设计说明书
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课程设计报告二级展开式圆柱齿轮减速器姓名:卢刚印学院:海都学院系别:工程系专业:机械设计制造及其自动化年级:2010学号:201001200指导教师:李显昌2012年7月11日一.设计题目设计一用于卷扬机传动装置中的两级圆柱齿轮减速器。
轻微震动,单向运转,在室内常温下长期连续工作。
卷筒直径D=500mm,运输带的有效拉力F=10000N, 卷筒效率5η=0.96,运输带速度0.3/v m s =,电源380V ,三相交流.二.传动装置总体设计: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.选择电动机1.选择电动机类型:按工作要求和条件,选用三相笼型异步电动机,封闭型结果,电压380V ,Y 型。
2.选择电动机的容量电动机所需的功率为:Wd a P P =η KW1000W FVP =KW 所以1000d a FVP =η KW由电动机到运输带的传动总功率为1a422345η=η∙η∙η∙η∙η1η—带传动效率:0.962η—每对轴承的传动效率:0.99 3η—圆柱齿轮的传动效率:0.96 4η—联轴器的传动效率:0.99 5η—卷筒的传动效率:0.96则:4210.960.990.960.990.960.79a 422345η=η∙η∙η∙η∙η=⨯⨯⨯⨯= 所以 94650.33.8100010000.81d aFV p η=⨯==⨯KW 3.确定电动机转速卷筒的工作转速为6010006010000.311.46500V n D⨯⨯⨯===∏∏⨯r/min查指导书第7页表1:取V 带传动的传动比2i =~4带;二级圆柱齿轮减速器传动比840i =~减速器,所以总传动比合理范围为16160i =~总,故电动机转速的可选范围是:n n i =⨯=(16~160)⨯11.46=183~1834总卷筒电机r/min符合这一范围的同步转速有750、1000和1500r/min 。
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,因此有四种传动比方案比较适合。
因此选定电动机型号为Y132M1-6,其主要参数如下;四.确定传动装置的总传动比和分配传动比:总传动比:96083.7711.46n i n ===电机总总分配传动比:取 2.8i =带,则1283.7729.922.8i i ⨯==,12i i =(1.3~1.5),取1 6.95i =,经计算2i =4.47 注:i 带为带传动比,1i 为高速级传动比,2i 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;01η,12η,23η,34η—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:1960342.862.8m n n i ===带r/min121342.8649.336.95n n i ===r/min 23249.3311.454.31n n i ===r/min 4n =3n =11.45 r/min2.各轴输入功率:1013.80.96 3.65d P P =∙η=⨯=KW 011η=η 21123.650.980.97 3.47P P =∙η=⨯⨯=KW 1223η=η∙η 32233.470.980.97 3.30P P =∙η=⨯⨯=KW 2323η=η∙η 43343.300.980.99 3.2P P =∙η=⨯⨯=KW 3424η=η∙η 3.各轴输入转矩: 3.809550955037.80960d d w P T N m n ===∙ 137.80 2.80.96101.61d T T i N m 01=∙∙η=⨯⨯=∙带 21101.61 6.950.980.97671.30T T i N m 12=∙∙η=⨯⨯⨯=∙1 322671.30 4.310.980.972750.37T T i N m 23=∙∙η=⨯⨯⨯=∙ 4327500.980.992668.41T T N m 34=∙η=⨯⨯=∙1-3轴的输出功率、输出转矩分别为各轴的输入功率、输入转矩乘轴承传动效率0.99。
运动和动力参数结果如下表:六.设V 计带和带轮:1.设计V 带①确定V 带型号查机械设计基础课本表205p 13-6得:A K =1.3,则 1.3 3.52 4.6c A d p K P =∙=⨯= KW ,又m n =960r/min,由图13-15确定选取A 型普通V 带,取1D =125,21D i D =⨯⨯(1-ε)=3⨯125⨯0.98=367.5带,取ε=0.02,标准化得2D =375②验算带速:111259606.2825601000601000D n V ∏∏⨯⨯===<⨯⨯m/s③确定带的基准长度:120120.7(2()D D a D D +)<<+ 取0a =1.2(1D +2D )=1.2(125+375)=60021122()201124o oD D L a D D a π-=+++=mm,由表13-2选取d L =2000 ④确定实际中心距a2000201160059522d o L L a a --=+=+=mm⑤验算小带轮包角1∂21118057.3160120D D a ︒︒︒︒-∂=-⨯=>⑥计算V 带的根数Z : 由表13-3查得0 1.4P≈KW ,由表13-5查得K ∂=0.95,由表13-2查得L K =1.03 由表13-4查得0P ∆=0.11KW ,则V 带的根数4.42.84()(1.380.108)0.959 1.09C o o L P Z P P K K ∂===+∆+⨯因此取Z=3⑦计算作用在带轮轴上的载荷z F由表13-1查得A 型V 带单位长度质量q=0.1Kg/m,所以单根V 带张紧力220 2.5 2.5 4.56500(1)500(1)0.1 6.28190.50.9593 6.28C P F qv N K zv ∂=-+=-+⨯=⨯ 故作用在轴上载荷101632sin 23190.5sin 1130.422z F zF N ︒∂==⨯⨯⨯=七.齿轮的设计:1.高速级大小齿轮的设计1)选择齿轮材料:大小齿轮都选用45钢,小齿轮调质处理,硬度230,大齿轮正火处理,硬度210。
2)确定许用应力:a.许用接触应力:lim []bH HLHK S H σσ=查精密机械设计课本表11-7得lim 1b H σ=5702/N mm ,2lim 2550/b N mm H σ=。
故应按接触极限应力较低的计算,即只需求出2[]H σ。
对于调质处理的齿轮,H S =1.1222550[]/500/1.1H N mm N mm σ== b.许用弯曲应力: lim []F bF FC FLFK K S σσ=由表11-10知lim 1F b σ=1902/N mm2lim 2180/F b N mm σ= 取F S =1.4, 所以221190[]/136/1.4F N mm N mm σ== 222180[]/129/1.4F N mm N mm σ== 3)根据接触强度设计:9级精度制造,载荷系数K=1.2,取齿宽系数0.5ϕ=a ,测中心距2(6.95199.3a mm =+=选定1z =30,21 6.9530209z uz ==⨯=111.67d m mm z ==12()2392ma z z mm =+= b=0.5239a a X ϕ==119.5mm 4)验算弯曲应力1212VF Fd T K K Y d m βσ=ψ由图8-44查得,x=0 1z =30,1F Y =2.60 2z =209,2F Y =2.14211[]13644.2/2.60F F N mm Y σ== 222[]12960.3/2.14F F N mm Y σ== 1212[][]F F F F Y Y σσ<,故应计算大齿轮的弯曲应力, 21144.2/[]F F N mm σ=<σ,弯曲强度足够。
2.低速级大小齿轮的设计:①齿轮材料的选择:小齿轮选用35MnB 调质,硬度260HBS ,大齿轮选用SiMn 调质,硬度225HBS 。
②确定许用应力:a.许用接触应力:lim []bH HLHK S H σσ=查表8-10得lim 1b H σ=7002/N mm2lim 2540/b N mm H σ=故应按接触极限应力较低的计算,即只需求出2[]H σ。
对于调质处理的齿轮,H S =1.1222540[]/491/1.1H N mm N mm σ== b.许用弯曲应力:lim []F bF FC FLFK K S σσ=由表8-11知lim 1F b σ=2402/N mm2lim 2180/F b N mm σ= 取F S =1.3 所以221240[]/185/1.3F N mm N mm σ== 222180[]/138/1.3F N mm N mm σ== ③根据接触强度设计:1d d K =取K=1.2,齿宽0.5a ϕ=1(4.31296.5d mm =+=取1z =28,21121z uz ==,故实际传动比i=1214.3228= 模数 1222296.53.9828121a X m Z Z ===++12()2ma z z =+=298mmB=0.5298149a a X ϕ==mm 取21149,154b mm b mm == ④验算弯曲应力:1212VF Fd T K K Y d m βσ=ψ 由图8-44查得,x=0 1F Y =2.63 2F Y =2.16163.5/F N mm σ=〈1[]F ϕ2252.1/F N mm σ=〈2[]F ϕ 弯曲强度足够。
八.减速器机体结构尺寸如下:500时,0.75fd0.40.85九.轴的设计:1.高速轴的设计:①材料:选用45号钢调质处理,查表10-2取[]T ι=352/N mm ,C=100②各轴段直径的确定:由d =p=3.65,则122.0d mm ≥=,因为装小带轮的电动机轴径38d =,又因为高速轴第一段轴径装配大带轮,且1(0.8 1.2)d d =~,查手册886P 表7-7,取1d =36,1L =60mm,因为大带轮靠轴肩定位,所以取2d =40,2L =58,查手册得1t =3.3,得e=2.2<2.5 1.25 3.125⨯=,因此做成齿轮轴. 此时齿宽为30。