转速为nd=1440r/min,额定功率为pw=4KW。
2.3.计算总传动比及分配各级的传动比
1)传动装置总传动比I=36.48
2)分配到各级传动比
因为I=已知带传动比的合理范围为2~4。
故取V带的传动比=2.8则I=13.02分配减速器传动比,参考机械设计指导书图12分配齿轮传动比得高速级传动比3.95,低速级传动比为3.299
2.4.运动参数及动力参数计算
电动机轴:
转速:
n=1440
输入功率:
P=P=4KW
输出转矩:
T=9.55=26.53T·m
Ⅰ轴(高速轴)
转速:
n=514.29r/min
输入功率:
P=3.84W
输入转矩:
T=69.88T·m
Ⅱ轴(中间轴)
转速:
n=130.20r/min
输入功率:
P=3.61W
输入转矩:
T=264.99T·m
Ⅲ轴(低速轴)
转速:
n=39.47r/min
输入功率:
P3.40W
输入转矩:
T3=822.35T·m
卷筒轴:
转速:
n卷=39.47r/min
输入功率:
P=P=1.35
=3.30KW
输入转矩:
T卷=797.85T·m
则得传动装置运动和动力参数如下表
轴名
功率P(kW)
转矩T·m
转速
传动比
输入
输出
输入
输出
n(r/min)
i
电动机轴
4.00
4.00
26.53
1440.00
36.48
2.800
I轴
3.84
3.76
71.31
69.88
514.29
3.950
II轴
3.61
3.54
264.99
259.69
130.20
3.299
III轴
3.40
3.33
822.35
805.90
39.47
卷筒轴
3.30
3.23
797.85
781.89
39.47
表3传动装置运动和动力参数
第3章传动零件的设计计算
3.1.V带传动设计
3.1.1确定计算功率P
据p102表7.6查得工作情况系数K=1.1。
故有:
P=KP=4.4KW
3.1.2选择V带带型
据P和n有图7.11选用A型带。
3.1.3确定带轮的基准直径d并验算带速
(1)初选小带轮的基准直径d有7.3表7.7,取小带轮直径d=100mm。
(2)验算带速v,有:
=7.54m/s
因为小于25m/s,故带速合适。
(3)计算大带轮基准直径d
取=280mm
传动比i=2.8
3.1.4确定V带的中心距a和基准长度L
(1)据7.22初定中心距a=300mm
(2)计算带所需的基准长度
=1223.6mm
由[2]表8-2选带的基准长度L=1250mm
(3)计算实际中心距
=313.2mm
3.1.5验算小带轮上的包角
α==147.07度
3.1.6计算带的根数z
(1)计算单根V带的额定功率P
由和r/min查表7.3得
P=1.3KW
据n=1430,i=3和z型带,查得
P=P=Kbn1(1-1/ki)=0.2925*10^(-3)*1430(1-1/1.1373)=0.014KW
Kb--弯曲影响系数,由表7.4查得Kb=0.7725*10^(-3)
Ki--传动比系数,由表7.5查得Ki=1.14
由表7.8查的K=0.91,
由表7.2查的K=0.93,
(2)计算V带根数z
Z=3.62
故取4根。
3.1.7计算单根V带的初拉力最小值(F)
由[2]表8-3得A型带的单位长质量q=0.1。
所以
=133.14N
应使实际拉力F大于(F)
3.1.8计算压轴力F
压轴力的最小值为:
(F)=2(F)sin
=1021.44N
3.1.9带轮设计
(1)小带轮设计
由Y160M电动机可知其轴伸直径为d=mm,故因小带轮与其装配,故小带轮的轴孔直径d=42mm。
有[4]P表14-18可知小带轮结构为实心轮。
(2)大带轮设计
大带轮轴孔取32mm,由[4]P表14-18可知其结构为辐板式。
3.2.高速级齿轮传动设计
3.2.1.选定齿轮类型,精度等级,材料及模数
(1)按要求的传动方案,选用圆柱斜齿轮传动;
(2)运输机为一般工作机器,速度不高,故用8级精度;(GB10095—88)
(3)材料的选择。
由【1】表8-2选择小齿轮材料为45钢(调质),齿面硬度一般为217~255HBW,平均硬度为236HBW;大齿轮的材料为45钢(正火),齿面硬度一般为162~217HBW,平均硬度为190HBW。
大小齿轮齿面平均硬度差为46HBW,在30~50HBW范围内。
3.2.2初算传动主要尺寸
因为是软齿面闭式传动,故安齿面接触疲劳强度进行计算。
确定公式中各数值
(1)小齿轮传递的转矩T=69820.53N·m
(2)设计时,因v值未知,不能确定,故可选载荷系数=1.1~1.8,取
=1.4。
(3)由【1】表8-6选取齿宽系数=1.1
(4)由【1】表8-5查弹性系数Z=189.8MP
(5)初选螺旋角,由【1】图8-14查得节点区域系数ZH=2.47
(6)传动比I=4
(7)初选齿数Z1=22,则Z2=87
得端面重合度
=1.66
得轴面重合度
ε=1.63
则由【1】图8-15查得重合度系数。
(8)由【1】图8-24查得螺旋角系数。
(9)计算许用接触应力
由【1】图8-24(e)(a)得接触疲劳极限应力
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