机械设计课程设计一级减速器设计说明书..pdf
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1、-课程设计题目:系别:专业班级:学号:学生:指导教师:时间:- word.zl-设计题目:带式输送机传动装置设计一、传动方案简图二、条件:1、带式输送机的有关原始数据:减速器齿轮类型:斜齿圆柱齿轮;输送带工作拉力:F= 4.5 kN;运输带速度:v=0.82 r/min;滚筒直径:D=330mm.2、滚筒效率:=0.96包括滚筒与轴承的效率损失 ;3、工作情况:使用期限8 年,两班制每年按300 天计算 ,单向运转,转速误差不得超过5%,载荷较平稳;4、制造条件及生产批量:一般机械厂制造,小批量生产;5、动力来源:电力,三相交流,电压380220V。三、设计任务:1、传动方案的分析和拟定2、设
2、计计算容1) 运动参数的计算,电动机的选择;2) V 带传动的设计计算;3) 齿轮传动的设计计算;4) 链传动的设计计算;5) 轴的设计与强度计算;6) 滚动轴承的选择与校核;7) 键的选择与强度校核;8) 联轴器的选择。3、设计绘图:1减速器装配图一A0 或 A1 图纸 ;2零件工作图 2低速级齿轮、低速轴,A2 或 A3 图纸 ;3设计计算说明书 1 份6000 字 ;四、主要参考书目- word.zl-1育锡.机械设计课程设计M.:高等教育,2008.2濮良贵.机械设计第八版M.:高等教育,2006.3成大仙.机械设计手册第 5 版M.:化学工业,2007- word.zl-目录一、传动
3、方案的拟定及说明5二、电机的选择 51、电动机类型和构造型式52、电动机容量 53、电动机额定功率Pm54、电动机的转速 65、计算传动装置的总传动6三、计算传动装置的运动和动力参数61各轴转速 62.各轴输入功率为(kW)73.各轴输入转矩N m7四、传动件的设计计算 71、设计带传动的主要参数72、齿轮传动设计 93、链传动设计 12五、联轴器的设计 13六、轴的设计计算 131、高速轴的设计 152、低速轴的设计 18七、轴承的选择及计算 201、高速轴轴承的选择及计算202、低速轴的轴承选取及计算21八、键连接的选择及校核221、高速轴的键连接 202、低速轴键的选取 20九、铸件减速
4、器机体构造尺寸计算表及附件的选择201、铸件减速器机体构造尺寸计算表212、减速器附件的选择 22十、润滑与密封 221、润滑 222、密封 22- word.zl-十一、设计小结 22十二、参考文献 23一、传动方案的拟定及说明传动方案初步确定为三级减速包含带轮减速、一级圆柱齿轮传动减速和链传动减速 ,说明如下:为了估计传动装置的总传动比围, 以便选择适宜的传动机构拟定传动方案, 可先由条件计算其驱动卷筒的转速nW,即nw60000v=47.48r / minD二、电机的选择1、电动机类型和构造型式按工作要求和工作条件,选用一般用途的 Y 系列IP44三向异步电动机。它为卧式全封闭构造,具有
5、防止灰尘等其他杂物侵入电机部的特点。2、电动机容量1)、 电机所需功率PWFV 4.50.823.69 kWpW2)、 电动机输出功率PdPd传动装置的总效率142345式中,12.为从电动机至滚筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。由参考书【1】表 3-1 查得:V 带传动效率1 0.95,滚动轴承传动效率为2 0.98,齿轮传动效率为30.97,链传动效率4 0.93, 联 轴 器 传 动 效 率 为5 0.99, 卷 筒 传 动 效 率6 0.96。 那 么412345=0.7513故PdPW总3.69 4.91kW0.75133、电动机额定功率Pm由【1】表 17-7 选取电动机额定功率P
6、m5.5kW- word.zl-4、电动机的转速为了便于选择电动机转速, 先推算电动机转速的可选围。 由任务书中推荐减速装置(包括 V 带、一级减速器和链传动)传动比围i (2 4) (3 6) (2 4) 12 96,那么电动机转速可选围为 nWi 47.48(12 96) 570 4558r / minnd可见同步转速为 1500r/min 的电动机符合。由【1】表 17-7 选定电动机的型号为 Y132S-4。主要性能如下表:电 机 型号Y132S-4额定功率5.5KW满载转速1440r/min堵 转转矩2.2最 大转矩2.25、计算传动装置的总传动比1 、总传动比i总i总并分配传动比n
7、m1440 30.33nw47.482)、分配传动比取 V 带传动的传动比i12.5,链传动的传动比为i32.5,那么齿轮的传动比i2i总30.334.85i1i32.52.5三、计算传动装置的运动和动力参数1各轴转速减速器传动装置各轴从高速轴至低速轴依次编号为:轴、轴,链轮轴为轴、卷筒轴各轴的转速为r/min高速轴的转速n1nm1440 576i12.5n1576118.76i24.85低速轴的转速n2链轮轴的转速n3 n2/ 2.5118.76/ 2.5 47.5卷筒轴的转速n4=n3=47.5- word.zl-2.各轴输入功率为(kW)高速轴的输入功率P1 Pm1 4.910.95 4
8、.6645低速轴的输入功率链轮轴的输入功率卷筒轴的输入功率P2 P123 4.66450.980.97 4.434P3 P224 4.4340.980.93 4.04P4P325 4.040.980.993.923.各轴输入转矩Nm1 、轴的转矩为T19550P195504.6645 77.34n15769550P295504.434 356.56n2118.769550P395504.04812.25n347.59550P495503.92 788.13n447.52 、轴的转矩为T23 、轴的转矩为T34 、卷筒轴的转矩为T4将各数据汇总如下表 1传动参数的数据表轴轴轴卷筒轴功率PkW转
9、矩T(N m)转 速n(r min)4.664577.344.434356.564.04812.253.92788.13576118.7647.547.5四、传动件的设计计算1、设计带传动的主要参数带传动的工作条件:两班制工作,连续单向运转,稍有波动,所需传递的额定功率p=4.91kw 小带轮转速n11440r / m大带轮转速n2576r / m,传动比i1 2.5。- word.zl-设计容包括选择带的型号、确定基准长度、根数、中心距、带的材料、基准直径以及构造尺寸、初拉力和压轴力等等因为之前已经选择了V 带传动,所以带的设计按V 带传动设计方法进展1 、计算功率papa=KAP 1.34
10、.91kw 6.383kw2)、选择 V 带型根据pa、n1由图 8-10?机械设计?p157 选择 B 型带d1=125140mm3 、确定带轮的基准直径dd并验算带速 v(1)、初选小带轮的基准直径dd,由?机械设计?p155 表 8-6 和 p157 表 8-8,取小带轮基准直径dd1125mm2 、验算带速 vv dd1n11251440601000601000m /s 9.42m /s因为 5m/s9.42m/s90包角满足条件6.计算带的根数单根 V 带所能传达的功率根据n1=1440r/min 和dd1=125mm 表 8-4a用插值法求得p0=2.2kw单根 v 带的传递功率的
11、增量 p0B 型 v 带,小带轮转速n1=1440r/min转动比i=n1n=dd1/dd2=2.52查表 8-4b 得 p0=0.46kw计算 v 带的根数查表 8-5 得包角修正系数k=0.96,表 8-2 得带长修正系数kL=0.92pr=(p0+p0)kkL=(2.2+0.46)0.960.92=2.35KWZ=pcPr=6.383/2.35=2.72 故取 3 根.7 、计算单根 V 带的初拉力和最小值F.5k)pc0min500*(2ZVk+qVV=190.0N对于新安装的 V 带,初拉力为:1.5F0min=285N对于运转后的 V 带,初拉力为:1.3F0min=247N8 计
12、算带传动的压轴力FPFP=2ZF0sin(1/2)=754N9.带轮的设计构造A.带轮的材料为:HT200B.V 带轮的构造形式为:腹板式.C构造图 略2、齿轮传动设计1 、选定齿轮的类型、精度等级、材料及齿数- word.zl-(1)、按图所示的传动方案,选用斜齿圆柱齿轮传动。(2)、带式机为一般工作机器,速度不高,应选用7 级精度GB1009588 。(3)、材料选择。由表 10-1 选择小齿轮材料 40Cr调质 ,硬度 280320HBS,大齿轮材料为 45调质 ,硬度为 250290HBS。二者硬度差为 40HBS 左右。(4)、选小齿轮齿数z124,齿轮传动比为 i2=4.85,那么
13、大齿轮齿数z2 4.8524 116.4,,取z2116。2 、按齿面接触疲劳强度设计,初步选定15。由设计计算公式进展计算,即3 、确定公式的各计算数值(1)、试选载荷系数进展计算。Kt1.3 0.84,那么121.6022 、选取区域系数 Zh=2.4253 、由图 10-26 查得10.76,(4)、计算小齿轮传递的转矩。T1 77.34Nm(5)、由表【2】10-7 选取齿宽系数d1。(6)、由表 10-61差得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPa2Pa;大齿轮的接触疲劳(7)、由图 10-21d 按齿面硬度差得小齿轮的接触疲劳强度极限Hlim1=650M强度极限Hlim2580M
14、Pa。4 、计算应力循环次数。N160nijLh605761(283008)1.327109N1.32710N21 2.741084.854.85(1)、由【2】图 10-19 取接触疲劳寿命系数KHN10.93,KHN21.01。(2)、计算接触疲劳许用应力。取失效概率为 1%,平安系数 S=1,那么KHN1lim1 0.93650 605MPaSKHN2lim2H21.03580 585.5MPaSH195 、计算- word.zl-(1)、试算小齿轮分度圆直径代人H中较小的值。d1t=45.4mm(2)、计算圆周速度v d1tn145.45766010006010001.37m/s6 、
15、计算齿宽。b dd1t145.4 45.4mm7 、计算齿宽与齿高之比。模数m1ttdz45.41.89mm124齿高h2.25mt2.251.894.2525mm齿高比bh45.44.252510.68计算纵向重合度=0.318dz1tan=2.058 、计算载荷系数。根据v 1.37m /s,7 级精度,由【2】图 10-8 查得动载系数KV1.04;斜齿轮,KH=KF=1.2。由【2】表 10-2 查得使用系数KA1。由【2】表 10-4 用插值法查得 7 级精度、小齿轮相对支承对称布置时,KH1.314。由bh10.5,KH1.422查【2】图 10-13 得KF1.32,故载荷系数K
16、 KAKVKHKH11.041.21.314 1.649 、按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径d1 d1t3KK 45.431.641.3 49.06mmt10 、计算模数 m。- word.zl-m d149.06 2.045mmz12411 、按齿根弯曲疲劳校核公式对小齿轮进展设计。mn1322KTY1cosYF1Ysa1 zF12a112)、确定公式的各计算值:(1)、由【2】图 10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限FE1 550MPa,大齿轮的弯曲疲劳极限FE2 390MPa。(2)、由【2】图 10-18 取弯曲疲劳寿命系数KFN10.91,KFN2 0.95。13)、计算
17、弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳许用平安系数S=1.4,那么KFN3FE30.91550357.5MPaS1.4K0.95390F2FN4FE4 264.6MPaS1.4F114 、计算载荷系数 K。15)、根据纵向重合度=1.704,从图 10-28 查得螺旋角影响系数Y 0.8516 、查取齿形系数。由【2】表 10-5 查得YFa12.65;YFa22.177。17 、查取应力校正系数。由【2】表 10-5 查得YSa11.58;YSa21.793。18 、计算大、小齿轮的YFaYSa并加以比拟。 YFa1YSa12.691.58 0.011712F1357.5YFa2YSa22.1771.
18、793 0.014752F2264.6大齿轮的数值大。18 、设计计算21.6577.341030.85cos215mn10.014752 1.48211.6243比照计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数 m 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数 m 的大小主要取决于弯曲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,可取弯曲疲劳强度算得的模数 1.48mm,并就近圆整为标准值为 m=2mm,按接触强度算得的分度圆直径d149.06mm,算出小齿轮齿数- word.zl-z1d1cos49.06cos15 23.69,取z1 24m
19、n2z2 4.8524 116.4,取z21161 、计算中心距a1mn(z1 z2)2(24116)145mm2cos2cos15取 a1=145mm2 、确定螺旋角mn( z1 z2)2a2 (24 116) arccos 15.12 1451 arccos3 、计算大小齿轮分度圆直径:Z1mn 50mmcos15.1Z md2=2n 240mmcos15.1d1=4 、确定齿宽b2ad1150 50mm取B255mm,B150mm3、链传动设计1 、选择链轮齿数取小链轮齿数z1=30,大链轮的齿数为z2=iz2=2.530=75。2 、根据链的布置形式,分别由1 个单排链构成。3 、确定
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