机械设计一级减速器设计书
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一级直齿圆柱齿轮减速器设计书第一部分课程设计任务书一、设计课题:设计一级直齿圆柱齿轮减速器,工作机效率为0.96(包含其支承轴承效率的损失),使用限期8年(300天/年),2班制工作,运输允许速度偏差为5%,车间有三相沟通,电压380/220V。
二. 设计要求:减速器装置图一张。
绘制轴、齿轮等部件图各一张。
设计说明书一份。
三. 设计步骤:传动装置整体设计方案电动机的选择确立传动装置的总传动比和分派传动比计算传动装置的运动和动力参数设计V带和带轮齿轮的设计转动轴承和传动轴的设计1.键联接设计专业.专注箱体构造设计润滑密封设计联轴器设计第二部分传动装置整体设计方案构成:传动装置由电机、减速器、工作机构成。
特色:齿轮相对于轴承对称散布。
确立传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。
其传动方案以下:图一: 传动装置整体设计图初步确立传动系统整体方案如 :传动装置整体设计图所示。
选择V带传动和一级圆柱直齿轮减速器。
专业.专注计算传动装置的总效率a:a= ×2×××1为V带的效率, 2为轴承的效率, 3为齿轮啮合传动的效率 , 4为联轴器的效率, 5为工作机的效率(包含工作机和对应轴承的效率)。
第三部分电动机的选择1电动机的选择皮带速度v:工作机的功率pw:w F×V1620×p=1000=1000=KW电动机所需工作功率为:p wpd=ηa==KW履行机构的曲柄转速为:n=60×1000V=60×1000×=r/minπ×Dπ×280经查表按介绍的传动比合理范围,V带传动的传动比i1=2~4,一级圆柱直齿轮减速器传动比i2=3~6,则总传动比合理范围为ia=6~24,电动机转速的可选范围为nd=i a×n=(6×24)×=。
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价钱和带传动、减速器的传动比,选定型号为Y112M-4专业.专注的三相异步电动机,额定功率为4KW,满载转速nm=1440r/min,同步转速1500r/min。
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:陈伟学号:1558020120104指导老师:童念慈目录一、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。
机械设计基础课程设计-一级齿轮减速器设计说明书正文:一级齿轮减速器设计说明书设计目标:本次设计旨在设计一个一级齿轮减速器,实现指定输入转速和输出转速之间的减速比。
同时,考虑到传动效率、轴向和径向载荷的承载能力以及噪音等因素。
1.引言1.1 背景介绍在机械传动领域中,齿轮减速器是一种常用的传动装置。
通过合理的齿轮设计,可以实现高效的转速调节和转矩变化。
一级齿轮减速器作为齿轮传动系统的基本组成部分,在工程领域中得到广泛应用。
1.2 设计范围本设计范围包括齿轮的型号选择、齿轮几何参数的计算与设计、强度校核、噪声分析以及轴承和润滑油的选择等内容。
2.齿轮型号选择与齿轮几何参数计算2.1 输入参数2.1.1 输入转速:N1 = 1500 rpm2.1.2 输出转速:N2 = 300 rpm2.1.3 传动功率:P = 10 kW2.2 齿轮型号选择根据输入转速和输出转速的减速比以及传动功率的要求,选择适当的齿轮型号。
2.3 齿轮几何参数计算2.3.1 主传动齿轮参数计算根据减速比和输入、输出转速的关系,计算主传动齿轮的模数、齿数等几何参数。
2.3.2 从动齿轮参数计算根据主传动齿轮参数和减速比,计算从动齿轮的几何参数。
3.齿轮强度校核3.1 材料选择根据齿轮所承载的传动功率和工作条件,选择合适的材料。
3.2 强度计算根据齿轮几何参数、材料性能和工作条件,进行应力和变形的计算,检查设计的齿轮是否满足强度要求。
4.噪声分析与控制4.1 噪声来源分析通过对齿轮传动系统的分析,确定噪声的主要来源。
4.2 噪声控制措施针对噪声来源,提出相应的控制措施,以降低噪声水平。
5.轴承与润滑油选择5.1 轴承选择根据齿轮传动系统的径向和轴向载荷要求,选择相应的轴承类型和规格。
5.2 润滑油选择根据齿轮传动系统的工作条件和轴承要求,选择合适的润滑油类型。
6.结论通过对一级齿轮减速器的设计、强度校核、噪声分析以及轴承和润滑油的选择等方面的研究,本次设计满足了预期的减速比要求,并具备足够的强度和稳定性,同时在噪声和摩擦方面也做出了相应的控制。
机械设计基础课程设计一级圆柱齿轮减速器设计说明书、零件图和装配图机械设计基础课程设计一级圆柱齿轮减速器设计说明书一、设计要求1:减速比:根据实际需求确定减速比。
2:安装空间:根据实际使用场景,为齿轮减速器设计合适的安装空间。
3:轴向和径向载荷:根据实际工作负载,计算并确定减速器所能承受的轴向和径向载荷。
4:传动效率:设计具有高传动效率的减速器。
5:噪音和振动:减速器在运转时应尽量减少噪音和振动的产生。
二、设计步骤及详细说明1:确定减速比:根据实际需求确定减速比,考虑到工作负载和转速要求。
2:确定齿轮数目和模数:根据减速比和齿轮模数的关系,计算所需齿轮数目和模数。
3:计算齿轮参数:根据设计公式,计算齿轮齿数、齿宽、齿向系数等参数。
4:绘制齿轮零件图:根据计算结果,绘制齿轮零件的图纸,包括齿轮齿数、齿宽、法向压力角等。
5:绘制齿轮装配图:根据齿轮零件图,绘制齿轮减速器的装配图,标注零件之间的配合关系和装配顺序。
6:分析齿轮传动系统:利用仿真软件对齿轮传动系统进行分析,验证齿轮的传动效率和载荷承受能力。
7:选取材料并计算强度:根据齿轮传动系统的设计参数,选取合适的材料,并进行强度计算,保证齿轮的可靠性和使用寿命。
8:考虑润滑和冷却:根据实际工况和齿轮传动系统的特点,设计合适的润滑和冷却装置。
9:进行产品优化:对设计的减速器进行优化,考虑减少重量、减小尺寸和提高传动效率等方面。
10:绘制装配顺序图:绘制减速器的装配顺序图,指导实际生产过程。
11:进行减速器的试制和测试:根据设计图纸,进行减速器的试制和测试,验证设计的减速器性能。
附:齿轮减速器设计相关附件本文所涉及的法律名词及注释:1:减速比:指减速器输出轴的转速与输入轴的转速之比。
2:轴向载荷:作用在减速器轴承上的力,与轴线平行。
3:径向载荷:作用在减速器轴承上的力,与轴线垂直。
设计说明书2015-2016 学年第 1 学期学院:专业:机械设计制造及其自动化学生姓名:学号:课程设计题目:带式传动机的传动系统设计指导教师:日期:2015-12-31目录一、设计任务 (2)二、电动机的选择 (2)三、分配传动比 (3)四、V带设计 (3)五、直齿圆柱齿轮传动的设计计算 (5)六、高速轴的设计计算 (9)七、低速轴的设计计算 (12)八、减速器铸造箱体的主要结构尺寸设计 (14)九、轴承的润滑 (16)十、减速器的密封 (16)十一、齿轮的润滑 (16)十二、设计心得 (16)十二、参考文献 (17)十三、图 (17)一、设计任务1、设计题目带式输送机的传动系统设计(第一组):原始数据:滚筒圆周力F=4KN;带速V=1.5m/s;滚筒直径D=320mm;工作条件:(1)二班制:即每天16小时(2)要求连续工作8年,每年按300天计算(3)工作温度正常,有粉尘(4)单向运转,不均匀载荷,中的冲击,空载启动。
2、设计步骤1.传动装置总体设计方案2.电动机的选择3.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5.普通V带设计计算6.减速器内部传动设计计算7.传动轴的设计8.滚动轴承校核9.键联接设计10.联轴器设计11.润滑密封设计12.箱体结构的设计97带轮的轮毂宽度为63~84mm 取L1=70mm(2)轴段②设计h=(2~3)c=2.4~3.6d2取38mm(3)轴段③⑥是轴承安装,考虑齿轮只受轴向力和径向力选用深沟球轴承,轴承型号为6308∴d3=40mm轴承宽度为23mm ,轴套宽度为12mmL3=43mm,L6=27(4)轴段④为齿轮位,取d4=45mm 宽度略小于小齿轮齿宽取L4=98mm(5)轴段⑤为轴环,h=(2~3)c,d5=53mm,宽度等于小齿轮中心到轴套的距离取L5=12mm4.键连接:大带轮和轴段间采用A型普通平键连接由机械制图附表5-12查得型号为键14×90 GB1096-2003键10×63 GB1096-2003d b h l t t130~38 10 8 22~160 5.0 3.344~50 14 9 36~160 5.5 3.85.校验(1)F NH1 = F NH2 =F t/2=2652.8N-F px245-F NV1×155+F rx77.5 = 0F NV1×155 = -F px245+F rx80 = -2796.04+1931.09×77.5 =-3454N F NV2 = F r-F p-F NV1 =1931-2796.04+3454 =2589.05N L1=70mmd2取38mm轴承型号为6308d3=d6=40mmL3=43mmL6=27取d4=45mmL4=98mmd5=53mmL5=12mm键14×90 GB1096-2003 键10×63 GB1096-2003F NH1 = 2652.8NF NV1×55 =-3454NF NV2 = 2589.05N图1②轴承A的总支承反力F A=√(F NH1·F NH1+F NV1·F NV1)=4355.17N③轴承B的总支承反力F B=√(F NH2·F NH2+F NV2·F NV2)=3706.82N④带轮作用在轴承A的弯矩M带A=F P·L=2796.04×90.05×77.5=253041.62N·mm⑤轴承B作用在高速轴上的弯矩MV=FNV2×L=2589.05x77.05=200651.37N·mm⑥在圆周方向产生的弯矩M H=F NH1·80=2652.81×77.5=205592.775N·mm⑦合成弯矩M A=M带A=275409.94N·mmM r=√(M V²+M H²)=287279N·mmT=254.67×103(2)①齿轮轴与点A处弯矩较大,且轴径较小,故点A处剖面为危险剖面W=πd3/32=π·403/32=6283.19mm3②抗弯截面系数为W T=πd3/16=π·403/16=12566.37mm3③最大弯矩应力σA=M A/W=253041.62/6283.19=40.27MPa④扭剪应力τ=T1/W T=254.67·1000/12566.37=20.27MPa按弯度合成强度进行校核计算,扭转切应力为脉动循环变应力,取折合系数α=0.6,则当量应力为σca=√σA²+4(ασ)²=√40.27²+4·(0.6·20.27)²=47.05MPa<[σ-1]∴强度满足要求图2F A=4355.17NF B=3706.82NM带A=253041.62N·mm MV=200651.37N·mm M H==205592.775M A=275409.94M r=287279N*mmT=254.67x103W=6283.19mm3W T=12566.37mm3σA=40.27MPaτ=20.27MPaσca=47.05MPa选取轴承型号为6311,轴承宽度为29mm,d3=55mm 轴套的宽度为15mmL3=53mm,L6=33mm(4)轴段④设计轴段④上安装齿轮,为了方便齿轮安装长度小于大齿轮宽度,取L4=92mm d4=60mm(5)轴段⑤设计轴段⑤为轴环,根据h=(2~3)c,取d5=68mmL5等于大齿轮中心到轴套的距离取L5=15mm4.键连接联轴器轴段①和轴段④采用A型普通平键连接根据机械制图可得型号为键 14×100 GB1096-2003键 18×80 GB1096-2003d b h l t t144~50 14 9 36~160 5.5 3.858~65 18 11 50~200 7.0 4.45.校验L3=53mmL3=53mm,L6=33mmd4=60mmL4=92mmd5=68mmL5=15mm键14×100 GB1096-2003键18×80 GB1096-2003图3图4八、减速器铸造箱体的主要结构尺寸设计九、轴承的润滑滚动轴承的润滑剂可以是脂润滑、润滑油或固体润滑剂。
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 。
机械设计课程设计计算阐明书机械设计课程设计任务书目录一、电机旳选择 .................................................错误!未定义书签。
二、传动装置旳运动和动力参数计算.............错误!未定义书签。
三、V带传动设计 .............................................错误!未定义书签。
四、设计减速器内传动零件(直齿圆柱齿轮)错误!未定义书签。
五、轴旳构造设计计算.....................................错误!未定义书签。
六、校核轴承寿命 .............................................错误!未定义书签。
七、键连接旳选择和计算.................................错误!未定义书签。
八、箱体旳设计 .................................................错误!未定义书签。
九、心得体会 .....................................................错误!未定义书签。
一、电机旳选择1.1 选择电机旳类型和构造形式:依工作条件旳规定, 选择三相异步电机: 封闭式构造 U=380 V Y 型1.2 电机容量旳选择工作机所需旳功率P W =Fv /1000= 3.04 kW V 带效率(1: 0.95滚动轴承效率(一对)(2: 0.98 闭式齿轮传动效率(一对)η3: 0.97 联轴器效率(4: 0.99工作机(滚筒)效率(5((w): 0.96 传播总效率η=η1﹒η23﹒η3﹒η4﹒η5 =0.841 则, 电动机所需旳输出功率PW=Pd/(= 3.61 kW1.3 电机转速确定卷筒轴旳工作转速W 601000πvn D⨯== 76.4 r/min V 带传动比旳合理范围为2~4, 一级圆柱齿轮减速器传动比旳合理范围为3~7, 则总传动比旳合理范围为 =6~28, 故电动机转速旳可选范围为:d W 'n i n =⋅= 458.4 ~ 1528 r/min在此范围旳电机旳同步转速有: 750r/min 、1000 r/min 、1500 r/min依课程设计指导书表18-1: Y 系列三相异步电机技术参数(JB/T9616-1999)选择电动机型 号: Y112M-4 额定功率Ped: 4kW 同步转速n: 1500r/min 满载转速nm: 1440r/min二、传动装置旳运动和动力参数计算总传动比: 18.852.1 分派传动比及计算各轴转速取V 带传动旳传动比i 0= 3 则减速器传动比i =i /i 0= 6.282.2 传动装置旳运动和动力参数计算0轴(电动机轴)0d P P == 3.61 kW0m n n == 1440 r/min009550P T n == 23.94 N ⋅m 1轴(高速轴) 101P P η=⋅= 3.43 kW10n n i == 480 r/min1119550P T n == 68.24 N ⋅m 2轴(低速轴) 2123P P ηη=⋅⋅= 3.26 kW12n n i== 76.43 r/min 2229550P T n == 407.34 N ⋅m 3轴(滚筒轴) 3224P P ηη=⋅⋅= 3.16 kW32n n == 76.43 r/min3339550P T n == 394.84 N ⋅m 以上功率和转矩为各轴旳输入值, 1~3轴旳输出功率或输出转矩为各自输入值与轴承效率旳乘积。
机械设计课程设计说明书题目:一级圆锥齿轮减速器系别:专业班级:学号:学生姓名:指导教师:时间:计算过程及说明结果机械设计任务书一、设计任务书单级圆锥齿轮减速器(1)原始数据:牵引力F=1.908N传送速度V=1.056m/s链轮直径D=130mm(2)设计任务要求:1)减速器装配图纸一张(1号图纸)2)轴、齿轮零件图纸各一张(3号图纸)3)设计说明书一份二、传动系统总体设计(一)传动系统拟定方案计算过程及说明 (二)电动机的选择1、 选择电动机类型按工作要求和工作条件选用Y 型系列三相鼠笼型异步电动机,其结构为全封闭自扇冷式结构,电压为380V 。
2、 选择电动机的容量 工作机的有效功率为:W P = FV=2.00 KW从电动机到工作机输送带间的总效率为:21234ηηηηη=∑式中1η、2η、3η、4η、别为带传动、齿轮、轴承、链传动效率。
查文献【1】中表9.1可知,10.96η=、20.97η=、30.98η=、40.96η=则:20.960.970.980.96η=⨯⨯⨯=∑0.859所以电动机所需工作功率为:wd p p η==∑2.00 /0.859 =2.33 KW3、 确定电动机转速输出轴转速:60000/w n V D π==70.00 m/s锥齿单级传动比2~3i '=∑,V 带传动比2~4i =带,链传动比2~4i =链,所以电动机转速的可选范围为:()()'8~48701560~3360mind w rn in ==⨯=∑符合这一范围转速的电动机只有:750minr 、1000minr 、1500minr 、3000minr三种,选用同步转速为1000minr的电动机。
根据电动机的类型、容量和转速,查文献【1】表15.1可知:选用Y132S-6,额定功率3kw 型电动机。
表1—1 Y112M-6型电动机主要参数电动机型号 额定功率/KW满载转速/(minr)启动转矩 额定转矩 最大转矩 额定转矩 Y132S -639602.02.0(三)计算传动装置的总传动比i ∑并分配传动比1、总传动比i∑mwn in ==∑960 /70.00 =13.71 2、分配传动比ii i i I II III =⨯⨯∑考虑润滑条件,为使圆锥齿轮和带轮平稳传动,取锥齿轮传动比 2.5II i =,链传动比2.5III i =,故带传动比为13.712.192.5 2.5III ii i i I II ∑==≈⨯(四)计算传动装置各轴的运动和动力参数1、各轴的转速电机轴 960minm r n =Ⅰ轴 mn n i I I==960 /2.19 =437.50 min r Ⅱ轴 In n i II II==437.50 /2.50 =175.00 min r III 轴 IIIII IIIn n i ==175.00 /2.50 =70.00 min r 2、各轴的输入功率Ⅰ轴 1d p p ηI =⨯=2.33 ⨯0.96 =2.24 kwⅡ轴 23p p ηηII I =⨯⨯=2.24 ⨯0.97 ⨯0.98 =2.13 kw III 轴 34III II p p ηη=⨯⨯=2.13 ⨯0.96 ⨯0.98 =2.00 kw 3、各轴的输入转矩 Ⅰ轴 1119550p T n ==48.82 Ⅱ轴 29550IIIIp T n ==116.01 III 轴 39550IIIIIIp T n ==272.86 将上述计算结果汇总于表1—3,以备查用。
一级减速器机械设计说明书一级减速器机械设计说明书1.引言在机械工程中,一级减速器是一种广泛应用于各种机械设备中的装置,用于降低驱动轴的转速并增加扭矩。
本文档旨在提供一级减速器机械设计的详细说明,包括设计原理、结构、材料选择、计算和安装要求等。
通过本文档的参考,读者将能够了解一级减速器的相关知识并进行合理的设计和应用。
2.设计原理2.1 减速比计算2.2 动力输入和输出要求2.3 传动方式选择2.4 轴承选择2.5 齿轮设计2.5.1 齿轮齿数计算2.5.2 齿轮材料选择2.5.3 齿轮热处理要求2.6 设计图纸示例3.结构设计3.1 外观设计3.2 轴向布置3.3 齿轮箱结构设计3.3.1 齿轮箱壳体设计3.3.2 连接方式设计3.3.3 接触面润滑设计3.4 输出轴设计3.5 轴向力平衡设计4.材料选择4.1 齿轮材料选择4.2 轴承材料选择4.3 齿轮箱壳体材料选择4.4 轴材料选择5.计算5.1 输出扭矩计算5.2 齿轮模数计算5.3 齿轮强度计算5.4 轴强度计算5.5 轴承寿命计算5.6 齿轮箱壳体强度计算6.安装要求6.1 安装位置和方向6.2 传动轴对中精度要求6.3 润滑和冷却要求6.4 联接螺栓选择及严密度要求【附件】1.技术图纸2.齿轮箱壳体制造工艺文件3.材料证明文件4.齿轮箱装配图纸【法律名词及注释】1.减速器:一种用于降低驱动轴转速的装置。
2.传动方式:传递动力的机械装置的工作方式。
3.齿轮:用于传递动力和运动的一种机械传动元件,具有多个齿的圆盘状构件。
机械设计一级直齿圆柱齿轮减速器设计课程设计
课程设计题目:机械设计一级直齿圆柱齿轮减速器设计
设计目标:
1. 设计一级直齿圆柱齿轮减速器,传递功率为10kW,转速比
为10:1。
2. 设计输出轴,输出轴径向载荷和轴向载荷均不得超过允许范围。
3. 设计减速器的选型和传动比。
4. 绘制减速器的总布置图,齿轮的半径及齿宽尺寸、加工精度等技术要求。
5. 计算并选择减速器各配件如轴、轴承、密封件的类型和规格。
设计步骤:
1. 根据传递功率和转速比计算输出轴的转速和齿轮的齿数。
2. 选用齿轮的材料和模数,计算齿轮的模数、齿宽和齿数。
3. 绘制减速器的总布置图,并计算齿轮的半径、啮合角度、齿数比、齿宽等尺寸。
4. 计算减速器输出轴所承受的径向和轴向载荷,根据承载能力选择输出轴的材料和直径。
5. 选择减速器的配件如轴、轴承、密封件的类型和规格,根据耐久度和安全性进行计算和选择。
6. 编写减速器的总结和使用说明,注意减速器的使用和维护。
设计要求和注意事项:
1. 选用适当的齿轮材料和模数,齿轮啮合要求要达到一定的精度。
2. 考虑减速器的结构紧凑性和传动效率,尽量减小噪声和振动。
3. 对于配件的选择和计算,要根据实际情况进行,注意耐久度和安全性。
4. 在设计过程中,要充分考虑制造工艺和加工精度的要求,使得减速器具有稳定的性能和可靠的使用寿命。
5. 最后编写减速器的总结和使用说明,并对减速器进行检验和试运行,保证其能够正常运行和使用。
机械设计(论文)说明书题目:一级直齿圆柱齿轮减速器系别: XXX系专业:学生姓名:学号:指导教师:职称:目录第一部分课程设计任务书-------------------------------3 第二部分传动装置总体设计方案-------------------------3 第三部分电动机的选择--------------------------------4 第四部分计算传动装置的运动和动力参数-----------------7 第五部分齿轮的设计----------------------------------8 第六部分传动轴承和传动轴及联轴器的设计---------------17 第七部分键连接的选择及校核计算-----------------------20 第八部分减速器及其附件的设计-------------------------22 第九部分润滑与密封----------------------------------24 设计小结--------------------------------------------25 参考文献--------------------------------------------25第一部分课程设计任务书一、设计课题:设计一级直齿圆柱齿轮减速器,工作机效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),使用期限8年(300天/年),2班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V。
二. 设计要求:1.减速器装配图一张。
2.绘制轴、齿轮等零件图各一张。
3.设计说明书一份。
三. 设计步骤:1. 传动装置总体设计方案2. 电动机的选择3. 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5. 设计V带和带轮6. 齿轮的设计7. 滚动轴承和传动轴的设计8. 键联接设计9. 箱体结构设计10. 润滑密封设计11. 联轴器设计第二部分传动装置总体设计方案1.组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。
2.特点:齿轮相对于轴承对称分布。
3.确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。
其传动方案如下:图一: 传动装置总体设计图初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。
选择V带传动和一级圆柱直齿轮减速器。
计算传动装置的总效率 a:ηa=η1η22η3η4η5=0.96×0.992×0.97×0.99×0.96=0.87η1为V带的效率,η2为轴承的效率,η3为齿轮啮合传动的效率,η4为联轴器的效率,η5为工作机的效率(包括工作机和对应轴承的效率)。
第三部分电动机的选择1 电动机的选择皮带速度v:v=1.75m/s工作机的功率p w:p w= F×V1000=1620×1.751000= 2.83 KW电动机所需工作功率为:p d= p wηa=2.830.87= 3.25 KW执行机构的曲柄转速为:n = 60×1000Vπ×D=60×1000×1.75π×280= 119.4 r/min经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i1=2~4,一级圆柱直齿轮减速器传动比i2=3~6,则总传动比合理范围为i a=6~24,电动机转速的可选范围为n d = i a×n = (6×24)×119.4 = 716.4~2865.6r/min。
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比,选定型号为Y112M-4的三相异步电动机,额定功率为4KW,满载转速n m=1440r/min,同步转速1500r/min。
2 确定传动装置的总传动比和分配传动比(1)总传动比:由选定的电动机满载转速n 和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为:i a=n m/n=1440/119.4=12.1(2)分配传动装置传动比:i a=i0×i式中i0,i1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i0=2.5,则减速器传动比为:i=i a/i0=12.1/2.5=4.8第四部分计算传动装置的运动和动力参数(1)各轴转速:n I = n m/i0 = 1440/2.5 = 576 r/minn II = n I/i = 576/4.8 = 120 r/minn III = n II = 120 r/min(2)各轴输入功率:P I = P d×η1 = 3.25×0.96 = 3.12 KWP II = P I×η2⋅η3 = 3.12×0.99×0.97 = 3 KWP III = P II×η2⋅η4 = 3×0.99×0.99 = 2.94 KW则各轴的输出功率:P I' = P I×0.99 = 3.09 KWP II' = P II×0.99 = 2.97 KWP III' = P III×0.99 = 2.91 KW (3)各轴输入转矩:T I = T d×i0×η1 电动机轴的输出转矩:T d = 9550×p dn m = 9550×3.251440= 21.6 Nm所以:T I = T d×i0×η1 = 21.6×2.5×0.96 = 51.8 NmT II = T I×i×η2⋅η3 = 51.8×4.8×0.99×0.97 = 238.8 NmT III = T II×η2⋅η4 = 238.8×0.99×0.99 = 234 Nm 输出转矩为:T I' = T I×0.99 = 51.3 NmT II' = T II×0.99 = 236.4 NmT III' = T III×0.99 = 231.7 Nm第五部分 V带的设计1 选择普通V带型号计算功率P c:P c = K A P d = 1.1×3.25 = 3.58 KW根据手册查得知其交点在A型交界线范围内,故选用A型V带。
2 确定带轮的基准直径,并验算带速取小带轮直径为d1 = 100 mm,则:d2 = n1×d1×(1-ε)/n2 = i0×d1×(1-ε)= 2.5×100×(1-0.02) = 245 mm由手册选取d2 = 250 mm。
带速验算:V = n m×d1×π/(60×1000)= 1440×100×π/(60×1000) = 7.54 m/s介于5~25m/s范围内,故合适。
3 确定带长和中心距a0.7×(d1+d2)≤a0≤2×(d1+d2)0.7×(100+250)≤a0≤2×(100+250)245≤a0≤700初定中心距a0 = 472.5 mm,则带长为:L0 = 2a0+π×(d1+d2)/2+(d2-d1)2/(4×a0)= 2×472.5+π×(100+250)/2+(250-100)2/(4×472.5)=1506 mm 由表9-3选用L d = 1600 mm,确定实际中心距为:a = a0+(L d-L0)/2 = 472.5+(1600-1506)/2 = 519.5 mm4 验算小带轮上的包角α1:α1 = 1800-(d2-d1)×57.30/a= 1800-(250-100)×57.30/519.5= 163.50>12005 确定带的根数:Z = P c/((P0+∆P0)×K L×Kα)= 3.58/((1.32+0.17)⋅0.99⋅0.96) = 2.53故要取Z = 3根A型V带。
6 计算轴上的压力:由初拉力公式有:F0 = 500×P c×(2.5/Kα-1)/(Z×V)+q×V2= 500×3.58×(2.5/0.96-1)/(3×7.54)+0.10×7.542 = 132.6 N 作用在轴上的压力:F Q = 2×Z×F0×sin(α1/2)= 2×3×132.6×sin(163.5/2) = 787.3 N第六部分齿轮的设计1 齿轮材料、热处理及精度:考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故选用一级圆柱直齿轮减速器。
材料:小齿轮选用45号钢调质,齿面硬度为小齿轮:250HBS。
大齿轮选用45号钢正火,齿面硬度为大齿轮:200HBS。
取小齿齿数:Z1 = 25,则:Z2 = i12×Z1 = 4.8×25 = 120取:Z2 = 1202 初步设计齿轮传动的主要尺寸,按齿面接触强度设计:d1t≥32Kt T1ψd×u±1u×⎝⎛⎭⎪⎫Z H Z E[σH]2确定各参数的值:1) 试选K t = 1.22) T1 = 51.8 Nm3) 选取齿宽系数ψd = 14) 由表8-5查得材料的弹性影响系数Z E = 189.8MPa5) 由图8-15查得节点区域系数Z H = 2.56) 查得小齿轮的接触疲劳强度极限:σHlim1 = 610 MPa,大齿轮的接触疲劳强度极限:σHlim2 = 560 MPa。
7) 计算应力循环次数:小齿轮应力循环次数:N1 = 60nkt h = 60×576×1×8×300×2×8 = 1.33×109大齿轮应力循环次数:N2 = 60nkt h = N1/u = 1.33×109/4.8 = 2.76×1088) 由图8-19查得接触疲劳寿命系数:K HN1 = 0.88,K HN2 = 0.919) 计算接触疲劳许用应力,取失效概率为1%,安全系数S=1,得:[σH]1 = K HN1σHlim1S= 0.88×610 = 536.8 MPa[σH]2 = K HN2σHlim2S= 0.91×560 = 509.6 MPa许用接触应力:[σH] = ([σH]1+[σH]2)/2 = (536.8+509.6)/2 = 523.2 MPa 3 设计计算:小齿轮的分度圆直径:d1t:d1t≥32Kt T1ψd×u±1u×⎝⎛⎭⎪⎫Z H Z E[σH]2= 32×1.2×51.8×10001×4.8+14.8×⎝⎛⎭⎪⎫2.5×189.8523.22= 49.8 mm4 修正计算结果: 1) 确定:m n =d1tZ1=49.825= 1.99 mm取为标准值:2 mm。