一级齿轮减速器课程设计.doc
《一级齿轮减速器课程设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《一级齿轮减速器课程设计.doc(24页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、机械设计课程设计题 目: 一级圆柱齿轮减速器的设计 专业年级: 机械电子工程10-1 学生姓名: 学 号: 指导教师: 机械工程系完成时间: 2012年 7 月 7 日机械设计课程设计任务书学生姓名: 学号: 专业:机械电子工程任务起止时间:2012年 6月 17日至 2012年7 月7日设计题目:设计带式输送机中的传动装置机械原理课程设计工作内容:一传动方案如下图1所示:1电动机;2V带传动; 3单级圆柱齿轮减速器4联轴器;5带式输送机;6鼓轮;7滚动轴承图1 带式输送机减速装置方案图二、工作条件单向连续平稳转动,常温下两班制工作,空载启动,装置寿命为7年。三、原始数据鼓轮直径d/mm280
2、传送带运行速度V/m/s1.4运输带上牵引力F/N2500四、设计任务:1.减速器装配图一张(A1图纸)2.低速轴零件图一张(A3图纸)3.齿轮零件图一张(A3图纸)2.设计说明书一份在三周内完成并通过答辩。资料:机械原理工程力学机械制图指导教师签字: 年 月 日目 录一、 传动方案拟定3二、电动机选择3三、计算总传动比及分配各级的传动比5四、运动参数及动力参数计算5五、V带的设计计算5六齿轮传动的设计计算7七、轴的设计计算10八、滚动轴承的选择及校核计算15九、键联接的选择16十、箱体设计16十一减速器附件的选择18十二、润滑与密封19十三联轴器的设计20心得体会20参考文献22带式输送机传
3、动装置的设计摘 要:齿轮传动是应用极为广泛和特别重要的一种机械传动形式,它可以用来在空间的任意轴之间传递运动和动力,目前齿轮传动装置正逐步向小型化,高速化,低噪声,高可靠性和硬齿面技术方向发展,齿轮传动具有传动平稳可靠,传动效率高(一般可以达到94%以上,精度较高的圆柱齿轮副可以达到99%),传递功率范围广(可以从仪表中齿轮微小功率的传动到大型动力机械几万千瓦功率的传动)速度范围广(齿轮的圆周速度可以从0.1m/s到200m/s或更高,转速可以从1r/min到20000r/min或更高),结构紧凑,维护方便等优点。因此,它在各种机械设备和仪器仪表中被广泛使用。本文设计的就是一种典型的一级圆柱直
4、齿轮减速器的传动装置。其中小齿轮材料为45钢(调质),硬度约为260HBW,大齿轮材料为45钢(正火处理),硬度约为215HBW,齿轮精度等级为8级。轴、轴承、键均选用钢质材料。关键词:减速器、齿轮、轴、轴承、键、联轴器计算过程及计算说明一、 传动方案拟定1.1工作条件:运输机工作平稳,单向运转,双班工作,使用期限7年。1.2原始数据:运输带牵引力F= 2500N;传送带速度V=1.4m/s ;鼓轮直径D=280mm 。二、电动机选择2.1 电动机类型的选择: Y系列三相异步电动机2.2 电动机功率选择:(1)传动装置的总功率:总=带3轴承齿轮联轴器=0.950.9930.970.99=0.8
5、9(2)电机所需的工作功率:Pd=FV/(1000总)=25001.4/(10000.89)=3.93KW2.3 确定电动机转速:计算滚筒工作转速:n筒=601000V/D=6010001.4/(280)=95.49r/min按手册推荐的传动比合理范围,取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围Ic=37。取V带传动比Iv=24,则总传动比理时范围为I总=624。故电动机转速的可选范围为nd=I总n筒nd=(624)95.54=572.942291.76r/min符合这一范围的推荐同步转速有750 r/min 、1460 r/min、1500 r/min。表2.1查出有一种适用的电动机型号、如下表电动
6、机型号额定功率满载转速满载电压满载电流功率因数质量/kWr/minVAKgY112M-4414403808.32.20.82432.4 确定电动机型号:根据以上表选用的电动机类型,综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比,电动机确定为Y112M-4。其主要性能:额定功率:4KW,满载转速1440r/min,三、计算总传动比及分配各级的传动比3.1总传动比:i总=n电动/n筒=1440/95.49=15.083.2分配各级伟动比:(1) 取齿轮i带=3(V带传动比I1=24合理)(2) i总=i齿轮i带i齿轮=i总/i带=15.08/35四、运动参数及动力参数计算4.1计
7、算各轴转速(r/min)n电机=1440r/minnI= n电机/i带=1440/3=480(r/min)nII=nI/i齿轮=480/5=96 (r/min)4.2计算各轴的功率(KW)PI=Pd带轴承=4.00.950.99=3.76KWPII= PI轴承齿轮=3.760.990.97=3.61KW4.3计算各轴扭矩(Nmm)TI= 9550PI/ nI=95503.76/480=74.81NmTII= 9550PII/ nII=95503.61/95.49=361.04Nm五、V带的设计计算5.1.确定计算功率PC由表8-7查得工作情况系数kA=1.2,故Pca=KAPd=1.24=4.
8、8KW5.2.选择V带的带型根据Pca、n电机由课本图8-10选用A型5.3. 确定带轮的基准直径dd并验算带速v。1)初选小带轮的基准直径dd。由表8-6和表8-8,取小带轮的基准直径dd1=100mm。2)验算带速v。按式(8-13)验算带的速度: 在5-25m/s范围内,带速合适。3)计算大齿轮的基准直径。根据课本式(8-15a),计算大带轮的基准直径dd2dd2=i带dd1(1-)=390(1-0.02)=294mm根据表8-8,圆整为dd2315mm。5.4.确定带中心矩和基准长度1)根据课本式(8-20),初定中心距a0=500mm2)由课本式(8-22)计算带所需的基准长度Ld0
9、2a0+(dd1+dd2) /2+(dd2-dd1) 2/(4a0)=2500+3.14(140+315)/2+(315-1002/(4500)1674.99由表8-2选带的基准长度Ld=1800mm3)按课本式(8-23)计算实际中心距a。aa0+(Ld-Ld0)/2=563mm中心距变化范围为291830mm。5.5.验算小带轮上的包角11=1800-(dd2-dd1)57.30/a=1800-(315-100)57.30/5631580900(适用)5.6.确定带的根数z1)计算单根V带的额定功率pr。由dd1=100mm和n电机=1400r/min根据课本表8-4a得P0=1.3KW根
10、据n电机=1440r/min,i带=3和A型带,查课本表(8-4b)得P0=0.17KW。查课本表8-5得Ka=0.94,表8-2得KL=0.95,于是KW2)计算V带的根数z。 圆整为4根5.7.计算单根V带的初压力的最小值(F0)min由课本表8-3得A型带的单位长度质量q=0.1kg/m,所以:应使带的实际初拉力F0(F0)min。5.8.计算压轴力Fp压轴力的最小值为综上可知带传动的设计参数如下:选用B型V带传动比i带=3带数Z=4V带额定功率Pr=4.8KW带速:v=7.54m/s基准直径:dd1=100mm,dd2=315mm六齿轮传动的设计计算6.1选定齿轮精度等级、材料及齿数1
11、)机器为一般工作机器,速度不高,故选用7级精度(GB 10095-88)。2)材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40钢(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(正调制处理)硬度为240HBS。二者材料硬度差为40 HBS。3)选小齿轮齿数。6.2按齿面接触疲劳强度设计由设计计算公式(10-9a)进行计算,即(1)确定公式内的各计算数值1)试选载荷系数Kt=1.32)计算小齿轮传递的转矩T1=95.5105PI/nI=95.510540.950.99/480=74848.125Nmm3)由表10-7选取齿宽系数=14)由课本表表10-6查得材料的弹性影响系数5)由课本图 10-21d
12、按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限Hlim 1=600MPa;大齿轮的接触疲劳强度极限Hlim 2=550MPa;解除疲劳寿命系数Z:按一年工作日,每天计算,6)由课本式10-13算应力循环次数NN1=60nIj=604801(2167300)=2.32109N2=NL1/i齿=2.32109/3=4.64108 7)由图课本10-19取接触疲劳寿命系数 ZN1=0.9 ZN2=0.958)计算解除疲劳许用应力。取失效概率为1%,安全系数S=1.0H1= ZN1Hlim1/S=0.9600/1.0Mpa=540MpaH2= ZN2Hlim2/S=0.95550/1.0Mpa=522.5Mp
13、a 6.3计算1)试算小齿轮分度圆直径dd1,代入H较小的值=2.321.2101625.4(3+1)6712/(35152) 1/3=57.73mm 2)计算圆周速度v。v=dd1 nI/(601000)=3.1457.33480/(601000)=1.45m/s因为m/s,故取级精度合适。3)计算齿宽b。b=dd1t=1.057.73mm=57.73mm 4)计算齿宽与齿高之比模数:齿高: b/h=57.73/5.4=10.695)计算载荷系数。根据v=1.45m/s,7级精度,由图10-8查得动载系数Kv=1.12直齿轮,;由表10-2查得使用系数;由表10-4用插值法查得7级精度、小齿
14、轮相对支承非对称布置时,。 由b/h=10.69,查图10-13得;故载荷系数 6)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,由式(10-10a)得 d1=d1t(K/Kt)1/3=57.73(1.59/1.3) 1/3=61.74mm,取62mm。7) 计算模数m。 =d1/z1=61.74/24=2.576.4几何尺寸计算1)计算分度圆直径d1=mz1=242.57=62 d2=mz2=1202.57=3102)计算中心距 3)计算齿轮宽度 取 (4)按齿根弯曲强度设计 由课本公式的弯曲强度的设计公式1)由课本查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限;大齿轮的弯曲疲劳强度极限。2)计算弯曲疲劳许用应力。
15、 3)取齿形系数由课本查得 图6-40 弯曲疲劳极限应力 bblim:bblim1=490mpabblim2=410mpa弯曲疲劳寿命系数SFmin2=1弯曲许用应力bb1= (bblim1SFmin)YN1=490同理可得bb2=410校核计算bb1=2KT1YFS1=84mpabb1同理可计算bb2=72.7mpabb2故弯曲疲劳强度足够下图为大齿轮的结构图:综上可知,齿轮的设计参数如下:小齿轮分度圆直径:d1=62mm大齿轮分度圆:d2=310mm中心距a=186mm小齿轮齿宽:B1=67mm大齿轮齿宽:B2=62mm模数m=2.5七、轴的设计计算7.1轴的设计计算1、 两轴上的功率P、
16、转数n和转矩由前面的计算已知:PII=3.61kwnII=96r/minPI=3.76 kwnI=480 r/min2、求作用在齿轮上的力因已知低速大齿轮的分度圆直径为d2=310mmFtII=2TII/d2=2359119.76/310=2317NFrII= FtIItan20=843.28N因已知高速小齿轮的分度圆直径为d1=62mmFtI=2TI/d1=274848.125/62=24144.56NFrI=FtItan20=8987.90N3、初步确定轴的最小直径 先按课本式(15-2)初步估算轴的最小直径。选取的材料为45钢,调质处理。取C=112,于是得dminII= C(PII/
17、nII)1/3=112(3.61/96)1/3=37.52mmdminI= C(PI/ nI)1/3=112(3.76/480)1/3=22.24mm4、低速轴联轴器的选择可选取弹性柱销联轴器,查机械设计手册,选用HL3型弹性柱销联轴器,联轴器的孔径d1=40mm,半联轴器长度L=112mm,半联轴器与轴配合的毂孔长度L1=84mm。5.轴的结构设计A、低速轴的设计1)选择轴的材料,确定许用应力选轴的材料为45号钢调质处理。查教材表15-1得,2)轴上零件的同向定位齿轮在箱体中央,轴承对称分布在齿轮两边3)确定各段轴的直径根据轴各段的直径确定原则,轴段1处为轴的最小直径将估算轴作为外伸端直径与
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 一级 齿轮 减速器 课程设计
链接地址:https://www.31doc.com/p-3313344.html