机械设计课程设计二级标准直齿圆柱齿轮减速器(输送传动装置).doc
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1、设计题目:二级标准直齿圆柱齿轮减速 器(输送传动装置)组别:10 设计题号:10姓名: 学号 :专业:材料科学与工程院系:机电工程学院指导老师: 潘丽华目录一、设计任务书 1、设计带式输送机传动装置二级标准直齿圆柱齿轮减速器(输送传动装置) 2、已知条件 1)工作条件:两班制,连续单向运转,载荷较平稳,室内工作有粉尘,环境最高温度35度; 2)使用寿命:8年; 3)检修间歇期:四年一大修,两年一中修,半年一小修; 4)动力来源:电力,三相交流,电压380/220V; 5)运输带速度允许误差:5%; 6)制造条件及生产批量:一般机械厂制造,小批量生产。3、原始数据 根据以上要求,本人的原始数据如
2、下: 1) 输送带拉力:F=4800N 2)输送带速度:v=1.8m/s 3)传动滚筒直径:D=500mm 4)机械效率:=0.96 5)工作年限:10年(每年按300天计算);2班制。二、传动方案的拟定及说明传动方案如下图所示,第一级为带传动,第二级为二级圆柱齿轮减速器。带传动能缓冲、吸振,过载时有安全保护作用。带传动在结构上宽度和长度尺寸都较大,且传动不适用于大功率的机械传动和恶劣的工作环境。机器结构如图三、电动机的选择(1)、根据动力源和工作条件,选用Y型三相异步电动机。 (2)、工作所需的功率: (3)、通过查(机械设计课程设计)表2-2确定各级传动的机械效率:V带 =0.95;齿轮
3、=0.97;轴承 =0.99;联轴器 =0.99。总效率电动机所需的功率为:由表(机械设计课程设计)16-1选取电动机的额度功功率为7.5KW。(4)、电动机的转速选1000r/min 和1500r/min两种作比较。 工作机的转速 D为传动滚筒直径。 总传动比 其中为电动机的满载转速。现将两种电动机的有关数据进行比较如下表f-2 表f-2 两种电动机的数据比较方案电动机型号额定功率/kW同步转速/()满载转速/传动比Y160M-67.5100097025.382Y132-27.51500140037.680 由上表可知方案的总传动比过小,为了能合理分配传动比,使传动装置结构紧凑,决定选用方案
4、。(5)、电动机型号的确定 根据电动机功率同转速,选定电动机型号为Y132-2。查表(机械设计课程设计)16-2得电动机中心高H=132 外伸轴直径D=38 外伸轴长度E=80。如图:(二)、传动比分配根据上面选择的电动机型号可知道现在的总传动比i总=37.68 选择V带的传动比;减速器的传动比。高速级齿轮转动比, 低速级齿轮传动比。(三)、传动装置的运动和动力参数 1、各轴的转速计算2、各轴输出功率计算3、各轴输入转矩计算各轴的运动和动力参数如下表f-3:表f-3轴号转速功率转矩传动比014007.00246.442.525766.652109.844.4263130.46.388468.7
5、73.405438.226.1341532.691538.226.0121502.21三、传动零件的计算(一)V带的设计与计算1、确定计算功率Pca 查表(没有说明查那本书表格的,所有要查表均代表教材的表)8-7 取工作情况系数KA=1.1 则:2、选择V带的带型 由Pca=7.702 nd=1400r/min选用A型V带。3、确定带轮的基准直径并验算带速v1)初选小带轮的基准直径 由表8-6和表8-8取小带轮的基准直径2)验算带速v,按式验算速度因为,故带速适合。3)计算大带轮的直径 取4、确定V带的中心距a和基准长度Ld1)由公式 初定中心距a0=4502)计算带所需的基准长度 由表8-2
6、选带的基准长度Ld-1600mm3)计算实际中心距a5、计算小带轮的包角6、计算带根数Z1)由=125mm和,查表8-4a得根据,和A型带,查表8-4b得查表8-5得,查表8-2得2)计算V带的根数Z 7、计算单根V带的初拉力的最小值由表8-3得,A型带的单位长度质量q=0.1/m 8、计算压轴力Fp压轴力的最小值:9、带轮设计由表8-10查得 f=9 可算出带轮轮缘宽度:V带传动的主要参数如下表f-4表f-4名称结果名称结果名称结果带型A传动比2.5根数4带轮基准直径基准长度1600mm预紧力181.41N中心距443mm压轴力1440N(二)、高速级齿轮传动设计1、选定高速级齿轮类型、精度
7、等级、材料及齿数。1)按设计任务要求,学号为单的选直齿圆柱齿轮。2)输送机为一般工作机器,速度不高,故选用8级精度足够。3)材料选择 由表10-1选择小齿轮的材料为40cr,调质处理,硬度为280HBS,大齿轮为45钢,调质处理,硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。4)选小齿轮齿数为Z1=24,则大齿轮齿数Z2=i2Z1=244.426=106.224,取Z2=107.齿数比2、按齿面接触强度设计设计公式(1)、确定公式内的各计数值1)试选载荷系数Kt=1.32)小齿轮传递的转矩T=T1=109.84Nm=109840Nmm3)查表10-7选取齿宽系数4)查表10-6得材料的弹性影
8、响系数5)由教材图10-21按齿面硬度得小齿轮的接触疲劳强度极限,大齿轮的接触疲劳强度极限6)计算应力循环齿数 7)由图10-19选取接触疲劳寿命系数8)计算接触疲劳许用应力取失效率为1%,安全系数S=1,(2)、计算1)试计算小齿轮分度圆直径,取(取最小值)。2)计算圆周速度3)计算齿宽 4)计算齿宽与齿高比 模数 齿高 5)计算载荷系数根据v=1.97m/s ,8级精度,由教材图10-8查得动载系数Kv=1.06因为是直齿齿轮,所以,由表10-2查得使用系数KA=1;由表10-4用插入法查得8级精度小齿轮支承非对称时;由,查图10-13得,故动载系数6)按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径
9、7)计算模数3、按齿根弯曲强度设计设计公式(1)、确定公式内的计算值1)由图10-20c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)由图10-18取弯曲疲劳寿命系数.3)计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳强度安全系数S=1.4 则: 4)计算载荷系数K5)查取齿型系数由表10-5查得6)查去应力校正系数7)计算大、小齿轮的并作比较(2)、设计计算按齿根弯曲疲劳强度计算出的模数为(取最小):比较计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲疲劳强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮直径(即模数与齿数
10、的乘积)有关,可取由弯曲强度算得的模数2.05并就接近圆整为标准值m=2.5,按接触强度算得的分度圆直径算出小齿轮齿数: 取大齿轮齿数 取4、几何尺寸的计算(1)计算分度圆直径 (2)计算中心距 (3)计算齿轮宽度 则:取小齿轮 大齿轮5、修正计算结果1) 查表8-5修正:2)3)齿高h-=2.25m=2.252.5=5.625 ;查表10-4 修正 由,查图10-13修正4)齿面接触疲劳强度计算载荷系数齿根弯曲疲劳强度计算载荷系数5)6) 然而是大齿轮的大7)实际 均大与计算的要求值,故齿轮强度足够。高速级齿轮的参数如下表f-5表f-5名称计算公式结果/mm模数m2.5压力角齿数28124传
11、动比i4.426分度圆直径70310齿顶圆直径75315齿根圆直径63.75303.75中心距190齿宽75706、齿轮结构设计高速大齿轮结构参数如下表f-6:表f-6名称结构尺寸经验计算公式结果/mm毂孔直径d55轮毂直径D388轮毂宽度L取76腹板最大直径D0取270板孔分布圆直径D1179板孔直径D2取40腹板厚度C20根据参数设计的结构图f-1:图f-1(三)、低速级齿轮传动的设计1、选定高速级齿轮类型、精度等级、材料及齿数。1)仍然是选直齿圆柱齿轮。2)输送机为一般工作机器,速度不高,故选用7级精度足够。3)材料选择 由表10-1选择小齿轮的材料为45钢,调质处理,硬度为235HBS
12、,大齿轮为45钢,正火处理,硬度为190HBS,二者材料硬度差为45HBS。4)选小齿轮齿数为Z3=24,则大齿轮齿数Z4=i3Z3=243.405=81.72,取Z4=82.齿数比2、按齿面接触强度设计设计公式(1)、确定公式内的各计数值1)试选载荷系数Kt=1.32)小齿轮传递的转矩T=T2=468Nm=46877Nmm3)查表10-7选取齿宽系数4)查表10-6得材料的弹性影响系数5)由教材图10-21按齿面硬度得小齿轮的接触疲劳强度极限,大齿轮的接触疲劳强度极限6)计算应力循环齿数 7)由图10-19选取接触疲劳寿命系数8)计算接触疲劳许用应力取失效率为1%,安全系数S=1,(2)、计
13、算1)试计算小齿轮分度圆直径,取。2)计算圆周速度3)计算齿宽 4)计算齿宽与齿高比 模数 齿高 5)计算载荷系数根据v=0.826m/s ,8级精度,由教材图10-8查得动载系数Kv=1.05因为是直齿齿轮,所以,由表10-2查得使用系数KA=1;由表10-4用插入法查得7级精度小齿轮支承非对称时;由,查图10-13得,故动载系数6)按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径7)计算模数3、按齿根弯曲强度设计设计公式(1)、确定公式内的计算值1)由图10-20c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)由图10-18取弯曲疲劳寿命系数.3)计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳强度安全系数
14、S=1.4 则: 4)计算载荷系数K5)查取齿型系数由表10-5查得6)查去应力校正系数7)计算大、小齿轮的并作比较(2)、设计计算按齿根弯曲疲劳强度计算出的模数为(取最大):比较计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲疲劳强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮直径(即模数与齿数的乘积)有关,可取由弯曲强度算得的模数3.58并就接近圆整为标准值m=4,按接触强度算得的分度圆直径算出小齿轮齿数: 取大齿轮齿数 取4、几何尺寸的计算(1)计算分度圆直径 (2)计算中心距 (3)计算齿轮宽度 则:取小齿轮
15、大齿轮5、修正计算结果1) 查表8-5修正:2)3)齿高h-=2.25m=2.254=9 ;查表10-4 修正 由,查图10-13修正4)齿面接触疲劳强度计算载荷系数齿根弯曲疲劳强度计算载荷系数5)6) 然而是大齿轮的大7)实际 均大与计算的要求值,故齿轮强度足够。低速级齿轮的参数表如下表f-7表f-7名称计算公式结果/mm模数m4压力角齿数32109传动比i3.405分度圆直径128436齿顶圆直径136444齿根圆直径118426中心距282齿宽135130四、轴的设计(一)、轴的材料选择和最小直径估计 根据工作条件,初定轴的材料为45钢,调质处理。轴的最小直径计算公式 Ao的值由表15-
16、3确定为:高速轴, 中间轴 ,低速轴。1、 高速轴 因为高速轴最小直径处装大带轮,设一个键槽,因此 取2、 中间轴 根据后面轴承的选择,取3、 低速轴 安装联轴器设一个键槽, 再根据后面密封圈的尺寸,取(二)、减速器的装配草图设计图f-2减速器草图设计如上图f-2(三)、轴的结构设计1、高速轴1)高速轴的直径的确定:最小直径处 安装大带轮的外伸轴段,因此:密封处轴段 根据大带轮的轴向定位要求,定位高度 以及密封圈的标注,取:滚动轴承轴段 滚动轴承选取6308 :dDB=40mm90mm23mm:过渡段 由于各级齿轮传动的线速度为2m/s左右,滚动轴承采用脂润滑,考虑挡油盘的轴向定位,取齿轮轴段
17、:由于齿轮直径较小,所以采用齿轮轴结构。:滚动轴承段,2)高速轴各段长度的确定:由于大带轮的毂孔宽度B=63mm,确定:由箱体结构,轴承端盖、装配关系等确定:由滚动轴承、挡油盘及装配关系等确定 :由装配关系、箱体结构确定:由高速齿轮宽度B=75 确定:滚动轴承轴段,由装配关系,和箱体结构确定2、中间轴1)中间轴各轴段的直径确定:最小直径处 滚动轴承轴段,因此.滚动轴承选取6309 dDB=45mm100mm25mm。:低速齿轮轴段 取: 轴环,根据齿轮的轴向定位要求 取 :高速带齿轮轴段 :滚动轴承段,2)中间轴各轴段长度的确定:由滚动轴承,挡油盘及装配关系 取:由低速小齿轮轮宽B=135 取
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- 机械设计 课程设计 二级标准 圆柱齿轮 减速器 输送 传动 装置
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