二级减速器课程设计(共44页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上课 程 设 计设计题目:带式运输机二级直齿圆柱齿轮减速器 系 别 机械工程系 班级 机械本102 学生姓名 丁昊 学号 指导教师 王天煜,郭维城 职称 教授 起止日期: 12年 12 月 29 日起至 13 年 1月 17 日止目录机械设计课程设计任务书专业:机械设计制造及其自动化 班级:机械10-2 姓名: 丁昊 学号:09一、设计题目设计用于带式运输机的展开式二级直齿圆柱齿轮减速器二、原始数据(E6)运输机工作轴转矩T = 850 Nm运输带工作速度 v = 1.45 m/s卷筒直径 D= 410 mm三、工作条件连续单向运转,工作时有轻微振动,使用期限为10年,
2、小批量生产,单班制工作,运输带速度允许误差为5%。四、应完成的任务1、减速器装配图一张(A0图或CAD图)2、零件图两张(A2图或CAD图)五、设计时间2012年12月29日至2013年1月18日六、要求1、图纸图面清洁,标注准确,符合国家标准;2、设计计算说明书字体端正,计算层次分明。七、设计说明书主要内容1、内容(1)目录(标题及页次);(2)设计任务书;(3)前言(题目分析,传动方案的拟定等);(4)电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算;(5)传动零件的设计计算(确定带传动及齿轮传动的主要参数);(6)轴的设计计算及校核;(7)箱体设计及说明(8)键联接的选择和计算;(9)滚动轴承
3、的选择和计算;(10)联轴器的选择;(11)润滑和密封的选择;(12)减速器附件的选择及说明;(13)设计小结;(14)参考资料(资料的编号 及书名、作者、出版单位、出版年月);2、要求和注意事项必须用钢笔工整的书写在规定格式的设计计算说明书上,要求计算正确,论述清楚、文字精炼、插图简明、书写整洁。本次课程设计说明书要求字数不少于6-8千字(或30页),要装订成册。沈阳工程学院机制教研室一、传动装置的总体设计1 电机选择设计内容计算及说明结 果1、 选择电动机的类型按工作要求和工作条件选用Y系列鼠笼三相异步电动机。其结构为全封闭自扇冷式结构,电压为380VY系列防护式笼型三相异步电动机2、 选
4、择电动机的容量工作机有效功率P=,根据任务书所给数据T=850Nm,V=1.45,工作机卷筒的n=(60*1000*v)/3.14*D=67.58r/min。则有:P=(T*n)/9550=850*67.58/9550=6.01kw.从电动机到工作机输送带之间的总效率为 =式中,分别为V带传动效率, 滚动轴承效率,闭式齿轮传动效率,联轴器效率,卷筒效率。据机械设计手册知=0.96,=0.99,=0.97,=0.99,=0.96,则有: =0.825所以电动机所需的工作功率为: P=7.28KW 取P=7.5KWPw =6.01kW1=0.962=0.993=0.974=0.995=0.96=0
5、.825P=7.5KW3、 确定电动机的转速按推荐的两级同轴式圆柱斜齿轮减速器传动比I=840和带的传动比I=24,则系统的传动比范围应为:I=I=(840)(24)=16160 所以电动机转速的可选范围为 n=I=(16160)67.58 =(1081.2810812.8)符合这一范围的同步转速有1000r/min,1500r/min和3000r/min三种。查询机械设计手册(软件版)【常有电动机】-【三相异步电动机】-【三相异步电动机的选型】-【Y系列(IP44)三相异步电动机技术条件】-【电动机的机座号与转速对应关系】确定电机的型号为Y132M-4.其满载转速为1440r/min,额定功
6、率为7.5KW。n=67.58r/min电动机型号为Y132M-42 传动装置的总传动比及分配设计内容计算及说明结 果1、总传动比 I=21.312、分配传动比因为I=已知带传动比的合理范围为24。故取V带的传动比=3则I分配减速器传动比,参考机械设计指导书图12分配齿轮传动比得高速级传动比,低速级传动比为=33计算传动装置的运动和动力参数设计内容计算及说明结 果1、 各轴的转数电动机轴高速轴中间轴低速轴n=1440n=n=n=n=1440 r/min=480r/min=152.38r/min=67.42 r/min=67.58 r/min2、各轴输入功率P=P=7.28KW P=PP=P =
7、6.71KWPP =6.44KWP=7.28KW P=6.99kWP=6.71kWP6.44kW 3、各轴的输出功率P0.99=7.20kWP0.99=6.92kWP0.99=6.64kWP0.98=6.31kWP=7.20kWP=6.92kWP=6.64kWP=6.31 kW3、各轴的输入转矩T=9550=9550 =48.28NT=9.55 T=9.55 TN N将上述计算结果汇总与下表:带式传动装置的运动和动力参数:轴名功率P KW转矩T Nmm转速r/min输入输出输入输出电动机轴72872048314401轴6.996921394802轴671631421152383轴6443.39
8、9126742卷筒轴6389097N.mN.mm二带传动设计设计内容计算及说明结 果1 确定计算功率P据2表8-7查得工作情况系数K=1.1。故有: P=KPP=8.252 选择V带带型据P和n有2图8-11选用A带A带3 确定带轮的基准直径d并验算带速(1) 初选小带轮的基准直径d有2表8-6和8-8,取小带轮直径d=90mm。验算带速v,有: =6.78 因为6.78m/s在5m/s30m/s之间,故带速合适。 (3)计算大带轮基准直径d 取=280mm 新的传动比i=3.11d=90mmv=6.78=270i=3.114 确定V带的中心距a和基准长度L(1)据2式8-20初定中心距a=5
9、00mm(2)计算带所需的基准长度 =1599mm由2表8-2选带的基准长度L=1600mm(3)计算实际中心距 =499.5500中心局变动范围: a=500mm=1599mma=500mm=476mm= 5 验算小带轮上的包角=6 计算带的根数z(1)计算单根V带的额定功率P由和r/min查2表8-4a得 P=1.064KW据n=1440,i=3和A型带,查28-4b得 P=0.17KW查2表8-5得K=0.945,K=0.99,于是: P=(P+P)KK=1.154KW(2)计算V带根数z 故取7根。Z=77 计算单根V带的初拉力最小值(F)由2表8-3得A型带的单位长质量q=0.1。所
10、以 =135N应使实际拉力F大于(F)=135N8 计算压轴力F压轴力的最小值为: (F)=2(F)sin=27135sin158/2 =1855N(F)=1855N三、齿轮的设计1 高速级齿轮设计设计内容计算及说明结 果1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1)按要求的传动方案,选用圆柱直齿轮传动; 2)运输机为一般工作机器,速度不高,故用8级精度;(GB1009588) 3)材料的选择。由2表10-1选择小齿轮材料为45钢(调质)硬度为240HBS,大齿轮的材料为45钢(正火)硬度为200HBS,两者硬度差为40HBS; 4)选小齿轮齿数为Z=24,大齿轮齿数Z可由Z=得 Z=75.6,取
11、77;直齿圆柱齿轮45钢小齿轮调质处理大齿轮正火处理8级精度z1=24z2=772、按齿面接触强度设计3、按齿根弯曲强度设计4、尺寸计算按公式: (1)确定公式中各数值 1)试选K=1.3。 2)由2表10-7选取齿宽系数=1。 3)计算小齿轮传递的转矩,由前面计算可知: T=1.39N。 4)由2表10-6查的材料的弹性影响系数Z=189.8MP 5)由2图10-21d按齿面硬度查的小齿轮的接触疲劳强度极限=580MP;大齿轮的接触疲劳强度极限=560MP。 6)由2图10-19取接触疲劳寿命系数K=0.95; K=1.05。 7)计算接触疲劳许用应力。 取失效概率为1,安全系数S=1,有
12、=0.95580=551MP =1.05560=588MP (2) 计算 确定小齿轮分度圆直径d,代入 中较小的值 1)计算小齿轮的分度圆直径d,由计算公式可得: =70.5mm 2)计算圆周速度。 v=1.77m/s 3)计算齿宽b b=170.5=70.5mm 4)计算模数与齿高 模数 齿高 5) 计算齿宽与齿高之比 6)计算载荷系数K。 已知使用系数K=1.25,据v=1.77,8级精度。由2图10-8得K=1.1,K=1.46。由2图10-13查得K=1.40,由2图10-3查得K=K=1 故载荷系数: K=KKKK =1.1=2.01 7)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径: 8
13、)计算模数m m=3.按齿根弯曲疲劳强度设计 按公式: (1)确定计算参数 1)计算载荷系数。 K=KKKK=1.1 =1.93 2)查取齿形系数 由2表10-5查得Y=2.65,Y=2.22 3)查取应力校正系数 由2表10-5查得Y=1.58,Y=1.77 4)由2图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极=330MP,大齿轮的弯曲疲劳强度极限=310MP 5)由2图10-18取弯曲疲劳寿命系数K=0.90,K=0.956)计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S=1.4,则有: =212Mp =210MP 7)计算大、小齿轮的 ,并加以比较 =0.01975 =0.01871经比较大齿轮
14、的数值大。 (2)设计计算 m=2.64 对比计算结果,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法面模数,取 m =3mm,已可满足弯曲疲劳强度。于是有: =27.26取Z=28,则Z3.2=89.6取=89,新的传动比i3.184.几何尺寸计算(1)计算分度圆直径 mm (2)计算中心距 a=175.5mm (3)计算齿轮宽度 b= B=90mm,B=85mm由此设计有:名称计算公式结果/mm模数m3压力角齿数2889传动比i 3.15分度圆直径84267齿顶圆直径90273齿根圆直径75258中心距175.5齿宽9085T=139N.m =551MPa=588MPa=70
15、.5mm1.77m/sh=6.62mmK=2.01d=81.78mmm=3.41mm212MPa210MPa89 84mm267mma=175.5mmb=84mm=90mm=85mm 2、低速齿轮的设计设计内容计算及说明结 果1选、定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1)按要求的传动方案,选用圆柱直齿轮传动; 2)运输机为一般工作机器,速度不高,故用8级精度;(GB1009588) 3)材料的选择。由2表10-1选择小齿轮材料为45(调质)硬度为240HBS,大齿轮的材料为45钢(正火)硬度为200HBS,两者硬度差为40HBS; 4)选小齿轮齿数为Z=24,大齿轮齿数Z可由Z= 得Z=78.48
16、,取78;直齿圆柱齿轮45钢小齿轮调质处理大齿轮正火处理8级精度z1=24z2=782、按齿面接触强度设计3、按齿根弯曲强度设计4、尺寸计算 按公式: d2.32 (1)确定公式中各数值 1)试选K=1.3。 2)由2表10-7选取齿宽系数=1。 3)计算小齿轮传递的转矩,由前面计算可知: =4.2N。 4)由2表10-6查的材料的弹性影响系数Z=189.8MP 5)由2图10-21d按齿面硬度查的小齿轮的接触疲劳强度极限=580MP;大齿轮的接触疲劳强度极限=560MP。 6)由2图10-19取接触疲劳寿命系数K=1.07; K=1.13。 7)计算接触疲劳许用应力。 取失效概率为1,安全系
17、数S=1,有 =1.07580=620.6MP =1.13560=632.8MP (2) 计算 确定小齿轮分度圆直径d,代入 中较小的值 1)计算小齿轮的分度圆直径d,由计算公式可得: d2.32=97.12mm 2)计算圆周速度。 v=0.77m/s 3)计算齿宽b b=197.12=97.12mm 4)计算模数与齿高 模数 齿高h=2.25=2.25 5) 计算齿宽与齿高之比 =10.66 6)计算载荷系数K。 已知使用系数K=1.25,据v=0.77,8级精度。由2图10-8得K=1.05,K=1.46。由2图10-13查得K=1.38,由2图10-3查得K=K=1 故载荷系数: K=K
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