毕业论文一级直齿圆柱齿轮减速器机械基础课程设计.doc
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1、机械基础课程设计 一级直齿圆柱齿轮减速器一级直齿圆柱齿轮减速器机械基础课程设计设计任务书1、题目设计用于带式输送机的机械传动装置一级直齿圆柱齿轮减速器。2、参考方案(1)V带传动和一级闭式齿轮传动(2)一级闭式齿轮传动和链传动(3)两级齿轮传动3、原始数据4、其他原始条件输送带工作拉力F/N输送带工作速度v/ms-1卷筒直径D/mm32001.7400(1)工作情况:两班制,输送机连续单向运转,载荷较平稳。(2)使用期限:5年。(3)动力来源:三相交流(220V/380V)电源。(4)允许误差:允许输送带速度误差。5、设计任务(1)设计图。一级直齿(或斜齿)圆柱齿轮减速器装配图一张,要求有主、
2、俯、侧三个视图,图幅A1,比例1:1(当齿轮副的啮合中心距时)或1:1.5(当齿轮副的啮合中心距时)。(2)设计计算说明书一份(16开论文纸,约20页,8000字)。目录一 传动装置的总体设计.3二 传动零件的设计.7三 齿轮传动的设计计算.9四 轴的计算. 11五、箱体尺寸及附件的设计.24六 装配图 .28设计内容:一、 传动装置的总体设计1、 确定传动方案本次设计选用的带式输送机的机械传动装置方案为V带传动和一级闭式齿轮传动,其传动装置见下图。2,选择电动机(1) 选择电动机的类型按工作要求及工作条件选用三相异步电动机,封闭自扇冷式结构,电压380V,Y系列。(2) 选择电动机的额定功率
3、 带式输送机的性能参数选用表1的第 6组数据,即:输送带工作拉力F/N输送带工作速度v/ms-1卷筒直径D/mm32001.7400表一工作机所需功率为: 从电动机到工作机的传动总效率为:其中、分别为V带传动、齿轮传动、滚动轴承、弹性套柱销联轴器和滚筒的效率,查取机械基础P459的附录3 选取=0.95 、=0.97(8级精度)、=0.99(球轴承)、=0.995、=0.96故 电动机所需功率为 又因为电动机的额定功(3) 确定电动机的转速 传动滚筒轴工作转速: 查机械基础P459附录3, V带常用传动比为i1=24,圆柱齿轮传动一级减速器常用传动比范围为i2=35(8级精度)。根据传动装置的
4、总传动比i与各级传动比i1、i2、in之间的关系是i=i1i2in,可知总传动比合理范围为i=620。又 因为 ,故 电动机的转速可选择范围相应为符合这一范围的同步转速有750r/min、1000r/min和1500r/min三种。(4) 确定电动机的型号选上述不同转速的电动机进行比较,查机械基础P499附录50及相关资料得电动机数据和计算出总的传动比,列于下表:方案电机型号额定功率kW电机转速r/min电机质量kg总传动比同步转速满载转速1Y16026.3750720388.872Y160M1-26.310009606311.823Y132M1-26.3150014407917.72表二为降
5、低电动机重量,结合现在单价。选取同步转速为960r/min的Y系列电动机,型号为Y160M1-2。2、 传动装置的总传动比的计算和分配(1) 总传动比 (2) 分配各级传动比各级传动比与总传动比的关系为i=i1i2。根据V带的传动比范围i1=2 4 ,初选i12.96,则单级圆柱齿轮减速器的传动比为4,符合圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围i2=35(8级精度),且符合了在设计带传动和一级圆柱齿轮减速器组成的传动装置中,应使带传动比小于齿轮传动比,即i带 ddmin.( 查表6-2选=375mm 误差验算传动比: 误差 符合要求 带速 满足5m/sv2530m/s的要求,故验算带速合适。(4)确
6、定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角由式可得0.7(130+375)2(130+375)即353.5mm1010mm,选取=700mm 所以有: 表6-3查得Ld2240mm由:实际中心距 :a=726mm验算小带轮包角: 所以小带轮包角(5) 确定带的根数z由:根据: 查表6-5用线性插值法得=1.64kw,由表6-6查得功率增量为=0.30kw,由表6-3查得带长度修正系数 由表6-7查得包角系数=1 由表6-7查得包角系数=0.95所以:=4.88圆整得:z=5(6)求单根v带的初拉力及带轮带上大的压力由表6-1得B型普通v带每米质量q=0.17三 齿轮传动的设计计算(1) 选择齿轮的
7、材料精度等级,热处理方法,齿面硬度及表面粗糙度机器为一般工作机器,速度不高。小齿轮选用45钢,硬度为220-250HBS 大齿轮选用45钢正火 硬度为170-210HBS 因为普通减速器,由表7-7选择8级精度,要齿面粗度3.2-6.3(2) 按齿面接触度疲劳度计算 转矩 查表7-10取k=1.1 查表 7-11取 ZE=189.8mpa 取小齿轮的齿数Z=25 则大齿轮齿数z=100 因单级齿轮传动为对称布置。而齿轮故表7-14选取 由图7-25查得6Hlim1=580MPa 6Hlin2=380mpa 由图7-24查得SH=1由式得 (3)初步计算小齿轮的分度直径由表7-2得m=3 (3)
8、 齿轮根弯曲疲劳强度 由式7-21求出6F 如6F则合格 由表7-12得 由表7-13得 由表7-26查得 由表7-9得SF=1.3 由表7-23查得 由式7-26得 故 可知: 验算齿轮的圆周速度: 由7-7表知选8级精度是合适的四,轴的设计(1) 高速轴的设计 选择轴的材料和热处理采用45钢,并经调质处理,查机械基础P369表161,得其许用弯曲应力,。 初步计算轴的直径 由前计算可知:P1=2.09KW,n1=466.798r/min 其中,A取112。 考虑到有一个键槽,将该轴径加大5%,则 查机械基础P458附录1,取d=25mm 轴的结构设计高速轴初步确定采用齿轮轴,即将齿轮与轴制
9、为一体。根据轴上零件的安装和固定要求,初步确定轴的结构。设有7个轴段。1段:该段是小齿轮的左轴端与带轮连接,该轴段直径为25mm,查机械基础P475附录23,取该轴伸L160mm。 2段: 参考机械基础P373,取轴肩高度h为1.5mm,则d2=d1+2h=28mm。 此轴段一部分用于装轴承盖,一部分伸出箱体外。3段:此段装轴承,取轴肩高度h为1mm,则d3=d2+2h=30mm。选用深沟球轴承。查机械基础P476附录24,此处选用的轴承代号为6306,其内径为30mm,宽度为19 mm。为了起固定作用,此段的宽度比轴承宽度小12mm。取此段长L3=17mm。4段与6段:为了使齿轮与轴承不发生
10、相互冲撞以及加工方便,齿轮与轴承之间要有一定距离,取轴肩高度为2mm,则d4=d6=d3+2h=33mm,长度取5mm,则L4= L65mm。5段:此段为齿轮轴段。由小齿轮分度圆直径d=60mm可知,d6=60mm。因为小齿轮的宽度为70mm,则L5=70mm。7段:此段装轴承,选用的轴承与右边的轴承一致,即d7=30mm,L717mm。由上可算出,两轴承的跨度Lmm 高速轴的轴段示意图如下: 按弯矩复合强度计算A、圆周力:B、径向力: )绘制轴受力简图)绘制垂直面弯矩图轴承支反力: 由两边对称,知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为如图)绘制水平面弯矩图)绘制合弯矩图)绘制扭转图转矩产生
11、的扭剪力按脉动循环变化,取=0.6,)绘制当量弯矩图 截面C处的当量弯矩:)校核危险截面C的强度 轴上合成弯矩最大的截面在位于齿轮轮缘的C处,W0.1d43所以 轴强度足够。(2)低速轴的设计 选择轴的材料和热处理采用45钢,并经调质处理,查机械基础P369表161,得其许用弯曲应力,。 初步计算轴的直径由前计算可知:P2=2.007KW,n2=116.700r/min计算轴径公式:即:其中,A取106。 考虑到有一个键槽,将该轴径加大5%,则 查机械基础P458附录1,取d=30mm 轴的结构设计根据轴上零件得安装和固定要求,并考虑配合高速轴的结构,初步确定低速轴的结构。设有6个轴段。1段:
12、 此段装联轴器。装联轴器处选用最小直径d1=32mm,根据机械基础P482附录32,选用弹性套柱销联轴器,其轴孔直径为32mm,轴孔长度为60mm。根据联轴器的轴孔长度,又由机械基础P475附录23,取轴伸段(即段)长度L158mm。2段:查机械基础P373,取轴肩高度h为1.5mm,则d2=d1+2h=mm此轴段一部分长度用于装轴承盖,一部分伸出箱体外。3段:取轴肩高度h为2.5mm,则d3=d2+2h=35+2mm。此段装轴承与套筒。选用深沟球轴承。查机械基础P476附录24,此处选用的轴承代号为6208,其内径为40mm,宽度为18mm。为了起固定作用,此段的宽度比轴承宽度小12mm。取
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