用于带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器-机械设计基础课程设计.doc
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1、机械设计基础课程设计设计要求设计一用于带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器。运输机连续工作,单向运转,载荷变化不大,空载启动。减速机小批量生产,使用期限10年,两班制工作。运输带容许速度误差为5%。环境最高温度35。原始数据已知条件数据输送带工作拉力Fw=2750N输送带速度Vw=1.6m/s卷筒轴直径D=350mm目录一 确定传动方案二选择电动机(1) 选择电动机(2) 计算传动装置的总传动比并分配各级传动比(3) 计算传动装置的运动参数和动力参数三 传动零件的设计计算(1) 普通V带传动(2) 圆柱齿轮设计四 低速轴的结构设计(1) 轴的结构设计(2) 确定各轴段的尺寸(3) 确定联轴器的型号
2、(4) 按扭转和弯曲组合进行强度校核五 高速轴的结构设计六 键的选择及强度校核七 选择轴承及计算轴承寿命八选择轴承润滑与密封方式九箱体及附件的设计(1) 箱体的选择(2) 选择轴承端盖(3) 确定检查孔与孔盖(4) 通气器(5) 油标装置(6) 骡塞(7) 定位销(8) 起吊装置十设计小结十一.参考书目设计项目 计算及说明 主要结果一确定传动方案二选择电动机(1)选择电动机机械传动装置一般由原动机.传动装置.工作机和机架四部分组成。单机圆柱齿轮减速器由带传动和齿轮传动组成,根据各种传动的特点,带传动安排在高速级,齿轮传动放在低速级。传动装置的如图A-1所示 图A-1 1) 选择电动机类型和结构
3、形式根据工作要求和条件,选用一般用途的Y系列三相异步电动机,结构形式为卧式封闭结构2)确定电动机功率 工作机所要的功率Pw(kw)按下式计算 Pw= 式中,Fw=2750,Vw=1.6m/s,带式输送机的效率w=0.95,代入上式得:Pw =Kw=4.63Kw电动机所需功率Po(Kw)按下式计算 Po= Pw=4.63Kw(2)计算传动装置的总传动比并分配各级传动比(3)计算传动装置的运动参数和动力参数三传动零件的设计计算(1)普通V带传动1) 计算功率2)选择V带类型3)确定V带基准直径4)验算带速5)确定带的基准长度Ld和实际中心距6)验算小带轮包角7)确定V带根数8)计算初拉力9)计算对
4、轴的压力(2)圆柱齿轮设计1)选择材料及精度等级2)按齿面接触疲劳强度设计计算及许用应力3)确定齿轮的参数及计算主要尺寸4)验算齿根的弯曲疲劳强度5)验算齿轮圆周速度四低速轴的结构设计1)轴的结构设计(2)确定各轴的尺寸(3)确定联轴器(4)按扭转和弯曲组合五、高速轴的结构设计六、键的选择及强度校核七、选择轴承及计算轴承寿命八、选择轴承润滑与密封方式九、箱体及附件的设计(1)箱体的选择(2)选择轴承端盖、(3)确定检查孔与孔盖(4)通气器(5)油标装置(6)螺塞(7)定位销(8)起吊装置十、设计小结十一、参考书目式中,为电动机到滚筒工作轴的传动装置总效率,根据传动特点,由表2-4查得:V带传动
5、带=0.96 ,一对齿轮传动齿轮=0.97,一对滚动轴承轴承=0.99,弹性联轴器联轴器=0.99,因此总效率=带齿轮轴承联轴器,即 =带齿轮轴承联轴器=0.96=0.904 Po=Kw=5.12Kw确定电动机额定功率Pm(Kw),使Pm=(11.3)Po=5.12(11.3)=5.126.66Kw,查表2-1取Pm=5.5 Kw3) 确定电动机转速工作机卷筒轴的转速nw为 nw=根据表2-3推存的各类转动比范围,取V带转动比i带=24,一级齿轮减速器i齿轮=35,传动装置的总传动比i总=620,故电动机的转速可取范围为nm=i总nm=(620)84.93=509.581698.6r/min符
6、合此转速要求的同步转速有750r/min,1000r/min,1500r/min三种,考虑综合因素,查表2-1,选择同步转速为1000r/min的Y系列电动机Y132M2-6,其满载转速为nm=960r/min电动机的参数见表A-1。型号额定功率/Kw满载转速/(r/min)额定功率最大转速Y132M2-65.59602.01) 传动装置的总传动比为i总=nm/nw=960/84.93=11.32) 分配各级传动比为了符合各级传动形式的工作条件特点和结构紧凑,必须使各级传动比都在各自的合理范围内,且使各自传动件尺寸协调合理均称,传动装置总体尺寸紧凑,重量最小,齿轮浸油深度合理本传动装置由带传动
7、和齿轮传动组成,因i总=i带i齿轮,为使减速器部分设计方便,取齿轮传动比i齿轮=4.3,则带传动的传动比为 i带=i总/i齿轮=12.57/4.19=2.631) 各轴转速轴轴滚筒轴2)各轴功率轴轴滚筒轴2) 各轴转轴电动机轴轴轴滚筒轴根据以上计算列出本传动装置的运动参数和动力参数数据表,见表A-2 A-2参数 轴 号电动机轴I轴II轴 III轴转速n(r/min)960365.0284.8984.89功率P(kw)5.124.924.724.21转矩T(N.mm)50933128596531010520443传动比i2.634.31效率0.960.960.98本题目高速级采用普通V带传动,应
8、根据已知的减速器参数确定带的型号,根数和长度,确定带传动的中心距,初拉力及张紧装置,确定大小带轮的直径,材料,结构尺寸队内容带传动的计算参数见表A-3表A-3项目参数5.129602.63根据工作条件,查教材表6-7取 由,查教材图6-8,因处于A-B的中间区域,可同时选择A-B两种带型来计算,最后根据计算结果来分析选择查教材表6-4可取:A型带取,取滑动率 取B型带取,取滑动率取A型带带速在525m/s范围内,合适B型带A型带因没有给定中心距的尺寸范围,按公式计算中心距252mm720mm取=500mmB型带 中心距范围:350mm1000mm 取=700mmA型带计算V带基准长度 =mm
9、=1578mm查教材表6-3取标准值Ld=1600mm计算实际中心距考虑安装,调整和补偿张紧力的需要,中心距应有一定的调节范围,调节范围为B型带计算V带基准长度 =mm =2202.29mm查教材表6-3取标准值Ld=2240mm计算实际中心距考虑安装,调整和补偿张紧力的需要,中心距应有一定的调节范围,调节范围为A型带合适B型带合适A型带查教材表6-5,单根V带的额定功率(插值法计算,),(插值法计算);查教材表6-10;,查教材表6-11,因大于6,应取Z=7根B型带与A型带类似,可查得:,带入公式计算得Z=2.25,取Z=3根根据以上两种计算结果,A型带根数较多,选B型带合理查普通V带单位
10、长度质量表6-2,B型带Q=0.17Kg/m已知齿轮传动的参数,见表A-5齿轮相对于轴承为对称布置,单向运转,输送机的工作状态应为轻微冲击 表A-5项目参数4.92365.024.3考虑是普通减速器,无特殊的要求,故采用软齿轮面传动。由表7-4,选大.小齿轮的材料和热处理方式为小齿轮:45钢,调质处理,硬度为240HBS(比大齿轮高2550HBS)。大齿轮:45钢,正火处理,硬度为200HBS。查表7-5知,初取齿轮传动精度等级为8级。该齿轮传动属闭式软齿轮面,针对齿面点蚀,先按齿面接触疲劳强度计算几何尺寸,然后按齿根弯曲疲劳校核。由式(7-19)求小齿轮分度圆直径,即查表7-6取载荷系数K
11、,K=1.2.查表7-7取齿宽系数,齿轮相对于轴承对称布置,两齿轮均软齿轮面故=1。小齿轮传递的转矩为材料的弹性系数,两齿轮均为钢,查表7-8,得=189.8,许用接触应力,齿轮材料为45钢,调质和正火,据此查表得,小齿轮:硬度为240HBS,=460Mpa大齿轮:硬度为200HBS,=460Mpa取较小值和其他参数代入公式,可初算小齿轮的分度圆直径为 =1.确定齿数对于软齿轮闭式传动,值一般在2040之间,取=25,=i=105,根据实际传动比验算传动比误差,即(在内,允许)2.确定模数 =2.95mm,取m=33.确定中心距 初算中心距= =(25+105)3mm=1954.计算主要几何尺
12、寸分度圆尺寸 齿顶圆尺寸 齿轮宽度 取大齿轮齿宽,小齿轮齿宽查教材图7-10得:复合齿系数;齿根弯曲强度足够课程设计一般是先涉及低速轴,把低速轴设计出来后根据低速轴的长度尺寸就可确定箱体的宽度等尺寸,故先设计低速轴。低速轴的参数见表A-6 表A-6项目参数4.7284.89 轴上零件的布置对于单级减速器,低速轴上安装一个齿轮、一个联轴器,齿轮安装在箱体的中间位置;两个轴承安装在箱体的轴承座孔内,相对于齿轮对称布置;联轴器安装在箱体的外面一侧。为保证齿轮的轴相位置,还应在齿轮和轴之间加一个套筒零件的装拆顺序轴上的主要零件是齿轮,齿轮的安装可以从左侧装拆,也可以从右侧拆装。本题目从方便加工的角度选
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