一级圆柱齿轮减速器设计说明书(模板).doc
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1、.word.机械设计课程设计计算说明书机械设计课程设计计算说明书一、传动方案拟定一、传动方案拟定.3 3二、电动机的选择二、电动机的选择.4.4三、确定传动装置总传动比及分配各级的传动比三、确定传动装置总传动比及分配各级的传动比.6.6四、传动装置的运动和动力设计四、传动装置的运动和动力设计.7.7五、普通五、普通 V V 带的设计带的设计.10.10六、齿轮传动的设计六、齿轮传动的设计.15.15七、传动轴的设计七、传动轴的设计.18.18八、箱体的设计八、箱体的设计.27.27九、键连接的设计九、键连接的设计2929十、滚动轴承的设计十、滚动轴承的设计3131十一、润滑和密封的设计十一、润
2、滑和密封的设计3232十二、联轴器的设计十二、联轴器的设计3333十三、设计小结十三、设计小结.33.33设计题目:单级圆柱齿轮减速器设计题目:单级圆柱齿轮减速器机械系:机械系:设计者:设计者:学学号:号:指导教师:指导教师:.word.一、设计课题:一、设计课题:设计一用于带式运输上的单级直齿圆柱齿轮减速器。运输机连续工设计一用于带式运输上的单级直齿圆柱齿轮减速器。运输机连续工作,单向运荷变化不大,空载启动。减速器小批量生产,使用期作,单向运荷变化不大,空载启动。减速器小批量生产,使用期限限1010 年,一班制工作,卷筒不包括其轴承效率为年,一班制工作,卷筒不包括其轴承效率为 9 96 6%
3、,运输带允许速,运输带允许速度误差为度误差为 5%5%。原始数据原始数据编号编号1运输带拉力运输带拉力 F F(N N)1500运输带速度运输带速度 V V(m/sm/s)1.1卷筒直径卷筒直径 D D(mmmm)220设计任务要求:设计任务要求:1.1.减速器装配图纸一减速器装配图纸一 X X(A1A1 图纸)图纸)2.2.轴、传动零件图纸各一轴、传动零件图纸各一 X X(号图纸)(号图纸)3.3.设计说明书一分设计说明书一分.word.计算过程及计算说明一、传动方案拟定一、传动方案拟定设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动(1 1)已知条件:已知条件:1.工作环境:一般条件,通风良好;2.载荷
4、特性:工作平稳、单向运转;3.使用期限:8 年,大修期 3 年,单班工作;4.卷筒效率:=0.96;5.运输带允许速度误差:5%;6.生产规模:一般规模厂中小批量生产。()、原始数据:滚筒圆周力 F=1500N;带速 V=1.1m/s;滚筒直径 D=220mm;方案拟定:采用带传动与齿轮传动的组合,即可满足传动比要求,同时由于带传动具有良好的缓冲,吸振性能,适应大起动转矩工况要求,结构简单,成本低,使用维护方便。.word.1.电动机 2.V 带传动3.圆柱齿轮减速器4.连轴器5.滚筒6.运输带.word.二、电动机选择1、电动机类型和结构的选择:选择 Y 系列三相异步电动机,此系列电动机属于
5、一般用途的全封闭自扇冷电动机,其结构简单,工作可靠,价格低廉,维护方便,适用于不易燃,不易爆,无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。2、电动机容量选择:电动机所需工作功率为:式(1):da(kw)由式(2):V/1000(KW)因此Pd=FV/1000a(KW)由电动机至运输带的传动总效率为:总=5式中:1、2、3、4、5分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器和卷筒的传动效率。取=0.95,0.96,0.97,.则:总=0.960.980.970.990.96=0.7827所以:电机所需的工作功率:Pd=FV/1000总=(30001.1)/(10000.83)=2.108(kw).word.3、确定
6、电动机转速卷筒工作转速为:n卷筒601000V/(D)=(6010001.1)/(220)=95.49r/min根据手册表推荐的传动比合理 X 围,取圆柱齿轮传动一级减速器传动比 X 围=3。取带传动比=。则总传动比理论 X围为:a。故电动机转速的可选 X 为Nd=Ian 卷筒=(624)95.49=572.962291.83 r/min则符合这一 X 围的同步转速有:1000 和 1500r/min根据容量和转速,由相关手册查出三种适用的电动机型号:(如下表)方案电 动机 型号额定功率电动机转速(r/min)同步转速满载转速1Y100L 1-42.2150014202Y112M-62.210
7、00960综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格.word.中心高 H外形尺寸L(AC/2+AD)HD底角安装尺寸AB地脚螺栓孔直径K轴 伸 尺 寸DE装键部位尺寸FGD13252034531521614012286087三、确定传动装置的总传动比和分配级传动比:三、确定传动装置的总传动比和分配级传动比:由选定的电动机满载转速 nm和工作机主动轴转速 n1、可得传动装置总传动比为:ia=nm/n=nm/n 卷筒=940/95.49=9.84和带传动、减速器传动比,方案 1 计算后带速小于5m/s,相比之下第 2 方案比较适合。此选定电动机型号为 Y112M-2,.word.总传动比等于各传
8、动比的乘积分配传动装置传动比ia=i0i(式中 i0、i 分别为带传动和减速器的传动比)2、分配各级传动装置传动比:根据指导书 P7 表 1,取 i0=2.8(普通 V 带 i=24)因为:iai0i所以:iiai09.84/2.83.5四、传动装置的运动和动力设计:将传动装置各轴由高速至低速依次定为轴,轴,.以及i0,i1,.为相邻两轴间的传动比01,12,.为相邻两轴的传动效率P,P,.为各轴的输入功率(KW)T,T,.为各轴的输入转矩(Nm)n,n,.为各轴的输入转矩(r/min)可按电动机轴至工作运动传递路线推算,得到各轴的运动和动力参数1、运动参数及动力参数的计算.word.(1)计
9、算各轴的转数:轴:n=nm/i0=940/2.8=335.7(r/min)轴:n=n/i1=335.7/3.5=95.92r/min卷筒轴:n=n(2)计算各轴的功率:轴:P=Pd01=Pd1=2.20.96=2.112(KW)轴:P=P12=P23=2.1120.960.96=1.95(KW)由指导书的表 1 得到:1=0.962=0.983=0.974=0.99.word.计算各轴的输入转矩:电动机轴输出转矩为:Td=9550Pd/nm=95502.2/940=22.35 Nm轴 T=9550P1/n1=75.1 Nm轴 T=9550P2/n2=194.15 Nmi0 为带传动传动比i1
10、为减速器传动比滚动轴承的效率为 0.980.995 在本设计中取 0.98综合以上数据,得表如下:功率(KW)转速(r/min)传动比效率扭矩(N.M)电动机轴2.29602.80.9622.35轴2.112335.53.50.9660.1轴1.9595.921.000.96194.2.word.=940100/(100060)=4.9m/s不介于 525m/sX 围内,故不合适取 d1=106mmd2=n1d1(1-)/n2=id1(1-)=2.8106(1-0.02)=290.9mm由表 9-2 取 d2=300mm(虽使 n2 略有减少,但五.V 带的设计(1)选择普通 V 带型号由 P
11、C=KAP=1.22.1=2.52(KW)根据课本 P134 表 9-7 得知其交点在 A、B 型交界线处,故 A、B 型两方案待定:方案 1:取 A 型 V 带确定带轮的基准直径,并验算带速:则取小带轮d1=100mmd2=n1d1(1-)/n2=id1(1-)=2.8100(1-0.02)=274.4mm由表 9-2 取 d2=280mm(虽使 n2 略有减少,但其误差小于 5%,故允许)带速验算:V=n1d1/(100060)由课本 P134 表 9-5 查得 KA=1.2由 课 本 P132 表 9-2得,推荐的 A 型小带轮 基 准 直 径 为75mm125mm.word.其误差小于
12、 5%,故允许)带速验算:V=n1d1/(100060)=940106/(100060)=5.22/s介于 525m/sX 围内,故合适确定带长和中心距 a:a0=1.5(d1+d2)=1.5(106+300)=649.6取 a0=650满足:0.7(d1+d2)a02(d1+d2)0.7(106+300)a02(106+300)284.2a0812初定中心距a0=650,则带长为L0=2a0+(d1+d2)+(d2-d1)2/(4a0)=2650+(106+300)/2+(300-106)2/(4650)=1952.2 mm由表 9-3 选用 Ld=2050mm 的实际中心距a=a0+(Ld
13、-L0)/2=650+(2050-1952.2)/2=698.9 mm验算小带轮上的包角11=180-(d2-d1)57.3/a=180-(300-106)57.3/698.9=164.1120 合适确定带的根数由机械设计书表 9-4 查得P0=0.95由表 9-6 查得P0=0.11由表 9-7 查得K=0.95由表 9-3 查得 KL=0.96.word.Z=PC/((P0+P0)KLK)=2.52/(0.95+0.11)0.971.01)=2.43故要取 3 根 A 型 V 带计算轴上的压力由书 9-18 的初拉力公式有F0=500PC(2.5/K-1)/z c+q v2=5002.52
14、(2.5/0.97-1)/(35.22)+0.175.022=1126.9N由课本 9-19 得作用在轴上的压力FQ=2zF0sin(/2)=23126.9sin(164.1/2)=754.1N合适由课本表 9-2 得,推荐的 B 型小带轮基准直径 125mm280mm.word.由机械设计书表 9-4 查得P0=2.08由表 9-6 查得P0=0.30由表 9-7 查得K=0.95由表 9-3 查得 KL=1.00带轮示意图如下:d0dHLS1斜度 1:25SS2drdkdhddaLBS2.word.六、齿轮传动的设计:(1)、选定齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级。小齿轮选硬齿面,大
15、齿轮选软齿面,小齿轮的材料为 45 号钢调质,齿面硬度为 250HBS,大齿轮选用 45 号钢正火,齿面硬度为 200HBS。齿轮精度初选 8 级(2)、初选主要参数Z1=20,u=4.5Z2=Z1u=204.5=90取a=0.3,则d=0.5(i+1)=0.675(3)按齿面接触疲劳强度计算计算小齿轮分度圆直径d121123HHEZZZuudkT确定各参数值1载荷系数 查课本表 6-6 取 K=1.22小齿轮名义转矩T1=9.55106P/n1=9.551064.23/342.86=1.18105Nmm3材料弹性影响系数由课本表 6-7ZE=189.8MPa.word.4区域系数ZH=2.5
16、5重合度系数t=1.88-3.2(1/Z1+1/Z2)=1.88-3.2(1/20+1/90)=1.69Z=77.0369.1434t6许用应力 查课本图 6-21(a)MPaH6101limMPaH5602lim查表 6-8按一般可靠要求取 SH=1则MPaSHHH6101lim1MPaSHHH5602lim2取两式计算中的较小值,即H=560Mpa于是d121123HHEZZZuudkT=2556077.05.28.1895.415.411018.12.123=52.82 mm(4)确定模数m=d1/Z152.82/20=2.641取标准模数值 m=3(5)按齿根弯曲疲劳强度校核计算.wo
17、rd.FFSFYYmbdKT112校核式中 1小轮分度圆直径 d1=mZ=320=60mm2齿轮啮合宽度 b=dd1=1.060=60mm3复合齿轮系数 YFS1=4.38YFS2=3.954重合度系数 Y=0.25+0.75/t=0.25+0.75/1.69=0.69385许用应力 查图 6-22(a)Flim1=245MPaFlim2=220Mpa查表 6-8,取 SF=1.25则aFFFMPS19625.12451lim1aFFFMPS17625.12202lim26计算大小齿轮的FFSY并进行比较02234.019638.411FFSY02244.017695.322FFSY11FFS
18、Y22FFSY取较大值代入公式进行计算 则有6938.095.3360601018.12.12252112YYmbdKTFSF=71.86F2故满足齿根弯曲疲劳强度要求.word.(6)几何尺寸计算d1=mZ=320=60 mm.word.d2=mZ1=390=270 mma=m (Z1+Z2)=3(20+90)/2=165 mmb=60 mmb2=60取小齿轮宽度 b1=65 mm(7)验算初选精度等级是否合适齿轮圆周速度 v=d1n1/(601000)=3.1460342.86/(601000)=1.08 m/s对照表 6-5 可知选择 8 级精度合适。七 轴的设计1,齿轮轴的设计(1)确
19、定轴上零件的定位和固定方式(如图)1,5滚动轴承2轴3齿轮轴的轮齿段4套筒6密封盖7轴端挡圈8轴承端盖9带轮10键.word.(2)按扭转强度估算轴的直径选用 45#调质,硬度 217255HBS轴的输入功率为 P=4.32 KW转速为 n=342.86 r/min根据课本 P205(13-2)式,并查表 13-2,取 c=115dmmnPC76.2686.34232.411533(3)确定轴各段直径和长度1从大带轮开始右起第一段,由于带轮与轴通过键联接,则轴应该增加 5%,取 D1=30mm,又带轮的宽度B=(Z-1)e+2f=(3-1)18+28=52 mm 4P的值为前面第10页中给出在
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