减速器课程设计

太原城市职业技术学院毕业设计说明书(论文)1太原城市职业技术学院毕业设计说明书题目减速器在卷扬机中的应用系部机电工程系专业机电一体化指导教师段亚利班级机电0812学生姓名胡鸿泳2011年5月15日太原城市职业技术学院毕业设计说明书(论文)2前言减速器设计是机械设计课程设计的主要内容。由于其设计过程中设计的问题全面，大多数工科院校的机械设计课程的课程设计都是选择减速器设计。机械设计课程的基本目的是：通过机械设计课程设计，进一步巩固和加深所学的理论知识，可以把机械设计及其他课程(机械制图、工程力学、工程材料及机械制造基础)中所学的理论知识在设计中加以综合运用，使理论知识和生产实践密切地结合起来，并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展。太原城市职业技术学院毕业设计说明书(论文)3目录一、设计任务书……………………………………………3二、传动方案拟定…………………………………………3三、电动机的选择传动装置的运动和动力参数计算…...四、计算传动装置的总传动比i并分配传动比五、高速级齿轮传动计算六、低速级齿轮传动计算七、齿轮传动参数表八、轴的结构设计九、轴的校核计算十、滚动轴承的选择与计算十一、键联接选择及校核十二、联轴器和离合器的选择十三、减速器附件的选择十四、减速器润滑方式、密封形式十五、设计小结十六、参考资料太原城市职业技术学院毕业设计说明书(论文)4一.设计任务书：原始数据：由于卷扬机起吊的重物为W=15KN,起吊为匀速提升，其提升速度为V=0.65m/s;卷筒与其制动装置（mm550）一起用离合器与减速器输出轴相联。卷筒直径为（mm400）。设卷筒效率97.0。初定减速器的总效率为810.总。所设计的减速器应为二级减速器。选用弹性联轴器。1.完成减速器装配图一张（A0）。2.绘制箱座结构图一张（A1）。3.绘制轴、齿轮零件图各一张（A2）。4.编写设计计算说明书一份。二.传动方案拟定传动装置总体设计方案本组设计数据：卷扬机工作拉力F=10900N。卷筒转速n=31.05r/min,卷筒直径D=400mm。1.外传动机构为联轴器传动。2.减速器为二级展开式圆柱齿轮减速器。3.该方案的优缺点：瞬时传动比恒定、工作平稳、传动准确可靠，径向尺寸小，结构紧凑，重量轻，节约材料。轴向尺寸大，要求两级传动中心距相同。减速器横向尺寸较小，两大齿轮浸油深度可以大致相同。但减速器轴向尺寸及重量较大；高级齿轮的承载能力不能充分利用；中间轴承润滑困难；中间轴较长，刚度差；仅能有一个输入和输出端，限制了传动布置的灵活性。原动机部分为YZR系列三相交流异步电动机。总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。三．电动机的选择太原城市职业技术学院毕业设计说明书(论文)51.选择电动机的类型按工作要求和工作条件选用YZR系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压380V。2.确定电动机效率Pw按下试计算1000试中NFw15000V=0.65m/s工作装置的效率考虑胶带卷筒器及其轴承的效率取99.0×81.0×97.0ηw代入上试得12.5kwη×1000V×FP电动机的输出功率功率oP按下式wokwPP式中为电动机轴至卷筒轴的传动装置总效率由试223gcr由表2-4滚动轴承效率r=0.99：联轴器传动效率c=0.99：齿轮传动效率g=0.97（8级精度一般齿轮传动）则=0.89所以电动机所需工作功率为kw67.10ηpPn0因载荷平稳，电动机核定功率Pw只需要稍大于Po即可。按表8-169中YZR系列电动机数据，选电动机的核定功率Pw为13kw。3.确定电动机转速按表2-1推荐的传动比合理范围，两级同轴式圆柱齿轮减速器传动比40~8'i而工作机卷筒轴的转速为太原城市职业技术学院毕业设计说明书(论文)6min/05.316rπD0.65×10×n4w所以电动机转速的可选范围为min)1242~248(min05.31)49~8('rrninwd符合这一范围的同步转速有min963r。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为min963r的YZR系列电动机YZR180L-6,其满载转速为min/963rnw,电动机的安装结构形式以及其中心高,外形尺寸,轴的尺寸等都在8-186,表8-187中查的。四.计算传动装置的总传动比i并分配传动比A.总传动比i为01.3105.31963∑wmnniB.分配传动比iii考虑润滑条件等因素，初定ⅡⅠ31ii.35.6i，88.4iC.计算传动装置的运动和动力参数1.各轴的转速I轴min963rnnmII轴min52.151rinnIII轴min05.31rn卷筒轴min05.31rnnw太原城市职业技术学院毕业设计说明书(论文)72.各轴的输入功率I轴12.87kw0.99×η×c130ⅠPPII轴12.36kw0.97×0.99×η×η×rgⅠⅡ87.12PPIII轴kwPP87.1136.120.97×0.99×η×η×rgⅡⅢ卷筒轴kwPP63.1187.110.99×0.99×η×η×ggⅢw3.各轴的输入转矩I轴m127.69N9550×np×ⅠⅠⅠ96387.129550TII轴mN89550×np×ⅡⅡⅡ07.0852.15136.129550TIII轴mN9550×np×ⅢⅢⅢ83.365005.3187.119550T卷筒轴mN9550×np×02.357705.3163.119550T电动机轴mNT9.12896313955009550×nP×m0将上述计算结果汇总与下表，以备查用。项目电动机轴轴轴卷筒轴转速（r/min）963963151.5231.0531.05功率P（kw）1312.8712.3612.1111.87转矩T（Nm）128.9127.69808.073650.833577.02传动比i16.354.881效率0.990.960.960.99五.高速级齿轮的设计A.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1.按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动，硬齿轮面闭式传动。2.运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度(GB10095-88)。太原城市职业技术学院毕业设计说明书(论文)83.材料选择。由《机械设计》，选择小齿轮材料为20CrMnTi（渗碳淬火），硬度为56-62HRC，大齿轮为20Cr（渗碳淬火），硬度为56-62HRC，二者材料硬度差不多。B.按齿根弯曲疲劳强度设计设计准则:先由齿根弯曲疲劳强度计算，再按齿面接触疲劳强度校核。131212FaSaFYYKTmdz1.确定公式内的各参数值a.由《机械设计》图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限MPaFE8501；大齿轮的弯曲强度极限MPaFE8502；b.由于考虑到轴Ⅰ与联轴器相连，45mm≥ⅠD，将轴Ⅰ做成齿轮轴。考虑到加工性，所以最好选小齿轮齿数261z，则大齿轮齿数01.16535.62612ziz取1652zc.计算弯曲疲劳许用应力；取弯曲疲劳安全系数S=1.25，得MPaSFFEF68025.1/850][11MPaSFFEF68025.1/850][22d.查取齿形系数3FaY、4FaY和应力修正系数3SaY、4SaY由《机械设计》表查得。67.21FaY；16.22FaY；62.11SaY；84.12SaYe.载荷系数K=1.2f.计算大、小齿轮的][FSaFaYY并加以比较；009086974.0][111FSaFaYY太原城市职业技术学院毕业设计说明书(论文)9008581512.0][222FSaFaYY小齿轮大,应对小齿轮进行弯曲强度计算g.设计计算mmmmmmm53.1585.3806×26×0.81.62×2.67×10×1.27×1.2×325132≥暂取mmm5.212.集合尺寸设计a.计算分圆周直径1d、2dmmmzd655.226111mmmzd412.52.5165122b.计算中心距mmdda75.2382/)5.41265(2211c.计算齿轮宽度mmdbd52658.03取mmB551，mmB502。3.轮的结构设计大齿轮采用腹板式结构大齿轮的有关尺寸计算如下：轴孔直径d48mm轮毂长度l与齿宽相等mml50轮毂直径mmdd8.76486.16.11取mmd861轮缘厚度mm100腹板厚度mmc15腹板中心孔直径mmD2400腹板孔直径mmd610太原城市职业技术学院毕业设计说明书(论文)10齿轮倒角取mmn5.2齿轮如下图所示这样设计出的齿轮传动，即满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。C.校核齿面接触强度根据uubdKTZHE12Zσ21H11.确定公式内的各参数值由《机械设计》图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限MPaH15001lim；大齿轮的接触疲劳强度极限MPaH15002lim由《机械设计》表10-6查得材料的弹性影响系数MPaZE188。5.2HZ太原城市职业技术学院毕业设计说明书(论文)112.校核MPa57935.6135.665551027.12.125.218812Zσ2521H1uubdKTZHE1500MPa][＜σH1H所以安全六.低速级齿轮的设计A.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1.按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动，硬齿轮面闭式传动。2.运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度(GB10095-88)。3.材料选择。由《机械设计》，选择小齿轮材料为20CrMnTi（渗碳淬火），硬度为56-62HRC，大齿轮为20Cr（渗碳淬火），硬度为56-62HRC，二者材料硬度差不多。B.按齿根弯曲疲劳强度设计设计准则:先由齿根弯曲疲劳强度计算，再按齿面接触疲劳强度校核。131212FaSaFYYKTmdz1.确定公式内的各参数值a.由《机械设计》图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限MPaFE8503；大齿轮的弯曲强度极限MPaFE8504；小齿轮齿数303z，则大齿轮齿数4.1468843034.Ⅱziz取1464zb.计算弯曲疲劳许用应力；取弯曲疲劳安全系数S=1.25，,得MPaSFFEF68025.1/850][33MPaSFFEF68025.1/850][44c.载荷系数K=1.2太原城市职业技术学院毕业设计说明书(论文)12d.查取齿形系数1FaY、2FaY和应力修正系数1SaY、2SaY由《机械设计》表查得。60.21FaY；17.22FaY；625.11SaY；83.12SaYe.计算大、小齿轮的][FSaFaYY并加以比较；009086974.0][111FSaFaYY0083426.0][222FSaFaYY小齿轮大,应对小齿轮进行弯曲强度计算f.设计计算mmmmmmm57.21319.1732325680×30×0.81.62×2.67×10×8.08×1.2×2≥暂取mmm322.集合尺寸设计a.计算分圆周直径3d、4dmmmzd90330233438mm3146mzd244b.计算中心距,2642/)43890(2432mmddac.计算齿轮宽度mmdbd72908.03取mmB753，mmB704。C.轮的结构设计大齿轮采用实心打孔式结构大齿