机械设计课程设计--设计一级直齿圆柱齿轮减速器.docx

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1、机械设计课程设计-设计一级直齿圆柱齿轮减速器 机械设计减速器设计说明书 系别：航空工程学院 专业： 学生姓名： 学号： 指导教师： 职称： 目录 第一部分设计任务书 (4) 第二部分传动装置总体设计方案 (5) 第三部分电动机的选择 (5) 3.1 电动机的选择 (5) 3.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比 (6) 第四部分计算传动装置的运动和动力参数 (7) 第五部分 V带的设计 (8) 5.1 V带的设计与计算 (8) 5.2 带轮的结构设计 (11) 第六部分齿轮传动的设计 (12) 第七部分传动轴和传动轴承及联轴器的设计 (18) 7.1 输入轴的设计 (18) 7.2 输出轴的

2、设计 (23) 第八部分键联接的选择及校核计算 (29) 8.1 输入轴键选择与校核 (29) 8.2 输出轴键选择与校核 (29) 第九部分轴承的选择及校核计算 (30) 9.1 输入轴的轴承计算与校核 (30) 9.2 输出轴的轴承计算与校核 (30) 第十部分联轴器的选择 (31) 第十一部分减速器的润滑和密封 (33) 11.1 减速器的润滑 (32) 11.2 减速器的密封 (33) 第十二部分减速器附件及箱体主要结构尺寸 (33) 设计小结 (36) 参考文献 (36) 第一部分设计任务书 一、初始数据 设计一级直齿圆柱齿轮减速器，初始数据F = 2800 N，V = 1.5m/s

3、，D = 400mm，设计年限（寿命）：8年，每天工作班制（8小时/班）：2班制，每年工作天数：300天，三相交流电源,电压380/220V。 二. 设计步骤 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. 箱体结构设计 10. 润滑密封设计 11. 联轴器设计 第二部分传动装置总体设计方案 一. 传动方案特点 1.组成：传动装置由电机、V带、减速器、工作机组成。 2.特点：齿轮相对于轴承对称分布。 3.确定传动方案：考虑到

4、电机转速高，V带具有缓冲吸振能力，将V带设置在高速级。选择V带传动和一级直齿圆柱齿轮减速器。 二. 计算传动装置总效率 a=122345=0.960.9920.970.990.96=0.867 1为V带的效率,2为轴承的效率,3为齿轮啮合传动的效率,4为联轴器的效率,5为工作装置的效率。 第三部分电动机的选择 3.1 电动机的选择 已知速度v: v=1.5m/s 工作机的功率p w: p w= FV 1000= 28001.5 1000= 4.2 KW 电动机所需工作功率为: p d= p w a = 4.2 0.867= 4.84 KW 执行机构的转速为: n = 601000V D = 6

5、010001.5 400 = 71.7 r/min 经查表按推荐的传动比合理范围，V 带传动的传动比i 1=24，一级圆柱直齿轮减速器传动比i 2=36，则总传动比合理范围为i a =624，电动机转速的可选范围为n d = i a n = (624)71.7 = 430.21720.8r/min 。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选定型号为Y132M2-6的三相异步电动机，额定功率为5.5KW,满载转速n m =960r/min ，同步转速1000r/min 。 电动机主要外形尺寸： 中心高 外形尺寸 地脚螺栓安装尺寸 地脚螺栓孔直径 电动机轴伸 出段尺寸

6、 键尺寸 H LHD AB K DE FG 132mm 515315 216178 12mm 3880 1033 3.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比 （1）总传动比： 由选定的电动机满载转速n 和工作机主动轴转速n ，可得传动装置总传动比为: i a =n m /n=960/71.7=13.39 （2）分配传动装置传动比: i a=i0i 式中i0、i分别为带传动和减速器的传动比。为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取i0=2.8，则减速器传动比为: i=i a/i0=13.39/2.8=4.78 第四部分计算传动装置的运动和动力参数 （1）各轴转速: 输入轴：n I = n m/i0

7、= 960/2.8 = 342.86 r/min 输出轴：n II = n I/i = 342.86/4.78 = 71.73 r/min 工作机轴：n III = n II = 71.73 r/min （2)各轴输入功率: 输入轴：P I = P d1 = 4.840.96 = 4.65 KW 输出轴：P II = P I2?3 = 4.650.990.97 = 4.47 KW 工作机轴：P III = P II2?4 = 4.470.990.99 = 4.38 KW 则各轴的输出功率： 输入轴：P I = P I0.99 = 4.6 KW 输出轴：P II = P II0.99 = 4.4

8、3 KW 工作机轴：P III = P III0.99 = 4.34 KW (3)各轴输入转矩: 输入轴：T I = T di01 电动机轴的输出转矩: T d = 9550 p d n m = 9550 4.84 960= 48.15 Nm 所以： 输入轴：T I = T di01 = 48.152.80.96 = 129.43 Nm 输出轴：T II = T Ii23 = 129.434.780.990.97 = 594.11 Nm 工作机轴：T III = T II24 = 594.110.990.99 = 582.29 Nm 输出转矩为： 输入轴：T I = T I0.99 = 128

9、.14 Nm 输出轴：T II = T II0.99 = 588.17 Nm 工作机轴：T III = T III0.99 = 576.47 Nm 第五部分 V带的设计 5.1 V带的设计与计算 1.确定计算功率P ca 由表查得工作情况系数K A = 1.1，故 P ca = K A P d = 1.14.84 kW = 5.32 kW 2.选择V带的带型 根据P ca、n m由图选用A型。 3.确定带轮的基准直径d d并验算带速v 1）初选小带轮的基准直径d d1。由表，取小带轮的基准直径d d1 = 112 mm。 2）验算带速v。按课本公式验算带的速度 d d1n m 601000=

10、112960 601000 m/s = 5.63 m/s 因为5 m/s 1206.计算带的根数z 1）计算单根V带的额定功率P r。 由d d1 = 112 mm和n m = 960 r/min，查表得P0 = 1.96 kW。 根据n m = 960 r/min，i0 = 2.8和A型带，查表得?P0 = 0.12 kW。 查表得K = 0.93，查表得K L = 0.99，于是 P r = (P0 + ?P0)KK L = (1.96 + 0.12)0.930.99 kW = 1.92 kW 2）计算V带的根数z z = P ca/P r = 5.32/1.92 = 2.77 取3根。

11、7.计算单根V带的初拉力F0 由表查得A型带的单位长度质量q = 0.105 kg/m，所以 F0 = 500 (2.5-K)P ca Kzv + qv2 = 500(2.5-0.93)5.32 0.9335.63 + 0.1055.632N = 269.2 N 8.计算压轴力F P F P = 2zF0sin(1/2) = 23269.2sin(154.4/2) = 1574.82 N 9.主要设计结论 带型A型根数3根 小带轮基准直径 dd1 112mm 大带轮基准直径 dd2 315mm V带中心距a 454mm 带基准长度Ld 1600mm 小带轮包角1 154.4带速 5.63m/s 单根V带初拉力F0 269.2N 压轴力Fp 1574.82N 5.2 带轮结构设计 1.小带轮的结构设计 1）小带轮的结构图 2）小带轮主要尺寸计算 代号名称计算公式代入数据尺寸取值内孔直径d 电动机轴直径D D = 38mm 38mm 分度圆直径dd1 112mm da dd1+2ha 112+22.75117.5mm d1 (1.82)d (1.82)3876mm B (z-1)e+2f(3-1)15+2948mm L (1.52)d (1.52)3876mm 2.大带轮的结构设计 1）大带轮的结构图