毕业论文设计--设计一用于带式运输机上的两级圆柱齿轮减速器机械设计课程设计说明书.doc
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1、机械零件课程设计说明书 课程名称: 院 别: 专 业: 班 级: 姓 名: 学 号: 指导教师: 教务处制 二零一三年五月二十八日目录1机械设计课程设计任务书1一、题目:设计一用于带式运输机上的两级圆柱齿轮减速器。1二、已知条件:12传动方案的分析13电动机选择,传动系统运动和动力参数计算2一、电动机的选择21.确定电动机类型22.确定电动机的容量23.选择电动机转速2二、传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配31.传动装置总传动比32.分配传动装置各级传动比3三、运动参数和动力参数计算31.各轴转速计算32.各轴输入功率43.各轴输入转矩44传动零件的设计计算4一、V带传动设计41.设计计
2、算表42.带型选用参数表73带轮结构相关尺寸7二、渐开线直齿圆柱齿轮设计8(一)高速级直齿圆柱齿轮设计计算表8(二)低速级直齿圆柱齿轮设计计算表11(三)直齿轮设计参数表145轴的设计计算14一、轴的结构设计141选择轴的材料及热处理方法152确定轴的最小直径153确定各轴段直径并填于下表内154选择轴承润滑方式,确定与轴长有关的参数。165.计算各轴段长度。17二、轴的结构设计181选择轴的材料及热处理方法182确定轴的最小直径183确定各轴段直径并填于下表内184选择轴承润滑方式,确定与轴长有关的参数。195.计算各轴段长度19三、轴的结构设计201选择轴的材料及热处理方法202确定轴的最
3、小直径203确定各轴段直径并填于下表内204选择轴承润滑方式,确定与轴长有关的参数。215.计算各轴段长度216轴承的选择和校核23一、轴承的选择和校核231轴轴承的选择232根据滚动轴承型号,查出和。233校核轴轴承是否满足工作要求237键联接的选择和校核25一、轴大齿轮键251键的选择252键的校核268联轴器的选择269减速器的润滑、密封和润滑牌号的选择26一、传动零件的润滑261齿轮传动润滑262滚动轴承的润滑26二、减速器密封261.轴外伸端密封262.轴承靠箱体内侧的密封273.箱体结合面的密封2710减速器箱体设计及附件的选择和说明27一、箱体主要设计尺寸27二、附属零件设计30
4、1窥视孔和窥视孔盖302.通气塞和通气器303.油标、油尺314.油塞、封油垫315.起吊装置326.轴承端盖、调整垫片3211设计小结3412参考资料351机械设计课程设计任务书vF一、题目:设计一用于带式运输机上的两级圆柱齿轮减速器。二、已知条件:原始数据。2传动方案的分析本设计中采用的原动机为电动机,工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动,第一级传动为带传动,第二级传动为展开式二级直齿圆柱齿轮减速器。结构简单,应用广泛,展开式由于齿轮相对于轴承为不对称布置,因而沿齿向载荷分布不均,要求轴有较大的刚度。带传动承载能力较低,在传递相同转矩时,结构尺寸较其他形式大,但有过载保护的优点,还可
5、缓和冲击和振动,故布置在传动的高速级,以降低传递的转矩,减小带传动的结构尺寸。齿轮传动的传动效率高,适用的功率和速度范围广,使用寿命较长,斜齿轮传动的平稳性较直齿好,是现代机器中应用最为广泛的机构之一。所以本设计采用的是双级斜齿圆柱齿轮传动,如上图所示。3电动机选择,传动系统运动和动力参数计算一、电动机的选择1.确定电动机类型 按工作要求和条件,选用y系列三相交流异步电动机。2.确定电动机的容量(1)工作机卷筒上所需功率Pw和转速nwPw= Fv/1000 =16001.6/1000=2.56kWnw=60v1000/d=601.61000/(900)=33.95r/min(2)电动机所需的输
6、出功率为了计算电动机所需的输出功率Pd,先要确定从电动机到工作机之间的总功率总。设1、2、3、4、5分别为弹性联轴器、2对闭式齿轮传动(设齿轮精度为7级)、3对滚动轴承、V形带传动、工作机的效率,由2表1-7查得1 =0.99,2 =0.99,3 =0.98,4 =0.96,5 =0.96,则传动装置的总效率为 总=1223345 =0.990.9920.9830.960.96=0.8416323.04 kW3.选择电动机转速由2表13-2推荐的传动副传动比合理范围 普通V带传动 i带=24 圆柱齿轮传动 i齿=35则传动装置总传动比的合理范围为 i总=i带i齿1i齿2 i总=(24)(35)
7、(35)=(18100)电动机转速的可选范围为nd=i总nw=(18100)nw=18nw100nw=611.13395根据电动机所需功率和同步转速,查2表12-1,选择一电动机,常选择电动机的转速有1000或1500,如无特殊需要,不选用750r/min以下的电动机。选用同步转速为1500选定电动机型号为Y112M-4二、传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配1.传动装置总传动比 i总= nm / nw=1440/33.95=42.415式中nm-电动机满载转速,1440r/min; nw-工作机的转速,33.95r/min。2.分配传动装置各级传动比 i总=i带i齿1i齿2 分配原则:
8、(1)i带i齿 (2)i带=24 i齿=35 i齿1=(1.31.5)i齿2 根据2表2-3,V形带的传动比取i带 =3,则减速器的总传动比为 i =42.453双级圆柱齿轮减速器高速级的传动比为 i齿1 =4.45低速级的传动比 i齿2 = i/ (i带i齿1) =3.18 三、运动参数和动力参数计算 1.各轴转速计算 1440 r/min n= nm / i带 =480 r/min n= n / i齿1 =107.9 r/minn= n / i齿2 =33.93r/min2.各轴输入功率 P0= Pd=3.04 kWP= Pd4 =2.92kW P= P23 =2.83kWP= P23 =
9、2.75kW3.各轴输入转矩T0 = 9550Pd/n0 =20.16T = 9550P/n =58.1 T = 9550P/n = 250.48T = 9550P/n =774.02表1 传动装置各轴运动参数和动力参数表 项目轴号功率转速转矩传动比0轴3.04144020.163轴2.9248058.14.45轴2.83107.9250.483.18轴2.7533.93774.024传动零件的设计计算一、V带传动设计1.设计计算表项目计算(或选择)依据计算过程单位计算(或确定)结果(1)确定计算功率PcaPca=d查1表13-8Pca=d=1.23.04Pca=3.648(2)选择带的型号P
10、ca=3.648n1=1440查图13-15A型(3)选择小带轮直径100查1 表13-9及图13-15100(4)确定大带轮直径=1440/480100(1-0.02)根据图13-15=300(5)验算传动比误差=0 =0(6)验算带速=(1001440)/(601000)=7.5(合格)(7)初定中心距a0=(0.72)(100+300)=600(8)初算带长L0=2600+/2(100+300) +(300-100)/(4600) =1845(9)确定带的基准长度查1表13-2因为,选用A型带取=1800(10)计算实际中心距离(取整) =600+(1800-1845)/2 =577.5
11、(11)安装时所需最小中心距(取整) =(577.5-0.0151800) =550.5(12)张紧或补偿伸长量所需最大中心距 =(577.5+0.0151800) =604.5(13)验算小带轮包角=180(300100)/577.557.3=160度=160(14) 单根V带的基本额定功率查1表13-3插值法=1.31(15) 单根V带额定功率的增量查1表13-5插值法=0.17(16) 长度系数查1表13-2由 得=1.01(17)包角系数查1表13-7插值法=0.95(18)单位带长质量查1表13-1=0.1kg/m=0.1(19)确定V带根数=3.648/(1.31+0.17)1.0
12、10.95=3(20)计算初拉力查1表13-1得q=0.1kg/m=137.9(21)计算带对轴的压力 =23137.9sin()=814.82.带型选用参数表带型A型1003007.5577.51603814.8 483带轮结构相关尺寸项目计算(或选择)依据计算过程单位计算(或确定)结果(1)带轮基准宽bd查1表13-10因选用A型,故取bd=11bd11(2)带轮槽宽bb13(3)基准宽处至齿顶距离ha查1表13-10ha2.75(4)基准宽处至槽底距离hf查1表13-10hf8.7(5)两V槽间距e查1表13-10e15(6)槽中至轮端距离f查1表13-10f9(7)轮槽楔角查1表13-
13、10;= 300 118;度;(8)轮缘顶径da =305.5da=305.5(9)槽底直径df=282.6df=282.6(10)轮缘底径D1查1表13-10, =270.6D1=270.6(11)板孔中心直径D0D0= (D1 +d1) /2D0= (270.6 +42) /2D0=156.3(12)板孔直径d0d0=52(13)大带轮孔径d由装带轮的轴决定=300, =3 d=21(14)轮毂外径d1d1=(1.82) 21d1=42(15)轮毂长LL=(1.52) d L=(1.52)21L=40(16)辐板厚SS=(0.20.3)BS=(0.20.3) 13 =2.63.9S=3.5
14、(17)孔板孔数n=D0/( S+ d0)n=161.3/( 3.5+ 54)个n=9二、渐开线直齿圆柱齿轮设计(一)高速级直齿圆柱齿轮设计计算表项目计算(或选择)依据计算过程单位计算(或确定)结果1选齿轮精度等级查1表11-2初选精度等级为7级级7级2材料选择查1表11-1小齿轮材料为45(调质),齿面硬度为280HBS;大齿轮材料为45(调质),齿面硬度为240HBS;小齿轮280HBS大齿轮240HBS3选择齿数Z小齿轮齿数Z122齿轮传动比=4.45Z2=4.4522=98个Z122Z2=98U=4.4554按齿面接触强度设计(1)载荷系数K查111-3表K=1.2K=1.2(2)区域
15、系数ZHZH = 2.5ZH = 2.5ZH = 2.5(3)计算小齿轮传递的转矩T1NmmT1=5.810104(4)齿宽系数d由1表11-6d=1.0d=1.0(5)材料的弹性系数ZE由1表11- 4ZE=189.8MPa1/2ZE=189.8(6) 齿轮接触疲劳强度极限由1表11-1600550600550(7)计算接触疲劳强度许用应力H取失效概率,查1表11-5,得安全系数SH=1.0H1= =600H2= =550代入较小的H(8)试算小齿轮分度圆直径按1式(113)试算mmd1=50.276(9)计算圆周速度vm/sv=1.26(10)计算齿宽Bb = dd1B1=1.050.27
16、6+5=55.276B2= B15=50.276mmB1=55.276B2=50.276(11)模数m=2.2855按齿根弯曲强度设计(1)载荷系数K查111-3表K=1.2;K=1.2(2)齿形系数YFa根据齿数和由1图11-8YFa1=2.84YFa2=2.21YFa1=2.84YFa2=2.21(3)应力校正系数YSa由1图11-9YSa1=1.58YSa2=1.81YSa1=1.58YSa2=1.81(4)齿轮的弯曲疲劳强度极限由1表11-1(5)计算弯曲疲劳许用应力F取失效概率,查1表11-5取弯曲疲劳安全系数SF1.25,F1= F2= F1=384 F2=336(6)计算大小齿轮
17、的并加以比较结论:大齿轮的数值大大齿轮的数值大(7)齿根弯曲强度设计计算由1式11-11m=1.508结论:由齿根弯曲疲劳强度计算模数,取2mm。为了同时满足接触疲劳强度,须按接触疲劳强度算得的分度圆直径d1=50.276mm来计算应有的齿数。于是由=25.138,取26,则Z2 = Z1i齿1 =264.45=115.7,取Z2 =116 6几何尺寸计算(1)计算中心距a将中心距圆整为142mma=142(2)计算齿轮的分度圆直径dmmd1=52d2=232(3)计算齿轮的齿根圆直径dfmmdf1=47df2=227(4)计算齿轮宽度Bb = dd1圆整后取:B1 =1.052+5=57 B
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