单级圆柱齿轮减速器设计说明书.doc
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1、前言机械设计课程设计的目的机械设计课程设计是机械类专业和部分非机械类专业学生第一次较全面的机械设计训练,是机械设计和机械设计基础课程重要的综合性与实践性教学环节。其基本目的是:(1) 通过机械设计课程的设计,综合运用机械设计课程和其他有关先修课程的理论,结合生产实际知识,培养分析和解决一般工程实际问题的能力,并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展。(2) 学习机械设计的一般方法,掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。(3) 进行机械设计基本技能的训练,如计算、绘图、熟悉和运用设计资料(手册、图册、标准和规范等)以及使用经验数据,进行经验估算和数据处理等。机械设计课程设计的内
2、容选择作为机械设计课程的题目,通常是一般机械的传动装置或简单机械。课程设计的内容通常包括:确定传动装置的总体设计方案;选择电动机;计算传动装置的运动和动力参数;传动零件、轴的设计计算;轴承、联轴器、润滑、密封和联接件的选择及校核计算;箱体结构及其附件的设计;绘制装配工作图及零件工作图;编写设计计算说明书。在设计中完成了以下工作: 减速器装配图1张(A0或A1图纸); 零件工作图23张(传动零件、轴、箱体等); 设计计算说明书1份,60008000字。机械设计课程设计的步骤机械设计课程设计的步骤通常是根据设计任务书,拟定若干方案并进行分析比较,然后确定一个正确、合理的设计方案,进行必要的计算和结
3、构设计,最后用图纸表达设计结果,用设计计算说明书表示设计依据。机械设计课程设计一般可按照以下所述的几个阶段进行:1设计准备 分析设计计划任务书,明确工作条件、设计要求、内容和步骤。 了解设计对象,阅读有关资料、图纸、观察事物或模型以进行减速器装拆试验等。熟悉课程有关内容,熟悉机械零件的设计方法和步骤。 准备好设计需要的图书、资料和用具,并拟定设计计划等。2传动装置总体设计 确定传动方案圆锥齿轮传动,画出传动装置简图。 计算电动机的功率、转速、选择电动机的型号。 确定总传动比和分配各级传动比。 计算各轴的功率、转速和转矩。3各级传动零件设计 减速器外的传动零件设计(带传动、链传动、开式齿轮传动等
4、)。 减速器内的传动零件设计(齿轮传动、蜗杆传动等)。4减速器装配草图设计 选择比例尺,合理布置试图,确定减速器各零件的相对位置。 选择联轴器,初步计算轴径,初选轴承型号,进行轴的结构设计。 确定轴上力作用点及支点距离,进行轴、轴承及键的校核计算。 分别进行轴系部件、传动零件、减速器箱体及其附件的结构设计。5减速器装配图设计 标注尺寸、配合及零件序号。 编写明细表、标题栏、减速器技术特性及技术要求。 完成装配图。6零件工作图设计 轴类零件工作图。 齿轮类零件工作图。 箱体类零件工作图。课程设计任务书一、机械设计课程的目的和意义机械设计基础课程设计是机械类专业和部分非机械类专业学生第一次较全面的
5、机械设计训练,是机械设计和机械设计基础课程重要的综合性与实践性教学环节。其基本目的是:(1) 通过机械设计课程的设计,综合运用机械设计课程和其他有关先修课程的理论,结合生产实际知识,培养分析和解决一般工程实际问题的能力,并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展。(2) 学习机械设计的一般方法,掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。(3) 进行机械设计基本技能的训练,如计算、绘图、熟悉和运用设计资料(手册、图册、标准和规范等)以及使用经验数据,进行经验估算和数据处理等。(4)机械设计基础课程设计还为专业课课程设计和毕业设计奠定了基础。二、机械设计课程的内容选择作为机械设计课程的
6、题目,通常是一般机械的传动装置或简单机械。课程设计的内容通常包括:确定传动装置的总体设计方案;选择电动机;计算传动装置的运动和动力参数;传动零件、轴的设计计算;轴承、联轴器、润滑、密封和联接件的选择及校核计算;箱体结构及其附件的设计;绘制装配工作图及零件工作图;编写设计计算说明书。在设计中完成了以下工作: 减速器装配图1张(A0或A1图纸); 零件工作图23张(传动零件、轴、箱体等); 设计计算说明书1份,60008000字。三、机械设计课程设计的步骤机械设计课程设计的步骤通常是根据设计任务书,拟定若干方案并进行分析比较,然后确定一个正确、合理的设计方案,进行必要的计算和结构设计,最后用图纸表
7、达设计结果,用设计计算说明书表示设计依据。机械设计课程设计一般可按照以下所述的几个阶段进行:1 设计准备 分析设计计划任务书,明确工作条件、设计要求、内容和步骤。 了解设计对象,阅读有关资料、图纸、观察事物或模型以进行减速器装拆试验等。 浮系课程有关内容,熟悉机械零件的设计方法和步骤。 准备好设计需要的图书、资料和用具,并拟定设计计划等。2 传动装置总体设计 确定传动方案圆柱斜齿齿轮传动,画出传动装置简图。 计算电动机的功率、转速、选择电动机的型号。 确定总传动比和分配各级传动比。 计算各轴的功率、转速和转矩。3 各级传动零件设计 减速器外的传动零件设计(带传动、链传动、开式齿轮传动等)。 减
8、速器内的传动零件设计(齿轮传动、蜗杆传动等)。4 减速器装配草图设计 选择比例尺,合理布置试图,确定减速器各零件的相对位置。 选择联轴器,初步计算轴径,初选轴承型号,进行轴的结构设计。 确定轴上力作用点及支点距离,进行轴、轴承及键的校核计算。 分别进行轴系部件、传动零件、减速器箱体及其附件的结构设计。5 减速器装配图设计 标注尺寸、配合及零件序号。 编写明细表、标题栏、减速器技术特性及技术要求。 完成装配图。6 零件工作图设计 轴类零件工作图。 齿轮类零件工作图。 箱体类零件工作图。四、课程设计的基本要求认真、仔细、整洁。理论联系实际,综合考虑问题,力求设计合理、实用、经济、工艺性好。正确处理
9、继承与创新的关系,正确使用标准和规范。学会正确处理设计计算和结构设计间的关系,要统筹兼顾。所绘图纸要求准确、表达清晰、图面整洁,符合机械制图标准;说明书要求计算准确、书写工整,并保证要求的书写格式。五、减速器的设计计算、校核、说明和结果 1.设计任务书1.1设计任务设计一用于带式运输机上的V带单级圆柱齿轮减速器。1.2原始数据运输带拉力:F=2900N运输带速度:V=1.6m/s卷筒直径:D=350mm1.3工作条件运输机连续工作,空载启动,载荷变化不大,单向运转使用期限10年,每天工作8小时,每年工作300天。运输带速度允许误差5% 。2.传动系统的方案拟定3电动机的选择计算3.1确定电动机
10、的功率按工作要求和条件,选用三相笼形异步电动机,封闭式结构,电压380V,Y型。3.2选择电动机容量电动机所需工作功率按式(1)为 P= KW由式(2) P=因此 P= KW由电动机至运输带的传动总效率为 = 式中:,分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器传动效率。取=0.96,=0.98,=0.97,=0.99,则=0.960.970.99=0.89所以 P=5.21 KW3.2确定电动机转速卷筒机工作转速:n=87.35 r/min. 按表1,取V带传动的传动比 i=24,一级圆柱减速器传动比 i=36,则总传动比合理范围为:i=624,故电动机转速可选范围为: nd= in=(624)87
11、.35=(524.112096.4) r/min.符合这一范围的同步转速有:750,1000 ,1500r/min.根据容量和转速,由有关手册查出,列表如下表,综合考虑选第二方案较合适,因此选型号Y132M4,性能如下表所示:取自机械设计课程设计手册5页P=5.21 KW表1见机械设计课程设计指导书第7页方案电动机型号额定功率Pkw电动机转速 r/min电动机质量KG传动装置的传动比同步转速满载转速总传动比V带传动减速器1Y160M-67.5100097011911.102.83.962Y132M-47.5150014408116.492.85.893Y160L-87.57507201458.
12、242.82.94电动机主要外型和安装尺寸列下表:中心高H外型尺寸L(AC2AD)HD地脚安装尺寸AB地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸DE装键部位尺寸FGD13251534531521617812388010414.计算传动装置的总传动比和分配各级传动比4.1总传动比由式(7)i=16.494.2分配传动装置传动比由式(8) i=ii式中i,i分别为带传动和减速器的传动比。为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取i=2.8,则i=5.89n=1440r/min.4.3分配减速器的各级传动比因为为一级齿轮,故齿轮传动比为:i=5.89。5.计算传动装置的运动和动力参数5.1各级轴转速轴 n=514.29r/
13、min n=514.29 r/min轴 n=87.32 r/min卷筒轴 n= n=87.32r/min5.2各轴输入功率 轴 P=P= P=5.210.96=5.00KW见机械设计课程设计手册第167页i=16.49i=2.8i=5.89见机械设计课程设计指导书第151页n=87.32 r/minn=87.32 r/minP=5.00KW轴 P= P= P=5.000.970.98=4.75 KW 卷筒轴 P= P= P=4.750.980.99=4.61 KW 其输入功率则分别为输入功率乘轴承效率0.98。5.3各轴输入转矩电动机输出转矩:T=9550=25.20N.M-轴输入转矩:轴:T
14、= Ti= Ti=25.202.80.96=67.74 N.M轴:T= Ti= Ti=67.745.890.980.97=379.29 N.M卷筒轴输入转矩:T= T=379.290.980.99=367.98N.M运动和动力参数结果整理于下表:轴名效率P(KW)转矩T(NM)转速n r/min传动比i效率输入输出输入输出电动机轴5.2125.2014402.80.96轴5.004.9067.7466.39514.295.890.95轴4.754.66379.28371.6987.325.890.951.000.97卷筒轴4.614.52367.98360.6287.326.传动零件的设计计算
15、6.1 V带的设计电动机输出功率P=5.21KW。计算功率P由表得 K=1.1,故P= KP=1.15.21=5.731KW(2)窄V带型号由P=5.731KW,n=1440 r/min,由Pc和n1的 情况选A型带。(3) 求大小带轮基准直径dd.由表,d应不小于75 mm取d=90 mm, d=( nmnI)d1(1-)=(1440514.29)90(10.02)=246.96mm 由表,取d=250 mm(虽使n略有减小,但其范围小于5,允许)。(4) 验算带速vV= V在525 m/s范围内,合适。(5)求v带基准长度L和中心距a,初取中心距:P=4.75KWP=4.61 KWT=25
16、.20NMT=67.74NMT=379.29NMT=367.98 NM查表138得 K=1.1,故P= KP=1.15.21=5.731 Kw由表137见机械设计基础219页d=90 mmd=246.96 mmv=6.78m/sa=0.7(d+ d) a120,合适。(7)求v带根数z=令n=1440 r/m,d=90 mm,查表13-3,得P=1.07KW传动比i=查表135得 P=0.17 KW由=162.60查表137得K=0.955,132得K=0.99,由此可得Z=取5根。(8)求作用在带轮轴上的压力F查表13-1得q=0.1 kg/m,故由式13-17得单根v带的初拉力 F=141
17、.35N作用在轴上的压力F=2z Fsin N(9)带轮结构设计小带轮毂孔径 d= D=38mm 带轮基准直径 d=90,d=250故小带轮采用实心式,大带轮采用腹板式。a)小带轮其中: d= D=38 mm L=(1.52)d=(5776) mm 取70mma=510mmL=1566.35A=526.83mm=162.6Z=5F=1397.24Nd=38mmL=70mmB=(z1)e+2f=(51)15+29=78 mmd=90 mmd =d+2ha=90+22.75=95.5 mmH=h+h=2.75+8.7=12 mm=(da2Hds)=0.5(95.521238)=16.75 mm取1
18、7mm(其中,查表1310得:e=150.3 mm,f=f=9 mm,h=2.75 mm,h=8.7 mm)b)大带轮由于大带轮与轴连接,故应先估算轴的直径。轴的估算如下:初选材料为45号钢,调质,由于轴既传递转矩又承受弯矩,故d查表142得C=118107,且P=P=4.90 KW,n=n=514.29 r/min,取C=107,则d=22.68 mmd=40.28 mm故取轴轴的直径与电动机轴径相同。则大带轮的参数如下:B=(z1)e+2f=(51)15+29=78mmd=38 mmd=2d=76 mmd=d+2h=250+22.75=255.5 mmd= d2(H+)=255.52(2.
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- 圆柱齿轮 减速器 设计 说明书
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