机械设计课程设计-二级圆柱齿轮减速器(30页).doc
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1、-机械设计课程设计-二级圆柱齿轮减速器-第 25 页课程设计说明书课程设计名称: 二级圆柱齿轮减速器 课程设计题目: 设计带式运输机的传动装置 学 院 名 称: 机电工程学院 专 业 班 级: 机械设计制造及其自动化02班 学 生 学 号: 1403180333 学 生 姓 名: 你猜 学 生 成 绩: 99还有一分怕你骄傲 指 导 教 师: 接着猜 课程设计时间: 2016.12.12 至 2016.12.30 课程设计任务书一、课程设计的任务和基本要求1.通过课程设计实践,树立正确的设计思想,培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论与生产实际知识来分析和解决机械设计问题的能力。 2.学
2、习机械设计的一般方法、步骤,掌握机械设计的一般规律。 3.进行机械设计基本技能的训练:例如计算、绘图、查阅资料和手册、运用标准和规范,进行计算机辅助设计和绘图的训练。 4.培养运用现代设计方法解决工程问题的能力。二、进度安排1 设计准备(0.5天)2 机械系统的方案设计(0.5天)3机械系统运动、动力参数计算(1天)4 传动零件的设计计算(1.5天)5 减速器装配草图设计(5天)6 工作图设计与绘制(4.5天)7 整理编写设计计算说明书(1天) 8 设计总结与答辩(1天)本科生课程设计成绩评定表姓名专业班级学号课程设计题目:课程设计答辩记录:(手写)成绩评定依据:项目得分比例考勤记录设计结果报
3、告撰写答辩成绩备注:成绩评定依据的项目内容和项目分值比例可以由老师按指导的专业进行调整,但成绩评定依据的项目数不得少于3项。最终评定成绩: 指导教师签名: 年 月 日摘要 本设计讲述了带式运输机的传动装置二级圆柱齿轮减速器的设计过程。首先进行了传动方案的评述,选择齿轮减速器作为传动装置,然后进行减速器的设计计算。运用AutoCAD软件进行齿轮减速器的二维平面设计,完成齿轮减速器的二维平面零件图和装配图的绘制。本次设计综合运用机械设计、机械制图、机械制造基础、机械原理等知识,进行结构设计,并完成带式输送机传动装置中减速器装配图、零件图设计及主要零件的设计工作。机械设计课程设计的题目是减速器的传动
4、装置的设计,设计内容包括:确定传动装置总体设计方案,选择电动机;计算传动装置运动和动力的参数;传动零件,轴的设计计算;轴承,联轴器,润滑,密封和联接件的选择与校核计算;箱体结构及其附件的设计;绘制装配工作图及零件工作图;编写设计说明书;最后完成答辩。 The design of the belt conveyor belt transmission device - two cylinder gear reducer design process. Firstly, the transmission scheme is reviewed, and the gear reducer is sel
5、ected as the driving device. Using the AutoCAD software to carry on the two-dimensional plane design of the gear reducer, complete the two-dimensional plane part drawing and assembly drawing of the gear reducer. The design of the integrated use of mechanical design, mechanical drawing, mechanical ma
6、nufacturing base, mechanical principle knowledge, structure design, and complete the reducer assembly drawing and part drawing design and the major parts of the design of belt conveyor driving device. Mechanical design curriculum design topic is the design of gear reducer, the design content include
7、s: the overall design scheme, drive motor selection; parameter calculation of transmission power and movement; transmission parts, calculation of shaft design; bearings, couplings, lubrication, sealing and calculation selection and check connectors; design of box structure and its accessories; drawi
8、ng and assembly work; the preparation of the design specification; finally complete the reply.目 录第一章 传动方案的选择及拟定51.1 课程设计的设计内容51.2 课程设计的原始数据61.3 课程设计的工作条件6第二章 电动机的选择及计算.72.1传动装置的总效率:72.2 电动机各参数的计算72.3电动机类型和型号结构形式的选择7第三章.运动和动力参数计算93.1传动比的分配93.2各轴转速计算93.3各轴输出功率93.4各轴输入扭矩计算10第四章 V带传动的设计计算114.1确定计算功率114.
9、2选择V带的带型114.3确定带轮的基准直,。114.4验算带速是否在525m/s范围内。114.5确定V带的中心距和基准长度114.6验算小带轮上的包角124.7计算带的根数124.8计算单根V带的出拉力的最小值134.9计算压轴力13第五章 斜齿圆柱齿轮的设计计算145.1高速级直齿圆柱齿轮的设计计算145.2 低速级直齿圆柱齿轮的设计计算18第六章.减速器轴的结构设计21选择轴的材料及热处理211. 初估轴径21轴的结构设计22第七章 键连接的选择及校核267.1键的类型的选择267.2 键的强度校核27第八章 滚动轴承的选型及寿命计算288.1高速轴寿命计算288.2低速轴寿命计算29
10、第九章.箱体及附件的结构设计和计算30十章润滑方式,润滑剂以及密封方式的选择3310.1齿轮的滑方式及润滑剂的选择3310.2滚动轴承的润滑方式及润滑剂的选择3310.3密封方式的选择34机械设计课程设计任务书设计题目:设计带式运输机的传动装置 注:图中F为输送带拉力(或为输出转矩T),V为输送带速度学号1/17/332/18/343/19/354/205/216/227/238/24鼓轮直径D(mm)300330350350380300360320输送带速度v(m/s)0.630.750.850.800.800.700.840.75输出转矩T(Nm)400370380450460440360
11、430学号9/2510/2611/2712/2813/2914/3015/3116/32鼓轮直径D(mm)340350400450380300360320输送带速度v(m/s)0.800.850.730.900.800.800.840.73输出转矩T(Nm)410390420400420420390400已知条件:1. 工作环境:一般条件,通风良好;2. 载荷特性:连续工作、近于平稳、单向运转;3. 使用期限:8年,大修期3年,每日两班制工作;4. 卷筒效率:=0.96;5. 运输带允许速度误差:5%;6. 生产规模:成批生产。设计内容:1. 设计传动方案;2. 设计减速器部件装配图(A1);
12、3. 绘制轴、齿轮零件图各一张(高速级从动齿轮、中间轴);4. 编写设计计算说明书一份(约7000字)。第一章 传动方案的选择及拟定1.1 课程设计的设计内容(1)合理的传动方案,首先应满足工作机的功能要求,其次还应满足工作可靠,结构简单,尺寸紧凑,传动效率高,重量轻,成本低廉,工艺性好,使用和维护方便等要求。(2)带传动具有传动平稳,吸震等特点,切能起过载保护作用,但由于它是靠摩擦力来工作的,在传递同样功率的条件下,当怠速较低时,传动结构尺寸较大。为了减小带传动的结构尺寸,应当将其布置在高速级。(3)齿轮传动具有承载能力大,效率高,允许高度高,尺寸紧凑,寿命长等特点,因此在传动装置中一般在首
13、先采用齿轮传动。由于斜齿圆柱齿轮传动的承载能力和平稳性比直齿圆柱齿轮传动好,故在高速或要求传平稳的场合,常采用斜齿轮圆柱齿轮传动。(4)轴端连接选择弹性柱销联轴器。设计带式运输机的传动机构,其传动转动装置图如下图1-1所示。 图 1-1 减速器示意图 图1-2 方案1.2 课程设计的原始数据已知条件:运输带的输出转矩:T=360Nm;运输带的工作速度:v=0.84m/s;鼓轮直径:D=360mm;使用寿命:8年,大修期限3年,每日两班制工作。1.3 课程设计的工作条件 设计要求 :误差要求:运输带速度允许误差为带速度的5%; 工作情况:连续单向运转,工作时有轻微振动; 制造情况:小批量生产。
14、根据题目要求选择传动装置由电动机、减速器、工作机组成,电动机和减速器之间用带传动连接。减速器中齿轮采用斜齿圆柱齿轮。第二章 电动机的选择及计算.2.1传动装置的总效率:其中,根据文献【2】表4-4中查得 传动装置总效率V带效率,0.96 2闭式齿轮(7级精度)传动效率,取0.97 3滚动轴承的效率,取0.99 联轴器效率, 4 = 0.99 5运输机平型带传动效率,取0.962.2 电动机各参数的计算知运输带速度,卷筒直径。可求得工作机转速为:=44.563r/min由已知条件运输带所需扭矩,工作机的输入功率为Pw:=360 45/9500=1.7kw电动机所需功率为:2.3电动机类型和型号结
15、构形式的选择三相交流电动机:适合较大、中小功率场合Y系列三相交流异步电动机由于具有结构简单、价格低廉、维护方便等优点,故其应用最广,适合于一般通用机械,如运输机、车床等。2、确定电动机的转速同步转速越高,结构越简单,价格越低,反之相反。本设计中选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机。3、确定电动机的功率和型号电动机功率的选择要考虑工作要求和经济性。选择电动机功率时,要求传动系统的总传动比:方案号电动机型号额定功率(kW)同步转速(r/min)满载转速(r/min)总传动比质量额定转矩参考比价Y112M-62.2100094023.44 452.0 2.22Y100L1-4
16、2.21500143035.40 34 2.21.67表2-1 电动机的方案由上表可知,方案2的转速高,电动机价格低,总传动比虽然大些,但完全可以通过带传动和两级齿轮传动实现,所以选用方案2.第三章.运动和动力参数计算3.1传动比的分配由原始数据以及初步确定的原动机的转速可确定总传动比: i=31.56带传动的传动比:i=2,则减速器总传动比为:31.56/2=15.78双极斜齿圆柱齿轮减速器的高级速的传动比:低速级传动比:3.2各轴转速计算将各轴由高速向低速分别定为轴、轴、轴电动机轴: n=1430r/min轴: 轴:轴:3.3各轴输出功率 电动机: I轴: 轴: 轴:3.4各轴输入扭矩计算
17、I轴:轴:137.11KW 轴: 将上述结果列入表中如下表3-1运动和动力参数 轴号功率P/KW转矩T/(Nm)转速n/(r/min)02.214.80143012.0935.1471522.01137.1114031.93409.5945第四章 V带传动的设计计算4.1确定计算功率 由文献【1】表8-7查得工作情况系数KA=1.2,故 :4.2选择V带的带型根据、由文献【1】图8-11查图选择A型。4.3确定带轮的基准直,。初选小带轮的基准直径=90。侧大带轮的基准直径为:=i1=225mm查表圆整为=224mm。4.4验算带速是否在525m/s范围内。验算带速因为,故带速合适4.5确定V带
18、的中心距和基准长度1)初定中心距。2)计算带所需的基准长度1542mm查表选带的基准长度。3)计算实际中心距。中心距的变化范围为501571mm。4.6验算小带轮上的包角由于小带轮的包角小于大带轮的包角,小带轮上的总摩擦力相应小于大带轮上的摩擦力。因此,打滑只可能在小带轮上发生。为了提高带传动的工作能力,应使:4.7计算带的根数1)计算单根V带的额定功率。由和,查表得根据,和A型带,查表得,查表的,于是2)计算V带的根数。取2根。4.8计算单根V带的出拉力的最小值由查表得A型带的单位长度质量q=0.1kg/m,所以应使带的实际初拉力4.9计算压轴力为了设计带轮轴的轴承需要计算带传动作用的轴上压
19、轴力:为了保证带传动过程中的安全性和平稳性,应使轴上的最小压轴力满足:N带轮结构的设计 查表得电机外形和安装尺寸D=28 E=60mm 故小带轮选用实心大带轮选用腹板式小带轮轮毂长度=45 基准直径=106 孔径=28大带轮毂长度=50基准直径=280 孔径=25第五章 斜齿圆柱齿轮的设计计算5.1高速级直齿圆柱齿轮的设计计算5.1.1 选等级精度、材料及齿数1)材料及热处理。查表选择小齿轮材料为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。2)7级精度,3)选择小齿轮齿数,大齿轮齿数,取。 5.1.2 按齿面接触强度设计由设
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