二级减速器设计说明书.pdf
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1、机械设计课程设计设计题目:带式输送机传动装置的设计内装: 1 1、设计计算说明书一份2 2、减速器装配图一张3 3、轴零件图一张4 4、齿轮零件图一张目录一课程设计任务书设计要求设计步骤二三1.传动装置总体设计方案2.电动机的选择3.确定传动装置的总传动比和分配传动比4.计算传动装置的运动和动力参数5.设计 V 带和带轮6.齿轮的设计7.滚动轴承和传动轴的设计8.键联接设计9.箱体结构的设计10. 润滑密封设计11. 联轴器设计四设计小结参考资料五传动装置总体设计方案传课程设计题目:设计带式运输机传动装置(简图如下)动装置总体设计4联轴器 5 电动机 6 卷筒1 V 带传动 2 运输带3 单级
2、斜齿圆柱齿轮减速器方已知条件1) 工作条件:三班制,连续单向运转,载荷较平稳,室内工作,案有粉尘。2)使用期限: 10 年,大修期 3 年。3)生产批量: 10 台4)生产条件:中等规模机械厂,可加工 7-8 级精度的齿轮。5)动力来源:电力,三相交流( 220/380V)设计要求1. 减速器装配图一张。2. 绘制轴、齿轮零件图各一张。3. 设计说明书一份。设设计步骤计本组设计数据 :步运输带工作拉力 F/N 2200运输带工作速度 v/(m/s)卷筒直径 D/mm240。1.2。骤1)外传动机构为V 带传动。2)减速器为单级斜齿圆柱齿轮减速器。3)该方案的优缺点:该工作机有轻微振动,由于V
3、带有缓冲吸振能力,采用V 带传动能减小振动带来的影响,并且该工作机属于小功率、载荷变化不大,可以采用V 带这种简单的结构,并且价格便宜,标准化程度高,大幅降低了成本。减速器部分为单级斜齿圆柱齿轮减速器,这是单级圆柱齿轮中应用较广泛的一种。原动机部分为 Y 系列三相交流异步电动机。总体来讲,该传动方案满足工作机的性能要求,适应工作条件、工作可靠,此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。电电动机的选择F2200 N动1 )选择电动机的类型vD1. 2 m s240 mm机 按工作要求和工作条件选用 Y 系列三相笼型异步电动机, 全的 封闭自扇冷式结构,额定电压 380V。选2)选择电动机的容量
4、工作机的有效功率为择PwF v从电动机到工作机传送带间的总效率为312345由机械设计课程设计手册表17 可知:2:滚动轴承效率 0.991: V 带传动效率 0.96(球轴承)3:齿轮传动效率 0.97 (8 级精度一般齿轮传动)4:联轴器传动效率 0.99 (弹性联轴器)5:卷筒传动效率 0.96所以电动机所需工作功率为PdPw3)确定电动机转速按表 13 2 推荐的传动比合理范围, 单级圆柱齿轮减速器传动比 i620而工作机卷筒轴的转速为nwvD所以电动机转速的可选范围为ndi nw电动机型号( 525 .48 1751 .6) rmin额定功率满载转/kw速/(r/min启动转矩最大转
5、矩额定转矩额定转矩)Y100L2-4314302.22.3符合这一范围的同步转速有、 1000r min和 1500两种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素,为使传动装置结构紧凑,决定选用同步转速为 1500r min的电动机。根据电动机类型、容量和转速,由机械设计课程设计手册表 121 选定电动机型号为Y100L2-4。i16 .33计算计算传动装置的总传动比 i(1). 总传动比i为并分配传动比传inmnw动装置的总(2). 分配传动比ii ii44 .1考虑润滑条件等因素,初定ii4传动i4 .1n1430 rmin4. 计算传动装置的运动和动力参数1). 各轴的转速In3
6、57 .5 r min比in轴nnm1430 r min87 .2 r min并nninninw87 . 2 r min分II轴357 .5 r min配传III轴87 .2 r min动比卷筒轴nwn87 .2 r minP2 .81 kw2). 各轴的输入功率I轴II轴P2 . 67 kwPPd2 .81 kw1 2 2 .67 kwP2. 56 kwP卷2 .51 kwPPIII轴PP322 . 56 kw卷筒轴P卷P422.51 kw3). 各轴的输入转矩电动机轴的输出转矩Td为6Pdnm4Td9 .55101 .8810NmmI 轴TII轴 TIII轴 T卷筒轴 T卷Td1 .881
7、0 N mm44T1TTi27.15 10 Ni3 2425mm2 .8210Nmm2 .7610 N5mm轴名功率转矩4转速传动效率比1430I 轴2.8140.951 .8810II轴2.677 .15104357.54.10.96III2.562 .8210587.2轴卷 筒10.982.512 .7610587.2轴将上述计算结果汇总与上表,以备查用。设计V带和电动机输 出功率Pd2 .81 kw,转速Pca3 .37 kwn1时。nm1430 r min,带传动传动比 i=4 ,每天工作 16 小带轮1). 确定计算功率Pca由机械设计表4.6 查得工作情况系数 KA1.2,故KA
8、Pd3 .37 kw2). 选择 V 带类型caP根据ca, n1 ,由机械设计图 4.11 可知,选用 A 型带3). 确定带轮的基准直径dd并验算带速1P选用 A 型带(1).初选小带轮基准直径d d1d而由机械设计表 4.4 ,选取小带轮基准直径d1 d1dH100 mm90 mm,d d1,其中 H 为电动机机轴高度,满足安90 mm2装要求。(2). 验算带速 vdnv d116 .74 m s601000v6 .74 m s因为 5 m sv25 m s,故带速合适。(3). 计算大带轮的基准直径dd2i dd1360 mm根据机械设计表d4.4 ,选取d2dd d2360 mm3
9、55 mm,则传动比id d23.9,选取:dd2 d1355 mm从动轮转速n2n1i366 .7 r min4). 确定 V 带的中心距a和基准长度Ldd(1).由式0 .7 ( dd1 d2d) a0 2 ( dd1890,取a0 d2得312a0750 mm(2). 计算带所需的基准长度Ld2a0 750 mmL2 a d002( dd1d(dd2 dd1 ) d2)4a02222 mm由机械设计表 4.2 选取 V 带基准长度Ld(3). 计算实际中心距 a2240 mmLLdaa0 d02759 mmLd2240 mma maxaa0 .03 Ld0. 015 Ld1826 mm7
10、25 mma min5). 验算小带轮上的包角1a759 mm826 mm( d180 d2d d157 .3)aa max16090a min6). 计算带的根数z(1)计算单根 V 带的额定功率Pr90 mm和n1725 mmPr1 .52 kw由 dd11430 r min,查机械设计 表 4.5得 P01 .05 kw根据 n11430 rmin, i0 .17 kw3.9和 A 型带,查机械设计表 4.7 得P0查机械设计表 4.8 得于是K0.95,查表 4.2 得 KL1.06,Pr( P0P0) KKL1.23 kw(2)计算 V 带的根数zPcaz3 .372.74Pr1.2
11、3取 3 根。7). 计算单根 V 带的初拉力的最小值( F0)min由机械设计表 4.1所以得 A 型带的单位长度质量q 0 .1 kgm,z3( F ) 0 min(2.5500K ) PcaKzvqv2141 N应使带的实际初拉力 F08). 计算压轴力 Fp( F0 )min。( F ) 0 min141 N压轴力的最小值为( F ) p min)2 z ( F0sin min12147 N9). 带轮的结构设计小带轮采用实心式,大带轮为辐条式,取单根带宽为带轮宽为 35mm。13mm,取( F ) p min147 N齿轮 旋角 的 (1) 按简图所示的传动方案,选用斜齿圆柱齿轮传动
12、。设(2) 运输机为一般工作机器,载荷较平稳,速度不高,计 故选用 8 级精度。1)选定齿轮类型、精度等级、材料、齿数并初选螺8 级精度大小齿轮材料均为45 钢(调质)(3) 材料选择。由机械设计表 6.1 大小齿轮都选用45 钢调质处理,齿面硬度分别为220HBS,260HBS,二者材料硬度差为40HBS。z124(4) 选小齿轮齿数z124,则大齿轮齿数z2i z198z298(5) 初选螺旋角 =132)初步设计齿轮主要尺寸(1)设计准则 : 先由齿面接触疲劳强度计算,再按齿根弯曲疲劳强度校核。(2)按齿面接触疲劳强度设计。d 1 t32KT1u 1 ZE ZH Z Z()2du H确定
13、式中各项数值:因载荷较平稳,初选Kt=1.5T19.55 10 Pn267 .13 10 N4mm由机械设计表6.5 ,取由机械设计表zE 189 .8 MPad6.3查得材料的弹性影响系数由机械设计图6.19 ,查得zH2 .44一般取 Z =0.75 0.88,因齿数较少,所以取z0.8zcos0 .99由式60(357 .56-128)10N,N1 60 n2jLh1 16 300 8 8 .24N2N1i28 .24104 .182 .01 108NK由图 6。6 查得,HN11.08K1.15,HN2按齿面硬度查图6.8H lim 2得H lim1 600 MPa,560 MPa,取
14、 SHH1min1;KHN1lim 1S1 .08 600 MPa648 MPaKH2HN2lim2S1.15560 MPa644 MPa取 d3H(648644)/2646 MPa设计齿轮参数 1t32 Kt T1u 1EHZ Z Z Z22du71300H2.44(1 .54 . 114.11189 .8 0 .80.992) mm44 . 1mm646修正 d1t:d n 1t 23 .1444 .1 357 .560 1000v601000m / s0. 83 m / s由表 6.2 查得,KA由图 6.10 查得,Kvd1.00 1t44 . 1mm1 .03v 0 .83 m s由
15、图 6.13 查得,K1 .05一般斜齿圆柱齿轮传动取, K则 Kd111.4,此处K1 .21.2KAKVKK1 .001.03 1.051 .30d1t3K44 .11.303mm42 .05 mmKtd1cos1.5mn42 .05cos 13z124mm1 .71mm选取第一系列标准模数 mn2 mm3)齿轮主要几何尺寸:a1mn ( z1 z2 )2 cos22 (24 98)cos 13mm 125 . 77 mm圆整中心距,取 a1126 mm则arccosmn ( z1z2)arccos2 (24 98)212614 .482a1计算分度圆直径和齿宽d1mn z1cosmn z
16、22 24cos 14 . 482 98cos 14 .481 49 . 48 mmmm49 .48 mmd2mm202 . 06 mmcosdbd149 .48 mmd149 . 48 mmB255 mmB160 mmd2202 . 06 mmb49 .48 mm4) 校核齿根弯曲疲劳强度FB1B260 mm2KT1Y YY FaY SaF55 mmbd1(1). 确定公式内的各计算数值由机械设计第 127 页,取Y =0.7,Y0 .88由机械设计图6.9 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极 限F lim 2F lim 1240MPa; 大 齿 轮 的 弯 曲 强 度 极 限220 MPa;由机械
17、设计图 6.7KFN1取弯曲疲劳寿命系数0.90, KFN 2 0.94;计算弯曲疲劳许用应力;取弯曲疲劳安全系数S=1.4 ,应力修正系数 Y=2,有KF1YFN1F lim 1308 .6 MPaSKF 2Y FN2F lim 2295 .4 MPaS计算载荷系数K;KKAKVK K1 .00 1 .03 1 .05 1.2 1. 30查取齿形系数;zv 1z1cos326zv 2z2cos3107由机械设计表6.4 查得YFa 1查取应力校正系数;2.60; YFa 22 .19K1 .30由机械设计表6.4 查得YSa 1(2). 校核计算1 .595;YSa 21 .802 KT1
18、Y YF 1YFa 1Ymbd1 nSa 196.7 1FYYSa 22KT1Y YF 2 Fa 291 .9F 2bd1 mn齿根弯曲疲劳强度足够。由于齿轮的模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮直径(即模数与齿数的乘积)有关,可取由弯曲强度算得的模数1.71 并就近圆整为标准值 m2 mm ,按接触强度算得的分度圆直径,算出小齿轮齿数d1z125m大齿轮齿数, 取 z2103。这样设计出的齿轮传动, 既满足了齿面接触疲劳强度,又满足了齿根弯曲疲劳强度, 并做到结构紧凑,避免浪费。m2 mm25(5).结构设计及绘制齿轮零件图首先考虑大齿
19、轮,因齿轮齿顶圆直径大于160mm,而又小z1于 500mm,故以选用腹板式结构为宜。绘制大齿轮零件图如下。其次考虑小齿轮,由于小齿轮齿顶圆直径较小, 若采用齿轮结构, z2 103不宜与轴进行安装, 故采用齿轮轴结构, 其零件图见滚动轴承和传动轴的设计部分。滚动轴承和传动轴的设计( 一 ). 轴的设计. 输出轴上的功率P、转速 n和转矩 T由上可10 N5知P2 .56 kw,n87.2 r min,T2.82mm. 求作用在齿轮上的力因已知低速大齿轮的分度圆直径d2m z22 103cos 14 .48mm212 .37 mmcos而Ft2Td2Ft2737 . 86 NtanFr1027
20、 . 32 NcosFa707 N. 初步确定轴的最小直径材料为 45 钢,调质处理。根据机械设计表110,于是min11.3 ,取CdC3Pn33 .93 mm, 由 于 键 槽 的 影响 , 故d min1 .05 dmin35 . 63 mm输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径d使所选的轴直径d。为了与联轴器的孔径相适应, 故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩 Tca取 KA 1.5,则:KAT,查机械设计表10.1,TcaKAT423000 N mm按照计算转矩 Tca应小于联轴器公称转矩的条件,查手册,选用LX3 型弹性套柱销联轴器,其公称转矩为联轴器的孔径联Ld12500
21、00N mm。半82 mm,半38 mm,故取半联轴器长度L轴60 mm器与轴配合的毂孔 . 轴的结构设计(1). 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1).为了满足半联轴器的轴向定位要求,- 段右端需制出42 mm;左端用轴端挡圈定60 mm,为了保证轴端挡一轴肩,故取 - 段的直径d 位。半联轴器与轴配合的毂孔长度 L圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上,故- 段的长度应比 L小2 3mm,现取 l 58 mm2).初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的d 42 mm,作用,故选用深沟球轴承。按照工作要求并根据查手册表 6-1 选取轴承代号为7009AC 的角接触球轴承,其尺
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