3956. 单级圆柱齿轮减速器课程设计.doc
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1、 工程技术大学机械设计课程设计说明书设计题目 单级圆柱齿轮减速器院(系)材料工程学院专业 模具CAD/CAM班级 学号 设计人 指导老师 完成日期 2010年1月17日一课题分析1 1.1 题目1 1.2 任务1 1.3 时间11.4 传动方案1 1.5 参数设计1 1.6 其他条件1 二传动方案1 2.1 电动机的选择2 2.2 传动比分配4 2.3 各轴转速,传递功率及转矩5 2.4 联轴器6 2.5 传动方案6 三 各级传动8 3.1V 带传动8 3.2 齿轮传动设计13 四 轴及轴毂连接26 4.1 减速器各轴结构设计26 4.2 减速器各轴强度验算28 4.3 键联接工作能力验算26
2、 五 轴承355.1 减速器各轴所用轴承36 5.2 高速轴轴承的寿命验算37 六减速器的润滑与密封38 6.1 减速器中齿轮传动及轴承润滑方式的选择39 6.2 减速器润滑右右面高度的确定及油量计算39七 减速器箱体及其附件的设计40 7.1 箱体设计41 7.2 主要附件设计43 八 小结45九 参考书目45设 计 计 算 及 说 明结果一1.11.21.31.41.51.6二2.12.1.12.1.2(1)(2)2.1.32.22.2.12.2.22.32.3.12.3.22.3.32.3.42.42.4.12.4.22.4.3三3.13.1.13.1.2(1)(2)(3)(4)(5)(
3、6)(7)(8)(9)3.1.33.1.4(1)(2)(3)(4)3.23.2.13.2.2(1)(2)3.2.33.2.43.2.5(1)(2)(3)(4)(5)四4.14.1.14.1.24.24.2.14.4.24.34.3.1(1)(2)4.3.2(1)(2)4.3.3(1)(2)五5.15.25.2.1六6.16.1.16.1.26.1.2七7.17.2(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)八.九课题分析:题目:铸工车间自动送砂带式运输机传动装置设计任务:减速器装配图(1 号)1 张低速轴工作图(3 号)1 张大齿轮工作图(3 号)1 张设计计算说明书 1 份时间:2
4、010年 1 月 13 日至 2001 年 1 月 22 日传动方案:设计参数:传动带鼓轮转速:n=100r/min鼓轮轴输入功率:P=3kw使用期限:6 年其他条件:双班制工作,连续单乡运转,有轻微振动,室内工作,有粉尘,小批量生产,底座(为传动装置的独立底座)用型钢焊接。传动方案:电动机的选择电动机类型的选择按照工作要求和条件,选用 Y 系列三相异步电动机。其中选用的 Y(IP44)小型三相异步电动机为一般用途笼型封闭自扇冷式电动机,具有防止回程或其他杂务侵入的特点,B 级绝缘,可 采用全压或降压启动。其工作条件为:环境温度-15+40, 相对湿度不超过 90%,海拔高度不超过 1000
5、米,电源额定电压 380 伏,频率 50Hz,常用于对启动性能,条速性能及转差绿均 无特殊要求的机器或设备。其具有结构简单,工作可靠,价格低 廉,维护方便的优点。 电动机容量的选择: 电动机所需的工作功率 Pd 由书2 P7 式 2-4 Pd=Pw/其中:Pw鼓轮轴输入功率,已知 Pw=3kw,由书2 P7表2-4查取V带传动效率1=0.940.97,滚动轴承的效率2=0.98 0.995,齿轮传动效率3=0.960.98,联轴器的效率4=0.99 0.995,则传动装置的总效率为 =134 =0.94(0.99)0.960.99 =0.87 则 Pd=Pw/=3/0.87= 3.46电动机的
6、额定功率 Ped 使 PdPed 由2P196 表 20-1 确定电动机额定功率为 Ped=4kw 电动机转速的选择:由书2P8 式 2-6 nd=(i1i2)nw式中:nd电动机转速可选范围,由书2P4 表 2-1 查取 V带传动的传动比范围 i1=24,单级圆柱齿轮传动比范围i2 =36已知:nw=100r/min 则 nd=2.71006=1620 r/min 综合考虑电动机和传动装置的尺寸,重量,价格和带传动,减速 器的传动比,宜选同步转速为 1440r/min 电动机型号及安装尺寸的确定:已知 Ped=4kw,同步转速 nd=1440r/min由书2P196 表 20-1,选定电动机
7、型号为 Y112M-4型号额定功率(kw)满载转速(r/min)Y112M-4414402.22.3该电动机的技术数据如下:该电动机的外形示意图如下:电动机的外形尺寸及安装尺寸如下:(单位:mm)中心高 H 112外形尺寸 L(AC+AD)HD112(115+190)265底角安装 AB 190140地脚安装螺栓孔径 K 12轴伸尺寸 DE 2860装键部位尺寸 FGD87传动比分配:总传动比的确定: 已知:电动机的满载转速 nm=1440 传送带的鼓轮转速 n=100r/min 则传动装置的总传动比 i=nm/n=1440/100=14.4各级传动比的分配: 由书2P4 表 2-1 可知 V
8、 带传动的传动比 i1 的推荐值为24,同时,考虑到 i1 增大, 将使带轮传递的转矩增大,这对传动能力较小的带传动是极为不 利的,而且带传动在传递相同的转矩时,对结构尺寸大小较其他 传动形式大,i1 过大将导致带传动结构明显增大,使整个传动装 置显的笨重;但 i1 过小又会使齿轮传动比 i2 过大,导致大齿轮尺 寸过大,齿轮中心距过大,也不利于结构紧凑,综合以上原因, 经反复验算,确定 i1=2.7 则齿轮传动的传动比 i2= i/ i1=14.4/2.7=5.33总传动比 iV 带传动的传动比 i1齿轮传动的传动比 i214.42.75.33各轴转速,传递功率及转矩本传动装置采用通用算法(
9、即按电动机的额定功率 Ped作为电动机的处处功率 Pd计算)各轴的转速:nd(电机轴)=nm=1440r/minn(高速轴)= nm/ i1=1440/2.7=533.33r/minn(低速轴)= nm/ i1i2=1440/2.75.3=100.62r/min nw(鼓轮轴)= n=100.62r/min 各轴传递的功率:Pd=Ped=3.46kw P= Ped1=3.460.94=3.68kw P=P23=3.680.990.96=3.49kw Pw= P24=3.490.990.99=3.42kw 各轴的转矩:Td=9.5510Pd/nm=9.55103.46/1440=2.2910 N
10、mmT=9.5510P/n=9.55103.68/533.33=6.5910NmmT=9.5510P/n=9.55103.49/100.62=33.1210Nmm Tw=9.5510Pw/nw=9.55103.42/100.62=32.4610Nmm各轴数据总表:项目电机轴高速轴低速轴鼓轮轴 w转速(r/min)1440533.33100.62100.62功率(kw)43.683.493.42转矩(Nmm)2.29106.591033.11032.510联轴器: 类型的选择:由于此轴系传动属于对缓冲要求不高的中,底速轴系传动, 而且两轴之间无精确的定位基准,因而要求所选联轴器具备一定 的轴向和
11、径向的补偿量,现选用弹性柱销联轴器。 联轴器型号的选择:由书2P164表17-4选择HL3联轴器HL3联轴器3882 GB5014-85 主动端:d1=38mm,J1 型轴孔,L1=60mm A 型键槽 从动端:d2=38mm,J1 型轴孔,L1=60mm A 型键槽传动方案说明:“传动装置平面布置简图”和“传动装置主要设计参数”已 在第一部分课题分析中详尽给出,在此就不再叙述,以下主 要是针对电动机类型和传动链的结构组成等方面对传动方案的 可行性和使用性作简要论述。 本方案选用Y系列三相异步电动机,因为Y系列电动机高 效,节能,启动转矩高,噪声低,振动小,运行安全可靠,并且 安装尺寸和功率等
12、级符合国际标准,符合本方案的设计要求。 本方案采用 V 带传动和一级齿轮传动减速,其中V带传动设置在高速级,齿轮传动设置在低速级。 将高速级设置为 V 带传动是因为: (1) V 带具有良好的挠性,可缓和冲击,吸收振动,将其 设置在高速级(第一级减速)有利于发挥这一优势。 (2) 带传动的承载能力较小,传递相同的转矩对结构尺寸 较其他传动形式大,考虑到结构紧凑,应将 V 带传 动设置在转矩相对较小的高速级。 (3)过载时带与带轮间会出现打滑,打滑虽使传动失效, 但可防止损坏电动机等其它部件。 采用单级闭式斜齿圆柱齿轮传动是因为: (1)与直齿轮相比,斜齿圆柱齿轮传动的重合度较大,同时相啮合的轮
13、齿较多,齿轮的接触线是倾斜的,而且 在法面内斜齿轮的当量齿轮的分度圆半径也较大,因 此斜齿轮的接触应力和弯曲应力均比直齿轮有所降 低,既承载能力高于直齿轮,传递相同的转矩,在保 证强度要求的情况下,斜齿轮传动比直齿轮传动结构 更紧凑,同时斜齿轮传动还具有传动平稳的优点。 (2)因考虑到工作环境有粉尘,故使用闭式传动。 (3) 斜齿轮采用软齿面是考虑到本专职主要在小功率,小转矩条件下工作,在保证足够强度的条件下,采用软齿面可简化齿轮加工工艺。 综上所述,从设计任务书给顶的条件来看,本方案具有合理 性和可行性。 各级传动:V 带传动:原始数据:电动机功率:Pd=3.46kw电动机转速:nd=144
14、0r/minV 带传动理论传动比:i1=2.7V 带传动主要参数的确定:计算功率 PcPc= PdKA 根据双班制工作,每天工作16小时,260天/年,工作为带式输 送机,有轻微振动。 由书1 P1218表13-8得 KA=1.1 则 Pc= PedKA=41.1=4.4kw V 带型号的选择:已知 Pc=4.4kw ,nw=n1=1440r/min由书1 P219 图 13-15 选用 A 型普 V 带大小带轮基准直径 dd1,dd2 的确定已知V带型号为A,由书1 P219 表13-9选择 dd1=90mm则 dd2= i1dd1 =2.790=243mm 取标准值 则 dd2=236mm
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