机械设计课程设计说明书两级圆柱齿轮减速器机械制造机械_机械制造-机械理论及资料.pdf
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1、学生实训报告 实训类别:机械课程设计 院 别:机电学院 _ 专 业:_ 机械电子工程 _ 班 级:_ 姓 名:_ 学 号:_ 指导教师:_ 教务处制-年 月 日 课程名称:机械课程设计 课程代码:实训周数:2 学 分:2 实训单位:机电学院 实训地点:机电学院 实训时间:1 设计任务书 目录 02 2 传动方案的分析 3 电动机的选择.04 4 传动零件的设计计算 .06 5 轴的设计计算 .21 6 轴承的选择和校核 .31 7 键联接的选择和校核 .33 8 联轴器的选择 .33 9 减速器的润滑、密封和润滑牌号的选择 .34 10 减速器箱体设计及附件的选择和说明 .34 11 设计小结
2、.40 12 参考资料.40 1 机械零件课程设计任务书 02 名称机械课程设计实训周数实训单位机电学院实训时间课程代码学分实训地点机电学院目录设计任务书传动方案的分析电动机的选择传动零件的设计计算轴的设计计算轴承的选择和校核键联接的选择和校核联轴器的选择减速器的润件及要求传动方案要求如下图所示设计内容选择合适的电动机联轴器型号设计减速器工作条件单向运转有轻微振动经常满载空载起动单班制工作输送带速度容许误差为土使用年限年生产批量小批量生产原始数据已知条件输送带拉力经指导老师审阅后由指导老师指定要求所有工程图按绘制两级展开式斜齿齿轮减速器方案分析传动方案的分析滚筒联轴器减速器联轴器气电动机二采用
3、两级圆柱齿轮减速器展开式传动比范围一般最大值为特点及应用结构简单但齿轮、设计条件及要求 传动方案要求如下图所示 设计内容:选择合适的电动机、联轴器型号,设计减速器。工作条件:单向运转,有轻微振动,经常满载,空载起动,单班制工作,输送带速度容许 误差为土 5%。使用年限:8 年 生产批量:小批量生产、原始数据 已知条件 原始数据编号 1 2 3 4 5 6 输送带拉力 F(N)1.8 x 103 2X 103 2.2 x 103 2.4 x 103 2.6X 103 2.8X 103 输送带速度 v(m/s)0.8 0.8 1 1 1.2 1.2 滚筒直径 D(mm)300 300 300 30
4、0 300 300 设计工作量 1.设计说明书 1 份 2.减速器装配图 1 张 3.减速器零件图 13 张(具体在完成装配图并经指导老师审阅后,由指导老师指定)(要求所有工程图按 1:1 绘制)2 传动方案的分析 两级展开式斜齿齿轮减速器方案分析 名称机械课程设计实训周数实训单位机电学院实训时间课程代码学分实训地点机电学院目录设计任务书传动方案的分析电动机的选择传动零件的设计计算轴的设计计算轴承的选择和校核键联接的选择和校核联轴器的选择减速器的润件及要求传动方案要求如下图所示设计内容选择合适的电动机联轴器型号设计减速器工作条件单向运转有轻微振动经常满载空载起动单班制工作输送带速度容许误差为土
5、使用年限年生产批量小批量生产原始数据已知条件输送带拉力经指导老师审阅后由指导老师指定要求所有工程图按绘制两级展开式斜齿齿轮减速器方案分析传动方案的分析滚筒联轴器减速器联轴器气电动机二采用两级圆柱齿轮减速器展开式传动比范围一般最大值为特点及应用结构简单但齿轮 采用两级圆柱齿轮减速器(展开式)传动比范围:一般 840,最大值为 60。特点及应用:结构简单,但齿轮相对于轴承的位置不对称,因此要求轴有较大的刚度。高速级齿轮布置在远离转矩输入端,这样,轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下 产生的弯曲变形可部分地互相抵消,以减缓沿齿宽载荷分布不均匀的现象。高速级一般做成斜 齿,低速级可做成直齿(此
6、设计中做成斜齿)。初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。选择 V 带传动和二级圆柱斜齿轮减 速器(展开式)。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 Fv 1000 W(2)电动机所需的输出功率 p fW Fy _ 1000 W 6分别为弹性联轴器、滚动轴承、闭式齿轮传动(设齿轮精度 为 8 级)、十字滑块联轴器、卷筒轴的轴承及卷筒的效率,由 0.99、n 3=0.97、n 4=0.98、n 5=0.98、6=0.96,则传动装置的总效
7、率为=0.83 式中 n 1、n 2、n 3、n 4、n 5、2表 2-3 查得 n 1=0.99,n 2=Pd 1000 2200 1 1000 0.83 2.65kw 减速器 联轴器 气 H H!电动机二 滚筒 联轴器 名称机械课程设计实训周数实训单位机电学院实训时间课程代码学分实训地点机电学院目录设计任务书传动方案的分析电动机的选择传动零件的设计计算轴的设计计算轴承的选择和校核键联接的选择和校核联轴器的选择减速器的润件及要求传动方案要求如下图所示设计内容选择合适的电动机联轴器型号设计减速器工作条件单向运转有轻微振动经常满载空载起动单班制工作输送带速度容许误差为土使用年限年生产批量小批量生
8、产原始数据已知条件输送带拉力经指导老师审阅后由指导老师指定要求所有工程图按绘制两级展开式斜齿齿轮减速器方案分析传动方案的分析滚筒联轴器减速器联轴器气电动机二采用两级圆柱齿轮减速器展开式传动比范围一般最大值为特点及应用结构简单但齿轮 nd=i 总 x nw=(9 25)x nw=(572.941591.9)r/min 根据电动机所需功率和同步转速,查 2表 12-1,符合这一范围的常用同步加速有 1000 r min、750 r.min。选用同步转速为 1000r/min 选定电动机型号为 Y132S 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 960 i 总=nm/nw
9、=15.08r/min 63.66 式中 nm-电动机满载转速,960 r/min;nw-工作机的转速,63.66 r/min。2.分配传动装置各级传动比 i总=i带x i齿1 x i齿2 分配原则:(1)i齿1=(1.31.5)i齿2 根据2表 2-2,双级圆柱齿轮减速器高速级的传动比取 i 齿1=4.6 低速级的传动比 i 齿 2=3.3 三、运动参数和动力参数计算 1.各轴转速计算 n0 nm 1440 r/min n i=nm/i 联=960/1=960 r/min n n=n i/i 齿 1=960/4.6=208.7 r/min n m=n n/i 齿2=208.7/3.3=63.
10、2 r/min 2.各轴输入功率 Pi=Pd n 1=2.65X0.99=2.62 KW 2 Pn=P|2 3=2.62X0.99X0.99X0.97=2.49 KW Pm=P nn 2 n 3 n 4=2.49X0.99X0.97X0.98=2.34 3.各轴输入转矩 3.选择电动机转速 由【2表 13-2推荐的传动副传动比合理范圆柱齿轮传动 i齿=35 则传动装置总传动比的合理范围为 i总=i齿i x i齿2 i 总=(35)X(35)=(925)60 1000v D 60 1000 300 63.66r/min 1500、名称机械课程设计实训周数实训单位机电学院实训时间课程代码学分实训地
11、点机电学院目录设计任务书传动方案的分析电动机的选择传动零件的设计计算轴的设计计算轴承的选择和校核键联接的选择和校核联轴器的选择减速器的润件及要求传动方案要求如下图所示设计内容选择合适的电动机联轴器型号设计减速器工作条件单向运转有轻微振动经常满载空载起动单班制工作输送带速度容许误差为土使用年限年生产批量小批量生产原始数据已知条件输送带拉力经指导老师审阅后由指导老师指定要求所有工程图按绘制两级展开式斜齿齿轮减速器方案分析传动方案的分析滚筒联轴器减速器联轴器气电动机二采用两级圆柱齿轮减速器展开式传动比范围一般最大值为特点及应用结构简单但齿轮1000 T1=Td i0 n-i 25.3 Tn=TIi1
12、 22 3 1 10.8 Tm=T|i2 2 3 4 344.2 TW TIII i3 5 6 表 1 传动装置各轴运动参数和动力参数表 项目 轴号 功率kw 转速n r/min 转矩T N m 传动比 0 轴 2.65 960 26.4 1 I轴 2.62 960 25.3 4.6 n轴 2.49 208.7 110.8 3.3 川轴 2.34 63.2 344.2 卷筒轴 2.21 63.2 323.8 1 4 传动零件的设计计算、渐开线斜齿圆柱齿轮设计(一)高速级斜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 11.20
13、 8 级 8 2.材料选择 查1表 11.8 小齿轮调质、大齿轮正火 小齿轮 45#钢调质、大齿 轮 45#钢正火 3.选择齿数 Z Z1(24 40)乙 25 Z1 25 Z2 乙 Z2 4.6 25 115 个 Z2 110 取Z 2=110 U=4.4 Td=9550P d/nm=9550 2.65 26.4N m 名称机械课程设计实训周数实训单位机电学院实训时间课程代码学分实训地点机电学院目录设计任务书传动方案的分析电动机的选择传动零件的设计计算轴的设计计算轴承的选择和校核键联接的选择和校核联轴器的选择减速器的润件及要求传动方案要求如下图所示设计内容选择合适的电动机联轴器型号设计减速器
14、工作条件单向运转有轻微振动经常满载空载起动单班制工作输送带速度容许误差为土使用年限年生产批量小批量生产原始数据已知条件输送带拉力经指导老师审阅后由指导老师指定要求所有工程图按绘制两级展开式斜齿齿轮减速器方案分析传动方案的分析滚筒联轴器减速器联轴器气电动机二采用两级圆柱齿轮减速器展开式传动比范围一般最大值为特点及应用结构简单但齿轮 U t 110 U 4.4 25 4.选取螺旋角3 8 20 度 15 5.按齿面接触强度设计(1)计算小齿轮 4 4 传递的转矩TI 2.53 10 Nmm 2.53 10(2)选取载荷系数 由1表 11.10 均匀轻微冲击 K-11.2 取 K-1.1 K 选取齿
15、宽系 数d 由1表 11.9 d-1 1(4)齿轮接触疲 由1图 11.25 H lim1 560 劳强度极限 MPa H lim1 560 H lim H lim 2 530 H lim 2 530(5)应力循环次 数N 由1式 11.7 N1 60n,jLh 60 960 1(8 52 40)9.58 108 次 N 9.5810 N 2 Ni 齿!N 2.1810 8.58 10 8 4.4 2.18 10 8 (6)接触疲劳强 由1图 11.28 ZN1 1 ZN1 1 度寿命系数ZN ZN2 1.1 ZN2 1.1(7)计算接触疲 劳强度许用应力 安全系数为 S-1,由 1式 11.
16、15 得 r i ZN1 H lim1 H1 S b H 1 560 con 560 H1 560 1 MPa r i ZN2 H lim 2 H 2583 H 2 S 1.1 530 583 1 (8)试算小齿轮 分度圆直径 g 按1式 11.36 试算 严)2 T d U H .1.1 25.310 4.4 1,1.37189.8 J(-)1 4.4 560 mm 34.04 34.04 名称机械课程设计实训周数实训单位机电学院实训时间课程代码学分实训地点机电学院目录设计任务书传动方案的分析电动机的选择传动零件的设计计算轴的设计计算轴承的选择和校核键联接的选择和校核联轴器的选择减速器的润件
17、及要求传动方案要求如下图所示设计内容选择合适的电动机联轴器型号设计减速器工作条件单向运转有轻微振动经常满载空载起动单班制工作输送带速度容许误差为土使用年限年生产批量小批量生产原始数据已知条件输送带拉力经指导老师审阅后由指导老师指定要求所有工程图按绘制两级展开式斜齿齿轮减速器方案分析传动方案的分析滚筒联轴器减速器联轴器气电动机二采用两级圆柱齿轮减速器展开式传动比范围一般最大值为特点及应用结构简单但齿轮(9)模数mn d1 cos mn 取取7 34.04 cos15 1.32 mm mn 2 mnt z 25 标准模数mn=2(10)计算中心 距 a mn(乙 Z2)a=-2cos 2*(25
18、110)a=139.77 2cos15 取 a=140 mm a=140(11)计算 mn(乙 Z2)arccos-2a 2*135 arccos 2*140 15.36。o=15.36 (12)计算 di、d2 mnZ d cos 2*25 d1 -:=51.85 cos15.36 2*110 d2 =228.15 cos15.36 Mm d1 51.85 d2 228.15(13)计算齿宽 b b=$dd 1=1 X51.85=51.85 b1=55 b2=52 mm b1=55 b2=52 6.按齿根弯曲强度设计 z z 7 cos 325 28 cog15.36 Zv2 二-cos 1
19、10 3 121 cosj15.36 ZV1 28 ZV2 121(1)计算当量齿 数ZV J 3 cos(2)齿形系数 YF 由1表 11.12 YF1 2.58 YF2 2.15 YF1=2.58 YF2=2.15(3)应力校正系 数 Ys 由1表 11.13 YS1 1.61 YS2 1.84 YS1=1.61 YS2=1.84(4)齿轮的弯曲 疲劳强度极限 Flim 由1图 11.26 Flim1 210 F lim2 190 MPa F lim1 210 F lim2 190(5)弯曲疲劳强 度寿命系数YN 由1图 11.27 YF1 YF2 1 YF1 YF2 1 名称机械课程设计
20、实训周数实训单位机电学院实训时间课程代码学分实训地点机电学院目录设计任务书传动方案的分析电动机的选择传动零件的设计计算轴的设计计算轴承的选择和校核键联接的选择和校核联轴器的选择减速器的润件及要求传动方案要求如下图所示设计内容选择合适的电动机联轴器型号设计减速器工作条件单向运转有轻微振动经常满载空载起动单班制工作输送带速度容许误差为土使用年限年生产批量小批量生产原始数据已知条件输送带拉力经指导老师审阅后由指导老师指定要求所有工程图按绘制两级展开式斜齿齿轮减速器方案分析传动方案的分析滚筒联轴器减速器联轴器气电动机二采用两级圆柱齿轮减速器展开式传动比范围一般最大值为特点及应用结构简单但齿轮(6)安全
21、系数SF 由1表 11.9 SF=1.3 SF=1.3(7)计算弯曲疲劳 许用应力b F 由式 11.16 得 YN1 Flim F 1 Q SF 1 210 1.3 162 i YN2 F lim F 2 SF 1 190 1.3 146 MPa TF 1=162 bF 2=146(8)齿根弯曲强 度设计计算 由 1 式 11.37 1.6KTcos F bmnZ F S 1.6 KT I cos F1 YF1 YS bm21 1.6*1.1*25300*cos15.3 1 6.58*1.61 合格 2 52*2*25 34.45 F 1 YF2YS2 F2 F1YFS1 2.15*1.84
22、 34.45 -2.58*1.61 32.81 F 2 2 200 da2 500mm,齿轮 2 为腹板式结构(二)低速级斜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 11.20 8 级 8 2.材料选择 查1表 11.8 小齿轮调质、大齿轮正火 小齿轮 45#钢调质、大齿 轮 45#钢正火 3.选择齿数 Z Z1(24 40)乙 26 Z2 乙 Z2 3.3 26 85.8 乙 26 U乙 取Z2=88 个 Z2 88 乙 88 U 26 3.38 U=3.38 dm v 60*1000 *51.85*960 60*100
23、0 2.6m/s由表 11.21 可知齿轮精度为 8 级合适。da2 d2 2ha 228.15 2*2 234.15mm 名称机械课程设计实训周数实训单位机电学院实训时间课程代码学分实训地点机电学院目录设计任务书传动方案的分析电动机的选择传动零件的设计计算轴的设计计算轴承的选择和校核键联接的选择和校核联轴器的选择减速器的润件及要求传动方案要求如下图所示设计内容选择合适的电动机联轴器型号设计减速器工作条件单向运转有轻微振动经常满载空载起动单班制工作输送带速度容许误差为土使用年限年生产批量小批量生产原始数据已知条件输送带拉力经指导老师审阅后由指导老师指定要求所有工程图按绘制两级展开式斜齿齿轮减速
24、器方案分析传动方案的分析滚筒联轴器减速器联轴器气电动机二采用两级圆柱齿轮减速器展开式传动比范围一般最大值为特点及应用结构简单但齿轮4.选取螺旋角3 8 20 度 15 5.按齿面接触强度设计(1)计算小齿轮 传递的转矩TII 11.08 104 Nmm 11.08 104(2)选取载荷系数 由1表 11.10 均匀轻微冲击 K-11.2 取 K-1.1 K 选取齿宽系 数d 由1表 11.9 d-1 1(4)齿轮接触疲 由1图 11.25 560 劳强度极限 H lim3 MPa H lim3 560 H lim H lim4 530 H lim4 530(5)应力循环次 数N 由1式 11.
25、7 N3 60n3jLh 60 208.7 1(8 52 40)2.08 108 次 N 2.081(5 N 4 N4/i齿3 叫 6.1510 2.08 10 8 3.38 6.15 10 7 (6)接触疲劳强 由1图 11.28 ZN 3 1.1 ZN3 1.1 度寿命系数ZN ZN4 1.2 ZN4 1.2(7)计算接触疲 劳强度许用应力 安全系数为 S-1,由 1式 11.15 得 H3 玉 H lim3 b H S 1.1 560 616 b H3-616 1 MPa r ZN4 H lim 4 b H 4-636 H 4 S 1.21 530 1 636 (8)试算小齿轮 分度圆直
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