机械零件课程设计(齿轮减速器)

机械零件课程设计说明书机械零件课程设计任务书一、题目A设计带式运输机的传动装置传动装置简图如右图所示（电动机的位置自己确定）。1．运输机的数据：运输带的工作拉力F=1300(N)运输带的工作速度V=1.45(m/s)运输带的滚筒直径D=280(mm)滚筒轮中心高度H=300(mm)(附：运输带绕过滚筒的损失用效率计，取效率=0.97）。2．工作条件：锅炉房运煤：三班制，每班工作四小时：空载启动、连续、单向运转、载荷平稳。3．使用期限及检修期间隔：工作期限为十年，每年工作三百日；检修期间隔为三年。4．生产批量及生产条件：只生产几台，无铸钢设备。二、设计任务1．选出电动机型号；2．确定带传动的主要参数及尺寸；3．设计该减速器；4．选出联接减速器输出轴与运输机轴的联轴器。三、具体作业1．减速器装配图一张；2．零件工作图两张（大齿轮、输出轴）；3．说明书一份。1—电动机；2—V带传动;3—减速器（斜齿）；4—联轴器；5—带式运输机；机械零件课程设计说明书目录一、传动方案的确定………………………………………………………..…………（2）二、电动机的选择、传动系统的运动和动力参数……………………………（3）1．电动机的选择……………………………………………………..………..………（3）2．传动比分配…………………………………………………………………………（3）3．各级传动的动力参数计算…………………………………………...…………（4）4．将运动和动力参数计算结果列表……………………………………………（4）三、传动零件的设计、计算………………………………..………..………..…（5）1．V带传动的设计…………………………………..……………………….…...…（5）2．带的参数尺寸列表………………..………………………………………………（6）3．减速器齿轮设计……………………………………………………………………（7）四、轴的设计与校核……….…………………………………………………………（11）1．轴的初步设计……………………..….……………………………………………（11）2．I轴的校核……………………………………….…………………………….……（12）3．II轴的校核………………………………………….……………………….……（14）五、键联接的选择与校核………………….…….…..……………………….……（15）1．I轴外伸端处键联接……….……………..…..…………………………….…（16）2．II轴外伸端处键联接…………….…………………………………….………（16）3．II轴与大齿轮配合处键联接………………………….…………….….……（16）六、轴承寿命校核…………………………………………….……………..…….…（16）1．I轴轴承7206AC校核………………………………….…………..…..………（16）2．II轴轴承7209AC校核…………………..……………………….….…………（17）七、联轴器的选择与校核……………………..……………………….….………（18）八、润滑与密封形式，润滑油牌号及用量说明………..………..….……...（19）九、箱体结构相关尺寸………………………….……………..……..…..……..…（19）十、减速器附件列表……………….…….………………………..………..……....（20）十一、参考资料…………………………….….…………………………….…….…（20）机械零件课程设计说明书第2页计算项目计算内容计算结果一、传动方案的确定方案A：优点：缺点：采用一级带传动和一级闭式齿轮传动。（1）带传动具有成本低，维护方便的优点。（2）带传动有减震和过载保护功能。（1）外形尺寸大，传动比不恒定。（2）效率较低，寿命短，不适合在繁重的工作要求和恶劣的工作条件下工作。方案B：优点：缺点：采用一级闭式齿轮传动和一级开式齿轮传动。（1）开式传动成本低，安装更换方便。（2）承载能力大，传动比稳定，效率高。（1）寿命短，齿面磨损严重，需经常维护。（2）不适于高速重载的情况，工作条件也对齿面磨损程度影响很大。方案确定：综上所述，我采用方案A，比较起来，方案A的减震和过载保护能力会很大程度上延长电机和减速器的寿命，减少维护费用。由于用来运煤，工作条件较恶劣，方案B中开式齿轮离传送带近，很容易卷入煤渣，影响工作，而带传动可以放置在较远处。采用方案A机械零件课程设计说明书第3页计算项目计算内容计算结果二、电动机的选择、传动系统的运动和动力参数1．电动机的选择工作机所需功率WPkWvFW885.1100045.113001000PkWW885.1P传动效率a877.097.099.098.099.096.033a卷联闭齿承带877.0a实际需要功率dPkWPPaWd15.2877.0885.1kWPd15.2工作机转速wnmin/95.9828014.345.1100060100060rDvnwmin/95.98rnw电动机转速由于带传动的传动比4~2带i，单级齿轮6~3齿i，所以电动机的转速范围593.7~2374.8r/min。常用的电动机转速为1000r/min和1500r/min，而选用1500r/min较为经济。综上，电动机型号可选为Y100L1-4型，其额定功率为2.2kW，满载转速1420r/min。Y100L1-4型额定功率2.2kW满载转速1420r/min2．传动比分配总传动比总i带传动比带i减速器传动比减i35.1495.981420wnni满总由齿带总iii取3带i则78.4335.14齿i35.14总i3带i78.4减i机械零件课程设计说明书第4页计算项目计算内容计算结果3．各级传动的动力参数计算各轴转速（IIInn,分别为小齿轮轴转速和大齿轮轴转速）min/33.47331420rinnI带满min/9978.433.473rinnIII齿min/33.473rnImin/99rnII各轴输入功率kWPPdI06.2带kWPPIII2.齿承kWPPII96.1承联卷kWPI06.2kWPII2kWP96.1卷各轴输入转矩mmkNnPTdd46.141055.96满mmkNiTTdI64.41带带mmkNiTTIII11.193齿承齿mmkNTTII27.189承联卷mmkNTd46.14mmkNTI64.41mmkNTII11.193mmkNT27.189卷4．将运动和动力参数计算结果进行整理并列于下表轴名功率P/kW转矩T/kN·mm转速r/min传动比i效率输入输出输入输出电机轴2.1514.4614030.96I轴2.0641.64473.334.780.9702II轴2193.119910.9801卷筒轴1.96189.2799机械零件课程设计说明书第5页计算项目计算内容计算结果三、传动零件的设计、计算1．V带传动的设计工作系数KA查表13-6得KA=1.2电动机计算功率PckWPKPdAc58.215.22.1kWPc58.2V带型号由kWPc58.2，min/1420rn满，查图13-15，选用A型普通V带A型普通V带大小带轮基准直径d2，d1取d1=90mm，则mmdnnd6.264)02.01(9033.4731420)1(212查表13-7，取d2=265mmd1=90mmd2=265mm验证V带带速带速smndv/7.610006011，v在5~25m/s之内，合适。v=6.7m/sV带基准长度Ld和中心距a初步选取中心距a0=1.5(d1+d2)=532.5mm取a0=540，得带长mmaddddaL8.16515404)90265()26590(214.354024)()(22202122100查表13-2，取Ld=1600mm，则99.0LK得实际中心距，mmLLaad51428.16511600540200mmL8.16510mma514小带轮包角1的验算1205.1603.57180121add合适。5.1601机械零件课程设计说明书第6页计算项目计算内容计算结果单根普通V带的基本额定功率0P由n满=1420r/min及d1=90mm，查表13-3得，kWP07.10kWP07.10传动比i0.3)02.01(90265)1(12ddii=3.0额定功率增量0P查表13-5得，kWP17.00kWP17.00包角修正系数K由5.1601，查表13-7得，95.0K95.0K带长修正系数LK由Ld=1600mm，查表13-2得99.0LK99.0LKV带根数z根296.199.095.0)17.007.1(58.2)(00LcKKPPPz根数z=2根单位长度质量q查表13-1得，q=0.1kg/mq=0.1kg/m单根V带的初拉力F0NqvKvzPFc56.1617.61.0)195.05.2(7.6358.2500)15.2(500220NF56.1610作用在带轮上的压力FQNzFFQ9.63625.160sin56.161222sin210NFQ9.636带轮结构大带轮采用腹板式，小带轮采用整体式。2．带的参数尺寸列表A型带小带轮直径d1/mm大带轮直径d2/m中心距a/mm带长Ld/mm902655401600带根数Z初拉力F0/N轴上载荷FQN2161.56636.9机械零件课程设计说明书第7页计算项目计算内容计算结果3．减速器齿轮（闭式、斜齿）设计材料选择及确定许用应力由于闭式传动主要磨损方式为齿面点蚀和齿根折断，故大小齿轮选用硬齿面。小齿面选用45号钢表面淬火，表面硬度为40~50HRC；大齿面选用45号钢表面淬火，表面硬度为40~50HRC。小齿轮的接触疲劳极限取MPaH11201lim大齿轮的接触疲劳极限取MPaH11201lim小齿轮弯曲疲劳极限MPaFE6801大齿轮弯曲疲劳极限MPaFE6802查表11-5取SF=1.25SH=1.1查表11-4取ZE=189.8ZH=2.5MpaMpaSHHHH10181.11120][][1lim21MpaMpaSHFEFF8.38025.16807.00.7][][121小齿面选用45号钢表面淬火大齿面选用45号钢表面淬火MPaFE6801MPaFE6802SF=1.25SH=1.1ZE=189.8ZH=2.5（1）按齿轮弯曲强度设计按8级精度制造小齿轮上的转矩T1初选螺旋升角齿轮齿数实际传动比i齿形系数查表11-3取载荷系数K=1.3，查表11-6取齿宽系数取8.0dT1=41.6415K=1.38.0dT1=41.6415取小齿轮齿数z1=19则大齿轮齿数9112ziz齿8.4199112zzi97.10015cos9108.2115cos193231vvz1=19z2=91i=4.81v=21.082v=100.97机械零件课程设计说明书第8页计算项目计算内容计算结果查图11-8得88.21Fa，22.22Fa57.11Sa，82.12Sa强度设计的选择因为32223111105.847682.122.2][105.947657.188.2][FSaFaFSaFaYYYY所以应该对小齿轮进行弯曲强度设计小齿轮进行弯曲强度设计法面模数nmmmYYZKTm