机械设计课程设计一级减速器设计说明书Word下载.docx
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一般机械厂制造,小批量生产;
5、动力来源:
电力,三相交流,电压380/220V。
三、设计任务:
1、传动方案的分析和拟定
2、设计计算内容
1)运动参数的计算,电动机的选择;
2)V带传动的设计计算;
3)齿轮传动的设计计算;
4)链传动的设计计算;
5)轴的设计与强度计算;
6)滚动轴承的选择与校核;
7)键的选择与强度校核;
8)联轴器的选择。
3、设计绘图:
1)减速器装配图一张(A0或A1图纸);
2)零件工作图2张(低速级齿轮、低速轴,A2或A3图纸);
3)设计计算说明书1份(>
6000字);
四、主要参考书目
[1]李育锡.机械设计课程设计[M].北京:
高等教育出版社,2008.
[2]濮良贵.机械设计(第八版)[M].北京:
高等教育出版社,2006.
[3]成大仙.机械设计手册(第5版)[M].北京:
化学工业出版社,2007
一、传动方案的拟定及说明4
二、电机的选择4
1、电动机类型和结构型式4
2、电动机容量4
3、电动机额定功率4
4、电动机的转速4
5、计算传动装置的总传动5
三、计算传动装置的运动和动力参数5
1.各轴转速5
2.各轴输入功率为()5
3.各轴输入转矩(Nm)5
四、传动件的设计计算6
1、设计带传动的主要参数6
2、齿轮传动设计8
3、链传动设计12
五、联轴器的设计13
六、轴的设计计算13
1、高速轴的设计14
2、低速轴的设计16
七、轴承的选择及计算17
1、高速轴轴承的选择及计算17
2、低速轴的轴承选取及计算17
八、键连接的选择及校核18
1、高速轴的键连接20
2、低速轴键的选取20
九、铸件减速器机体结构尺寸计算表及附件的选择20
1、铸件减速器机体结构尺寸计算表21
2、减速器附件的选择22
十、润滑与密封22
1、润滑22
2、密封22
十一、设计小结22
十二、参考文献23
一、传动方案的拟定及说明
传动方案初步确定为三级减速(包含带轮减速、一级圆柱齿轮传动减速和链传动减速),说明如下:
为了估计传动装置的总传动比范围,以便选择合适的传动机构拟定传动方案,可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速,即
二、电机的选择
1、电动机类型和结构型式
按工作要求和工作条件,选用一般用途的Y系列(IP44)三向异步电动机。
它为卧式全封闭结构,具有防止灰尘等其他杂物侵入电机内部的特点。
2、电动机容量
1)、电机所需功率PW
2)、电动机输出功率
传动装置的总效率
式中,为从电动机至滚筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。
由参考书【1】表3-1查得:
V带传动效率,滚动轴承传动效率为,齿轮传动效率为链传动效率,联轴器传动效率为,卷筒传动效率。
则=0.7513
故
3、电动机额定功率
由【1】表17-7选取电动机额定功率
4、电动机的转速
为了便于选择电动机转速,先推算电动机转速的可选范围。
由任务书中推荐减速装置(包括V带、一级减速器和链传动)传动比范围,则
电动机转速可选范围为
可见同步转速为1500r/min的电动机符合。
由【1】表17-7选定电动机的型号为Y132S--4。
主要性能如下表:
电机型号
额定功率
满载转速
堵转转矩
最大转矩
Y132S--4
5.5KW
1440r/min
2.2
5、计算传动装置的总传动比并分配传动比
1)、总传动比
2)、分配传动比取V带传动的传动比,链传动的传动比为,则齿轮的传动比
三、计算传动装置的运动和动力参数
1.各轴转速
减速器传动装置各轴从高速轴至低速轴依次编号为:
Ⅰ轴、Ⅱ轴,链轮轴为Ⅲ轴、卷筒轴
各轴的转速为(r/min)
高速轴Ⅰ的转速
低速轴Ⅱ的转速
链轮轴Ⅲ的转速
卷筒轴的转速n4=n3=47.5
2.各轴输入功率为()
高速轴Ⅰ的输入功率
低速轴Ⅱ的输入功率
链轮轴Ⅲ的输入功率
卷筒轴的输入功率
3.各轴输入转矩(Nm)
1)、轴Ⅰ的转矩为
2)、轴Ⅱ的转矩为
3)、轴Ⅲ的转矩为
4)、卷筒轴的转矩为
将各数据汇总如下
表1传动参数的数据表
轴Ⅰ
轴Ⅱ
轴Ⅲ
卷筒轴
功率P∕kW
4.6645
4.434
4.04
3.92
转矩T∕(N·
m)
77.34
356.56
812.25
788.13
转速n(r∕min)
576
118.76
47.5
四、传动件的设计计算
1、设计带传动的主要参数
已知带传动的工作条件:
两班制工作,连续单向运转,稍有波动,所需传递的额定功率p=4.91kw小带轮转速大带轮转速,传动比。
设计内容包括选择带的型号、确定基准长度、根数、中心距、带的材料、基准直径以及结构尺寸、初拉力和压轴力等等(因为之前已经选择了V带传动,所以带的设计按V带传动设计方法进行)
1)、计算功率=
2)、选择V带型根据、由图8-10《机械设计》p157选择B型带(d1=125—140mm)
3)、确定带轮的基准直径并验算带速v
(1)、初选小带轮的基准直径,由(《机械设计》p155表8-6和p157表8-8,取小带轮基准直径
(2)、验算带速v
因为5m/s<
9.42m/s<
30m/s,带轮符合推荐范围
(3)、计算大带轮的基准直径根据式8-15
,
初定=315mm
(4)、确定V带的中心距a和基准长度
a、根据式8-20《机械设计》p152
0.7
308a880
初定中心距=500mm
b、由式8-22计算带所需的基准长度
=2+
=2×
500+π×
0.5×
(125+315)+(315-125)(315-125)/4×
500
=1597mm
由表8-2先带的基准长度=1600mm
c.计算实际中心距
a=+(-)/2=500+(1600-1597)/2=501.5mm
中心距满足变化范围:
262.5—750mm
(5).验算小带轮包角
=180°
-(-)/a×
57.3°
=180°
-(315-125)/501.5×
=166°
>
90°
包角满足条件
(6).计算带的根数
单根V带所能传达的功率
根据=1440r/min和=125mm表8-4a
用插值法求得=2.2kw
单根v带的传递功率的增量Δ
已知B型v带,小带轮转速=1440r/min
转动比i==/=2.5
查表8-4b得Δ=0.46kw
计算v带的根数
查表8-5得包角修正系数=0.96,表8-2得带长修正系数=0.92
=(+Δ)×
×
=(2.2+0.46)×
0.96×
0.92=2.35KW
Z==6.383/2.35=2.72故取3根.
(7)、计算单根V带的初拉力和最小值
=500*+qVV=190.0N
对于新安装的V带,初拉力为:
1.5=285N
对于运转后的V带,初拉力为:
1.3=247N
(8).计算带传动的压轴力
=2Zsin(/2)=754N
(9).带轮的设计结构
A.带轮的材料为:
HT200
B.V带轮的结构形式为:
腹板式.
C.结构图(略)
2、齿轮传动设计
1)、选定齿轮的类型、精度等级、材料及齿数
(1)、按图所示的传动方案,选用斜齿圆柱齿轮传动。
(2)、带式机为一般工作机器,速度不高,故选用7级精度(GB10095—88)。
(3)、材料选择。
由表10-1选择小齿轮材料40Cr(调质),硬度280—320HBS,大齿轮材料为45(调质),硬度为250—290HBS。
二者硬度差为40HBS左右。
(4)、选小齿轮齿数,齿轮传动比为i2=4.85,则大齿轮齿数
,取。
2)、按齿面接触疲劳强度设计,初步选定β=15°
。
由设计计算公式进行计算,即进行计算。
3)、确定公式内的各计算数值
(1)、试选载荷系数
(2)、选取区域系数Zh=2.425
(3)、由图10-26查得,,则
(4)、计算小齿轮传递的转矩。
(5)、由表【2】10-7选取齿宽系数。
(6)、由表10-6差得材料的弹性影响系数
(7)、由图10-21d按齿面硬度差得小齿轮的接触疲劳强度极限;
大齿轮的接触疲劳强度极限。
4)、计算应力循环次数。
(1)、由【2】图10-19取接触疲劳寿命系数。
(2)、计算接触疲劳许用应力。
取失效概率为1%,安全系数S=1,则
5)、计算
(1)、试算小齿轮分度圆直径代人中较小的值。
=45.4mm
(2)、计算圆周速度
6)、计算齿宽。
7)、计算齿宽与齿高之比。
模数
齿高
齿高比
计算纵向重合度
=0.318φdtanβ=2.05
8)、计算载荷系数。
根据,7级精度,由【2】图10-8查得动载系数;
斜齿轮,.2。
由【2】表10-2查得使用系数。
由【2】表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承对称布置时,。
由,查【2】图10-13得,故载荷系数
9)、按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径
10)、计算模数m。
11)、按齿根弯曲疲劳校核公式对小齿轮进行设计。
12)、确定公式内的各计算值:
(1)、由【2】图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限,大齿轮的弯曲疲劳极限。
(2)、由【2】图10-18取弯曲疲劳寿命系数,。
13)、计算弯曲疲劳许用应力。
取弯曲疲劳许用安全系数S=1.4,则
14)、计算载荷系数K。
15)、根据纵向重合度=1.704,从图10-28查得螺旋角影响系数
16)、查取齿形系数。
由【2】表10-5查得。
17)、查取应力校正系数。
18)、计算大、小齿轮的并加以比较。
大齿轮的数值大。
18)、设计计算
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲弯曲强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮直径(即模数与齿数的乘积)有关,可取弯曲疲劳强度算得的模数1.48mm,并就近圆整为标准值为m=2mm,按接触强度算得的分度圆直径,算出小齿轮齿数
,取
,取
(1)、计算中心距
取a1=145mm
(2)、确定螺旋角
(3)、计算大小齿轮分度圆直径:
=
(4)、确定齿宽
取
3、链传动设计
1)、选择链轮齿数
取小链轮齿数,大链轮的齿数为。
2)、根据链的布置形式,分别由1个单排链构成。
3)、确定计算功率
由文献【2】表9-6查得,由文献【2】图9-13查得,单排链。
则单排链的计算功率为
4)、选择链条型号和节距
根据及,由文献【2】图9-11选择10A。
由文献【2】表9-1,链条节距为
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