机械毕业设计1024空心坯减径机副减速器设计.docx
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机械毕业设计1024空心坯减径机副减速器设计
空心坯减径机副减速器设计
摘要………………………………………………………………………………Ⅰ
ABSTRACT………………………………………………………………………Ⅱ
第一章、传动方案的拟定及说明
1.1传动方案……………………………………………………………1
第二章、电动机的选择
2.1电动机的选择………………………………………………………2
第三章、铸造减速器箱体
3.1铸造减速器箱体主要结构尺寸…………………………………4
第四章、轴的设计计算
4.1高速轴的计算……………………………………………………5
4.2低速轴1的计算……………………………………………………7
4.3中间轴1的计算……………………………………………………9
4.4低速轴2的计算……………………………………………………11
4.5中间轴2的计算……………………………………………………13
第五章、滚动轴承的选择及计算
5.1滚动轴承的选择及计算……………………………………………14
第六章、传动件的设计计算
6.1选精度等级、材料及齿数………………………………………15
第七章连接件的选择及润滑
7.1键连接的选择及校核计算………………………………………19
7.2连轴器的选择……………………………………………………19
7.3减速器附件的选择………………………………………………20
7.4润滑与密封………………………………………………………20
第八章减速器装配图的绘制及技术说明………………………………20
8.1装备图的总体规划………………………………………………21
8.2绘制过程…………………………………………………………21
8.3完成装配图………………………………………………………23
8.4相关技术说明……………………………………………………29
结语………………………………………………………………………………32
参考资料目录……………………………………………………………………33
致谢………………………………………………………………………………34
第一章传动方案的拟定及说明
1.1传动方案:
空心坯减径机副减速器设计,减速机传动装置的设计、加工水平一定程度上代表了国家机械行业基础零部件的技术水准,因此提高减速机的设计、制造和应用水平,对于提高机械工业整体水平具有重要意义。
传动简图如图所视:
其传动方案为:
电动机——带传动机——齿轮传动——滚筒
该传动方案分析如下:
1由于带传动承载能力较低,结构尺寸较其他形式大,故应放在传动系统的高速级,此时转速较高,在传递相同功率时的转矩减小,从而使带传动获得较为紧凑的结构尺寸,除此之外,带传动工作平衡,能缓冲吸振,被广泛应用。
2齿轮传动承载能力较高,传递运动准确、平衡、传递功率和圆周速度范围很大,传动效率高,结构紧凑。
3斜齿圆柱齿轮传动的平稳性,较直齿圆柱齿轮传动好,故有平稳性要求时,可采用斜齿圆柱齿轮传动。
根据以上分析可得:
将带传动放在传动系统的高速级,齿轮传动放在传动系统的低速级,传动方案较为合理。
此外,根据本课题要求,该减速器采用展开式。
第二章电动机的选择
2.1电动机的选择:
工业上一般使用三相交流电源,因此,当无特殊要求时均应选用交流电动机,其中以三相交流电动机使用最为广泛。
我国新设计的Y系列三相鼠笼式异步电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机,起结构简单,工作可靠,价格低廉,维护方便,适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体的场合,以及要求具有较好起动性能的机械。
电动机的型号的确定主要依据电动机的额定功率和同步转速。
1按照工作要求和条件选用Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机
2选择电动机容量
工作机所需容量为:
Pw=Fw•Vw/1000ηwKw
式中Fw=34KNVw=27.1m/s带式输送机效率ηw=0.94
Pw=3.4×103/1000×0.94=97.92Kw
电动机的输出功率为:
P=Pw/η
式中:
η为电动机至滚筒主动轴之间的传动装置总效率
根据传动简图可查得:
V带传动效率ηw=0.95,三对齿轮副效率ηw=0.97;一对滚动轴承效率ηw=0.99;联轴器ηw=0.98;由此可得
η=η1η2η23η4=0.95x0.973x0.994x0.98=0.816
P0=Pw/0.816=97.92/0.816=120kn
一般电动机的额定功率
PM=(1~1.3)P0=(1~1.3)X120=120~156kw
经查可取电动机额定功率为PM=150kw
3确定电动机的转速
滚筒转速为:
nw=60x1000Vw/πD=260r/min
V带传动比:
i1=2~4
三级圆柱齿轮传动比i2=3~5
则总传动比范围为i=i1i2=(2x3)~(4x5)=150
电动机可选择的转速范围应为
n=i·nw=(6~20)x260=1560~5200r/min
电动机同步转速符合这一范围的型号为Y315s-2,其满载转速为nm=2970r/min,输入转速:
750r/min。
二、计算传动装置的总传动比并分配各级传动比
1传动装置的总传动比I=nm/nw=2970/53=56
2分配各级传动比I=i1i2
为使V带的外轮廓尺寸不致过大,初选传动比i2=2
则齿轮传动比为:
i2=9i3=6
3计算传动装置的运动和动力参数
以下各轴符号代表:
O轴——电动机输出轴;Ⅰ轴——减速器中的高速轴;
Ⅱ轴——齿轮轴;Ⅲ轴——中间轴;
Ⅳ轴——减速器中的低速轴;Ⅴ轴——低速轴;
n0=nn=2970r/min;nⅠ=n0/i1=1485r/min;
nⅡ=nⅠ/i2=165r/min;nⅢ=nⅡ/i3=27.5r/min;
nw=nⅢ=27.5r/min
各轴功率;
P0=120kw;PⅠ=P0η1=120x0.95=114kw;
PⅡ=PⅠη2η3=114x0.97x0.99=109.47kw;
PⅢ=PⅡη2η3=109.47x0.97x0.99=105.13kw;
PⅣ=PⅣη2η3=105.13x0.97x0.99=100.95kw;
PⅤ=PⅣη3η4=100.95x0.99x0.98=97.95kw;
各轴转矩;
T0=9.55x106P0/n0=9.55x106x120/2970=3.86x105Nm
TⅠ=9.55x106P0/nⅠ=9.55x106114/1485=7.33x105Nm
TⅡ=9.55x106PⅡ/nⅡ=9.55x106x109.47/1485=6.28x105Nm
TⅢ=9.55x106PⅢ/nⅢ=9.55x106x105.13/27.5=3.65x107Nm
TⅣ=9.55x106PⅣ/nⅣ=9.55x106xx100.95/27.5==3.51x107Nm
TⅤ=9.55x106PⅤ/nⅤ=9.55x106x97.95/27.5==3.40x107Nm
第三章铸造减速器箱体主要结构尺寸
3.1铸造减速器箱体主要结构尺寸:
1、箱座壁厚σ:
0.025a+3≥8
2地脚螺栓直径d1:
d1=0.036a+12=16
3地脚螺栓数目n:
n=L+B/200~300≥4
n=10
4轴承座尺寸D1、D2、D3、D4、D5:
D1=34D2=45D3=49D4=60D5=55
5、箱体结合面处联接间距e:
e=180cm
6轴承座两旁的联结螺栓问题:
S≈10cm
第四章轴的计算
4.1高速轴的计算:
1选择轴的材料并确定许用应力:
1选用正火处理
2经查得强度极限σb=600Mpa;
3查得许用应力[σ-1]b=54Mpa
2确定轴输出端直径dmin;
1按扭转强度估算输出端直径
2取A=10,则d=30cm
考虑有键槽,将直径增大5%,则d=35cm
此段轴的直径和长度应和联轴器相符,选取TL5型弹性柱销联轴器,其轴孔直径为35cm,和轴配合部分长度为60cm,故轴输出端直径dmin=35cm。
3轴的结构设计
轴上零件的定位、固定和装配在该减速器中,16可将齿轮充分分布在箱体内,17由于该齿轮轴只需联轴器的地方
确定轴各段直径和长度
Ⅰ段即外伸端直径d1=35cm,其长度应比联轴器轴孔的长度稍20短一些,21取L1=58cm。
Ⅱ段直径d2=45cm,亦符合毡圈密封标23准轴径,24
初选6409型深沟球轴承,其内径为45cm,宽度为29cm,L2=120cm.
Ⅲ段齿轮,26其相关数据为m=4.5,27z=18,28d3=60cm,29L3=50cm
Ⅳ段直径d4=45cm,31长度L4=30cm
绘制轴的结构设计草图,如图示
由上述轴各段长度可算得轴支撑跨距L=150cm
4按弯扭合成强度轴的强度
绘制轴受力简图(a)
绘制垂直面弯矩图(b)
轴承支反力:
FRAV=(Fa·dH-Fr·L/2)/L=-400.5N
FRBV=Fr+FRAV=400.5N
计算弯矩:
截面C右侧弯矩
MCN=FRBV·L/2=23N·m
截面C左侧弯矩
M’CN=FRAV·L/2=23N·m
绘制水平面弯矩图(c)
轴承支反力:
FRAH=FRBH=Ft/2=1100N
截面C处的弯矩:
MCH=FRAH·L/2=62.7N·m
绘制合成弯矩图(d)
MC=67N·m;M’C=67N·m
绘制转矩图(e)
转矩:
T=9.55x103·P/n=217N·m
绘制当量弯矩图(f)
转矩产生的扭转剪应力,按脉动循环变化,取α=0.6
截面C处的弯矩为
Mec=146N·m
较核危险截面C的强度
σe=Mec/0.1d33=146x103/0.1x403=11.68<54Mpa
所以轴的强度足够
4.2、低速轴1的计算:
5选择轴的材料并确定许用应力:
选用正火处理
经查得强度极限σb=600Mpa;
查得许用应力[σ-1]b=54Mpa
6确定轴输出端直径dmin;
按扭转强度估算输出端直径
取A=10,则d=30cm
考虑有键槽,将直径增大5%,则d=35cm
此段轴的直径和长度应和联轴器相符,选取TL5型弹性柱销联轴器,其轴孔直径为35cm,和轴配合部分长度为60cm,故轴输出端直径dmin=35cm。
7轴的结构设计
轴上零件的定位、固定和装配在该减速器中,可将齿轮充分分布在箱体内,由于该齿轮轴只需联轴器的地方
确定轴各段直径和长度
Ⅰ段即外伸端直径d1=35cm,其长度应比联轴器轴孔的长度稍短一些,取L1=58cm。
Ⅱ段直径d2=45cm,亦符合毡圈密封标准轴径,
初选6409型深沟球轴承,其内径为45cm,宽度为29cm,L2=120cm.
Ⅲ段齿轮,其相关数据为m=4.5,z=18,d3=60cm,L3=50cm
Ⅳ段直径d4=45cm,长度L4=30cm
绘制轴的结构设计草图,如图示
由上述轴各段长度可算得轴支撑跨距L=150cm
8按弯扭合成强度轴的强度
绘制轴受力简图(a)
绘制垂直面弯矩图(b)
轴承支反力:
FRAV=(
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