一级直齿圆柱齿轮减速器设计说明书
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一级减速器设计说明书课题:一级直齿圆柱齿轮减速器设计学院:机电工程班级:2015机电一体化(机械制造一班)姓名:***学号:*************指导老师:***目录一、设计任务书——————————————————————二、电动机的选择—————————————————————三、传动装置运动和动力参数计算——————————————四、V带的设计——————————————————————五、齿轮传动设计与校核——————————————————六、轴的设计与校核————————————————————七、滚动轴承选择与校核计算————————————————八、键连接选择与校核计算—————————————————九、联轴器选择与校核计算—————————————————十、润滑方式与密封件类型选择———————————————十一、设计小结—————————————————————十二、参考资料—————————————————————一、设计任务说明书1、减速器装配图1张;2、主要零件工作图2张;3、设计计算说明书原始数据:(p10表1-4)1-A输送带的工作拉力;F=2000输送带工作速度:V=1.3m/s滚筒直径:D=180工作条件:连续单向运载,载荷平稳,空载起动,使用期限15年,每年300个工作日,每日工作16小时,两班制工作,运输带速度允许误差为5%传动简图:二、电动机的选择工作现场有三相交流电源,因无特殊要求,一般选用三相交流异步电动机。
最常用的电动机为Y系列鼠笼式三相异步交流电动机,其效率高,工作可靠,结构简单,维护方便,价格低,适用于不易燃、不易爆,无腐蚀性气体和无特殊要求的场合。
本装置的工作场合属一般情况,无特殊要求。
故采用此系列电动机。
1.电动机功率选择1选择电动机所需的功率:工作机所需输出功率Pw=1000FV故Pw=10008.12000⨯= 3.60 kw工作机实际需要的电动机输入功率Pd=ηwp其中54321ηηηηηη=查表得:1η为联轴器的效率为0.982η 为直齿齿轮的传动效率为0.97 3η 为V 带轮的传动效率为0.96 54.ηη 为滚动轴承的效率为0.99 故输入功率Pd=98.099.099.096.097.098.0 3.60⨯⨯⨯⨯⨯=4.09KW2. 选择电动机的转速 76.4345014.310008.16010060n =⨯⨯⨯=⨯⨯=D V π卷卷 r/min按《机械设计手册》推荐的传动比合理范围,取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围2~5i =减速器,取V 带传动比4~3=带i ,则总传动比合理范围为I总=6~20。
机械基础课程设计说明书设计题目:一级直齿圆柱齿轮减速器班级学号学生:指导老师:完成日期:所在单位:设计任务书1、题目设计用于带式输送机的机械传动装置——一级直齿圆柱齿轮减速器。
2、参考方案(1)V带传动和一级闭式齿轮传动(2)一级闭式齿轮传动和链传动(3)两级齿轮传动3、原始数据4、其他原始条件(1)工作情况:两班制,输送机连续单向运转,载荷较平稳。
(2)使用期限:5年。
(3)动力来源:三相交流(220V/380V)电源。
(4)允许误差:允许输送带速度误差5%±。
5、设计任务(1)设计图。
一级直齿(或斜齿)圆柱齿轮减速器装配图一,要求有主、俯、侧三个视图,图幅A1,比例1:1(当齿轮副的啮合中心距110a≤时)或1:1.5(当齿轮副的啮合中心距110a>时)。
(2)设计计算说明书一份(16开论文纸,约20页,8000字)。
目录一传动装置的总体设计 (3)二传动零件的设计 (7)三齿轮传动的设计计算 (9)四轴的计算 (11)五、箱体尺寸及附件的设计 (24)六装配图 (28)设计容:一、传动装置的总体设计1、确定传动方案本次设计选用的带式输送机的机械传动装置方案为V带传动和一级闭式齿轮传动,其传动装置见下图。
2,选择电动机(1) 选择电动机的类型按工作要求及工作条件选用三相异步电动机,封闭自扇冷式结构,电压380V ,Y 系列。
(2) 选择电动机的额定功率① 带式输送机的性能参数选用表1的第 6组数据,即:表一工作机所需功率为:kW sm N Fv w 44.51000/7.132001000P =⨯==②从电动机到工作机的传动总效率为:212345ηηηηηη=其中1η、2η、3η、4η、5η分别为V 带传动、齿轮传动、滚动轴承、弹性套柱销联轴器和滚筒的效率,查取《机械基础》P 459的附录3 选取1η=0.95 、2η=0.97(8级精度)、3η=0.99(球轴承)、4η=0.995、5η=0.96 故22123450.950.970.990.9950.960.8609664143520.862ηηηηηη==⨯⨯⨯⨯=≈ ③ 电动机所需功率为kW sm N Fv d 33.6852.0*1000/7.1*32001000P ===η 又因为电动机的额定功d ed P P ≥(3) 确定电动机的转速 传动滚筒轴工作转速:min r/2.814007.1100060v 100060=⨯⨯=⨯⨯=ππD n 滚筒查《机械基础》P 459附录3, V 带常用传动比为i 1=2~4,圆柱齿轮传动一级减速器常用传动比围为i 2=3~5(8级精度)。
一级直齿圆柱齿轮减速器设计说明书、传动方案说明第一组:用于胶带输送机转筒的传动装置1、工作环境:室,轻度污染环境;2、原始数据:(1)运输带工作拉力F= 3800 KN ;(2)运输带工作速度v= 1.6 m/s ;(3)卷筒直径D= 320 mm ;(4)使用寿命:8年;(5)工作情况:两班制,连续单向运转,载荷较平稳;电动机带运输机传#简国(6)制造条件及生产批量:一般机械厂制造,小批量;、电动机的选择1、选择电动机类型1)电动机类型和结构型式按工作要求和条件,选用一般用途的丫系列全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。
2)电动机容量(1)卷筒轴的输出功率P W(2)电动机输出功率P rPw传动装置的总效率n式中:1,2…为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。
由表2-4查得:角接触轴承n 1=0.99; 圆柱齿轮传动n 2=0.97;联轴器n 3=0.99; 运输卷筒n 4=0.96 V带传动5 0.95;贝y3n =0.99 x 0.97 x 0.99 x 0.96 x 0.95 〜0.85故滚筒轴的转速是n w=60v/3.14D=60 x 1.6 x 1000/(3.14 x 320)=95.54 r/mi n(3) 电动机额定功率RP0= (1~1.3) Pr=7.15~9.295查手册选取电动机的额定功率为F b=7.5 K w。
按设计手册推荐的传动机传动比围,取V带传动比i 1=2~4,单级圆柱齿轮传动Pw 6.080kwP wFv10003800 1.610006.080 kwP rP w 6.080 7.15kWn =0.85Pr 7.15kwn w 95.54r / minR)=7.5K W比i 2=3~6,贝U总传动比围是ia = (2X 3)~ (4X 6) =6~24则电动机可选择的转速围相应为nd=ia X n w = (6~24)X 95.5=573~2292 r/min根据表2-1查出,电动机同步转速符合这一围的有 750、100、1500 r/min 。
机械设计基础课程设计计算说明书设计题目:一级圆柱齿轮减速器学院:材料学院班级:冶金0901学号:1109090105设计者:夏裕翔指导教师:姜勇日期:2021年7月目录一.设计任务书 (3)二.传动系统方案的拟定 (3)三.电动机的选择 (3)四.传动比的分派 (4)五.传动系统的运动和动力参数计算 (5)六.传动零件的设计计算 (6)七.减速器轴的设计 (11)八.轴承的选择与校核 (18)九.键的选择与校核 (19)十.联轴器的选择 (22)十一.减速器润滑方式,润滑剂及密封装置 (22)十二.箱体结构的设计 (23)十三.参考文献 (26)计算及说明 结果一、设计任务书一、设计任务设计带式输送机的传动系统,采纳带传动和一级圆柱齿轮减速器。
2、原始数据输送带轴所需扭矩 τ=1050Nm 输送带工作速度 ν=/s输送带滚筒直径 d =380mm 减速器设计寿命为8年(两班制),大修期限四年。
3、工作条件两班制工作,空载起动载荷平稳,常温下持续(单向)运转,工作环境多尘;三相交流电源,电压为380/220V 。
二、传动系统方案的拟定带式输送机传动系统方案如下图:(画方案图)带式输送机由电动机驱动。
电动机1将动力传到带传动2,再由带传动传入 一级减速器3,再经联轴器4将动力传至输送机滚筒5,带动输送带6工作 。
传动系统中采纳带传动及一级圆柱齿轮减速器,采纳直齿圆柱齿轮传动。
三、电动机的选择按设计要求及工作条件选用Y 系列三相异步电动机,卧式封锁结构,电压 380V 。
一、电动机的功率依照已知条件由计算得知工作机所需有效效率KW FvP w 42.410008.038.0105021000=⨯⨯==设:η1—联轴器效率=0.97; η2— η3— η4— η5—由电动机至运输带的传动总效率为8588.096.099.096.099.097.03534321=⨯⨯⨯⨯==ηηηηηη工作机所需电动机总功率 KW P w5.158588.042.4P r ===η由表所列Y 系列三相异步电动机技术数据中能够确信,知足Pm ≥Pr 条件的 电动机额定功率Pm 应取为KW计算及说明 结果二、电动机转速的选择依照已知条件由计算得知输送机滚筒的工作转速min /23.4038014.38.0100060100060r d v n w=⨯⨯⨯=⨯=π额定功率相同的同类型电动机,能够有几种转速供选择,如三相异步电动机就有四种经常使用的同步转速,即min /3000r 、min /1500r 、min /1000r 、 min /750r 。
一级直齿圆柱齿轮减速器设计学院名称:专业名称:学生姓名:指导教师:二〇一五年五月BACHELOR'S DEGREE THESIS OF LANZHOU CITY UNIVERSITYThe Design of A Spur Gear Reducerfor A Spur GearCollege:Subject:Name :Directed by:May 2015郑重声明本人呈交的学位论文,是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,所有数据、图片资料真实可靠。
尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。
对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确的方式标明。
本学位论文的知识产权归属于兰州城市学院。
本人签名:日期:摘要一级直齿圆柱齿轮减速器是一种相对精密的机械传动,低转速大扭矩的传动设备,利用两个齿轮传动来达到降速增大扭矩和的目的。
本文设计的是带式传送机构中的一级直齿圆柱齿轮减速器。
根据设计内容和任务来确定传动转置的总体设计:1、确定传动装置的运动和动力参数。
2、传动零件的设计包括V带的设计,齿轮设计,输入轴的设计,联轴器的选择,及其它结构的设计。
关键字:直齿;降速;扭矩;传动ABSTRACTThe gear reducer of a straight cylindrical gear is a relatively precision mechanical transmission, and the transmission equipment of the low speed and high torque, and the purpose of the two gear drive is used to achieve the purpose of reducing the speed and increasing the torque.. In this paper, the gear reducer for a straight -tooth cylindrical gear with a transmission mechanism is designed.. To determine the overall design of the transmission according to the design content and task transpose:1. Determine the movement and power parameters of the transmission device.2. The design of the transmission parts includes the design of the V belt, the design of the gear, the design of the input shaft, the choice of the coupling and the design of the other structures.Key words: straight teeth; deceleration; torque; transmission目录第1章绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 研究的目的 (1)1.3 设计的意义 (1)1.4设计的内容和任务 (2)第2章传动装置的总体设计 (3)2.1 拟定传动方案 (3)2.2 选择原动机——电动机 (3)2.2.1 选择电动机类型和结构型式 (3)2.2.2 确定电动机的功率 (3)2.2.3 确定电动机的转速 (4)2.3 传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配 (5)2.3.1 计算总传动比 (5)2.3.2 合理分配各级传动比 (6)2.4 计算传动装置的运动和动力参数 (6)0轴(电机轴)输入功率、转速、转矩 (6)1轴(高速轴)输入功率、转速、转矩 (6)2轴(低速轴)输入功率、转速、转矩 (6)3轴(滚筒轴)输入功率、转速、转矩 (7)第3章传动零件的设计计算 (8)3.1 减速箱外传动零件——带传动设计 (8)3.2 减速器内传动零件——齿轮设计 (10)3.2.1 选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数 (10)3.2.2 按齿面接触强度设计 (10)3.2.3 按齿根弯曲强度计算 (12)3.2.4 齿轮几何尺寸计算 (14)3.3 轴的设计——输入轴的设计 (14)3.3.1 确定轴的材料及确定轴的最小直径 (14)3.3.2设计输入轴的结构 (15)3.4.2设计输出轴的结构 (18)第4章部件的选择与设计 (20)4.1 轴承的选择 (20)4.1.1 输入轴轴承 (20)4.1.2 输出轴轴承 (20)4.2 输入轴输出轴键连接的选择及强度计算 (20)4.3 轴承端盖的设计与选择 (21)4.4 滚动轴承的润滑和密封 (22)4.5 联轴器的选择 (22)4.5.1 联轴器类型的选择 (22)4.5.2 联轴器的型号选择 (23)4.6 其它结构设计 (23)4.6.1 通气器的设计 (23)4.6.2 吊环螺钉、吊耳及吊钩 (23)4.6.3 启盖螺钉 (24)4.6.4 定位销 (24)4.6.5 油标 (25)4.6.6 放油孔及螺塞 (25)4.7 箱体 (25)结论 (27)参考文献 (28)致谢 (29)第1章绪论1.1 研究背景减速器是原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的装置,在现代机械中应用广泛。
减速器设计说明书系别:专业班级:姓名:学号:指导教师:职称:目录第一章设计任务书 (1)1.1设计题目 (1)1.2设计步骤 (1)第二章传动装置总体设计方案 (1)2.1传动方案 (1)2.2该方案的优缺点 (1)第三章选择电动机 (2)3.1电动机类型的选择 (2)3.2确定传动装置的效率 (2)3.3选择电动机容量 (2)3.4确定传动装置的总传动比和分配传动比 (3)第四章计算传动装置运动学和动力学参数 (4)4.1电动机输出参数 (4)4.2高速轴的参数 (4)4.3低速轴的参数 (4)4.4工作机的参数 (5)第五章普通V带设计计算 (5)第六章减速器齿轮传动设计计算 (9)6.1选精度等级、材料及齿数 (9)6.2按齿根弯曲疲劳强度设计 (9)6.3确定传动尺寸 (11)6.4校核齿面接触疲劳强度 (12)6.5计算齿轮传动其它几何尺寸 (13)6.6齿轮参数和几何尺寸总结 (14)第七章轴的设计 (15)7.1高速轴设计计算 (15)7.2低速轴设计计算 (21)第八章滚动轴承寿命校核 (27)8.1高速轴上的轴承校核 (27)8.2低速轴上的轴承校核 (28)第九章键联接设计计算 (29)9.1高速轴与大带轮键连接校核 (29)9.2低速轴与大齿轮键连接校核 (29)9.3低速轴与联轴器键连接校核 (29)第十章联轴器的选择 (30)10.1低速轴上联轴器 (30)第十一章减速器的密封与润滑 (30)11.1减速器的密封 (30)11.2齿轮的润滑 (30)11.3轴承的润滑 (31)第十二章减速器附件 (31)12.1油面指示器 (31)12.2通气器 (31)12.3放油塞 (32)12.4窥视孔盖 (32)12.5定位销 (33)12.6起盖螺钉 (33)第十三章减速器箱体主要结构尺寸 (33)第十四章设计小结 (34)参考文献 (34)第一章设计任务书1.1设计题目一级直齿圆柱减速器,拉力F=2300N,速度v=1.1m/s,直径D=350mm,每天工作小时数:16小时,工作年限(寿命):10年,每年工作天数:300天,配备有三相交流电源,电压380/220V。
机械设计基础课程设计--一级直齿圆柱齿轮减速器南京工业大学机械设计基础课程设计计算说明书设计题目一级直齿圆柱齿轮减速器系(院)城建学院班级环设1101设计者牛倩云06指导教师耿鲁阳2013年6月24日—7月7日目录1:课程设计任务书 (2)2:传动方案的拟定 (3)3:电动机的选择 (3)4:计算总传动比和分配各级传动比 (4)5: 计算传动装置的运动和动力参数 (4)6:减速器传动零件的设计与计算(1)V带的设计与计算 (6)(2)齿轮的设计与计算 (8)(3)轴的设计与计算 (10)7:键的选择与校核 (15)8:润滑和密封 (16)9:铸铁减速器箱体主要结构设计 (17)10:感想与参考文献 (19)一、设计任务书1.传动方案电动机——带传动——一级圆柱齿轮传动——工作机2.齿面硬度:硬齿面设计功率:工作机功率班制:每日两班工作年限:8年;大修年限:4年3.已知条件输送带滚筒直径D=300mm输送带工作速度V=0.7m/s输送带轴所需扭矩T=900Nm4.设计内容1)一级圆柱齿轮减速器; 2)一根轴的强度校核;3)图纸要求:总装图1张;零件图1张(齿轮或轴) 4)计算说明书一份。
二、传动系统方案的拟定1.带式输送机传动系统方案如图所示:(画方案图)2.带式输送机由电动机驱动电动机1将动力传到带传动2,再由带传动传入一级减速器3,再经联轴器4将动力传至输送机滚筒5,带动输送带6工作。
传动系统中采用带传动及一级圆柱齿轮减速器,采用直齿圆柱齿轮传动。
三.计算及说明计算及说明计算结果⑴电动机的选择①电动机类型与结构形式的选择对一般的机械运输,选用Y 系列三相异步电动机, 安装形式为卧式,机座带底脚,电压380V 。
②电动机型号的选择 ⒈电动机的功率 220.7=T*900 4.20.3v kw D P ⨯=⨯=输出 =4.2kw P 输出滚筒转速w 60600.744.56/min 0.3v n r D ππ⨯===⨯⨯ w 44.56/min n r = 设:联轴器效率10.99η=一对轴承效率20.99η=; 闭式圆柱齿轮传动效率30.97η=计算及说明计算结果V 带传动效率40.95η= 工作机所需输入功率p =p η输出输入由电动机至运输带的传动总效率为 0.894η= 22···=0.990.990.970.950.894ηηηηη=⨯⨯⨯=联轴齿带则工作机实际需要的电动机输出功率为 4.698ca P kw =4.24.6980.894P P kw η===输出输入 根据ca p 选取电动机的额定功率1.电动机型号:Y132M2-62.电动机的转速 960/min n r =V 带传动比b i 2~4=,齿轮传动比i 3~5g =,则 =4i 带⑵计算总传动比和分配各级传动比① 传动装置的总传动比 960===21.5444.56n n i 电动机总滚筒=21.54i 总 ② 分配各级传动比21.54===5.3854i n i 总减带=5.385i 减⑶传动系统的运动和动力参数计算传动装置从电动机到工作机有三轴,分别为Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ轴,传动系统各轴的转速、功率和转矩计算如下:计算及说明计算结果① Ⅰ轴(电动机轴)11111960/min 4.698kW 4.6989550955046.74960n r P P T N M n ====⨯=⋅② Ⅱ轴 (减速器高速轴)12214222960240/min 44.6980.954.46395509550177.59240b n n r i P P kW P T N mn ====⨯=⨯==⨯=⋅η=4.463③ Ⅲ轴(减速器低轴)2333233324044.57/min 5.3854.4630.974.32995509550927.5744.57g n n r i P P kW P T N mn η====⨯=⨯==⨯=⋅=4.329将计算结果和传动比及传动效率汇总如表1-1表1-1 传动系统的运动和动力参数轴号电动机 带传动 圆柱齿轮传动Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴()()max 12221255001250d d d d mm a =+=⨯+=()()min 120.70.7125500437.5d d d d mm a =+=⨯+=取 0610mm a = 0610mm a = ⒍初算带的基准长度'd L()()221'0120224d d d d d d d a d d a L π-=+++计算及说明计算结果()()2500-125125500246102610π++⨯=⨯+2259=取 L d =2240 mm ⒎实际中心距'022402259610600.522d d L L mma a --+=+=≈a=600.5mm ⒏小带轮包角2218057.550012518057.5600.51445120d d d d a α︒︒︒︒-=-⨯-=-⨯'=≥ 合适 ⒐单根V 带所能传递的功率0p根据960/min n r =小带轮和d d1=125mm ,查表用插值法 求得:0 1.38kw p =⒑单根V 带传递功率的增量0p ∆传动比 4i =带,960/min n r =带,查表得: 0.11kw p =∆ ⒒计算V 带的根数 ()0caLp p p K K Z α+∆≥由表可查得K α=0.91, 由表可查得L K =1.06则()4.6983.271.380.110.91 1.06Z =+⨯⨯=计算及说明 计算结果取Z=4根 z=4⒓作用在带轮轴上的力 单根V 带的预紧力 20500 2.51ca p qV zv K F α⎛⎫=-+⎪⎝⎭20500 4.698 2.510.1 6.28167.334 6.280.91N F ⨯⎛⎫=-+⨯= ⎪⨯⎝⎭所以作用在轴上的力为p F :1014452sin24167.33sin1273.422p zF N F α'==⨯⨯⨯= ② 齿轮的设计与计算 ⒈齿面弯曲强度计算:ⅰ确定作用在小齿轮上的转矩T 14.463c ca p kW p η==带19602404bn i n ===带 r /min 4411610610 4.463177.5722240c c p P N m n T ωππ⨯⨯⨯⨯===⋅⨯ ⅱ选择齿轮材料齿轮均选用合金钢,表面淬火,齿面硬度56HRC[]160 2.5160 2.556300F HRC MPa σ=+=+⨯=ⅲ选择齿宽系数和齿数d 0.5ψ=取120Z = ,21108g Z i Z =⨯= ⅳ确定载荷系数K222330d d d m mm =+= 中心距:126032419222d d a mm ++=== 齿轮宽度 :10.56030d b d mm ψ=⨯=⨯= ⒉齿轮接触强度验算 ⅰ确定许用接触应力[]5001150011561116H HRC MPa σ=+=+⨯=ⅱ确定齿面接触强度[]121(1)=1121110.6H EH KT u Z MPa bd uσσ+=≤ ③ 轴的设计与核算轴径增大5%-7%,取min 1.0529.21d d mm =⨯=ⅲ确定轴的各段直径采用阶梯轴,尺寸按由小到大,由两端至中 央的顺序确定。
机械设计一级圆柱齿轮减速器设计说明书运算说明书设计题目:带式传输机的传动装置班级:姓名:学号:指导教师:二○年月日德州学院机电工程系名目第一章绪论第二章课题题目及要紧技术参数说明2.1 课题题目2.2 要紧技术参数说明2.3 传动系统工作条件2.4 传动系统方案的选择第三章减速器结构选择及相关性能参数运算3.1 减速器结构3.2 电动机选择3.3 传动比分配3.4 动力运动参数运算第四章齿轮的设计运算(包括小齿轮和大齿轮)4.1 齿轮材料和热处理的选择4.2 齿轮几何尺寸的设计运算4.2.1 按照接触强度初步设计齿轮要紧尺寸4.2.2 齿轮弯曲强度校核4.2.3 齿轮几何尺寸的确定4.3 齿轮的结构设计第五章轴的设计运算(从动轴)5.1 轴的材料和热处理的选择5.2 轴几何尺寸的设计运算5.2.1 按照扭转强度初步设计轴的最小直径5.2.2 轴的结构设计5.2.3 轴的强度校核第六章轴承、键和联轴器的选择6.1 轴承的选择及校核6.2 键的选择运算及校核6.3 联轴器的选择第七章皮带轮的设计运算7.1 确定带型中心距及基准长度7.2 验算小带轮的包角7.3 运算V带的根数第八章减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体要紧结构尺寸的运算8.1 润滑的选择确定8.2 密封的选择确定8.3减速器附件的选择确定8.4箱体要紧结构尺寸运算第九章总结参考文献第一章绪论本论文要紧内容是进行一级圆柱直齿轮的设计运算,在设计运算中运用到了«机械设计基础»、«机械制图»、«工程力学»、«公差与互换性»等多门课程知识,并运用«AUTOCAD»软件进行绘图,因此是一个专门重要的综合实践环节,也是一次全面的、规范的实践训练。
通过这次训练,使我们在众多方面得到了锤炼和培养。
要紧表达在如下几个方面:〔1〕培养了我们理论联系实际的设计思想,训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力,巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。
目录一、课程设计任务书....................................................... - 2 -二、传动方案的拟定....................................................... - 1 -三、电动机的选择......................................................... - 2 - 电动机类型的选择.. (2)四、确定传动装置的有关的参数............................................. - 4 -确定传动装置的总传动比和分配传动比。
(4)计算传动装置的运动和动力参数。
(4)五、传动零件的设计计算................................................... - 6 -V带传动的设计计算 (6)齿轮传动的设计计算 (7)六、轴的设计计算........................................................ - 10 -输入轴的设计计算 (10)输出轴的设计计算 (12)七、滚动轴承的选择及校核计算............................................ - 14 -八、连接件的选择........................................................ - 16 -联轴器的选择 (16)键的选择计算 (16)九、减速箱的附件选择.................................................... - 18 -十、润滑及密封.......................................................... - 19 - 十一、课程设计小结...................................................... - 20 - 十二、参考资料.......................................................... - 21 -一、课程设计任务书题目:设计化工易燃易爆品生产车间链板式运输机的传动装置。
《机械设计基础》课程设计说明书学院:应用技术学院专业:矿物加工工程班级:姓名:学号:日期:2020年06月24日课程设计题目:一级圆柱齿轮减速器设计内容包括:设计说明书一份图纸三张《机械设计基础》课程设计任务书班级矿物加工姓名指导教师日期2020 年6 月24 日指导教师签字:年月日第二章机械传动装置的总体设计2.1 确定传动方案在确定传动方案时应注意以下几点。
(1)带传动承载能力较低,但能缓冲吸震,有过载保护作用,被广泛采用。
为使带传动获得较为紧凑的结构尺寸,应布置在传动系统的高速级。
若带传动水平布置时,应使其松边在上。
(2)方案中采用一级圆柱齿轮减速器,其动力应从远离齿轮端输入,以改善轮齿受力。
2.2 选择电动机工业上广泛应用三相异步电动机,因为它构造简单,制造、使用和维护方便,运行可靠,重量较轻,成本较低。
异步电动机为了便于齿轮润滑,取i 1=5。
V 带的传动比02.4510.2012===i i i2.4 传动装置的运动参数和动力参数的计算传动装置的运动和动力参数,主要是指各种轴的转速、功率和转矩,它是进行传动零件设计计算极为重要的依据。
下图为直齿轮一圆柱齿轮减速器传动装置,现对有关参数说明如下:n 1、n 2、n 3——Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的转速(r/min ) P 1、P 2、P 3——Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的输入功率(kW ) T 1、T 2、T 3——Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的输入转矩(N ·m )i= i 1=5 i 2=4.02(8)轴的强度校核轴的材料为45钢,调质处理。
σB =650N/mm 2,则[σσB ,即58~60N/mm 2,取[σ]=60N/mm 2,轴的应力为][/18.11401.022.7152323σσ<=⨯≈=mm N W M ca ca根据计算结果知,该轴满足强度要求。
(9)轴的疲劳强度校核计算轴的材料为45钢,调质处理。
σB =650N/mm 2, σ-1=275N/mm 2,τ-1=140N/mm 2。
一级直齿圆柱齿轮减速器设计说明书1. 引言减速器是机械传动装置中的关键部件,广泛应用于工业生产和机械设备中。
本设计说明书将详细介绍一级直齿圆柱齿轮减速器的设计原理、结构和功能。
2. 设计原理一级直齿圆柱齿轮减速器是一种常用的传动装置,通过齿轮的啮合和相对运动,实现输入轴和输出轴之间的转速减小和扭矩增加。
其原理基于齿轮啮合的运动学和动力学分析,通过合理设计齿轮的齿数、模数、压力角等参数,来满足设计要求。
3. 结构组成一级直齿圆柱齿轮减速器主要由输入轴、输出轴、齿轮组和壳体组成。
输入轴和输出轴分别与动力源和负载相连,通过齿轮组的传动,实现输入轴和输出轴之间的转速和扭矩的变换。
齿轮组通常由一个主动齿轮和一个从动齿轮组成,其齿数比决定了减速比。
4. 设计要点在设计一级直齿圆柱齿轮减速器时,需要考虑以下要点:(1) 轴的强度计算:根据输入功率和转速,确定输入轴和输出轴的直径和长度,以满足强度和刚度要求。
(2) 齿轮参数的选择:根据减速比和传动比例,选择合适的齿数、模数和压力角,以满足传动效率和承载能力的要求。
(3) 齿轮的材料选择:根据工作环境和负载条件,选择合适的齿轮材料,以满足强度和耐磨性的要求。
(4) 轴承和润滑:选择合适的轴承类型和润滑方式,以减小摩擦损失和提高传动效率。
(5) 壳体设计:根据齿轮组的尺寸和安装要求,设计合适的壳体结构和支撑方式,以保证减速器的稳定运行。
5. 功能和应用一级直齿圆柱齿轮减速器具有转速减小、扭矩增加和传递功率的功能,广泛应用于各种机械设备中。
它可以用于工业生产中的输送机、搅拌机、提升机等设备,也可以用于家用电器中的洗衣机、食品加工机等。
6. 设计案例以某生产线上的输送机为例,设计一级直齿圆柱齿轮减速器的参数如下:输入功率:5 kW输入转速:1500 rpm输出转速:30 rpm减速比:50:1根据以上参数,进行轴的强度计算、齿轮参数的选择、材料选择、轴承和润滑设计,最终得到合适的一级直齿圆柱齿轮减速器设计方案。
机械设计课程设计说明书设计题目:一级直齿圆柱齿轮减速器班级学号:学生姓名:指导老师:完成日期:设计题目:一级直齿圆柱齿轮减速器一、传动方案简图二、已知条件:1、有关原始数据:运输带的有效拉力:F=1.47 KN运输带速度:V=1.55m/S鼓轮直径:D=310mm2、工作情况:使用期限8年,2班制(每年按300天计算),单向运转,转速误差不得超过±5%,载荷平稳;3、工作环境:灰尘;4、制造条件及生产批量:小批量生产;5、动力来源:电力,三相交流,电压380/220V。
三、设计任务:1、传动方案的分析和拟定2、设计计算内容1) 运动参数的计算,电动机的选择;3) 带传动的设计计算;2) 齿轮传动的设计计算;4) 轴的设计与强度计算;5) 滚动轴承的选择与校核;6) 键的选择与强度校核;7) 联轴器的选择。
3、设计绘图:1)减速器装配图一张;2)减速器零件图二张;目录一、传动方案的拟定及说明 .................................................................................... 错误!未定义书签。
二、电机的选择 ........................................................................................................ 错误!未定义书签。
1、电动机类型和结构型式............................................................................... 错误!未定义书签。
2、电动机容量 .................................................................................................. 错误!未定义书签。
一级圆柱齿轮减速器设计说明书一、传动方案拟定 (3)二、电动机的选择 (4)三、确定传动装置总传动比及分配各级的传动比 (6)四、传动装置的运动和动力设计 (7)五、齿轮传动的设计 (15)六、传动轴的设计 (18)七、箱体的设计 (27)八、键连接的设计 (29)九、滚动轴承的设计 (31)十、润滑和密封的设计 (32)十一、联轴器的设计 (33)十二、设计小结 (33)计算过程及计算说明一、传动方案拟定设计单级圆柱齿轮减速器1、工作条件:输送带常温下连续工作,空载起动,工作载荷平稳,使用期限5年,两班制工作,输送带速度容许误差为±5%,环境清洁。
2、原始数据:输送带有效拉力F=6500N;带速V=0.8m/s;滚筒直径D=335mm;方案拟定:采用开始齿轮传动与减速齿轮的组合,即可满足传动比要求;同时由于带传动具有良好的缓冲、吸振性能,适应大起动转矩工况要求,结构简单,成本低,使用维护方便。
二、电动机选择1、电动机类型和结构的选择:选择Y系列三相异步电动机,此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机,其结构简单,工作可靠,价格低廉,维护方便,适用于不易燃,不易爆,无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。
2、电动机容量选择:电动机所需工作功率为:式(1):Pd=PW/ηa(KW)由式(2):PW=FV/1000(KW)因此P d=FV/1000ηa(KW)由电动机至运输带的传动总效率为:η总=η1³η2³η2³η3³η4³η5式中:η1、η2、η3、η4、η5分别为开式齿轮传动、轴承、圆柱齿轮传动、联轴器和滚筒的传动效率。
取η1=0.98(开式齿轮传动),η2=0.98,η3=0.98,η4=0.99(弹性联轴器),η5=0.96(卷筒)。
则:η总=0.98³0.98³0.98³0.98³0.99³0.97=0.886所以:电机所需的工作功率:P d= FV/1000η总=(6500³0.8)/(1000³0.886)=5.87(KW)3、确定电动机转速卷筒工作转速为:n卷筒=60³1000²V/(π²D)=(60³1000³0.8)/(335²π)=45.63(r/min)根据《机械设计基础课程设计指导书》上推荐的传动比合理范围,取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I’=3~6,取开式齿轮传动比I1’=2~4。
设计内容:一、 传动装置的总体设计1、 确定传动方案本次设计选用的带式输送机的机械传动装置方案为V 带传动和一级闭式齿轮传动,其传动装置见下图。
2、 选择电动机(1) 选择电动机的类型按工作要求及工作条件选用三相异步电动机,封闭自扇冷式结构,电压380V ,Y 系列。
(2) 选择电动机的额定功率① 带式输送机的性能参数选用表1的第 6组数据,即: 输送带工作拉力F/N输送带工作速度v/m ·s -1卷筒直径D/mm15001.1 220表一工作机所需功率为:kW sm N Fv w 65.11000/1.115001000P =⨯==②从电动机到工作机的传动总效率为:212345ηηηηηη=其中1η、2η、3η、4η、5η分别为V 带传动、齿轮传动、滚动轴承、弹性套柱销联轴器和滚筒的效率,查《机械设计课程设计手册》 选取1η=0.95 、2η=0.97(8级精度)、3η=0.99(球轴承)、4η=0.995、5η=0.96故22123450.950.970.990.9950.960.8609664143520.862ηηηηηη==⨯⨯⨯⨯=≈③ 电动机所需功率为W P P d k 9.186.065.1w===η又因为电动机的额定功率ed d P P ≥*k =1.05选取电动机的额定功率为2.2kW ,满足电动机的额定功率 d ed P P ≥*1.05。
(3) 确定电动机的转速 传动滚筒轴工作转速:min /54.952201.1100060100060n w r D v =⨯⨯⨯=⨯=ππ查《机械基础》P 459附录3, V 带常用传动比为i 1=2~4,圆柱齿轮传动一级减速器常用传动比范围为i 2=3~6(8级精度)。
根据传动装置的总传动比i 与各级传动比i 1、i 2、…i n 之间的关系是i=i 1i 2…i n ,可知总传动比合理范围为i=6~24。
故 电动机的转速可选择范围相应为96.2292~24.57354.95)24~6(''=⨯=⋅=n i n a d符合这一范围的同步转速有750r/min 、1000r/min 和1500r/min 三种。
(4) 确定电动机的型号表二为降低电动机重量和价格,由表二选取同步转速为1500r/min 的Y 系列电动机,型号为Y100L1-4。
查得电动机的主要参数以及安装的有关尺寸(mm),见以下两表:电动机的技术数据3、传动装置的总传动比的计算和分配(1)总传动比满载转速/滚筒工作转速(2)分配各级传动比各级传动比与总传动比的关系为i=i1i2。
根据V带的传动比范围i1=2 ~ 4 ,初选i1=3.042,则单级圆柱齿轮减速器的传动比为4,符合圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围i2=3~5(8级精度),且符合了在设计带传动和一级圆柱齿轮减速器组成的传动装置中,应使带传动比小于齿轮传动比,即i带<i齿。
4、计算传动装置的运动和动力参数(1)计算各轴输入功率①0轴(电动机轴)的输出功率为:【=0edP=P=2.2kW②1轴(减速器高速轴)的输入功率:从0轴到1轴,经过V带传动和一个联轴器,所以:1=2.2kW0.95=2.09kW edP Pη=⨯带③2轴(减速器低速轴)的输入功率:从1轴到2轴,经过一对轴承,一对齿轮传动,一对齿轮啮合传动,所以:21=2.09kW0.990.97=2.007kWP Pηη=⨯⨯承齿④3轴(滚筒轴)的输入功率:从2轴到3轴,经过一对轴承,一个联轴器,所以:32=2.007kW 0.990.995=1.977kW P P ηη=⨯⨯承联(2) 计算各轴转速① 0轴(电动机轴)的转速: 1420/min m n n r == ② 1轴(减速器高速轴)的转速:11111420min /466.798min 3.042m r n n i r --⋅===⋅③ 2轴(减速器低速轴)的转速:11212121420min //116.700min 3.0424m r n n i n i i r --⋅====⋅⨯④ 3轴(滚筒轴)的转速:1132********min //116.700min 3.0424m r n n n i n i i r --⋅=====⋅⨯(3) 计算各轴转矩 ① 0轴(电动机轴)的转矩: 000 2.29550/955014.7961420/minkWM P n N m r ==⨯=⋅② 1轴(减速器高速轴)的转矩:111 2.099550/955042.758466.798/minkWM P n N m r ==⨯=⋅ ③ 2轴(减速器低速轴)的转矩: 222 2.0079550/9550164.240116.700/minkWM P n N m r ==⨯=⋅④ 3轴(滚筒轴)的转矩:333 1.9779550/9550161.785116.700/minkWM P n N m r ==⨯=⋅把上述计算结果列于下表:表五二、 传动零件的设计1、 箱外传动件设计(V 带设计) (1)计算设计功率P ded A d P K P =根据V 带的载荷有轻微振动,一班工作制(8小时),查《机械基础》P 296表13-6,取K A =1.1。
即 1.1 2.2 2.42kW d A ed P K P kW ==⨯= (2)选择带型普通V 带的带型根据传动的设计功率P d 和小带轮的转速n 1按《机械基础》P 297图13-11选取。
根据算出的P d =2.42kW 及小带轮转速n 1=1420r/min ,查图得:d d =80~100可知应选取Z 型V 带。
(3)确定带轮的基准直径并验证带速由《机械基础》P 298表13-7查得,小带轮基准直径为50~90mm (d dmin =50mm ),则取d d1= 80mm> d dmin .(d d1根据P 295表13-4查得)21213.042,=80 3.042=243.36mm d d d d i d d ==⨯所以 由《机械基础》P 295表13-4查“V 带轮的基准直径”,得2d d =250mm① 误差验算传动比:21250= 3.157(1)80(11%)d d d i d ε==-⨯-误 (ε为弹性滑动率)误差11 3.157 3.042100%100% 3.8%5%3.042i i i i --=⨯=⨯=误< 符合要求 ② 带速 1801420v=5.948/601000601000d d nm s ππ⨯⨯==⨯⨯满足5m/s<v<25~30m/s 的要求,故验算带速合适。
(4)确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角由式()()120120.72d d d d d d a d d +≤≤+ 可得0.7(80+250)≤0a ≤2(80+250) 即231≤0a ≤660,选取0a =500mm 所以有:由《机械基础》P 293表13-2查得L d =1600mm实际中心距 016001532.813500533.59mm 22d do L L a a --≈+=+= 21125080a 18057.318057.3161.74120533.59o o o o o o d d d d a --=-⨯=-⨯=> 符合要求。
3.042 1420 80 (5)确定带的根数z查机械设计手册,取P 1=0.35KW ,△P 1=0.03KW 由《机械基础》P 299表13-8查得,取Ka=0.95 由《机械基础》P 293表13-2查得,K L =1.16 则带的根数11 2.42z 5.78()(0.350.03)0.95 1.16d a LP P P K K ===+∆+⨯⨯所以z 取整数为6根 (6)确定带轮的结构和尺寸根据V 带轮结构的选择条件,Y100L1-4型电机的主轴直径为d=28mm ; 由《机械基础》P293 ,“V 带轮的结构”判断:当3d <d d1(90mm)<300mm ,可采用H 型孔板式或者P 型辐板式带轮,这次选择H 型孔板式作为小带轮。
由于d d2>300mm ,所以宜选用E 型轮辐式带轮。
22210120()(25080)2()2500(80250)1532.813mm 2424500d d do d d d d L a d d mm a ππ⎡⎤--=+++=⨯+++=⎢⎥⨯⎣⎦总之,小带轮选H 型孔板式结构,大带轮选择E 型轮辐式结构。
(7)确定带的张紧装置选用结构简单,调整方便的定期调整中心距的张紧装置。
(8)计算压轴力由《机械基础》P 303表13-12查得,Z 型带的初拉力F 0=55N ,上面已得到1a =161.74o,z=6,则1a 161.742sin =2655sin N=651.64N 22oo F zF ∑=⨯⨯⨯(9)带轮的材料 选用灰铸铁,HT200。
2、 减速器内传动件的设计(齿轮传动设计) (1)选择齿轮材料、热处理方法及精度等级① 齿轮材料、热处理方法及齿面硬度因为载荷中有轻微振动,传动速度不高,传动尺寸无特殊要求,属于一般的齿轮传动,故两齿轮均可用软齿面齿轮。
查《机械基础》P 322表14-10,小齿轮选用45号钢,调质处理,硬度260HBS ;大齿轮选用45号钢,调质处理,硬度为220HBS 。
② 精度等级初选减速器为一般齿轮传动,圆周速度不会太大,根据《机械设计学基础》P 145表5-7,初选8级精度。
(2)按齿面接触疲劳强度设计齿轮由于本设计中的减速器是软齿面的闭式齿轮传动,齿轮承载能力主要由齿轮接触疲劳强度决定,其设计公式为:② 确定各参数因为该齿轮传动是软齿面的齿轮,圆周速度也不大,精度也不高,而且齿轮相对轴承是对称布置,根据电动机和载荷的性质查《机械设计学基础》P 147表5-8,得K 的范围为1.4~1.6, 取K =1.3。
查《机械设计基础》教材中表11—4取: 区域系数 Z H =2.5 弹性系数 Z E =188.0③ 小齿轮的转矩mN n P T ⋅=⨯==758.4279.46609.29550/9550111 ④ 接触疲劳许用应力[]limimH N Hm P Z S σσ=ⅰ)接触疲劳极限应力由《机械设计学基础》P 150图5-30中的MQ 取值线,根据两齿轮的齿面硬度,查得45钢的调质处理后的极限应力为lim1H σ=600MPa , lim 2H σ=560MPaⅱ)接触疲劳寿命系数Z N应力循环次数公式为 N=60 n jt h工作寿命每年按300天,每天工作8小时,故 t h =(300×10×8)=24000hN 1=60×466.798×1×24000=6.722×1088812N 6.72210N = 1.68110i 4⨯==⨯ 查《机械设计学基础》P 151图5-31,且允许齿轮表面有一定的点蚀 Z N1=1.02 Z N2=1.15ⅲ) 接触疲劳强度的最小安全系数S Hmin查《机械设计学基础》P 151表5-10,得S Hmin =1 ⅳ)计算接触疲劳许用应力HP σ。