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机械设计优秀课程设计二级减速器.doc
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1、机械设计课程设计设计说明书设计题目 胶带式输送机传动装置设计者 班级 学号 指导老师 时间 目录一、 设计任务书 3二、 传动方案确定 4三、 电动机选择 4四、 传动装置运动和动力参数计算 6五、 高速级齿轮传动计算 7六、 低速级齿轮传动计算 12七、 齿轮传动参数表 18八、 轴结构设计 18九、 轴校核计算 19十、 滚动轴承选择和计算 23十一、 键联接选择及校核 24十二、 联轴器选择和校核 25十三、 减速器附件选择 26十四、 润滑和密封 28十五、 设计小结 29十六、 参考资料 29一.设计题目:设计带式运输机传动装置(简图以下)1 电动机2联轴器3二级圆柱齿轮减速器4联轴
2、器5卷筒6运输带 原始数据:数据编号04运输带工作拉力F/N2200运输带工作速度v/(m/s)0.9卷筒直径D/mm3001.工作条件:两班制,连续单向运转,载荷较平稳,空载开启,室内工作,有粉尘;2.使用期:使用期;3.检修期:3年大修;4.动力起源:电力,三相交流电,电压380/220V;5.运输带速度许可误差:5%;6.制造条件及生产批量:中等规模机械厂制造,小批量生产。 设计要求1.完成减速器装配图一张(A0或A1)。2.绘制轴、齿轮零件图各一张。3.编写设计计算说明书一份。二. 电动机设计步骤1. 传动装置总体设计方案本组设计数据:第四组数据:运输带工作拉力F/N 2200 。运输
3、带工作速度v/(m/s) 0.9 , 卷筒直径D/mm 300 。1.外传动机构为联轴器传动。2.减速器为二级同轴式圆柱齿轮减速器。3.该方案优缺点:瞬时传动比恒定、工作平稳、传动正确可靠,径向尺寸小,结构紧凑,重量轻,节省材料。轴向尺寸大,要求两级传动中心距相同。减速器横向尺寸较小,两大吃论浸油深度能够大致相同。但减速器轴向尺寸及重量较大;高级齿轮承载能力不能充足利用;中间轴承润滑困难;中间轴较长,刚度差;仅能有一个输入和输出端,限制了传动部署灵活性。原动机部分为Y系列三相交流异步电动机。总体来讲,该传动方案满足工作机性能要求,适应工作条件、工作可靠,另外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率
4、高。三电动机选择1.选择电动机类型按工作要求和工作条件选择Y系列三相笼型异步电动机,全封闭自扇冷式结构,电压380V。2.确定电动机效率Pw 按下试计算 试中Fw=2200N V=0.9m/s 工作装置效率考虑胶带卷筒器及其轴承效率取 代入上试得 电动机输出功率功率 按下式 式中为电动机轴至卷筒轴传动装置总效率由试 由表2-4滚动轴承效率=0.99:联轴器传动效率= 0.99:齿轮传动效率=0.98(7级精度通常齿轮传动)则=0.91所以电动机所需工作功率为 因载荷平稳,电动机核定功率Pw只需要稍大于Po即可。按表8-169中Y系列电动机数据,选电动机核定功率Pw为3.0kw。3.确定电动机转
5、速按表2-1推荐传动比合理范围,两级同轴式圆柱齿轮减速器传动比而工作机卷筒轴转速为 所以电动机转速可选范围为符合这一范围同时转速有750和1000两种。综合考虑电动机和传动装置尺寸、质量及价格等原因,为使传动装置结构紧凑,决定选择同时转速为1000Y系列电动机Y132S,其满载转速为960r/min,电动机安装结构形式和其中心高,外形尺寸,轴尺寸等全部在8-186,表8-187中查。四.计算传动装置总传动比并分配传动比1.总传动比为 2.分配传动比 考虑润滑条件等原因,初定 ,3. 计算传动装置运动和动力参数1.各轴转速 I轴 II轴 III轴 卷筒轴 4.各轴输入功率 I轴 II轴 III轴
6、 卷筒轴 5.各轴输入转矩I轴 II轴 III轴 工作轴 电动机轴将上述计算结果汇总和下表,以备查用。项目电动机轴轴轴工作轴转速(r/min)960960205.5757.2657.26功率P(kw)2.322.302.232.162.12转矩T(Nm)22.9823.94103.60360.25353.58传动比i14.673.571效率0.990.970.970.93五. 高速级齿轮设计选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1.按简图所表示传动方案,选择直齿圆柱齿轮传动,软齿轮面闭式传动。2.运输机为通常工作机器,速度不高,故选择7级精度(GB10095-88)。3.材料选择。由机械设计,选择
7、小齿轮材料为40Gr(调质),硬度为280HBS,大齿轮为45钢(调质),硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。4.选小齿轮齿数,则大齿轮齿数 取1). 按齿轮面接触强度设计1. 设计准则:先由齿面接触疲惫强度计算,再按齿根弯曲疲惫强度校核。2. 按齿面接触疲惫强度设计,即 1.确定公式内各计算数值1.试选载荷系数。2.计算小齿轮传输转矩 3.按软齿面齿轮非对称安装,由机械设计选择齿宽系数。4.由机械设计表10-6查得材料弹性影响系数。5.由机械设计图10-21d按齿面硬度查得小齿轮接触疲惫强度极限;大齿轮接触疲惫强度极限。6.计算应力循环次数7.由机械设计图6.6取接触疲惫寿命系数
8、;。8.计算接触疲惫许用应力取安全系数S=12.设计计算1.试算小齿轮分度圆直径,代入中较小值。2.计算圆周速度。 计算齿宽b 计算齿宽和齿高之比b/h模数 齿高 3.计算载荷系数查表10-2得使用系数=1.0;依据、由图10-8得动载系数 直齿轮;由表10-2查使用系数查表10-4用插值法得7级精度查机械设计,小齿轮相对支承非对称部署由b/h=9.331 由图10-13得故载荷系数 4.校正分度圆直径由机械设计5.计算齿轮传动几何尺寸1.计算模数 2.按齿根弯曲强度设计,公式为1.确定公式内各参数值1.由机械设计图10-20c查得小齿轮弯曲疲惫强度极限;大齿轮弯曲强度极限;2.由机械设计图1
9、0-18取弯曲疲惫寿命系数,3.计算弯曲疲惫许用应力;取弯曲疲惫安全系数 S=1.4,应力修正系数,得4.计算载荷系数K5.查取齿形系数、和应力修正系数、由机械设计表查得;6.计算大、小齿轮并加以比较; 大齿轮大7.设计计算 对比计算结果,由齿轮面接触疲惫强度计算模数大于由齿根弯曲疲惫强度计算模数,因为齿轮模数m大小关键取决于弯曲强度所决定承载能力,而齿面接触疲惫强度所决定承载能力,仅和齿轮直径(即模数和齿数乘积)相关,可取由弯曲强度算得模数1.358并就进圆整为标准值=2mm 接触强度算得分度圆直径=43.668mm,算出小齿轮齿数大齿轮 取这么设计出齿轮传动,即满足了齿面接触疲惫强度,又满
10、足了齿根弯曲疲惫强度,并做到结构紧凑,避免浪费。2.集合尺寸设计1.计算分圆周直径、 2.计算中心距 3.计算齿轮宽度 取,。3.轮结构设计小齿轮采取齿轮轴结构,大齿轮采取实心打孔式结构大齿轮相关尺寸计算以下:轴孔直径43mm 轮毂长度 和齿宽相等 轮毂直径 轮缘厚度 板厚度 腹板中心孔直径 腹板孔直径齿轮倒角 取齿轮工作图以下图所表示六. 低速级齿轮设计选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1.按简图所表示传动方案,选择直齿圆柱齿轮传动,软齿轮面闭式传动。2.运输机为通常工作机器,速度不高,故选择7级精度(GB10095-88)。3.材料选择。由机械设计,选择小齿轮材料为40Gr(调质),硬度为
11、280HBS,大齿轮为45钢(调质),硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。4.选小齿轮齿数,则大齿轮齿数 取2). 按齿轮面接触强度设计 1. 设计准则:先由齿面接触疲惫强度计算,再按齿根弯曲疲惫强度校核。 2. 按齿面接触疲惫强度设计,即 1.确定公式内各计算数值1.试选载荷系数。2.计算小齿轮传输转矩 3.按软齿面齿轮非对称安装,由机械设计选择齿宽系数。4.由机械设计表10-6查得材料弹性影响系数。5.由机械设计图10-21d按齿面硬度查得小齿轮接触疲惫强度极限;大齿轮接触疲惫强度极限。6.计算应力循环次数 7.由机械设计图6.6取接触疲惫寿命系数;。8.计算接触疲惫许用应力取
12、安全系数S=1 2.设计计算1. 试算小齿轮分度圆直径,代入中较小值。2.计算圆周速度。 计算齿宽b 计算齿宽和齿高之比b/h3.计算载荷系数 查表10-2得使用系数=1.0;依据、由图10-8得动载系数 直齿轮;由表10-2查使用系数查表10-4用插值法得7级精度查机械设计,小齿轮相对支承非对称部署由b/h=9.33 由图10-13得故载荷系数 4.校正分度圆直径 由机械设计,5.计算齿轮传动几何尺寸1.计算模数 2.按齿根弯曲强度设计,公式为 1.确定公式内各参数值1.由机械设计图10-20c查得小齿轮弯曲疲惫强度极限;大齿轮弯曲强度极限;2.由机械设计图10-18取弯曲疲惫寿命系数,3.
13、计算弯曲疲惫许用应力; 取弯曲疲惫安全系数 S=1.4,应力修正系数,得 4.计算载荷系数K5.查取齿形系数、和应力修正系数、由机械设计表查得;6.计算大、小齿轮并加以比较; 大齿轮大7.设计计算 对比计算结果,由齿轮面接触疲惫强度计算魔术大于由齿根弯曲疲惫强度计算模数,因为齿轮模数m大小关键取决于弯曲强度所决定承载能力,而齿面接触疲惫强度所决定承载能力,仅和齿轮直径(即模数和齿数乘积)相关,可取由弯曲强度算得模数2.22并就进圆整为标准值=2.5mm 接触强度算得分度圆直径=70.626mm,算出小齿轮齿数大齿轮 取这么设计出齿轮传动,即满足了齿面接触疲惫强度,又满足了齿根弯曲疲惫强度,并做
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