HFZ 机械设计课程设计二级直齿圆柱齿轮减速器设计说明书.doc
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1、梧 州 学 院 课 程 设 计(2013 -2014学年第二学期)带式输送机传动装置的设计 学生姓名:提交日期:2014年5月14日 学生签名:学 号班级课程编号BS专业课程名称机械设计课程设计任课教师1.图纸,装配图总分50分,零件图20分。(1)图框、图幅选择正确:装配图总分5分,得分_ _;零件图总分2分,得分_ _。(2)表达正确:装配图总分20分,得分_ _;零件图总分8分,得分_ _。(3)尺寸标注规范、正确:装配图总分20分,得分_ _;零件图总分8分,得分_ _。(4)标题栏(含明细表)、边框:装配图总分5分,得分_ _;零件图总分2分,得分_ _。2. 设计说明书:20分(1
2、)按照给定的格式模版,内容齐全:总分1分,得分_ _。(2)内容计算过程详细、条理清晰:总分16分,得分_ _。(3)摘要、参考文献等完整:总分3分,得分_ _。3.答辩环节,回答清晰,总分10分,得分_。成绩评定: 分,等级: 任课教师签名: 年 月 日目录一 设计任务书.3二 选择电动机.4三 总传动比i及其分配.5四 V型带及带轮的设计计算.5五 齿轮传动的设计计算.8六 轴的设计.18七 联轴器与键的计算.28八 减速器的润滑方式与润滑剂的选择.29九 箱体的结构设计.37十 设计小结.39十一 参考资料.40摘要 这次设计是又封闭在刚性壳内的齿轮内的所有传动,通过这次设计,可以初步掌
3、握一般简单机械的完整设计及方法,构成减速器的通用零部件。这次设计主要介绍了减速器的类型及构成,全方位地运用所学过得知识。如机械制图,金属材料工艺学等知识,减速器的类型一般有圆柱齿轮减速器,圆锥齿轮减速器,齿轮-蜗杆减速器,轴装式减速器,联体式减速器。在这次设计中,进一步培养工程设计的独立能力,树立正确的思想,掌握常用的机械零件,机械的传动装置和简单机械的设计方法和步骤,巩固了所学知识,要求综合考虑使用经济等工艺的要求,确定合理的设计方案。关键词:减速器,刚性,工艺学,零部件方案。 机械设计课程设计原始资料一、设计题目热处理车间零件输送设备的传动装备二、运动简图 图11电动机 2V带 3齿轮减速
4、器 4联轴器 5滚筒 6输送带三、工作条件该装置单向传送,载荷平稳,空载起动,两班制工作,使用期限10年(每年按300天计算),输送带的速度容许误差为 5%.四、原始数据滚筒直径D(mm):300运输带速度V(m/s):1.3输送带的牵引力(kn):2.9五、设计工作量1减速器总装配图一张2输出轴零件图一张3设计说明书一份六、设计说明书内容1. 运动简图和原始数据2. 电动机选择3. 主要参数计算4. V带传动的设计计算5. 减速器斜齿圆柱齿轮传动的设计计算6. 机座结构尺寸计算7. 轴的设计计算8. 键、联轴器等的选择和校核9. 滚动轴承及密封的选择和校核 10. 润滑材料及齿轮、轴承的润滑
5、方法11. 齿轮、轴承配合的选择12. 参考文献七、设计要求1. 各设计阶段完成后,需经指导老师审阅同意后方能进行下阶段的设计;2. 在指定的教室内进行设计. 一. 电动机的选择一、电动机输入功率 二、电动机输出功率其中总效率为电动机所需效率:Pr=3.77/0.816=4.62kw查表可得Y132M2符合要求,故选用它。 Y132M2(同步转速,4极)的相关参数 表1额定功率满载转速堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩质量5.5kw二. 主要参数的计算一、确定总传动比和分配各级传动比传动装置的总传动比题目要求可得V带传动单级传动比常用值24,圆柱齿轮传动单级传动比常用值为24,展开式二级圆柱齿轮
6、减速器。初分传动比为,。二、计算传动装置的运动和动力参数 本装置从电动机到工作机有三轴,依次为,轴,则1、各轴转速2、各轴功率3、各轴转矩表2项目电机轴高速轴中间轴低速轴转速960480174.8682.759功率5.55.285.1745.07 转矩 54.71105.05282.25585.33传动比22.7452.112效率0.96 0.98010.9801三 V带传动的设计计算一、确定计算功率查表可得工作情况系数故二、选择V带的带型根据,由图可得选用A型带。三、确定带轮的基准直径并验算带速1、初选小带轮的基准直径。查表8-6和8-8可得选取小带轮的基准直径2、验算带速按计算式验算带的速
7、度因为,故此带速合适。3、计算大带轮的基准直径按式(8-15a)计算大带轮的基准直径根据教材表8-8,圆整得 。4、确定V带的中心距和基准直径(1)按计算式初定中心距 (2)按计算式计算所需的基准长度=1433mm查表可选带的基准长度(3)按计算式计算实际中心距中心距的变化范围为。5、验算小带轮上的包角6、计算带的根数(1)计算单根V带的额定功率由查表可得根据和A型带,查表可得、。故(2)计算V带的根数Z 故取V带根数为5根带轮的轮毂宽度7、计算单根V带的初拉力的最小值查表可得A型带的单位长度质量应使带的实际初拉力。8、计算压轴力压轴力的最小值为四 减速器直齿圆柱齿轮传动的设计计算一、高速级齿
8、轮1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数(1)按图所示的传动方案,选用直齿圆柱齿轮传动。(2)运输装置为一般工作机器,速度不高,故选用7级精度。(3)材料选择:查表可选择小齿轮材料为40(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)选小齿轮齿数,大齿轮齿数,取2、 按齿面接触强度设计,按计算式试算即(1)确定公式内的各计算数值试选小齿轮传递转矩查图10-30可选取区域系数 查表10-7可选取齿宽系数查表10-6可得材料的弹性影响系数。查图10-21d得按齿面硬度选取小齿轮的接触疲劳强度极限,大齿轮的接触疲劳强度极限。按计算式计算
9、应力循环次数查图可选取接触疲劳寿命系数,。计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%,安全系数,按计算式(10-12)得按接触疲劳强度用重合度系数 (2)计算相关数值试算小齿轮分度圆直径,由计算公式得计算圆周速度计算齿宽及模数计算载荷系数查表可得使用系数,根据,7级精度,查表10-8可得动载系数齿轮的圆周力小于查表10-3得齿间载荷分配系数由表10-4用插值法查得7级精度,小齿轮相对支承非对称布置时,得齿向载荷分布系数由此,得实际载荷系数按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,按计算式得计算齿轮模数3、 按齿根弯曲强度设计,按计算式(10-7)试算即(1)确定公式内的各计算数值试选由式(10-5)计
10、算弯曲疲劳强度用重合度系数计算由图10-17查得齿形系数、由图10-24c查得小齿轮和大齿轮得齿根弯曲疲劳极限分别为、由图10-22查得弯曲疲劳寿命系数取弯曲疲劳安全系数,由式(10-14)得因为大齿轮得大于小齿轮,所以取(2) 计算模数(3) 调整齿轮模数圆周速度齿宽宽高比(4) 计算实际载荷系数根据,7级精度,查得动载系数,大于,查得10-3得齿间系数分配系数由表10-4用插值法求得,结合查图10-13,得则载荷系数为由式(10-13),可得实际载荷系数算得得齿轮模数对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数大于齿根弯曲疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲疲劳强度所决定的承
11、载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮直径有关,可取由弯曲疲劳强度算得的模数1.75并就近圆整为标准值,接触疲劳强度算得的分度圆直径,算出小齿轮齿数取则大齿轮齿数,取, 互为质数这样设计出得齿轮传动,既满足了齿面接触疲劳强度,又满足了齿根弯曲强度,并做到结构紧凑,避免浪费。5几何尺寸计算计算分度圆直径计算中心距计算齿轮宽度考虑不可避免安装误差,为了保证设计齿宽和节省材料,一般将小齿轮略为加宽(5到10)即取,而使大齿轮的齿宽等于设计齿宽,即主要设计理论齿数、,模数,压力角,中心距,齿宽,。小齿轮选用(调质)。大齿轮选用45钢(调质),齿轮按7级精度设计。二、低速级齿轮1、选定齿轮
12、类型、精度等级、材料及齿数(1)按图所示的传动方案,选用直齿圆柱齿轮传动。(2)运输装置为一般工作机器,速度不高,故选用7级精度。(3)材料选择,在同一减速器各级小齿轮(或大齿轮)的材料,没有特殊情况,应选用相同牌号,以减少材料品种和工艺要求,故查表可选择小齿轮材料为40(调质),硬度为52HRC;大齿轮材料为45钢(调质),硬度为45HRC.(4)选小齿轮齿数,大齿轮齿数取522、按齿面接触强度设计,按计算式试算即(1)确定公式内的各计算数值试选小齿轮传递转矩查表10-7可选取齿宽系数, 查图10-26可选取区域系数,查表可得材料的弹性影响系数。按接触疲劳强度用重合度系数,计算接触疲劳许用应
13、力查图得按齿面硬度选取小齿轮的接触疲劳强度极限,大齿轮的接触疲劳强度极限。按计算式计算应力循环次数由(10-9)查图可选取接触疲劳寿命系数,。计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%,安全系数,于是得取、中的较小者作为该齿轮副的接触疲劳许同应力,即(2)计算相关数值试算小齿轮分度圆直径,由计算公式得计算圆周速度计算齿宽(7) 计算实际载荷数。由表10-2查得使用系数根据、7级精度,由图10-8查得动载系数齿轮的圆周力。小于查表10-3得齿间载荷分配系数由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时,得齿像载荷分布系数由此可得实际载荷系数由式(10-12)可得按实际载荷系数算得的分度圆
14、直径及相应的齿轮模数(8) 按齿根弯曲疲劳强度设计1) 由式(10-7)计算模数,即(1)确定公式内的各计算数值试选由式(10-5)计算弯曲疲劳强度用重合度系数计算由图10-17查得齿形系数、由图10-24c查得小齿轮和大齿轮得齿根弯曲疲劳极限分别为、由图10-22查得弯曲疲劳寿命系数取弯曲疲劳安全系数,由式(10-14)得因为大齿轮得大于小齿轮,所以取(3) 计算模数调整齿轮模数实际载荷数千的数据准备。圆周速度。齿宽宽高比。计算实际载荷系数。根据,7级精度,有图10-8差得动载系数,大于查表10-3得齿见分配系数由表10-4用插值法求得,结合,查图10-13,得。则载荷系数为由式(10-13
15、),可得按实际载荷系数算得的齿轮模数对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数大于齿根弯曲疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲疲劳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,仅与齿轮直径有关,可取由弯曲疲劳强度算得的模数2.291并就近圆整为标准值,接触疲劳强度算得的分度圆直径,算出小齿轮齿数取则大齿轮齿数,取, 互为质数。这样设计的齿轮传动,既满足了齿面接触疲劳强度,又满足齿根弯曲疲劳强度,并做到结构紧凑,避免浪费。(9) 几何尺寸计算1) 计算分度圆直径2) 计算中心距30计算齿轮宽度考虑到不可避免的安装误差,为了保证设计齿宽和节省材料,一般将小齿轮略微加宽5
16、到10即取,而使大齿轮的齿宽等于设计齿宽,即(10)主要设计结论,齿数,模数,中心距,齿宽,小齿轮选用(调质),大齿轮选用45钢,齿轮按7级精度设计。五 轴的设计计算一、高速轴的设计1、求作用在齿轮上的力高速级齿轮的分度圆直径为d2选取轴的材料为45钢,调质处理,计算轴的最小直径,查表可取应该设计成齿轮轴,轴的最小直径显然是安装连接大带轮处,为使与带轮相配合,且对于直径的轴有一个键槽时,应增大5%-10%,然后将轴径圆整。故取。4、 拟定轴上零件的装配草图方案(见下图5、根据轴向定位的要求,确定轴的各段直径和长度(1)根据前面设计知大带轮的毂长为78mm,故取,为满足大带轮的定位要求,则其右侧
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