毕业设计(论文)-直齿圆柱齿轮减速器CAD.doc
《毕业设计(论文)-直齿圆柱齿轮减速器CAD.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《毕业设计(论文)-直齿圆柱齿轮减速器CAD.doc(22页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、摘 要减速器是一种用途十分广泛且比较经典型的机械装置。减速器的设计历来是机械设计中经典的项目之一。而减速器中设计难度最大的部件当数减速器的齿轮轴。齿轮轴是支撑轴上零件、传递运动和动力的关键部件,其设计不同于一般零部件的设计,它包含两个主要内容:强度设计和结构设计。为了保证其足够的工作能力,一般必须对轴进行强度计算,必要时还要做刚度计算、震动稳定性计算等;为了保证安装在轴上的零件能正确地定位和固定以及轴的加工和装配的要求,必须合理地定出轴各部分形状和结构尺寸,也即进行结构设计。实际设计中,强度计算和结构设计互相关联、互相影响,需要不断地交互。不仅如此,轴在减速箱体中的装配位置、轴上零件的结构及装
2、配都会直接影响着轴的结构及强度,从而使齿轮轴的设计复杂化,成为减速器设计的“瓶颈”。本文的研究在于探讨开发实用程序,实现减速器齿轮轴设计的自动化,使轴的强度计算、结构设计、工作图绘制一体化,真正体现计算机辅助设计系统的特点,从而提高产品设计效率和设计质量,也使设计人员从繁重的设计中解放出来。关键词:CAD 机械制图 一级圆柱齿轮减速器 目 录绪论11、设计带式输送机的传动装置12、电动机的选择2 2.1电动机的类型和结构的选择22.2电动机功率的选择22.3电动机转速的选择22.4电动机型号的确定33、传动比的计算与分配33.1总传动比的计算33.2各级传动比的分配34、传动件的设计计算34.
3、1选精度等级、材料及齿轮数34.2按齿轮接触强度设计34.3按齿根弯曲强度设计54.4几何尺寸设计65、输送机中带传动设计76、高速轴用联轴器的设计计算96.1计算转矩96.2第二个联轴器的设计计算97、轴的设计计算10 7.1从动轴设计107.2主动轴的设计138、键联接的选择及校核计算16结论17致谢辞18参考文献18附图19I 绪 论减速器是一种动力传达装置,利用齿轮的速度转换器,将马达的回转数减速到所要的回转数,并的到较大转矩的机构。当前减速器普遍存在着体积大、重量大,或者传动比大而机械效率过低的问题。因此,除了不断改进材料品质、提高工艺水平,还在传动原理和传动结构上深入探讨和创新。一
4、级圆柱齿轮减速器是机械行业常用的一种减速设备,通过对该减速器的设计,充分利用AutoCAD2006强大的绘图功能。将传统设计与计算机技术有机结合,使减速器设计更精确,方便简洁,实用可以熟悉机械设计的基本过程,并进一步提高运用机械原理与零件、CAD、力学知识的能力。实现减速器齿轮轴设计的自动化,使轴的强度计算,结构设计,工作图绘制一体化,真正体现计算机辅助设计系统的特点,从而提高产品设计质量,缩短产品的设计周期。1、带式输送机中传动装置的设计运动简图如图1-1所示: 图1-1 带式输送机传动装置运动简图1.电动机; 2. 轴承; 3. 联轴器; 4齿轮; 5.齿轮轴原始数据:已知条件如下表1-1
5、所示:表1-1 带式输送机原始数据输送带拉力 F/N输送带速度 V/m.s滚筒直径 D/mm17001.4220工作条件:a.两班制工作,使用年限10年;b.运输角度最大15(上运); c.单向提升,载荷平稳;d.输送带速度允许误差为5%;e.露天运行,环境调节较差;f.运送小批量矿石。2、电动机的选择 2.1电动机类型和结构的选择 因为本传动的工作状况是:载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式Y(IP44)系列的电动机。 2.2电动机容量的选择 1) 工作机所需功率Pw Pw3.4kW 2) 电动机的输出功率 PdPw/ 0.904 Pd3.76kW 2.3电动机转速的选择 nd(i1?i
6、2in)nw 初选为同步转速为1000r/min的电动机 2.4电动机型号的确定 电动机型号为Y132M1-6,其额定功率为4kW,满载转速960r/min。基本符合题目所需的要求 3.传动比的计算与分配3.1总传动比的计算由公式i=nm/nw式中nm电动机同转满转速度为1420r/min;nw滚筒轴的工作转速为121.5r/mini=1420121.5=11.693.2各级传动比的计算查表可得ib的范围为ib7,且满足,可取3(带传动比,齿轮传动比i/11.6933.894、传动件设计计算 4.1选精度等级、材料及齿数 4.1.1 材料及热处理 选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280
7、HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。 1) 精度等级选用7级精度; 2) 试选小齿轮齿数z120,大齿轮齿数z2100的; 3) 选取螺旋角。初选螺旋角14 4.2按齿面接触强度设计 因为低速级的载荷大于高速级的载荷,所以通过低速级的数据进行计算 按查资料公式计算,即 dt 04.2.1 确定公式内的各计算数值 (1)试选Kt1.6 (2)选取区域系数ZH2.433 (3)选取尺宽系数d1 (4)查表得10.75,20.87,则121.62 (5)查得材料的弹性影响系数ZE189.8Mpa (6)按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限Hlim16
8、00MPa;大齿轮的解除疲劳强度极限Hlim2550MPa; (7)计算应力循环次数 N160n1jLh601921(283005)3.3210e8 N2N1/56.64107 (8)由图查得接触疲劳寿命系数KHN10.95;KHN20.98 (9)计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1,安全系数S1,得 H10.95600MPa570MPa H20.98550MPa539MPa HH1H2/2554.5MPa 4.2.2 计算 (1)试算小齿轮分度圆直径d1t d1t 67.85 (2)计算圆周速度 v=0.68m/s (3)计算齿宽b及模数mnt b=dd1t=167.85mm=67.85m
9、m mnt= 3.39 h=2.25mnt=2.253.39mm=7.63mm b/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 根据v=0.68m/s,7级精度,查资料得动载系数KV=1.11;由资料中查的KH的计算公式和直齿轮的相同, 故 KH=1.12+0.18(1+0.61 )11 +0.2310 67.85=1.42 查资料得KF=1.36 查资料得KH=KH=1.4。故载荷系数为1.4 K=KAKVKHKH=11.031.41.42=2.05 (6)按实际的载荷系数校正所得的分度
10、圆直径,得 d1 = mm = 73.6mm (7)计算模数mn mn = mm = 3.74 4.3按齿根弯曲强度设计 由上式mn 3.744.3.1 确定计算参数 (1)计算载荷系数 K=KAKVKFKF=11.031.41.36=1.96 (2)根据纵向重合度=0.318dz1tan=1.59,从资料查得螺旋角影响系数 Y0.88 (3)计算当量齿数 z1=z1/cos =20/cos 14 =21.89 z2=z2/cos =100/cos 14 =109.47 (4)查取齿型系数 查资料得YFa1=2.724;Yfa2=2.172 (5)查取应力校正系数 由资料查得Ysa1=1.56
11、9;Ysa2=1.798 (6)计算F F1=500Mpa F2=380MPa KFN1=0.95 KFN2=0.98 F1=339.29Mpa F2=266MPa (7)计算大、小齿轮的 并加以比较 小齿轮 =0.0126 大齿轮 =0.01468 大齿轮的数值大。 4.3.2 设计计算 mn 2.4 mn=2.5 4.4几何尺寸计算 4.4.1 计算中心距 z1 =32.9,取z1=33 z2=165 a =255.07mm a圆整后取255mm 4.4.2 按圆整后的中心距修正螺旋角 =arcos =13 5550” 4.4.3 计算大、小齿轮的分度圆直径 d1 =85.00mm d2
12、=425mm 4.4.4 计算齿轮宽度 b=d1 b=85mm B1=90mm B2=85mm 4.4.5 结构设计 因齿轮齿顶圆直径大于160mm,而又小于500mm,故以选用腹板式为宜。其他有关尺寸参看附图中零件图。 5、轴的设计 带传动的主要失效形式是打滑和带的疲劳破坏。因此,带传动的设计准则是:在保证带传动不打滑的前提下,具有一定的疲劳强度和寿命。计算项目及结果如表5-1所示:表5-1 带传动的项目计算及结果计算项目计算内容计算结果确定设计功率根据工作情况查表得:kA=1.2 P=2.76KW有公式得:PC=1.22.76=3.3kWPC=3.3kW选V带型号根据Pd和n1,选用A型普
13、通V带A型确定带轮直径由表得取小带轮基准直径=95mmdmin=75传动比=3大带轮基准直径=(1-) = 395(1-0.02)=279.30 经过圆整取=280实际传动比=28095=2.95=95mm =280mm=2.95验算带速由式=,=951420/601000=7.06m/s 在525m/s范围内,带速合适带速合适确定带的基准长度和传动中心距由式 0.7(+) 初定中心距:0=500mm得:Ld0=2*500+3.142(95+280)+(280-95)*(280-95)4500=1605.8mm取Ld=1600mm确定中心距:由式aa0+(Ld-Ld0)/2=500+(1600
14、-1605.8)/2=497mmLd=1600mma=497mm验算小带轮包角由式 得:=1800-57.30(280-95)/497=158.670120158.670包角合适计算带的根数单根V带传递的额定功率.据dd1和n1查得:P1=1.4KWi1时单根V带的额定功率增量.据带型及i得: P1=0.17KW查得:Ka =0.94; KL=0.99计算得:Pd =3.3由式得:=3.3/(1.4+0.17) 0.940.99=2.26 (取3根)Z=3根计算对轴的压力查得q=0.1kg/m 单根普通V带的初拉力=134.3N=2x3x134.3x sin(158.67/2)=791.9NF
- 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:
- 毕业设计 论文 圆柱齿轮 减速器 CAD
链接地址:https://www.31doc.com/p-3949337.html