机械设计课程设计说明书带式运输机的二级斜齿圆柱齿轮减速器.doc
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1、JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY机械设计课程设计说明书题目: 带式运输机的二级斜齿圆柱齿轮减速器 学 院: 工学院 姓 名: 钟恒 学 号: 20111092 专 业: 机械制造及其自动化 年 级: 2011级 指导教师: 杨鸿飞 职 称: 讲师 二013 年 十二月目录一、设计题目- 2 -二、传动装置总体设计- 2 -三、选择电机- 3 -四、确定传动装置的总传动比和分配传动比- 5 -五、计算传动装置的运动和动力参数- 5 -六、齿轮的设计- 7 -七、轴的设计- 10 -八、高速轴大齿轮的设计- 23 -九、联轴器的选择- 23 -十、减速器机体结构尺寸-
2、 24 -十一、装配图设计- 25 -十二、零件图设计- 27 -十三、其他有关数据- 28 -十四、设计小结- 28 -一、设计题目:带式运输机的二级斜齿圆柱齿轮减速器1 工作条件:有轻微振动,经常满载,空载起动,单班制工作,输送带速度容许误差为5%,减速器小批量生产,使用寿命为五年。2 己知条件:输送带拉力:F=2600N,滚筒直径为D=340mm,带速度为:V=0.90m/s。(第19组数据)二、传动装置总体设计1. 组成:传动装置由电机、减速器、联轴器、输送带、滚筒组成。2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀,要求轴有较大的刚度。3. 确定传动方案:考虑到电机转速
3、高,传动功率大,将V带设置在高速级。 其传动方案如下:三、选择电机1、计算电机所需功率:查机械设计课程设计书本第99页表14-7:滚子轴承传动效率:0.98七级精度齿轮传动效率:0.98齿式联轴器传动效率:0.99卷筒传动效率:0.96求出电机至工作机之间的传动装置的总效率:=0.84求出工作机所需功率式中:F工作机的工作阻力,N; V工作机的线速度,m/s。求出所需电动机功率: 2、确定电机转速: 卷筒转速为: 二级圆柱齿轮减速器传动比所以电动机转速的可选范围是: =(840)50.59 =404.722023.6可见,符合这一范围的电动机转速有:750、1000、1500三种。根据电动机所
4、需功率和转速查手册第272页表22-1有3种适用的电动机型号,因此有三种传动比方案如下:方案电动机型号额定功率KW满载转速堵转转矩最大转矩质量kg额定转矩额定转矩1314202.22.234239602.02.045337102.02.063综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比,可见第1种方案比较合适,因此选用电动机型号为,其主要参数如下:额定功率kW满载转速同步转速质量kgADEFGHLAB2.214201500341602860824100380205四、确定传动装置的总传动比和分配传动比总传动比:式中:电动机满载转速, ;工作机转速,。二级传动中,总传动比,式中
5、、分别为一级和二级传动机构的传动比。按二级圆柱齿轮减速器推荐高速级传动比,取=1.4,得注:为高速级传动比,为低速级传动比。五、计算传动装置的运动和动力参数将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、3轴、4轴依次为电机与轴1,轴1与轴2,轴2与轴3,轴3与轴4之间的传动效率。1、 各轴转速:轴1:轴2: 轴3:2、 各轴输入功率:轴1:轴2:轴3:轴4:3、 各轴输入转矩:电动机轴输出转矩:轴1:轴2: 轴3:卷筒轴输入转矩:4、 各轴输出功率:轴1:轴2:轴3:卷筒轴:5、各轴的输出转矩分别为各轴的转矩乘轴承效率0.98:轴1: 轴2:轴3: 卷筒轴输出转矩:运动和动力参数计算结果如下表
6、所示:轴名功率P KW转矩T Nm转速传动比i效率输入输出输入输出电动机轴2.8218.9714201轴2.792.7318.7618.39142010.992轴2.712.66113.73111.46226.486.270.973轴2.632.58492.29482.4450.554.480.97卷筒轴2.552.50477.31467.7650.9610.97六、齿轮的设计1、高速级大小齿轮的设计:材料:高速级小齿轮选用钢调质处理,齿面硬度为250HBS。高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为200HBS。查课本第166页表11-1得:=600Mpa, =450Mpa;查课本第171页表11-
7、5得:。=1.25, =1.6;故 = / =600/1.25=480Mpa;450/1.6=281.25 Mpa按齿面接触强度设计:7级精度制造,查课本第169页表11-3得:载荷系数,表11-6齿宽系数取0.8;查课本第171页表11-4得弹性系数=188,区域系数取2.5, 计算中心距:由课本第171页式11-3得:设=20,=37.24/20=1.86,取m=2。由=220=40mm, =6.2420=124.8 取125;2125=250mm齿宽:=0.840=32mm,取=35mm;考虑高速级大齿轮与低速级大齿轮相差不大,大齿轮取=35mm,小齿轮取40mm.实际传动比:=125/
8、20=6.25传动比误差:(6.25-6.24)/6.25100%=0.16%验算轮齿弯曲强度:查课本第173、174页表11-8、11-9得:=2.93 =1.56按最小齿宽了b=40计算:21.218.761.562.93/(402220)=42.89Mpa=281.25Mpa所以安全。齿轮的圆周速度:=(3.14401420)/(601000)=2.97m/s查课本第168页表11-2知选用7级的的精度是合适的。2、低级轴齿轮设计材料:低速级小齿轮选用钢调质处理,齿面硬度为250HBS。低速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为200HBS。查课本第166页表11-1得:=600Mpa, =45
9、0Mpa;查课本第171页表11-5得:。=1.25, =1.6;故 = / =600/1.25=480Mpa;450/1.6=281.25 Mpa按齿面接触强度设计:7级精度制造,查课本第169页表11-3得:载荷系数,齿宽系数取0.8;查课本第171页表11-4得弹性系数=188,区域系数取2.5, 计算中心距:由课本第171页式11-3得:设=25,=64.90/25=2.596,取m=3。由=325=75mm, =4.6125=115.25,取116;3116=348mm齿宽:=0.875=60mm,取=65mm;考虑低速级大齿轮与低速级大齿轮相差不大,大齿轮取=65mm,小齿轮取70
10、mm.实际传动比:=116/25=4.64传动比误差:(4.67-4.64)/4.67100%=0.64%验算轮齿弯曲强度:查课本第173、174页表11-8、11-9得:=2.93 =1.56按最小齿宽了b=70计算:21.278.0810001.562.93/(803325)=54.38Mpa=281.25Mpa所以安全。齿轮的圆周速度:=(3.1475220.16)/(601000)=0.86m/s查课本第169页表11-2知选用7级的的精度是合适的。七、轴的设计1、高速轴设计:1)、材料:选用45号钢调质处理。查课本第245页表14-2取=35Mpa, C=110。各轴段直径的确定:根
11、据课本第245页式14-2mm 式中:P轴所传递的功率,KW n轴的转速,r/min C由轴的许用切应力所确定的系数得:=12.04mm查课程设计课本第194页得到电动机轴径d=28,所以取=28mm;查课程设计课本第145页联接器型号结合考虑得第一段轴长为62mm,L1=62mm。取35mm,查课程设计课本第282页结合计算得= m+e+2=40mm。取40mm,查课程设计课第131页表15-3,选用N208E轴承,得轴承宽度为b=18mm, 所以取=35mm,=18+17=35mm。取45mm,因为要与中间轴中大齿轮相对齐,所在取=45 mm,=70mm。为小齿轮直径,所以=60 mm,为
12、小齿轮宽度,即=40mm为轴肩直径,其值要比装轴承的直径段大,所以取=44,取3mm为装轴承和轴套段,结合取=35mm,=17+18-3=32mm其中,为齿轮轴。2)、校核该轴和轴承:L1=62mm,=28mm,=35mm,=70mm,=40mm,=3mm,=32mmL1= 185mm L2=40mm L3=35mm作用在齿轮上的圆周力为:=212.511000/40=625.5N径向力为=625.50.364=227.68N求垂直面的支反力:=(55227.68)/(185+40)=52.18N=227.68-52.18=175.5N求垂直弯矩,并绘制垂直弯矩图:=175.540/1000=
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