设计用于带式运输机的二级圆柱齿轮减速器.doc
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1、 机械设计课程设计计算说明书 题 目 用于带式运输机的展开式 二级直齿圆柱齿轮减速器 院 别 机 电 工 程 学 院 专业班级 机械设计制造及其自动化12专升本 设 计 人 学 号 原始数据 (数 成 绩 目 录第1章 传动装置的总体设计11.1 讨论传动方案11.2 选定电动机11.3 确定传动装置的总传动比和分配传动比31.4 传动装置的运动和动力参数3第2章 传动零件的设计计算52.1 带传动的设计计算52.2 齿轮传动的计算7第3章 轴、键及轴承的设计计算13第4章 联轴器的选择25第5章 润滑方式的确定26第6章 减速器箱体设计和附件设计27总 结29参考文献30第1章 传动装置的总
2、体设计1.1 讨论传动方案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。4) 工作条件:连续单向运转,工作时有轻微振动,使用期限为10年,小批量生产,单班制工作,运输带速度允许误差为5%。在中小型机械厂小批量生产。5)已知条件:运输带卷筒直径360mm,运输带工作速度1.2m/s,运输机工作轴转矩800N.m其传动方案如下: 1.2 选定电动机(1)选择电动机的类型和结构型式 根据经济性、使用要求、工作条件等选择,选Y系列三相异步电动机。(2
3、)选择电动机的额定功率 查机械基础课程设计课本P97表9-15: 带传动效率:0.96每对轴承传动效率:0.99圆柱齿轮的传动效率:0.96联轴器的传动效率:0.993卷筒的传动效率:0.96说明:电机至工作机之间的传动装置的总效率:=.=0.818=(8001.2)/180= 5.33kw ,=6.52kw查机械基础课程设计课本P202表17-1,=7.5kw确定电机转速:取V带传动比i=23, =(1000601.2)/(360)=64r/min二级圆柱齿轮减速器传动比i=840所以电动机转速的可选范围是:=.=64.(23).(840)=10247680r/min方案电动机型号额定功率同
4、步转速r/min额定转速r/min1Y160M-67.5KW10009702Y132M-47.5KW150014403Y132S2-27.5KW30002920符合这一范围的转速有:1000、1500、3000综合考虑电动机和传动装置的尺寸、和带传动、减速器的传动比,可见第2种方案比较合适,因此选用电动机型号为Y132M-4,其主要参数如下:额定功率kW满载转速同步转速ADEFGHLAB7.514401500216388010331325152801.3 确定传动装置的总传动比和分配传动比 =/=1440/64=22.5 分配传动比:取=2.95,则=22.5/2.95=7.63 取经计算=3
5、.15,=2.42注:为带轮传动比,为高速级传动比,为低速级传动比。1.4 传动装置的运动和动力参数 计算各轴的转速、功率、转矩并列表备用。(1)各轴功率(输入功率) =6.520.96=6.26kw =6.260.960.99=5.95kw,=5.950.960.99=5.65kw(2)各轴转速 小带轮的转速为电机的满载转速。 =1440/2.95=488r/min=488/3.15=155r/min =155/2.42=64r/min 。 (3)各轴转矩 T1=9550P1/n1=95506.26/488=122.5N.m T2=9550P2/n2=95505.95/155=366.6N.
6、m T3=9550P3/n3=95505.65/64=843.1N.m第2章 传动零件的设计计算2.1 带传动的设计计算计算项目计算内容计算结果1.确定计算功率2选择V带的带型3确定带轮的基准直径并验算带速4确定中心距a,和V带基准长度5验算小带轮包角查课本P156表8-7得KA=1.1,=KA.根据计算功率和小带轮转速根据V带带型,确定小带轮基准直径,应使 。验算带速,=()/(100060)=6.78m/s,符合要求。大带轮基准直径=.,查课本p157表8-8.初定中心距a0,0.7(+)2(+)计算相应的带长Ldo,2+(+)/2+(-)2/4,查表得Ld实际中心距a+(-)/2180-
7、(-)57.3/a90计算单根V带额定功率P,查课本P152表8-4a得。P=1.064kw。表8-4b,P=0.17kw。表8-5得K=0.925,表8-2得K=1.01,于是P=(P+P).K.Kz=/P(F)=500(2.5-K)/(K.z.v)+qvq=0.1kg/mF=2zFsin(/2)选择A型V带=90mm=280mm=500mm=1761mm=1800mma=520mm=159P=1.15kwz=7F=133NF=667N2.2 齿轮传动的计算(1)高速级传动比计算项目 计算内容计算结果1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数2按齿面接触强度设计3计算圆周速度v4计算齿宽B5计算载
8、荷系数6按实际载荷系数所得分度圆直径7计算模数m8按齿根弯曲强度设计按所示传动方案,选用直齿圆柱齿轮传动运输机为一般工作机器,速度不高,故用7级度 材料选择。由课本P191表10-1选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。选小齿轮齿数=22大齿轮齿数=69.74, 选70公式,选择载荷系数K=1.3,T1=129.69, 由表10-7选齿宽系数=1弹性系数=189.8MPa,查小齿轮接触疲劳强度极限=600MPa,大齿轮接触疲劳强度极限=550MPa,由P207取接触疲劳寿命系数K=0.98,=1.03.
9、计算接触疲劳许用应力,取安全系数S=1,由式(10-12)得,=K/S =./SZ计算小齿轮分度圆直径,代入中较小值计算大齿轮的分度圆直径代入上式得V1=1.66m/sV2=0.74m/sB1=.=1*66.18=66.18B2=.=1*93.35=93.35根据v=1.44m/s,9级精度由图10-8查得动载荷系数=1.15,直齿轮,=1,由表10-2查使用系数=1,表10-4查,插值法得=1.423 =1.35,故载荷系数K=(K/K)m=d/z=77.792/22=3.5公式m,由图10-20c查得小齿轮弯曲疲劳极限=500MPa,大齿轮弯曲疲劳极限=380MPa。由图10-18取弯曲疲
10、劳寿命系数=0.85,=0.88,计算弯曲疲劳许用应力,取安全系数S=1.4,得=/S =/S载荷系数K=,查齿形系数=2.65,=2.226查应力校正系数,=1.58,=1.764,计算大小齿轮的/=0.01379,/=0.01644.圆整为标准值m=2mm,按接触强度算得的分度圆直径=61mm,算出小齿轮齿数=/m大齿轮齿数=124计算分度圆直径=m=39*2=78mm =124*2=248mm计算中心距a=(+)/2=(78+248)/2=163mm计算齿宽 b=.=1*78=78mm b=.=1*248=248mm=70=588MPa=566MPa=66.18mm=93.35V1=1.
11、66m/sV2=0.74m/sB1=56.53mmB2=93.35K=1.5=77.792mmm=3.5mm=332.14MPa=257.86MPaK=1.553m1.925mm=124=78mm=248mma=163mmB=78mm=248mm(2)低速级传动比计算项目计算内容计算结果1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数2按齿面接触强度设计3计算圆周速度v4计算齿宽b5计算载荷系数6按实际载荷系数所得分度圆直径7计算模数m8按齿根弯曲强度设计9几何尺寸计算按所示传动方案,选用直齿圆柱齿轮传动 运输机为一般工作机器,速度不高,故用9级精度 材料选择。由课本P191表10-1选择小齿轮材料为40
12、Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。选小齿轮齿数=24,大齿轮齿数=54.2公式,选择载荷系数K=1.3,T=394.8N.m,由课本P205表10-7选齿宽系数=1,由表查得弹性系数=189.8MPa,查小齿轮接触疲劳强度极限=750MPa,大齿轮接触疲劳强度极限=550MPa,由P207取接触疲劳寿命系数K=0.90,=0.95.计算接触疲劳许用应力,取安全系数S=1,由式(10-12)得,=K/S =./S计算小齿轮分度圆直径,代入中较小值2.32v=b=.根据v=0.84m/s,9级精度由图10-8查得动载荷系数
13、=1.15,直齿轮,=1,由表10-2查使用系数=1,表10-4查,插值法得=1.423 =1.35,故载荷系数K=(K/K)m=/公式m,由图10-20c查得小齿轮弯曲疲劳极限=500MPa,大齿轮弯曲疲劳极限=380MPa。由图10-18取弯曲疲劳寿命系数=0.85,=0.88,计算弯曲疲劳许用应力,取安全系数S=1.4,得=/S =/S载荷系数K=,查齿形系数=2.65,=2.226查应力校正系数,=1.58,=1.764,计算大小齿轮的,/=0.01379,/ =0.01644,取大值代入.圆整为标准值m=2mm,按接触强度算得的分度圆直径=100mm,算出小齿轮齿数=/m 大齿轮齿数
14、=2.26*100=226计算分度圆直径=m=100mm,=2*226=452mm计算中心距a=(+)/2=(100+452)/2=276mm计算齿宽 b=.=1*100=100mm=54=566.5MPa=618MPa=103.5mmv=0.84m/sb=103.5mmK=1.636=112mmm=4.67mm=303.57MPa=238.86MPK=1.553m3.25mm=50=226=100mm=452mma=1276mm=100mm=90mm第3章 轴、键及轴承的设计计算 计算项目计算内容计算结果1 各轴段直径的确定2校核该轴3轴承寿命校核:4弯矩及轴的受力分析图5键的设计与校核:
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