最新展开式二级斜齿圆柱齿轮减速器机械设计减速器设计说明书.docx
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最新展开式二级斜齿圆柱齿轮减速器机械设计减速器设计说明书
机械设计减速器设计说明书
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学号:
指导教师:
职称:
第一部分设计任务书..............................................4
第二部分传动装置总体设计方案.....................................5
第三部分电动机的选择............................................5
3.1电动机的选择............................................5
3.2确定传动装置的总传动比和分配传动比........................6
第四部分计算传动装置的运动和动力参数............................7
第五部分V带的设计..............................................9
5.1V带的设计与计算.........................................9
5.2带轮的结构设计..........................................11
第六部分齿轮传动的设计.........................................13
6.1高速级齿轮传动的设计计算................................13
6.2低速级齿轮传动的设计计算................................20
第七部分传动轴和传动轴承及联轴器的设计..........................28
7.1输入轴的设计...........................................28
7.2中间轴的设计...........................................32
7.3输出轴的设计...........................................38
第八部分键联接的选择及校核计算..................................44
8.1输入轴键选择与校核......................................44
8.2中间轴键选择与校核......................................44
8.3输出轴键选择与校核......................................44
第九部分轴承的选择及校核计算....................................45
9.1输入轴的轴承计算与校核..................................45
9.2中间轴的轴承计算与校核...................................46
9.3输出轴的轴承计算与校核...................................46
第十部分联轴器的选择...........................................47
第十一部分减速器的润滑和密封....................................48
11.1减速器的润滑...........................................48
11.2减速器的密封...........................................49
第十二部分减速器附件及箱体主要结构尺寸...........................50
设计小结.......................................................52
参考文献.......................................................53
第一部分设计任务书
一、初始数据
设计展开式二级斜齿圆柱齿轮减速器,初始数据F=2280N,V=1.35m/s,D=380mm,设计年限(寿命):
8年,每天工作班制(8小时/班):
2班制,每年工作天数:
300天,三相交流电源,电压380/220V。
二.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
第二部分传动装置总体设计方案
一.传动方案特点
1.组成:
传动装置由电机、V带、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,V带具有缓冲吸振能力,将V带设置在高速级。
选择V带传动和展开式二级斜齿圆柱齿轮减速器。
二.计算传动装置总效率
ηa=η1η23η32η4η5=0.96×0.993×0.972×0.99×0.94=0.816
η1为V带的效率,η2为轴承的效率,η3为齿轮啮合传动的效率,η4为联轴器的效率,η5为工作装置的效率。
第三部分电动机的选择
3.1电动机的选择
皮带速度v:
v=1.35m/s
工作机的功率pw:
pw=3.08KW
电动机所需工作功率为:
pd=3.77KW
执行机构的曲柄转速为:
n=67.9r/min
经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i1=2~4,二级圆柱斜齿轮减速器传动比i2=6~40,则总传动比合理范围为ia=12~160,电动机转速的可选范围为nd=ia×n=(12~160)×67.9=814.8~10864r/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4KW,满载转速nm=1440r/min,同步转速1500r/min。
电动机主要外形尺寸:
中心高
外形尺寸
地脚螺栓安装尺寸
地脚螺栓孔直径
电动机轴伸出段尺寸
键尺寸
H
L×HD
A×B
K
D×E
F×G
112mm
400×265
190×140
12mm
28×60
8×24
3.2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:
ia=nm/n=1440/67.9=21.21
(2)分配传动装置传动比:
ia=i0×i
式中i0,i1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i0=2,则减速器传动比为:
i=ia/i0=21.21/2=10.6
取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比为:
i12=
则低速级的传动比为:
i23=2.86
第四部分计算传动装置的运动和动力参数
(1)各轴转速:
输入轴:
nI=nm/i0=1440/2=720r/min
中间轴:
nII=nI/i12=720/3.71=194.07r/min
输出轴:
nIII=nII/i23=194.07/2.86=67.86r/min
工作机轴:
nIV=nIII=67.86r/min
(2)各轴输入功率:
输入轴:
PI=Pd×η1=3.77×0.96=3.62KW
中间轴:
PII=PI×η2×η3=3.62×0.99×0.97=3.48KW
输出轴:
PIII=PII×η2×η3=3.48×0.99×0.97=3.34KW
工作机轴:
PIV=PIII×η2×η4=3.34×0.99×0.99=3.27KW
则各轴的输出功率:
输入轴:
PI'=PI×0.99=3.58KW
中间轴:
PII'=PII×0.99=3.45KW
中间轴:
PIII'=PIII×0.99=3.31KW
工作机轴:
PIV'=PIV×0.99=3.24KW
(3)各轴输入转矩:
输入轴:
TI=Td×i0×η1
电动机轴的输出转矩:
Td==25Nm
所以:
输入轴:
TI=Td×i0×η1=25×2×0.96=48Nm
中间轴:
TII=TI×i12×η2×η3=48×3.71×0.99×0.97=171.01Nm
输出轴:
TIII=TII×i23×η2×η3=171.01×2.86×0.99×0.97=469.67Nm
工作机轴:
TIV=TIII×η2×η4=469.67×0.99×0.99=460.32Nm
输出转矩为:
输入轴:
TI'=TI×0.99=47.52Nm
中间轴:
TII'=TII×0.99=169.3Nm
输出轴:
TIII'=TIII×0.99=464.97Nm
工作机轴:
TIV'=TIV×0.99=455.72Nm
第五部分V带的设计
5.1V带的设计与计算
1.确定计算功率Pca
由表查得工作情况系数KA=1.1,故
Pca=KAPd=1.1×3.77kW=4.15kW
2.选择V带的带型
根据Pca、nm由图选用A型。
3.确定带轮的基准直径dd并验算带速v
1)初选小带轮的基准直径dd1。
由表,取小带轮的基准直径dd1=80mm。
2)验算带速v。
按课本公式验算带的速度
6.03m/s
因为5m/s 3)计算大带轮的基准直径。 根据课本公式,计算大带轮的基准直径 dd2=i0dd1=2×80=160mm 根据课本查表,取标准值为dd2=160mm。 4.确定V带的中心距a和基准长度Ld 1)根据课本公式,初定中心距a0=500mm。 2)由课本公式计算带所需的基准长度 Ld0≈ ≈1380mm 由表选带的基准长度Ld=1400mm。 3)按课本公式计算实际中心距a0。 a≈a0+(Ld-Ld0)/2=500+(1400-1380)/2mm≈510mm 按课本公式,中心距变化范围为489~552mm。 5.验算小带轮上的包角α1 α1≈180°-(dd2-dd1)×57.3°/a =180°-(160-80)×57.3°/510≈171°>120° 6.计算带的根数z 1)计算单根V带的额定功率Pr。 由dd1=80mm和nm=1440r/min,查表得P0=2.74kW。 根据nm=1440r/min,i0=2和A型带,查表得∆P0=0.17kW。 查表得Kα=0.98,查表得KL=0.96,于是 Pr=(P0+∆P0)KαKL=(2.74+0.17)×0.98×0.96kW=2.74kW 2)计算V带的根数z z=Pca/Pr=4.
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