一级减速器的设计.docx
- 文档编号:5420810
- 上传时间:2023-05-08
- 格式:DOCX
- 页数:25
- 大小:165.95KB
一级减速器的设计.docx
《一级减速器的设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《一级减速器的设计.docx(25页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
一级减速器的设计
机械设计课程设计
说明书
课题名称一级圆柱齿轮减速器的设计
第一章绪论第二章课题题目及主要技术参数说明
2.1课题题口
2.2主要技术参数说明
2.3传动系统工作条件
2.4传动系统方案的选择…
第三章减速器结构选择及相关性能参数计算
3.1减速器结构
3.2电动机选择
3.3传动比分配
3.4动力运动参数i|•算
第四章V带的设计
4.1选择普通V带型号
4.2大小带轮的基准直径d2,dl;验算带速
4.3求V带基准长度和中心距
4.4计算包角
4.5确定V带根数
4.6确定初拉力F0
4.7周上载荷Q
第五章齿轮的设计计算(包括小齿轮和大齿轮)
5.1齿轮材料和热处理的选择
5.2齿轮儿何尺寸的设计计算
5.2.1按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸
5.2.2齿轮弯曲强度校核
5.2.3齿轮儿何尺寸的确定
5.3齿轮的结构设计
第六章轴的设计计算(从动轴)
6.1轴的材料和热处理的选择6.2轴儿何尺寸的设计计算
6.2.1按照扭转强度初步设讣轴的最小直径
6.2.2轴的结构设计
6.2.3轴的强度校核
第七章轴承、键和联轴器的选择
7.1轴承的选择及校核…
7.2键的选择讣算及校核
7.3联轴器的选择
第八章减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算
8.1润滑的选择确定
8.2密封的选择确定
8.3减速器附件的选择确定
8.4箱体主要结构尺寸计算
第九章总结
参考文献
第一章绪论
本论文主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算,在设计计算中运用到了《机械设计》、《机械制图》、《工程力学》、《公差与互换性》等多门课程知识,并运用《AUTOCAD》软件进行绘图,因此是一个非常重要的综合实践环节,也是一次全面的、规范的实践训练。
通过这次训练,使我们在众多方面得到了锻炼和培养。
主要体现在如下儿个方面:
(1)培养了我们理论联系实际的设讣思想,训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决丄程实际问题的能力,巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。
(2)通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设讣,使我们掌握了一般机械设计的程序和方法,树立正确的丄程设讣思想,培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。
(3)另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方面的能力。
第二章课题题目及主要技术参数说明
2.1课题题目
带式输送机传动系统中的减速器。
要求传动系统中含有单级圆柱齿轮减速器及v带传动。
原始数据题号
4
运输带拉力F
1.8
(KN)
运输带速度V
(m/s)
1.4
卷筒直径D
200
(mm)
设计人员
李亮范佳锂
设计任务要求:
1.减速器装配图纸一张(1号图纸)
2.轴、齿轮零件图纸各一张(2号或3号图纸)
3・设计说明书一分
4.草图一份
2.2主要技术参数说明
输送带的最大有效拉力F=1800N,输送带的工作速度V=1.4m/s,输送机滚筒直径D=200mm。
2.3传动系统工作条件
带式输动机工作时有轻微震动,经常满载。
空载起动,单向运转,两班制工作(每班工作8小时),要求减速器设计寿命为10年(每年按300天计算)三相交流电源的电压为380/220V。
2.4传动系统方案的选择
方案拟定:
采用v带传动与齿轮传动的组合,即可满足传动比要求,同时由于带传动具有良好的缓冲,吸振性能,适应大起动转矩工况要求,结构简单,成本低,使
用维护方便。
■I'
图1带式输送机传动系统简图
查机械设讣指导书得:
r]二0.96
"齿轮=0.97
帀联轴器-9
9
伽F96
琉承二a99
*0.99
I带=3
电动机选择
Y100L2-4
第三章减速器结构选择及相关性能参数计
3.1减速器结构
本减速器设计为水平剖分,封闭卧式结构。
3.2电动机选择
(-)工作机的功率代.
Pw二FV/1000二1800X1.4/1000二2.52kw
(2)总效率〃总
帀总二%〃齿轮"联删"滚筒尤承
=0.96x0.97x0.99x0.96x0.99x0.99
=0.867
(3)所需电动机功率匕
P,=化/〃=2.52/0.867=2.91(KW)
(4)确定电动机转速滚筒工作转速为:
N滚筒=60x1000-v/(tt-D)=(60x1000x1.4)/(200-tt)=133.76r/min
根据设计指导书P81表9.2推荐的传动比合理范圉,取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范圉I齿=2〜4,取V带传动比I带=3:
则总传动比理论范围为:
I总=6〜12。
故电动机转速的可选范为
Nd=I总xN滚筒
=(6〜12)x133.76=802.56〜1605.12r/min
则符合这一范用的同步转速有:
1000r/min.1500r/min,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1500r/min的电动机。
根据电动机类型、容量和转速,山机械设计指导书表14」选定电动机型号为Y100L24其主要性能如下:
电动机型号
额定功率
KW
满载转速
r/min
启动转矩额定转矩
最大转矩额定转矩
Y100L2-4
3
1420
2.2
2.2
电动机的主要安装尺寸和外形尺寸如下表:
AD
AC
I带=3
I齿=3.54
结果
型号
H
A
B
C
D
E
Fx
G
E
G
Y1
00
L2-
4
10
0
16
0
14
0
63
28
60
8x
7
24
K
b
bl
b2
h
A
A
BB
H
A
L
12
20
5
18
0
10
5
24
5
40
17
6
14
38
0
3.3传动比分配
工作机的转速n滚二60X1000v/(兀D)
=60X1000X1.4/(3.14X200)=133.76r/min
=n:
i;i/〃滚=1420/133.76=10.62
取=3则i齿=,总门带=10.62/3=3.54
3.4动力运动参数计算
(一)转速n
计算及说明
“0二n满二1420(r/min)
川1=no/i带二11满/i带二1420/3二473.333(r/min)
斤〃=斤//:
齿=473.333/3.54=133.71(r/min)
"〃/二"〃=133.71(r/min)
(二)功率P
£=匕=2.91(E)
人=p^..=2.91x0.96=2.79(hr)
P2=PjhdJh;=2.79x0.97x0.99=2.68(A:
vv)
P、=「柑器〃讪r=2.68x0.99x0.99=2.63(kw)
(三)转矩T
7;=9550^/n0=9550x2.91/1420
=19.57(N•m)
7;=7;“丿带=19.57x0.96x3=56.36(N•m)
T2=£〃苗花〃}fL=56.36x0.97x0.99x3.54
=191.59(N•m)
T、=厂2〃联$由罂〃$由承'齿带=191.59x0.99x0.99x1
=187.78(N•m)
计算及说明
结果
将上述数据列表如下:
轴号
功率
P/kW
N
/(r.min'')
T/
(N・m)
i
7
电
动机
轴
2.91
1420
19.57
3
0.96
1轴
2.79
473.333
56.36
2轴
2.68
133.71
191.59
3.54
0.97
滚筒轴
2.63
133.71
187.78
1
0.99
(1)选择普通v带型号
由PC=KAP=1.2x2.91=3.492(KW)
根据机械设计课本P188图11-15得知其交点在A型交界线处,故选A型V带。
(2)求大小带轮的基准直径d2、dl,验算带速
确定带轮的基准直径,并验算带速:
则取小带轮dl=100mm
大带轮直径:
d2=n1•d1•(1-£)/n2=idl(1-e)设(s=0.02)
=3x100x(1-0.02)=294mm
大带轮转速:
n2=(1-e)DIn1/D2=(l-0.02)*100*1420/300=463.87r/min
由表9-2取d2=3OOmm(虽使n2略有增大,但英误差小于5%,故允许)V=如=32x100x1420=743(加/s)
60x100060x1000
5nVs (3)求V带基准长度Ld和中心距a (4) 初步选取中心距a=d2+d1=300+100=400mm,取a0=400mm符合0.7(d2+d1) 24q =2*400+兀/2(300+100)+(100-300)2/4*400 =1453mm 查机械设计课本P194表11」2取带长为1600mm (4)计算包角 e=180°—仏二^x57・3° a =3.492/1(1.32+0.17)*0.946*0.99] =2.50 中心距a=473.5mm Z=3 (6)确定初拉力F0 F0二500—h(—1)+如/ 屹Ka 二500*3.492*(2.5-0.946)/(7.43*3)+0.10*7.43*7.43=127.25N 由机械设计课本P179表11.4得q=0.10kg/m (7)轴上载荷Q Q二2ZF0sin乞二2*3*127.25*sinl55.80/2 =746.54N 第五章齿轮的设计计算 5.1齿轮材料和热处理的选择 小齿轮选用45号钢,调质处理,HB=236 大齿轮选用45号钢,正火处理,HB=190 5.2齿轮几何尺寸的设计计算 5.2.1按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸 由《机械零件设计手册》查得 b〃呗=580M^,o-//lira2=530M^,SHiim=1 巧响=215M “=厲/n2=473.333/133.71=3.54 III《机械零件设计手册》查得 Zni=Zn2=1Yni=Yn2=1.1 由0〃上零互=畔亠580睥 dWlim1 R]_lim2^.V2_53()X1_ SHlim1 530MPn [b1GiimlZvi_215x1.1_ 236.5MP, "S“im1 卜卜°"Flim2^N2_200x1」 =220M£ dFlim (一)小齿轮的转矩7; T、=9550用/勺=9550x2.79/473.33=56.29(N•也) (二)选载荷系数K 山原动机为电动机,工作机为带式输送机,载荷平稳,齿轮在两轴承间对称布置。 查《机械原理与机械零件》教材中表得,取K=l.l (三)计算尺数比“ “=3.54 (四)选择齿宽系数 根据齿轮为软齿轮在两轴承间为对称布置。 且齿轮HBV35O,查《机械原理与机械零件》教材中表得,取性=\ (五)计算小齿轮分度圆直径/ 2 计算及说明 结果 3I KT】(u+1)卩.lx56.29x(3.54+1) 0〃62血=898Q—1x5302x3.54— =58.94(mm) (6)确定齿轮模数m a=牛(1+“)=5&94*(1+3.54)/2=133.80(〃〃〃) m=(0.007〜0・02)a=(0.007〜0.02)X133.80 (八)实际齿数比“ 齿数比相对误差△“=伫£■=0.008 A“〈±2.5%允许 心=60mm 厶=214mm (九)计算齿轮的主要尺寸 di=mZy=2x30=60(〃") d2=mZ2=2x107=214(〃〃〃) 中心距a=—(£+〃2)=丄(60+214)=137(〃〃”) 22 齿轮宽度B1=y/ddx=1x60=60(m/n) a=137mm B|=B2+(5〜10)=65〜70(mm) 取Bi=67(mm) Bi=67mm (十)计算圆周转速V并选择齿轮精度 B2=60mm v=如“_3.14x60x473.333_1486(w/5) V=1.486 60x100060x1000' (m/s) <2m/s 定为IT9 查表应取齿轮等级为9级, 但根据设计要求齿轮的精度等级为8级。 5.2.2齿轮弯曲强度校核 (-)由4.2.1中的式子知两齿轮的许用弯曲应力 [%]=236.5M4 [%]=220M巳 (二)计算两齿轮齿根的弯曲应力 由《机械零件设计手册》得 rF1=2.63 rF2=2.i9 比较仔/0』的值 Yfx/[CT,.,)=2.63/244=0.0111>KF2/[crF2]=2.19/204=0.00995 计算大齿轮齿根弯曲应力为 计算及说明 结果 r_2000X7;$_2000x61.919x2.63 %B.nrZ.60x22x107 ■厶 =12.683(MPd)vb>J 强度足够 齿轮的弯曲强度足够 5.2.3齿轮几何尺寸的确定 齿顶圆直径d“由《机械零件设计手册》得h;=lc*=0.25 daX=£+2haX=(Z|+2h;\n=(30+2xl)x2=64(mm) dal=64mm d“2=+2h沁=(Z2+2/厂=(107+2x1)x2=218(mm) da2=218m 齿距P=2X3.14二6.28(mm) m 齿根高hf=(/? *a+c*=2.5(〃〃〃) h=4.5mm S=3.14mm 齿顶高ha=h\m=1x2=2(nun) P=6.28mmhi=2・5mm 齿根圆直径N/ ha=2mmdn=55inm dfi=d、-2hf=60-2x2.5=55(〃〃“) df2=209mm dt2=d2—2h]=214—2x2.5=209(〃") 5.3齿轮的结构设计 小齿轮釆用齿轮轴结构,大齿轮釆用锻造毛坯的腹板式结构大齿 轮的关尺寸计算如下: 轴孔直径d二050(nun) 轮毂直径二1.6d=1.6X50=80(mm) 轮毂长度厶=82=60(〃〃”) 轮缘厚度6°=(3〜4)m=6〜8(mm)取Jo=8 轮缘内径D2=da2-2h-2=209-2X4.5-2X8 计算及说明 结果 =184(mm) 取D? =185(mm) 腹板厚度c=0.3B2=0.3X60=20 腹板中心孔直径 Q()=0.5*(£>,+D2)=0.5*(80+184)=132(mm) 腹板孔直径do=0.25*(D2-D{)=0.25*(184-80) =26(nun) 齿轮倒角n=0.5m=0.5X2=l 齿轮工作如图2所示: 第六章轴的设计计算 6.1轴的材料和热处理的选择 III《机械零件设计手册》中的图表查得 选45号钢,调质处理,HB217〜255 =650MPab、=360MPa=280MPa 6.2轴几何尺寸的设计计算 5.2.1按照扭转强度初步设计轴的最小直径 主动轴dl二c1^=115J-^-=20.77 \九\473.33 从动轴J,=c'匸=115J"X二31.24 -牡2Y133.71 考虑键槽dl二20.77*1.05=21.81 考虑键槽心=31.24X1.05=32.80 Dl=22mm6=33mm 选取标准直径dl=22(mm) 选取标准直径=33(mm) 6.2.2轴的结构设计 根据轴上零件的定位、装拆方便的需要,同时考虑到强度的原则,主动轴和从动轴均设计为阶梯轴。 6.2.3轴的强度校核 从动轴的强度校核 圆周力Ft=2(XX)=2000X133.71/209=1279.52N ■ 径向力Ff=7^tan=1279.52Xtan20°二465.7IN 由于为直齿轮,轴向力巧二0 作从动轴受力简图: (如图3所示) L二11Omni Rha=Rhb=0.5Ft=0.5X1279.52=639.76(2V) MHC=0.5RhaL=639.76X110X0.5/1000=35.19(N•m) Rva=R\,b=0.5Fr=0.5X465.71=232.86(N•in) Mvc=0.5&久L=232・86X110X0.5/1000=12.81(N・tn)转矩T=158.872(A^m) 校核 Mc=+刈吃2=735.192+12.812=37.45(N・m) Mc=yjMc2+(aT)2=J37・452+(0・6x158.872)2=102.42(TV・m) 山图表查得,[b」L=55MPa 3 伴-厂二10o.i[jL 齿根圆直径dfl二dl-2(ha+c)mn^SSmm 考虑键槽d=26.51mm<55mm 则强度足够 第七章轴承、键和联轴器的选择 7.1轴承的选择及校核 从动轴 承2个 考虑轴受力较小且主要是径向力,故选用单列深沟球轴承主动轴承根据轴颈值查《机械零件设计手册》选择62072个 (GB/T276-1993)从动轴承62092个 (GB/T276-1993) 寿命计划: 两轴承受纯径向载荷 P==465.71X=1Y二0 从动轴轴承寿命: 深沟球轴承6209,基本额定功负荷 Cr=25.6KNf=\J=3 预期寿命为: 10年,两班制 L=10X300X16=48000V厶讪 轴承寿命合格 7. 2键的选择计算及校核 (-)从动轴外伸端d=42,考虑键在轴中部安装故选键10X40 GB/T1096—2003,b=16,L=50,h=10,选45号钢,其许用挤压力[crJ=100MPa 则强度足够,合格 计算及说明 7.3联轴器的选择 由于减速器载荷平稳,速度不高,无特殊要求,考虑拆装方便及经济问题,选用弹性套柱联轴器 K=1.3 T=9550^-=9550X13x26S=248.84 cnu133.71 L8性联 ■nT弹住界选型套轴 选用TL8型弹性套住联轴器,公称尺寸转矩7;=250, TC TL8型弹性套住联轴器有关参数 型号 公称转矩 T/(X«m) 许用转速 n/ (remin-1 轴孔直径d/mm 轴孔长度 L/mrn 外径 D/m m 材料 轴孔类型 键槽类型 TL8 710 3000 60 122 160 HT20 0 Y型 A型 第八章减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算及装配图 &1润滑的选择确定 8.1.1润滑方式 1•齿轮V=1.2<<12m/s应用喷油润滑,但考虑成本及需要,选用浸油润滑 2•轴承采用润滑脂润滑 &1.2润滑油牌号及用量 齿轮用 150号机械油 轴承用2L—3型润滑脂 1.齿轮润滑选用150号机械油,最低〜最高油面距10〜20mm, 需油量为1.5L左右 2.轴承润滑选用2L—3型润滑脂,用油量为轴承间 隙的1/3〜1/2为宜 &2密封形式 1•箱座与箱盖凸缘接合面的密封 选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法 2.观察孔和油孔等处接合面的密封 在观察孔或螺塞与机体之间加石棉橡胶纸、垫片进行密封 3.轴承孔的密封 闷盖和透盖用作密封与之对应的轴承外部 轴的外伸端与透盖的间隙,由于V<3(m/s),故选用半粗羊毛毡加 以密封 4.轴承靠近机体内壁处用挡油环加以密封,防止润滑油进入轴承内部 8.3减速器附件的选择确定 列表说明如下: it算及说明 结果 名称 功用 数虽 材料 规格 螺栓 安装端盖 12 Q235 M6X16 GB5782—1986 螺栓 安装端盖 24 Q235 M8X25 GB5782—1986 销 定位 2 35 A6X40 GB117—1986 垫圈 调整安装 3 65Mn 10 GB93—1987 螺母 安装 3 A M10 GB6170—1986 油标尺 测量油 面高度 1 组合件 通气器 透气 1 &4箱体主要结构尺寸计算 箱座壁J7-=10mm箱座凸缘片度b=1.5=15mm 箱盖厚度=8mm箱盖凸缘厚度/? >=1.5/>=12mm 箱底座凸缘厚度=2.5,=25mm,轴承旁凸台高度h=45,凸台半径R=20mm 齿轮轴端面与内机壁距离人=18mm 大齿轮顶与内机壁距离A>=12mm 小齿端面到内机壁距离A2=15mm 上下机体筋板片度n/|=6.8mm,=8.5mm 主动轴承端盖外径D>=105mm 从动轴承端盖外径D2=130mm 地脚螺栓M16,数量6根 第九章总结 通过本次课程设计,使自己对所学的各门课程进一步加深了理解,对于各方面知识之间的联系有了实际的体会。 同时也深深感到自己初步掌握的知识与实际需要还有很大的距离,在今后还需要继续学习和实践。 本设计由于时间紧张,在设计中肯定会有许多欠缺,若想把它变成实际产品的话还需要反复的考虑和探讨。 但作为一次练习,确实给我们带来了很大的收获,设计涉及到机械、电气等多方面的内容,通过设讣
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 一级 减速器 设计