二级减速器说明机械设计说明.docx
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二级减速器说明机械设计说明
第一章任务书3
1.1课程设计说明3
1.2课程设计任务书3
1.2.1运动简图3
1.2.2原始数据4
1.2.3已知条件4
1.2.4设计工作量:
4
第二章减速器设计步骤5
2.1电动机的选择5
2.1.1选择电动机的类型5
2.1.2选择电动机的容量5
2.1.3确定电动机转速6
2.2确定传动装置的总传动比和分配传动比8
2.2.1分配减速器的各级传动比8
2.2.2计算各轴的动力和动力参数8
2.3传动零件的设计计算10
2.3.1V带设计10
2.3.2齿轮设计:
12
2.4减速器结构设计18
2.5轴的设计及效核19
2.5.1初步估算轴的直径19
2.5.2联轴器的选取20
2.5.3初选轴承20
2.5.4轴的结构设计(直径,长度来历)21
2.5.5低速轴的校核23
2.6轴承的寿命计算26
2.7键连接的选择和计算27
2.8减数器的润滑方式和密封类型的选择28
2.8.1齿轮传动的润滑28
2.8.2润滑油牌号选择28
2.8.3密封形式28
2.9减速器箱体及其附件............................................28
2.9.1箱体结构形式及材料........................................28
2.9.2主要附件作用及形式.......................................29
3.0设计总结31
致谢...............................................................31
参考资料32
第一章任务书
1.1课程设计说明
本次设计为课程设计,通过设计二级齿轮减速器,学习机械设计的基本过程、步骤,规范、学习和掌握设计方法,以学习的各种机械设计,材料,运动,力学知识为基础,以《机械设计》、《机械原理》、《机械制图》、《机械设计课程设计手册》、《制造技术基础》、《机械设计课程设计指导书》以及各种国标为依据,独立自主的完成二级减速器的设计、计算、验证的全过程。
亲身了解设计过程中遇到的种种问题和解决的方法,思考、分析最优方案,这是第一次独立自主的完成设计过程,为毕业设计以及以后的就业工作做下铺垫。
1.2课程设计任务书
课程设计题目1:
带式运输机
1.2.1运动简图
1.2.2原始数据
题号
参数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
运输带工作拉力F(KN)
3.0
3.2
3.5
3.8
4
4.2
4.5
5
5.5
6
运输带工作速度v(m/s)
2.0
1.8
1.6
1.9
1.9
1.9
1.8
1.7
1.6
1.5
滚筒直径D(mm)
400
450
400
400
400
450
450
450
450
450
每日工作时数T(h)
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
使用折旧期(y)
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
1.2.3已知条件
1、工作情况:
传动不逆转,载荷平稳,允许运输带速度误差为±5%;
2、滚筒效率:
ηj=0.96(包括滚筒与轴承的效率损失);
3、工作环境:
室内,灰尘较大,最高环境温度35°C;
4、动力来源:
电力,三相交流,电压380/220V;
5、检修间隔期:
四年一次大修,两年一次中修,半年一次小修;
6、制造条件及生产批量:
一般机械厂生产制造,小批量。
1.2.4设计工作量:
1、减速器装配图1张(A0或A1);
2、零件工作图1~3张;
3、设计说明书1份。
第二章减速器设计步骤
2.1电动机的选择
2.1.1选择电动机的类型
按工作要求和条件,选用三机笼型电动机,封闭式结构,电压380V,Y型。
2.1.2选择电动机的容量
(2-1)
(其中:
为电动机功率,为负载功率,为总效率。
)由电动机到传输带的传动总效率为
图2-1运动简图
式中:
、、、、分别为带传动、轴承、
齿轮传动、联轴器和卷筒的传动效率。
取(带传动),(滚子轴承),(直齿轮),(齿轮联轴器),,(已知)。
取
所以
因载荷平稳,电动机额定功率只需要稍大于即可,按表2.1中Y系列的电动机数据,选电动机的额定功率11kw
表2.1各种电机参数
2.1.3确定电动机转速
卷筒转速为
=90
按推荐的传动比合理范围,取V带传动的传动比,二级圆柱齿轮减速器的传动比为,则从电动机到卷筒轴的总传动比合理范围为。
故电动机转速的可选范围为
可见,电动机同步转速可选、和两种。
根据相同容量的两种转速,从表2-1中查出两个电动机型号,再将总传动比合理分配给V带和减速器,就得到两种传动比方案,如表2-2所示。
表2-2两种不同的传动比方案
方案
电动机型号
额定功率kw
电动机转速
电动机重量Kg
传动装置的传动比
同步转速
满载转速
总传动比
V带
减速器
1
Y160M1-2
11
3000
2930
117
33.33
2.08
16
2
Y160M-4
11
1500
1460
123
16.67
2.08
8
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和带传动、减速器的传动比,选择第1种方案,即电动机型号为Y160M1-2。
电动机中心高H=160mm,外伸轴段D×E=42×110mm。
(2)电动机的外形示意图
2.1.4确定传动
(3)电动机的安装尺寸表(单位:
mm)
电机型号Y160M
型号
尺寸
H
A
B
C
D
E
F×GD
G
AD
AC
HD
L
160
254
210
108
42
110
12×5
37
255
162.5
385
600
装置的总传动比和分配传动比
2.2.1分配减速器的各级传动比
(1)由选定的电动机满载转数和工作机主动轴转数n可得传动装置总传动比为
(2)分配传动装置传动比
分别为带传动比和减速器的传动比,为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取,则减速器传动比
(3)分配减速器的各级传动比
按展开式布置。
考虑润滑条件,为使两级大齿轮直径相近,可由图12[3]展开式曲线查的,则
2.2.2计算各轴的动力和动力参数
(1)计算各轴转速
Ⅰ轴===1046.43
Ⅱ轴===261.61
Ⅲ轴===90.84
卷通轴==90.84
(2)计算各轴输入功率、输出功率
Ⅰ轴==8.41×0.96=8.0736kw
Ⅱ轴==8.0736×0.995×0.97=7.79kw
Ⅲ轴==7.79×0.995×0.97=7.52kw
卷筒轴==7.52×0.995×0.99=7.41kw
各轴的输出功率为输入功率乘轴承效率0.995,分别为
Ⅰ轴==8.0736×0.995=8.03kw
Ⅱ轴==7.79×0.995=7.75kw
Ⅲ轴==7.75×0.995=7.48kw
卷筒轴==7.41×0.995=7.37kw
(3)计算各轴的输入、输出转矩。
电动机轴输出转矩
Ⅰ轴输入转矩
Ⅱ轴输入转矩
Ⅲ轴输入转矩
卷筒机输入转矩
各轴的输出转矩分别为各轴的输入转矩乘轴承效率0.995
表2-3运动和动力参数计算结果
轴名
功率P/KW
转距T/N*M
转速n
r/min
转动比i
效率
输入
输出
输入
输出
电
机
8.41
27.41
2930
2.8
0.96
Ⅰ轴
8.07
8.03
73.68
73.31
1046.43
Ⅱ轴
7.79
7.25
284.44
283.02
261.61
4
0.965
Ⅲ轴
7.52
7.48
790.84
786.69
90.84
2.88
0.965
卷筒轴
7.41
7.37
778.82
774.93
90.84
1
0.985
2.3传动零件的设计计算
2.3.1V带设计
(1)、已知条件和设计内容
设计V带传动时的已知条件包括:
带传动的工件条件;传动位置与总体尺寸限制;所需传递的额定功率P;小带轮转速;大带轮……
(2)、设计步骤:
1)、确定计算功率
根据工作条件——载荷平稳,由表8-7[1]
查得=1.2,计算功率为
2)、选择V带的带型
根据计算功率,小带轮的转速,由图8-11[1]选用A型带。
3)、确定带轮的基准直径,并验算带速v
①初选小带轮基准直径
根据v带的带型,由表8-6[1]和表8-8[1],取小带轮的基准直径=125mm。
②验算带速v
由于5m/s 4)、计算大带轮的基准直径 由,传动比,有=2.8×125=350mm,根据表8-8[1],取=355mm 5)确定V带的中心距,并选V带的基准长度 ①确定小带轮中心距 根据式8-20[1] 0.7(+)+h=222.5≤≤2(+)=760 初定中心距=400mm。 ②计算相应的带长 由表8-2[1]选带的基准长度=1600mm ③计算实际中心距a及其变动范围 中心距的变化范围为 6)、验算小带轮上的包角 包角合适。 7)、计算带的根数 计算单根V带的额定计算功率, 由和,查表8-4a[1]得P0=3.04kw 查表8-4b[1]得 查表8-5[1]得, 查表8-2[1]得, 取4根。 8)确定带的最小初拉力 由表8-3[1]得A型带的单位长度质量q=0.10kg/m, 9)计算带传动的压轴力Fp 压轴力的最小值为 (3)把带传动的设计计算结果记入表2-4中 表2-4带传动的设计参数 带型 A 中心距 420 小带轮直径 125 包角 148 大带轮直径 355 带长 1600 带的跟数 4 初拉力 149.15 带速 19.17 压轴力 1151.59 2.3.2齿轮设计: 一、高速级齿轮传动计算 已知条件: 输入功率=8.07kw,小齿轮转速 传动比=4,工作寿命为8年(年工作日300天),两班制。 (1)选定齿轮类型、材料和齿数 1)选用直齿圆柱齿轮传动。 2)运输机为一般工作机器,速度不高,故选用7级精度(GB10095-88)。 3)材料选择。 由表10-1[1]选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。 4)选择小齿轮齿数=24,大齿轮齿数==4×24=96。 (2)按齿面接触强度设计 由公式(10-9a)[1]知齿面接触强度设计公式为 1)确定上公式内的各计算数值 ①计算载荷系数K 试选择载荷系数=1.3 ②计算小齿轮传递的转矩 =95.5×=×95.5×=7.365×Nmm ③由表10-7[1]选取齿宽系数=1。 ④由表10-6[1]查得材料的弹性影响系数=
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- 二级 减速器 说明 机械设计