机械设计课程设计三角带——单级圆柱减速器.doc
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1、机械设计课程设计计算说明书设计任务书1 传动方案的拟定及说明4 电动机的选择4 计算传动装置的运动和动力参数5 传动件的设计计算5 轴的设计计算8 滚动轴承的选择及计算14 键联接的选择及校核计算16 连轴器的选择16 减速器附件的选择17 润滑与密封18 设计小结18 参考资料目录18 设计题目:三角带单级圆柱减速器 第一组 中南大学XXX学院 设计者:XXX 指导教师:xxx 二八年一月 计算过程及计算说明 一、传动方案拟定 第三组:设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动 (1) 工作条件:连续单向运转,载荷平稳,空载启动,使用年限20年,小批量生产,工作为双班工作制,运输带速允许误差正负5。
2、 (2) 原始数据:工作拉力F=3000N;带速V=1.50m/s; 滚筒直径D=400mm。 二、电动机选择 1、电动机类型的选择: Y系列三相异步电动机 2、电动机功率选择: (1)传动装置的总功率:由表2-4查得: 总=带2轴承齿轮联轴器滚筒带 =0.960.98720.970.990.960.96 =0.83 (2)电机所需的工作功率: P工作=FV/1000总 =30001.50/10000.86 =5.42KW 由第二十章表20-1选取电动机额定功率P额=5.5KW 3、确定电动机转速: 计算滚筒工作转速: n筒=601000V/D =6010001.50/400 =72r/min
3、 按书P4表21推荐的传动比合理范围,取圆柱齿轮传动单级减速器传动比范围Ia=36。取三角带传动比I1=24,则总传动比理时范围为Ia=624。故电动机转速的可选范围为n=(624)72=4321728r/min 符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500r/min。 比较列表: 根据容量和转速,由有关手册查出有三种适用的电动机型号:因此有三种传支比方案: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,可见第方案比较适合,则选n=1500r/min 。 4、确定电动机型号 根据以上选用的电动机类型,所需的额定功率及同步转速,选定电动机型号为Y132S-6。 其主要性
4、能:额定功率:5.5KW,满载转速1440r/min,额定转矩2.2。质量68kg。 三、计算总传动比及分配各级的传动比 1、总传动比:i总=n电动(满载)/n筒=1440/72=20 2、分配各级传动比 (1) 据指导书,取齿轮i =6(三角带i=36合理) (2) i总=i齿轮I带 i带=i总/i齿轮=20/6=3.3所得i带符合一般单级减速器传动比的常用范围(24)。 四、传动装置运动参数及动力参数计算 1、计算各轴转速(r/min) nI=n电机(满载)=1440r/min nII=nI/i带=1440/3.3=432(r/min) nIII=nII/i齿轮=432/6=72(r/mi
5、n) 2、 计算各轴的功率(KW)P计与P额很接近,按电动机的额定功率P计算各轴输入功率: PI=P工作=5.5KW PII=PI带=5.50.96=5.28KW PIII=PII轴承齿轮=5.280.9870.96 =5.03KW 3、 计算各轴扭矩(Nmm) TI=9.55106PI/nI=9.551065.5/1440 =36475.7Nmm TII=9.55106PII/nII =9.551065.28/432 =116722.2Nmm TIII=9.55106PIII/nIII=9.551065.03/72 =667173.6Nmm 将计算结果汇总列表: 五、传动零件的设计计算 1、
6、 皮带轮传动的设计计算 (1)求计算功率Pc 由课本P218表13-8得:kA=1.2 Pc=KAP=1.25.5=6.6KW(2)选择普通三角带截型根据Pc=6.6kw,n电机(满载)=1440r/min,由书P219图13-15查出此坐标点位属于A型 (3)确定带轮大小基准直径由课本P219表13-9,推荐的小带轮基准直径不小于 75mm 现取dd1=90mm 由书式(13-9)得dd2=n1/n2dd1(1-e)=(1440/432)90(1-0.02)=294mm 由课本P219表13-9,取dd2=300mm虽使n2略有减小,但其误差小于5%,在允许范围内: 实际从动轮转速n2=n1
7、dd1/dd2(1-e)=144090/300*0.98 =423.36r/min 转速误差为:n2-n2/n2=432423.36/432 =0.021200(适用) (5)确定带的根数z 根据课本表13-3 P0=1.07KW由式13-9得传动比i=d2/d1(1-e)=300/90.0.98=3.4 根据课本表13-5 P0=0.17KW 由小带轮包角1=160根据课本表13-7K=0.95 根据课本表13-2KL=1.01 由课本式(13-15)得 Z= Pc/(P0+P0)KKL =6.6(1.07+0.17) 0.951.01 =5.1qu6 (6)计算轴上压力 由课本表13-1查
8、得q=0.1kg/m,由式(13-17)单根V带的初拉力: F0=500Pc/ZV(2.5/K-1)+qV2 =5006.6/66.8(2.5/0.95-1)+0.16.8*6.8N =137N 则作用在轴承的压力FQ, FQ=2ZF0sin1/2=26137sin160/2 =1639 2、齿轮传动的设计计算 (1)选择齿轮材料及确定许用应力和精度等级 考虑小功率传递,所以采用软齿面。根据课本选7级精度,齿面精糙度Ra1.63.2m。1、 (2)按齿面接触疲劳强度设计齿轮按7级精度制造。P178 六、轴的设计计算 输入轴的设计计算已知传递的功率为P1=5.28,主动轴的转速为n1=432,小
9、齿轮分度圆直径d1=76,啮合角d=20,轮毂宽度b小齿轮84mm,工作时为单向转动。解:1、选择轴的材料、热处理方式,确定许用应力(按教材表141、398)轴名材料热处理硬度抗拉强度许用弯曲应力主动轴45号钢调制217255650MPa300MPa4.轴得初步设计根据轴系结构分析要点,结合后述尺寸确定,按比例绘制轴的草图,如图2-2。考虑到直齿圆柱齿轮传动,选用角接触球轴承,采用内嵌式轴承盖实现轴承两端单向固定,依靠普通平键联接实现周向固定,利用轴肩结构实现轴与轴承的轴向固定。考虑到小齿轮分度圆直径与轴的直径差距不大的情况,采用齿轮轴的结构方案,如图2-2示。轴与其它零部件相配合的具体情况见
10、后装配。图 2-23、计箅轴各段直径 计算项目 计 算 内 容计算结果1、计算d12、计算d23、计算d:4、计算山5、计算d5根据课本并查表14-2得:c=118107,取A=115(取较大值)=115 (5.28/432)1/3mm=26.49mm考虑有键槽,将直径增大5%,则 d=26.49(1+5%)mm=27.8轴的标准直径系列圆整dl=30 d2起轴向定位作用d2=d1+2h=d1+2(3-5)d1=36-40,按轴的标准直径系列取d2=38 d3=d2(15)mm37-41,d3必须与轴承的内径一致,按轴的标准直径系列d340。轴承主要承受劲向力,选深沟球轴承型号为6208,B1
11、8,D80,G22.8,C0r=15.8 起轴向定位作用, d4=d3+(1-5)mm=41-45按轴的标准直径系列,取=45 mm d即为小齿轮部分,将作为分度圆的直径,即=76 mm。=45 mm, d7=d3=40,同一轴上的轴承选用同一型号,以便于轴承座孔镗制和减少轴承类型。d1=30d2=35d3=40d4=45d5=404、计笪轴各段长度 计算项目 计 算 内 容 计算结果1、计算Ll2、计算L23、计算L34、计算L45、计算L5L1=(1.52)d1=45-60, Ll=58L2=(1015)+B+m=10+40=50初选用嵌入式轴承盖和油沟密封,脂润滑查表169 ,B=12(
12、158页)m=L-3-B轴承小=8+C1+C2+(510)-3一B轴承小=8+(45-50)-18-12=28式中8、Cl、C2查表31。3=12小查表41(24页),若me取m=e即可。与轴承相和封油盘配合,于是取=B+2=30mm 一般情况下,齿轮端面与箱体内壁的距离取1015 mm查表41(24页), =12D5150小齿轮做成齿轮轴,L5B小齿轮=84L6=L4=12L7=L3=30L1=58L2=50L3=40L4=70L5=40(二)从动轴的设计计算 已知传递的功率为P11=5.03,从动轴的转速为n11=72,大齿轮分度圆直径d2=456啮合角=20轮毂宽度B大齿轮78mm,工作
13、时为单向转动。 解:1、选择轴的材料、热处理方式,确定许用应力(按教材表141、) 轴名 材料热处理 硬度抗拉强度ob许用弯曲应力o川b从动轴45号钢正火170-217600MPa275 MPa画出轴的结构示意图计算轴各段直径 计算项目 计 算 内 容计算结果1、计算d,2、计算d23、计算d34、计算d45、计算d56、计算d6根据课本并查表14-2得:c=118107,取A=115(取较大值) d147.3,轴上有一个键槽,故轴径增大5d1=d1”(1+5%)49.7,为使所选轴径与联轴器的孔径相适应,故需同时选取联轴器。,相配合的联轴器选 YL10 型凸缘联轴器,轴径相应圆整为dl=50
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