课程设计说明书--机械设计二级减速箱.docx
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1、课程设计说明书课程名称: 机械设计 所在院系: 机电学院 姓 名: 班 级: 学 号: 指导教师: 日 期: 目录1机械设计课程设计任务书12传动方案的分析23电动机选择,传动系统运动和动力参数计算2一、电动机的选择2二、传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配3三、运动参数和动力参数计算44传动零件的设计计算4一、V带传动设计4二、渐开线斜齿圆柱齿轮设计8(二)低速级斜齿圆柱齿轮设计计算表18(三)斜齿轮设计参数表285轴的设计计算29减速器轴的结构草图29一、轴的结构设计29二、轴的结构设计32三、轴的结构设计34二、校核轴的强度366轴承的选择和校核39一、轴承的选择和校核397键联接的
2、选择和校核41一、轴大齿轮键418联轴器的选择429减速器的润滑、密封和润滑牌号的选择42一、传动零件的润滑42二、减速器密封4210减速器箱体设计及附件的选择和说明43一、箱体主要设计尺寸(参考2表11-1,11-2)43二、附属零件设计4511设计小结4812参考资料49611机械设计课程设计任务书一、 设计题目:设计铸造车间型砂输送机的两级斜齿圆柱齿轮减速器。二、 设计条件:整机使用寿命为5年,每天两班制工作,每年工作300天,工作时不逆转,载荷平稳,允许输送带速度偏差为5%。工作机效率为0.95,要求有过载保护,按单件生产设计。vF二、原始数据:学号1-910-1819-2728-36
3、37-4647-50输送带拉力F(N)340038002600290028003100输送带速度v(m/s)0.90.81.21.01.10.9鼓轮直径D(mm)350320460440450330三、设计内容:1 分析传动方案;2 减速器部件装配图一张(0号图幅);3 绘制轴或齿轮零件图一张;4 编写设计计算说明书一份。2传动方案的分析 传动装置是将原动机的运动和动力传递给工作机的中间装置。它常具备减速、改变运动形式或运动方向以及将动力和运动进行传递与分配的作用。机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要,是机器的重要
4、组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外,还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。 本设计中采用原动机为电动机,工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动,第一级传动为带传动,第二级传动为展开式二级斜齿圆柱齿轮减速器。二级斜齿圆柱齿轮减速器又分为高速级和低速级,结构简单,应用广泛,展开式由于齿轮相对于轴承为不对称布置,因而沿齿向载荷分布不均,要求轴有较大的刚度。 带传动承载能力较低,在传递相同转矩时,结构尺寸较其他形式大,但有过载保护的优点,还可缓和冲击和振动,故布置在传动的高速级,以降低传递的转矩,减小带传动的
5、结构尺寸。 齿轮传动的传动效率高,适用的功率和速度范围广,使用寿命较长,斜齿轮传动的平稳性较直齿好,是现代机器中应用最为广泛的机构之一。所以本设计采用的是双级斜齿齿轮传动。 减速器的箱体采用水平剖分式结构,用HT200灰铸铁铸造而成3电动机选择,传动系统运动和动力参数计算一、电动机的选择1.确定电动机类型 按工作要求和条件,选用y系列三相交流异步电动机。2.确定电动机的容量(1)工作机卷筒上所需功率PwPw = Fv/1000 =2900x1.0/1000=2.9kw(2)电动机所需的输出功率为了计算电动机的所需的输出功率Pd,先要确定从电动机到工作机之间的总功率总。设1、2、3、4、5分别为
6、弹性联轴器、闭式齿轮传动(设齿轮精度为7级)、滚动轴承、V形带传动、工作机的效率,由2表1-5查得1 = 0.99,2 = 0.98,3 = 0.99,4 = 0.95,5 = 0.95,则传动装置的总效率为 总=1223345 = 0.99 x 0.982 x 0.993 x 0.95 x 0.95 =0.83262.9/0.836=3.483kw3.选择电动机转速由2表1-6推荐的传动副传动比合理范围 普通V带传动 i带=24 圆柱齿轮传动 i齿=35则传动装置总传动比的合理范围为 i总=i带i齿1i齿2 i总=(24)(35)(35)=(18100)电动机转速的可选范围为nd=i总nw=
7、(18100)nw=18nw1000nw=(18100)x43.406=7814340 r/min 根据电动机所需功率和同步转速,查2表12-1,符合这一范围的常用同步加速有1500、1000。选用同步转速为1500r/min选定电动机型号为Y112M-4二、传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配1.传动装置总传动比 i总= nm / nw=1440/43.406=33.175式中nm-电动机满载转速., 1440r/min; nw-工作机的转速,43.406 r/min。2.分配传动装置各级传动比 i总=i带i齿1i齿2 分配原则: (1)i带i齿 (2)i带=24 i齿=35 i齿1=(
8、1.31.4)i齿2 根据2表1-5,V形带的传动比取i带 = 2,则减速器的总传动比为 i = 33.175/2=16.588双级圆柱齿轮减速器高速级的传动比为 i齿1 = = = 4.644低速级的传动比 i齿2 = i/i齿1 =3.572 三、运动参数和动力参数计算 1.各轴转速计算 1440r/min n= nm / i带 = 1440/2=720r/min n= n / i齿1 = 720/4.644=155r/minn= n / i齿2 =155/3.572=43.4r/min 2.各轴输入功率 P0= Pd=3.483kwP= Pd4 =3.483x0.95=3.31kw P=
9、 P23 =3.31x0.98x0.99=3.21kwP= P23 =3.21x0.98x0.99=3.11kw3.各轴输入转矩T0 = 9550Pd/n0 =9550x3.483/1440=23.1 NmT = 9550P/n =9550x3.31/720=43.9 Nm T = 9550P/n =9550x3.21/155=197.8 NmT = 9550P/n =9550x3.11/43.4=684.3 Nm表1 传动装置各轴运动参数和动力参数表 项目轴号功率转速转矩传动比 0轴3.483144023.12 轴3.3172043.94.644 轴3.21155197.83.572轴3.1
10、143.4684.34传动零件的设计计算一、V带传动设计1.设计计算表项目计算(或选择)依据计算过程单位计算(或确定)结果(1)确定计算功率PcaPca=d查表8-8取1.2Pc=1.23.483=4.17964.1796(2)选择带的型号根据Pc=4.1796,nc=1440,查图9.13得V带型号为A带V型A带(3)选择小带轮直径100mm查表8-7及8-9100(4)确定大带轮直径=2100=200 200(5)验算传动比误差(6)验算带速7.54(7)初定中心距 500(8)初算带长 =1476.2 1476.2(9)确定带的基准长度查表8-2取Ld=14301430(10)计算实际中
11、心距离(取整)(11)安装时所需最小中心距(取整)(12)张紧或补偿伸长量所需最大中心距(13)验算小带轮包角度(14) 单根V带的基本额定功率查表8-4插值法 =1.3128 1.3128(15) 单根V带额定功率的增量查表8-5插值法=0.1692 0.1692(16) 长度系数查表8-2根据紧邻原则0.96(17)包角系数表8-6插值法=0.972 0.972(18)单位带长质量表8-3q=0.1050.105(19)确定V带根数4(20)计算初拉力 查表8-3得q=0.105 =114.9114.9(21)计算带对轴的压力=9149142.带型选用参数表带型A1002007.54477
12、168491465 3带轮结构相关尺寸项目计算(或选择)依据计算过程单位计算(或确定)结果(1)带轮基准宽bp查表8-1mm(2)带轮槽宽b查表8-11B=13mm13(3)基准宽处至齿顶距离ha查表8-11mm3(4)基准宽处至槽底距离hf查表8-11mm8(5)两V槽间距e查表8-11mm15(6)槽中至轮端距离f查表8-11mm9(7)轮槽楔角查表8-11度40(8)轮缘顶径damm206(9)槽底直径dfmm182(10)轮缘底径D1mm170(11)板孔中心直径D0mm104(12)板孔直径d0mm35(13)大带轮孔径dd=20mm20(14)轮毂外径d1mm38(15)轮毂长Lm
13、m40(16)辐板厚SS=CS=C=6mm6(17)孔板孔数查【3】表22.1-17104x3.14159/(35+16)=6.4个8二、渐开线斜齿圆柱齿轮设计(一)高速级斜齿圆柱齿轮设计计算表项目计算(或选择)依据计算过程单位计算(或确定)结果1.选择精度等级、材料及齿数(1)选择材料及热处理查表10-1小:45#,调质,240HBS大:45#,常化,200HBS小:240HBS大:200HBS(2)选齿轮精度等级查表10-668级7(3)选择齿数Z=20Z2=4.644x20=93U=93/20=4.65个=20Z2=4.644x20=93U=93/20=4.65(4)初选螺旋角度14(5
14、)压力角N度202按齿面接触强度设计(1)由式(10-24)试算小齿轮分度圆直径,即1)确定公式中的各参数值试选KHt区域系数ZH由图202.433重合度系数Z=1.6288 螺旋角系数Z由式(10-23)0.985计算小齿轮传递的转矩T1Nmm43.9x齿宽系数d由表1材料的弹性影响系数ZE由表5MPa1/2区域系数ZH由图20计算接触疲劳强度许用应力H齿轮接触疲劳强度极限由图25应力循环次数N由1式5接触疲劳强度寿命系数KHN由图23KHN1 =0.95 KHN2 =0.98 KHN1 =0.95 KHN2 =0.98 计算接触疲劳强度许用应力H取失效概率为,安全系数为S=1,由式4得H1
15、= H2= 取为接触疲劳强度许用应力2)试算小齿轮分度圆直径按式(1024)试算mm36(2)调整小齿轮分度圆直径1)计算实际载荷系数前的数据准备计算圆周速度vm/s1,357计算齿宽bb = dd1t mm362)计算载荷系数KH使用系数KA由表10-21动载荷系数KV由图1.02齿间载荷分配系数KH由表查得1.4齿向载荷分配系数KH由表4查得1417载荷系数KH由式10-2KH=KAKVKHKH2.0233)按实际载荷系数计算分度圆直径由式10-12417相应的模数23按齿根弯曲强度设计(1)由式(10-20)试算齿轮模数,即1)确定公式中的各参数值试选KFt计算弯曲疲劳强度用的重合度系数
16、Y计算弯曲疲劳强度用的螺旋角影响系数式10-190.8148计算并比较计算当量齿数ZV齿形系数YFa由表17YFa1=2.75YFa2=2.16YFa1=2.75YFa2=2.16应力校正系数YSa由表18YSa1=1.56YSa2=1.79YSa1=1.56YSa2=1.79齿轮的弯曲疲劳强度极限由图4计算弯曲疲劳强度的寿命系数由图22计算弯曲疲劳强度的许用应力F取弯曲疲劳安全系数S1.4,由式得F1= F2= 计算大小齿轮的并加以比较结论:两值相等0.0162)试算齿轮摸数由1式20 =1.38mm1.38(2)调整齿轮摸数1)计算实际载荷系数前的数据准备圆周速度vmmm/s计算齿宽bb
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