机械设计专业课程设计任务计划书.doc
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1、目 录设计任务书1传动方案确实定及说明4电动机选择4计算传动装置运动和动力参数5传动件设计计算5轴设计计算8滚动轴承选择及计算14键联接选择及校核计算16连轴器选择16减速器附件选择17润滑和密封18设计小结18参考资料目录18机械设计课程设计任务书题目:设计一用于带式运输机传动装置中同轴式二级圆柱齿轮减速器一 总体部署简图 1电动机;2联轴器;3齿轮减速器;4带式运输机;5鼓轮;6联轴器二 工作情况:载荷平稳、单向旋转三 原始数据鼓轮扭矩T(Nm):850鼓轮直径D(mm):350运输带速度V(m/s):0.7带速许可偏差():5使用年限(年):5工作制度(班/日):2四 设计内容1. 电动
2、机选择和运动参数计算;2. 斜齿轮传动设计计算3. 轴设计4. 滚动轴承选择5. 键和连轴器选择和校核;6. 装配图、零件图绘制7. 设计计算说明书编写五 设计任务1 减速器总装配图一张2 齿轮、轴零件图各一张3 设计说明书一份六 设计进度1、 第一阶段:总体计算和传动件参数计算2、 第二阶段:轴和轴系零件设计3、 第三阶段:轴、轴承、联轴器、键校核及草图绘制4、 第四阶段:装配图、零件图绘制及计算说明书编写传动方案确实定及说明由题目所知传动机构类型为:同轴式二级圆柱齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析论证。本传动机构特点是:减速器横向尺寸较小,两大齿轮浸油深度能够大致相同。结构较复杂,轴向
3、尺寸大,中间轴较长、刚度差,中间轴承润滑较困难。电动机选择1 电动机类型和结构选择因为本传动工作情况是:载荷平稳、单向旋转。所以选择常见封闭式Y(IP44)系列电动机。2 电动机容量选择1) 工作机所需功率Pw Pw3.4kW2) 电动机输出功率PdPw/0.904Pd3.76kW3 电动机转速选择nd(i1i2in)nw初选为同时转速为1000r/min电动机4电动机型号确实定由表201查出电动机型号为Y132M1-6,其额定功率为4kW,满载转速960r/min。基础符合题目所需要求。 计算传动装置运动和动力参数传动装置总传动比及其分配1 计算总传动比由电动机满载转速nm和工作机主动轴转速
4、nw可确定传动装置应有总传动比为:inm/nwnw38.4i25.142 合理分配各级传动比因为减速箱是同轴式部署,所以i1i2。因为i25.14,取i25,i1=i2=5速度偏差为0.5%5%,所以可行。各轴转速、输入功率、输入转矩项 目电动机轴高速轴I中间轴II低速轴III鼓 轮转速(r/min)96096019238.438.4功率(kW)43.963.843.723.57转矩(Nm)39.839.4191925.2888.4传动比11551效率10.990.970.970.97传动件设计计算1 选精度等级、材料及齿数1) 材料及热处理;选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HB
5、S,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。2) 精度等级选择7级精度;3) 试选小齿轮齿数z120,大齿轮齿数z2100;4) 选择螺旋角。初选螺旋角142 按齿面接触强度设计因为低速级载荷大于高速级载荷,所以经过低速级数据进行计算按式(1021)试算,即 dt1) 确定公式内各计算数值(1) 试选Kt1.6(2) 由图1030选择区域系数ZH2.433(3) 由表107选择尺宽系数d1(4) 由图1026查得10.75,20.87,则121.62(5) 由表106查得材料弹性影响系数ZE189.8Mpa(6) 由图1021d按齿面硬度查得小齿轮接触疲惫强
6、度极限Hlim1600MPa;大齿轮解除疲惫强度极限Hlim2550MPa;(7) 由式1013计算应力循环次数N160n1jLh601921(283005)3.3210e8 N2N1/56.64107(8) 由图1019查得接触疲惫寿命系数KHN10.95;KHN20.98(9) 计算接触疲惫许用应力 取失效概率为1,安全系数S1,由式(1012)得 H10.95600MPa570MPa H20.98550MPa539MPa HH1H2/2554.5MPa2) 计算(1) 试算小齿轮分度圆直径d1td1t=67.85(2) 计算圆周速度v=0.68m/s(3) 计算齿宽b及模数mntb=dd
7、1t=167.85mm=67.85mmmnt=3.39h=2.25mnt=2.253.39mm=7.63mmb/h=67.85/7.63=8.89(4) 计算纵向重合度=0.3181tan14=1.59(5) 计算载荷系数K 已知载荷平稳,所以取KA=1依据v=0.68m/s,7级精度,由图108查得动载系数KV=1.11;由表104查KH计算公式和直齿轮相同,故 KH=1.12+0.18(1+0.61)11+0.231067.85=1.42由表1013查得KF=1.36由表103查得KH=KH=1.4。故载荷系数 K=KAKVKHKH=11.031.41.42=2.05(6) 按实际载荷系数
8、校正所得分度圆直径,由式(1010a)得 d1=mm=73.6mm(7) 计算模数mn mn =mm=3.743 按齿根弯曲强度设计由式(1017) mn1) 确定计算参数(1) 计算载荷系数K=KAKVKFKF=11.031.41.36=1.96(2) 依据纵向重合度=0.318dz1tan=1.59,从图1028查得螺旋角影响系数 Y0。88(3) 计算当量齿数z1=z1/cos=20/cos14=21.89 z2=z2/cos=100/cos14=109.47(4) 查取齿型系数由表105查得YFa1=2.724;Yfa2=2.172(5) 查取应力校正系数由表105查得Ysa1=1.5
9、69;Ysa2=1.798(6) 计算FF1=500MpaF2=380MPaKFN1=0.95KFN2=0.98F1=339.29MpaF2=266MPa(7) 计算大、小齿轮并加以比较=0.0126=0.01468 大齿轮数值大。2) 设计计算mn=2.4mn=2.54 几何尺寸计算1) 计算中心距z1=32.9,取z1=33z2=165a=255.07mma圆整后取255mm2) 按圆整后中心距修正螺旋角=arcos=135550”3) 计算大、小齿轮分度圆直径d1=85.00mmd2=425mm4) 计算齿轮宽度 b=dd1b=85mmB1=90mm,B2=85mm5) 结构设计以大齿轮
10、为例。因齿轮齿顶圆直径大于160mm,而又小于500mm,故以选择腹板式为宜。其它相关尺寸参看大齿轮零件图。轴设计计算确定输入轴齿轮为右旋II轴:1 初步确定轴最小直径d=34.2mm2 求作用在齿轮上受力Ft1=899NFr1=Ft=337NFa1=Fttan=223N;Ft2=4494NFr2=1685NFa2=1115N3 轴结构设计1) 确定轴上零件装配方案 i. I-II段轴用于安装轴承30307,故取直径为35mm。ii. II-III段轴肩用于固定轴承,查手册得到直径为44mm。iii. III-IV段为小齿轮,外径90mm。iv. IV-V段分隔两齿轮,直径为55mm。v. V
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