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1 目录一课程设计书2二设计要求2三设计步骤21.传动装置总体设计方案32.电动机的选择43.确定传动装置的总传动比和分配传动比54.计算传动装置的运动和动力参数55.设计V带和带轮66.齿轮的设计87.滚动轴承和传动轴的设计198.键联接设计269.箱体结构的设计2710.润滑密封设计3011.联轴器设计30四设计小结31五参考资料322 一.课程设计书设计课题:设计一用于带式运输机上的两级展开式圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V表一:题号参数12345运输带工作拉力(kN)2.52.32.11.91.8运输带工作速度(m/s)1.01.11.21.31.4卷筒直径(mm)250250250300300二.设计要求1.减速器装配图一张(A1)。2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。3.设计说明书一份。三.设计步骤1.传动装置总体设计方案2.电动机的选择3.确定传动装置的总传动比和分配传动比4.计算传动装置的运动和动力参数5.设计V带和带轮6.齿轮的设计7.滚动轴承和传动轴的设计8.键联接设计9.箱体结构设计10.润滑密封设计11.联轴器设计3 1.传动装置总体设计方案:1.组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。2.特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀,要求轴有较大的刚度。3.确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。其传动方案如下:η2η3η5η4η1IIIIIIIVPdPw图一:(传动装置总体设计图)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)。传动装置的总效率 ah 5 4 2 3 3 2 1hhhhhh= a =0.96× 3 98 . 0 × 2 95 . 0 ×0.97×0.96=0.759; 1h为V带的效率, 1h为第一对轴承的效率, 3h为第二对轴承的效率, 4h为第三对轴承的效率, 5h为每对齿轮啮合传动的效率(齿轮为7级精度,油脂润滑.因是薄壁防护罩,采用开式效率计算)。45 2.电动机的选择电动机所需工作功率为: P =P /η =1900×1.3/1000×0.759=3.25kW, 执行机构的曲柄转速为n= Dp 60v 1000´ =82.76r/min,经查表按推荐的传动比合理范围,V 带传动的传动比 i =2~4,二级圆柱斜齿轮减速器传动比 i =8~40,则总传动比合理范围为 i =16~160,电动机转速的可选范围为 n =i ×n=(16~160)×82.76=1324.16~13241.6r/min。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比,选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 额定电流8.8A,满载转速= m n 1440 r/min,同步转速1500r/min。电动机转速 min r 传动装置的传动比方案电动机型号额定功率 P ed kw 同步转速满载转速电动机重量 N 参考价格元总传动比 V 带传动减速器 1 Y112M4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 中心高外型尺寸 L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸 A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸 D×E 装键部位尺寸F×GD 132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×416 3.确定传动装置的总传动比和分配传动比(1)总传动比由选定的电动机满载转速 n 和工作机主动轴转速 n,可得传动装置总传动比为 a i =n /n=1440/82.76=17.40 (2)分配传动装置传动比 a i = 0 i ×i 式中 1 0 ,i i 分别为带传动和减速器的传动比。为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取 0 i =2.3,则减速器传动比为i= 0 /i i a =17.40/2.3=7.57 根据各原则,查图得高速级传动比为 1 i =3.24,则 2 i = 1 /i i =2.33 4.计算传动装置的运动和动力参数(1)各轴转速I n = 0 /i n m =1440/2.3=626.09r/min Ⅱ n = 1 / Ⅰ i n =626.09/3.24=193.24r/min Ⅲ n =Ⅱ n / 2 i =193.24/2.33=82.93r/min Ⅳ n = Ⅲ n =82.93 r/min (2)各轴输入功率Ⅰ P = d p × 1h=3.25×0.96=3.12kW Ⅱ P =Ⅰ p ×η2× 3h=3.12×0.98×0.95=2.90kW Ⅲ P =Ⅱ P ×η2× 3h=2.97×0.98×0.95=2.70kW Ⅳ P =Ⅲ P ×η2×η4=2.77×0.98×0.97=2.57kW 则各轴的输出功率:¢Ⅰ P =Ⅰ P ×0.98=3.06 kW¢Ⅱ P =Ⅱ P ×0.98=2.84 kW¢Ⅲ P =Ⅲ P ×0.98=2.65kW¢Ⅳ P =Ⅳ P ×0.98=2.52 kW (3)各轴输入转矩 1 T = d T × 0 i × 1h N∙m 电动机轴的输出转矩 d T =9550 m d n P =9550×3.25/1440=21.55 N∙ 所以: Ⅰ T = d T × 0 i × 1h =21.55×2.3×0.96=47.58 N∙m7 Ⅱ T =Ⅰ T × 1 i × 1h× 2h =47.58×3.24×0.98×0.95=143.53N∙m Ⅲ T =Ⅱ T × 2 i × 2h× 3h =143.53×2.33×0.98×0.95=311.35N∙m Ⅳ T = Ⅲ T × 3h× 4h =311.35×0.95×0.97=286.91 N∙m 输出转矩:¢Ⅰ T =Ⅰ T ×0.98=46.63 N∙m¢Ⅱ T =Ⅱ T ×0.98=140.66 N∙m¢Ⅲ T =Ⅲ T ×0.98=305.12N∙m¢Ⅳ T =Ⅳ T ×0.98=281.17 N∙m 运动和动力参数结果如下表功率PKW转矩TNm轴名输入输出输入输出转速r/min电动机轴3.2521.5514401轴3.123.0647.5846.63626.092轴2.902.84143.53140.66193.243轴2.702.65311.35305.1282.934轴2.572.52286.91281.1782.935.设计V带和带轮⑴确定计算功率查课本 178 P 表9-9得: 2 . 1= A K 8 . 4 4 2 . 1=´=´= P k P A ca ,式中为工作情况系数, p 为传递的额定功率,既电机的额定功率.⑵选择带型号根据 8 . 4= ca P , 3 . 1= A k ,查课本 152 P 表8-8和 153 P 表8-9选用带型为A型带.⑶选取带轮基准直径 2 1 , d d d d 查课本 145 P 表8-3和 153 P 表8-7得小带轮基准直径 mm d d 90 1=,则大带轮基准直径 mm d i d d d 207 90 3 . 2 1 0 2=´=´=,式中ξ为带传动的滑动率,通常取(1%~ 2%),查课本 153 P 表8-7后取 mm d d 224 2=。8 ⑷验算带速v s m s m n d V m d / 35 / 17 . 7 1000 60 1400 90 1000 60 1=´´´=´=pp在5~25m/s 范围内,V带充分发挥。⑸确定中心距a和带的基准长度由于,所以初步选取中心距a: 471 ) 224 90 ( 5 . 1 ) ( 5 . 1 2 1 0=+=+= d d d d a ,初定中心距 mm a 471 0=,所以带长,¢ d L = 76 . 1444 4 ) ( ) ( 2 2 0 2 2 0 1 2 1=-+++ a d d d d a d d d dp mm.查课本 142 P 表8-2选取基准长度 mm L d 1400=得实际中心距 mm L L a a d d 62 . 448 2 / 76 . 44 471 2 0=-=-+=¢取 mm a 450=⑹验算小带轮包角 1aoo 94 . 162 180 180 1 2 1=´--=pa a d d d d ,包角合适。⑺确定 v带根数 z 因 mm d d 90 1=,带速 s m v / 79 . 6=,传动比 3 . 2 0= i , 查课本 148 P 表8-5a或8-5c和8-5b或8-5d,并由内插值法得 17 . 0 . 7 . 10 0 0=D= p p . 查课本 142 P 表8-2得 L K =0.96. 查课本 154 P 表8-8,并由内插值法得K¶=0.96由 154 P 公式8-22得 20 . 4 96 . 0 96 . 0 ) 17 . 0 07 . 1 ( 8 . 4 ) ( 0 0=´´+=´D+= l ca k k p p p Za故选Z=5根带。⑻计算预紧力 0 F 查课本 145 P 表8-4可得 m kg q / 1 . 0= ,故: 单根普通V带张紧后的初拉力为 N qv k zv P F ca 80 . 158 17 . 7 1 . 0 ) 1 96 . 0 5 . 2 ( 17 . 7 5 500 8 . 4 ) 1 5 . 2( 500 2 2 0=´+-´´=+-´=a9 ⑼计算作用在轴上的压轴力 p F 利用 155 P 公式8-24可得: N F z F p 43 . 1570 2 94 . 162 sin 80 . 158 5 2 2 sin 2 1 0=´´´=´=a6.齿轮的设计(一)高速级齿轮传动的设计计算1.齿轮材料,热处理及精度考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮(1)齿轮材料及热处理①材料:高速级小齿轮选用45#钢调质,齿面硬度为小齿轮280HBS取小齿齿数 1 Z =24高速级大齿轮选用 45#钢正火,齿面硬度为大齿轮240HBSZ 2 =i×Z 1 =3.24×24=77.76取Z 2 =78.②齿轮精度按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。2.初步设计齿轮传动的主要尺寸按齿面接触强度设计 2 1 3 1 )] [ ( 1 2 H E H d t t Z Z u u T K dsefa´±´³确定各参数的值:①试选 t K =1.6查课本 215 P 图 1030 选取区域系数Z H =2.433由课本 214 P 图 1026 78 . 0 1=ae 82 . 0 2=ae则 6 . 1 82 . 0 78 . 0=+=ae②由课本 202 P 公式 1013 计算应力值环数N 1 =60n 1 j h L =60×626.09×1×(2×8×300×8)=1.4425×10 9 hN 2 ==4.45×10 8 h#(3.25为齿数比,即3.25= 1 2 Z Z )10 ③查课本 203 P 1019 图得:K 1HN=0.93K 2HN=0.96④齿轮的疲劳强度极限取失效概率为1%,安全系数S=1,应用 202 P 公式10-12得: [ Hs ] 1 = S K H HN 1 lim 1s =0.93×550=511.5 MPa [ Hs ] 2 = S K H HN 2 lim 2s =0.96×450=432 MPa 许用接触应力 MPa H H H 75 . 471 2 / ) 432 5 . 511 ( 2 / ) ] [ ] ([ ] [ 2 1=+=+=sss⑤查课本由 198 P 表10-6得: E Z =189.8MP a 由 201 P 表10-7得: df=1T=95.5×10 5
本文标题:两级展开式圆柱齿轮减速器(含全套CAD图纸)
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