二级斜齿轮减速器课程设计--用于带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器.doc
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1、沈阳工程学院课 程 设 计设计题目:用于带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器目录课程设计评审表-机械设计课程设计任务书-一前言1二电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算2三传动零件的设计计算6四箱体的设计及说明12五轴的设计计算及校核13六滚动轴承的选择及计算25七滚动轴承的选择及校核27八联轴器的选择31九润滑与密封的选择31十减速器附件设计33十一设计小结34参考资料35 机械设计基础 课程设计成绩评定专业班级:核工程本092 姓名: 蓝凯宇 学号: 04 总成绩: 评 定 标 准 及 成 绩 等 级成绩评定项目ABCDE设计态度刻苦认真认真较认真一般不认真设计纪律严格遵守遵守基本遵守
2、少量违反严重违反出勤无缺勤、无迟到、无早退无缺勤,偶尔迟到或早退1次缺勤1次,或偶尔迟到、早退缺勤3次及以下,或迟到、早退较多缺勤达到或超过1/3或迟到、早退很多独立工作能力强较强能独立完成基本独立完成不能独立完成设计进度及上交成品时间提早或按时按时滞后0.5天滞后1天滞后1.5天及以上设计计算设计思路清晰,结构方案良好,设计参数选择正确,条理清楚,内容完整,结果正确。设计思路清晰,结构方案合理,设计参数选择正确,条理清楚,内容较完整,极少量错误。设计思路较清晰,结构方案基本合理,设计参数选择基本正确,内容基本完整,有少量错误。设计思路基本清晰,结构方案基本合理,主要设计参数选择正确,内容基本
3、完整,有些错误。设计思路不清晰,结构方案不合理,关键设计参数选择有错误,内容不完整,有明显错误。说明书内容规范、端正、整洁、有条理规范、端正、较少涂改较工整少量涂改潦草较多涂改很潦草大量涂改回答问题基本正确个别错误个别错误多处错误较大错误图面质量好较好一般较差差综合评定成绩:优秀A7C0良好A5C1中等A3D0及格D5不及格E1指导教师:课 程 设 计 任 务 书一、设计题目: 用于带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器带式输送机的传动装置简图1、普通V带传动; 2、电动机; 3、减速器; 4、联轴器; 5、运输皮带; 6、传动滚筒二、原始数据: 组 别运输带牵引力F (N)运输带速度V (m/
4、s)传动滚筒直径D ()核本092一组1850125250三、工作条件:连续单向运转,工作时载荷平稳,空载启动,输送带允许速度误差5,单班制工作,使用期限10年(每年工作日300天),小批量生产。四、应完成的工作:1.减速器装配图一张;(A0图,主俯左三视图)2.零件图两张;(A2图,大齿轮、低速轴或齿轮轴,)3.设计说明书一份。五、设计时间: 2011年 12 月 12 日 至 2011年 12 月 30 日六、要求1.图纸图面清洁,标注准确,符合国家标准;2.计算正确,论述清楚、文字精炼、插图简明、书写整洁,要装订成册。七、设计说明书主要内容1.封皮2.课程设计成绩评定表3.课程设计任务书
5、4.目录(标题及页次);5.题目分析,传动方案设计;6.电动机选择及传动装置的运动和动力参数计算;7.传动零件的设计计算(确定带传动及齿轮传动的主要参数);8.箱体设计及说明;9.轴的设计计算及校核;10.键联接的选择和计算;11.滚动轴承的选择和计算;12.联轴器的选择;13.润滑和密封的选择;14.减速器件设计;15.参考资料(资料的编号 及书名、作者、出版单位、出版年月);16设计心得体会。机械工程系实践教学教研室2011.12.842一、前言1.1题目分析题目:设计用于带式运输机的展开式二级圆柱斜齿轮减速器要求:拟定传动关系:有电动机、V带、减速器、联轴器、工作机构成工作条件:连续单向
6、运转,工作时有轻微振动,使用期限10年,小批量生产,单班制工作,运输带速度允许误差5。已知条件:运输带的拉力 F=1850N 运输带工作速度 V1.25ms卷筒直径 D250mm1.1.1本传动机构的特点该减速器结构简单、效率高、容易制造、使用寿命长、维护方便。但齿轮相对轴承的位置不对称,因此轴应具有较大刚度。高速级齿轮布置在远离转矩输入端,这样,轴在转矩的作用下产生的扭转变形将能减缓轴在弯矩作用下产生弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均匀的现象。斜齿轮的特点:是传动的平稳性较直齿轮传动好,且结构紧凑,承载能力高,常用于速度高、载荷大或要求传动紧凑的场合。1.1.2本传动机构的作用齿轮减速器介于
7、机械中原动机与工作机之间,主要将原动机的运动和动力传给工作机,在此起减速作用,并降低转速和相应的增大转矩。1.2传动方案拟定:此方案选用了V带传动和闭式齿轮传动V带传动布置高于高速级,能发挥它的传动平稳、缓冲吸振和过载保护的优点带传动的特点:是主、从动轮的轴间距范围大。工作平稳,噪声小。能缓和冲击,吸收报动。摩擦型带传动有过载保护作用。结构简单、成本低、安装方便但外形轮廓较大。摩擦型带有滑动,不能用于分度系统。轴压力大,带的寿命较短。不同的带型和材料适用的功率、带速、传动比及寿命范围各不相同。设计内容及计算过程结果二、电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算2.1选择电动机的容量: 2.1.
8、1电动机的类型:按工作要求选用Y系列(IP23)防护式笼型三相异步电动机,电压为380V。2.1.2选择电动机容量: 选择电动机所需功率 选择电动机时应保证电动机的额定功率略大于工作机所需的电动机的功率即可,即工作机所需功率为=传动装置总效率: V带传动效率:0.96每对滚动轴承的传动效率:0.99闭式齿轮的传动效率:0.97联轴器的传动效率:0.99传动卷筒的传动效率:0.96带入得电动机类型Y系列电压380V设计内容及计算过程结果=因工作时有轻微震动,电动机额定功率Ped略大于Pd即可。由表17-1,Y系列电动机技术数据,选电动机的额定功率Ped为3kW。2.1.3确定电动机转速: 滚筒工
9、作转速: = r/min 通常取V带传动比常用范围,二级圆柱齿轮减速器=840,则总传动比的范围为i=16160。所以电动机转速的可选范围是: =ir/min 根据电动机所需功率和转速手册有一种适用的电动机型号,传动比方案如下:方案 电动机型号额定功率Ped/kw电动机转速(r/min)同步转速满载转速1Y100L-23300028802.2确定传动装置的总传动比和分配传动比: 总传动比: 分配传动比:取则减速器的传动比i为: 取二级圆柱斜齿轮减速器高速级的传动比 则低速极的传动比电动机额定功率Ped=3kW电动机转速3000 r/min总传动比设计内容及计算过程结果2.3计算传动装置的运动和
10、动力参数:将传动装置各轴由高速轴到低速轴依次编号,定为0轴(电动机轴)、 1轴(高速轴)、2轴(中间轴)、3轴(低速轴)、4轴(滚筒轴);相邻两轴间的传动比表示为、;、-依次是电动机与1轴,轴1与轴2,轴2与轴3,轴3与轴4之间的传动效率;各轴的转速为、;各轴输入转矩为、则各轴的运动和动力参数为:0轴(电机轴)kW1轴(高速轴)kW 2轴(中间轴)kW3轴(低速轴)kW设计内容及计算过程结果4轴(滚筒轴)运动和动力参数如下表:轴名功率P/kW转矩T/()转速n/(r/min)传动比i效率输入输出输入输出电动机轴2.809.328802.14.3213.3241.000.960.960.960.
11、981轴2.692.6618718.551371.4192轴2.582.5577.876.97317.43轴2.482.46248.12456695.484轴2.432.41243.2240.895.48三传动零件的设计计算3.1设计V带和带轮:3.1.1设计计算普通V带传动(1)计算功率(P=2.80kW,n=2880r/min) 。(2)选V带型号 选用普通V带根据,由课本219页图13-15,选择Z型普通V带。V带功率V带型号Z型普通V带设计内容及计算过程结果(3)求大、小带轮基准直径取由课本219页查表13-9得,应不小于50mm,现取由式13-9得由表13-9取(虽然使n2略有减小,
12、但其误差小于5%,故允许)(4)验算带速: 带速在525m/s范围内,合适(5)取V带基准长度和中心距a: 由于0.7()2()即取,由式13-2得带长 =899mm 查课本212页表13-2取,由式13-16计算实际中心距:(6)验算小带轮包角: 主动轮上的包角合适。(7)计算V带根数Z:由式13-15得Z= 由=2880/ min, =63mm,由式13-9得传动比大带轮直径小带轮直径 V带长度中心距a=301mm设计内容及计算过程结果查表13-3得 查表13-5得 由查表13-7得: 查表13-2得则取Z=6根。(8)求作用在带轮上的压力FQ查表13-1,得q=0.06kg/m。得单根V
13、带的初拉力F0=qv2=0.069.52=42N作用在轴上的压力FQ=2ZF0sin=2642sin=501N3.2齿轮的结构设计及计算:3.2.1高速级齿轮设计:3.2.1.1选定齿轮类型,精度等级,材料及齿数:1) 按题目传动方案选用斜齿圆柱齿轮传动2) 运输机为一般工作机器,速度不变,所以选用8级精度3) 材料选择由表10-1选择小齿轮用45号钢表面淬火,齿面硬度为48HRC ;大齿轮用45号钢表面淬火,齿面硬度为48HRC ;由表11-5取;.0;V带根数Z=6设计内容及计算过程结果4) 按齿轮弯曲强度设计计算由表11-3取载荷系数 由表11-6取齿宽系数小齿轮上的转矩选取螺旋角,初选
14、螺旋角=16;由表11-4取;选小齿轮齿数为,则,则实际传动比齿形系数; ;查图11-8得;由图11-9得;因故对小齿轮进行弯曲强度计算法向模数 由表4-1取=2.5mm中心距取a=140mm确定螺旋角 齿轮分度圆直径 小齿轮齿数大齿轮齿数采用标准系列=2.5mm中心距a=140mm螺旋角=18.84分度圆直径设计内容及计算过程结果齿宽 取 , 5) 验算齿面接触强度将各参数代入(11-8)得 =357.3MPa=1130MPa 安全6) 齿轮的圆周速度 V=m/s=3.8m/s对照表11-2,选8级制造精度是合宜的。3.2.2低速级齿轮设计:3.2.2.1选定齿轮类型,精度等级,材料及齿数:
15、1) 按题目传动方案选用斜齿圆柱齿轮传动2) 运输机为一般工作机器,速度不变,所以选用8级精度3) 材料选择由表11-1选择小齿轮用45号钢表面淬火,齿面硬度为48HRC ;大齿轮用45号钢表面淬火,齿面硬度为48HRC ;由表11-5取;.1; 齿宽设计内容及计算过程结果4) 按齿轮弯曲强度设计计算由表11-3取载荷系数 由表11-6取齿宽系数小齿轮上的转矩选取螺旋角,初选螺旋角=15;由表11-4取;选小齿轮齿数为,则,则实际传动比齿形系数; ;查图11-8得;由图11-9得;因故对小齿轮进行弯曲强度计算法向模数 由表4-1取=2.5mm中心距取a=160mm确定螺旋角 齿轮分度圆直径 齿
16、宽 小齿轮齿数大齿轮齿数采用标准系列=2.5mm中心距a=160mm螺旋角=19.04分度圆直径设计内容及计算过程结果取 , 5) 验算齿面接触强度将各参数代入(11-8)得 =462。3MPa=1032MPa 安全6) 齿轮的圆周速度 V=m/s=1.23m/s对照表11-2,选8级制造精度是合宜的。四、箱体的设计及说明:名称符号计算公式结果箱座厚度箱盖厚度箱盖凸缘厚度箱座凸缘厚度箱座底凸缘厚度地脚螺栓直径地脚螺钉数目轴承旁联接螺栓直径箱盖与箱座联接螺栓直径轴承端盖螺钉直径窥视孔盖螺钉直径齿宽设计内容及计算过程结果定位销直径连接螺栓的间距,至外箱壁的距离查手册表4-1,至凸缘边缘距离查手册表
17、4-126外箱壁至轴承座端面距离42大齿轮顶圆与内箱壁距离32齿轮端面与内箱壁距离22箱盖,箱座肋厚6.8,6.8轴承端盖外径轴承旁联结螺栓距离100(1轴)100(2轴)140(3轴)五、轴的设计计算及校核:5.1高速轴:5.1.1初步确定轴的最小直径:选取轴的材料为45钢,调质处理。根据表14-2,取=35MPa,,于是高速轴最小直径d=18mm设计内容及计算过程结果取d=18mm5.1.2求作用在齿轮上的受力:圆周力 径向力 轴向力 5.1.3轴的结构设计:5.1.3.1拟定轴上零件的装配方案1. 输出轴的最小直径显然是安装V带的直径(如上图),根据轴最小直径的计算,和查阅书籍,故1段b
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