哈工大机械设计课程设计二级齿轮减速器(6年2班制)
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二级减速器课程设计(样版)一、课程简介●介绍二级减速器的基本概念、原理和应用领域。
强调其在机械传动系统中的重要性和作用。
二、原理与结构●详细介绍二级减速器的工作原理,并讲解其内部结构和组成部件。
包括齿轮的种类、齿轮传动的工作原理等。
三、齿轮计算与设计●介绍齿轮传动的计算方法,包括模数、齿轮比、啮合角等概念,并讲解如何进行齿轮的选型和设计。
四、二级减速器的优缺点●分析二级减速器的优势和限制,探讨其适用范围和特点。
同时介绍其他类型减速器的比较。
五、二级减速器的应用案例●展示二级减速器在各种机械传动系统中的实际应用案例,包括工业生产、交通运输、航空航天等领域。
六、选材与制造工艺●介绍二级减速器的常用材料选择原则,以及制造工艺和加工方法。
包括热处理、表面处理等关键技术。
七、维护与故障排除●详细讲解二级减速器的维护方法和注意事项,以及常见故障的排除方式。
强调定期检查和润滑的重要性。
八、创新发展趋势●探讨当前二级减速器领域的创新发展趋势,包括数字化技术的应用、轻量化设计和绿色制造的趋势等。
九、实践操作与实验●提供实际的二级减速器实验环节,让学生能够亲自操作和观察,加深对课程内容的理解和应用能力。
十、课程评估与学习成果●设计课程评估方式,包括考试、实验报告、项目作业等形式,以评估学生对二级减速器知识的掌握和应用能力。
十一、参考资料和资源●提供相关的参考书籍、学术论文和网上资源,供学生进一步学习和深入了解二级减速器的相关知识。
十二、学习支持与辅导●提供学生在学习过程中的支持和辅导,包括答疑时间、学习小组、实验室指导等形式,以促进学生的学习效果。
以上是关于二级减速器课程设计的详细完整版内容。
通过学习这门课程,学生将掌握二级减速器的原理与结构、齿轮计算与设计、应用案例、制造工艺等相关知识,培养他们在机械传动领域中的专业能力和实践技能。
同时,通过实践操作和实验环节,能够加深对所学知识的理解并培养解决问题的能力。
希望以上内容对您有所帮助。
************************************************************输入功率P= 11输入转速n= 1460高速级模数m1= 2小齿轮齿数z1= 21大齿轮齿数z2= 95小齿轮宽度B1= 45大齿轮宽度B2= 40高速级中心距a1= 120高速级螺旋角β1=14.84°= 14°50' 33"低速级模数m2= 3小齿轮齿数z3= 22大齿轮齿数z4= 75小齿轮宽度B3= 75大齿轮宽度B4= 70低速级中心距a2= 150低速级螺旋角β2=14.08°= 14°4' 37"高速轴最小段直径d1= 22,长度L1= 52中间轴最小段直径d2= 35,长度L2= 39低速轴最小段直径d3= 50,长度L3= 112采用脂润滑ak= 4注:以上数据为方便设计师绘图使用,买家不用管************************************************************一、设计任务书(1)设计题目:二级展开式圆柱齿轮减速器(2)题目数据:拉力F= 6000N速度v=1.30m/s 直径D= 260mm班制:2班工作年限〔寿命〕:8年每年工作天数:300天二、总统方案设计1.传动方案的拟定根据设计任务书,改传动方案的设计分为原动机、传动机构和执行机构三局部。
〔1〕原动机的选择按设计要求,动力源为三相交流电动机。
〔2〕传动机构的选择可选用的传动机构类型有:带传动、链传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动。
带传动平稳性好,噪音小,有缓冲吸震及过载保护的能力,精度要求不高,制造、安装、维护都比拟方便,本钱也较低,但是传动效率低,传动比不恒定,寿命短;链传动虽然传动效率高,但会引起一定的震动,且缓冲吸震能力差。
蜗轮蜗杆传动对然平稳性好,但效率低,没有缓冲吸震和过载保护的能力,制造要求精度高;而齿轮传动传动效率高,使用寿命长,传动比恒定,工作平稳性好,完全符合设计要求。
机械课程设计~二级减速器11. 引言二级减速器是机械系统中非常重要的组成部分,它可以将高速旋转的输入轴转换为低速高扭矩的输出轴。
在本文档中,我们将设计一个二级减速器,以满足特定的性能要求和应用需求。
2. 设计目标我们的二级减速器设计的目标是实现以下要求:•输入轴旋转速度:1000 RPM•输出轴旋转速度:60 RPM•输入功率:10 kW•输出扭矩:2000 Nm•效率:大于90%3. 设计流程3.1. 确定传动方式根据设计目标,我们可以选择适合的传动方式。
在这种情况下,我们可以选择齿轮传动作为二级减速器的传动方式。
齿轮传动具有高效率、可靠性和良好的承载能力。
3.2. 计算减速比根据输入和输出轴的旋转速度,我们可以计算减速比。
减速比可以通过下面的公式计算:减速比 = 输入轴旋转速度 / 输出轴旋转速度在这种情况下,减速比为:减速比 = 1000 / 60 = 16.673.3. 选择齿轮模数齿轮模数(Module)是指齿轮齿数与齿轮的直径比值。
在确定减速比和输入轴旋转速度后,我们可以选择适当的齿轮模数,以满足设计要求。
通常情况下,我们可以通过经验法则来选择合适的齿轮模数。
3.4. 计算输入轴和输出轴的齿轮齿数根据减速比和齿轮模数,我们可以计算输入轴和输出轴的齿轮齿数。
通过下面的公式可以计算齿轮齿数:输入轴齿轮齿数 = 输入轴旋转速度 / 齿轮模数输出轴齿轮齿数 = 输出轴旋转速度 / 齿轮模数在这个例子中,输入轴齿轮齿数为:输入轴齿轮齿数 = 1000 / 齿轮模数输出轴齿轮齿数为:输出轴齿轮齿数 = 60 / 齿轮模数3.5. 确定齿轮材料和尺寸根据输入功率和输出扭矩,我们可以选择合适的齿轮材料和尺寸,以确保齿轮具有足够的强度和耐久性。
3.6. 计算二级减速器的效率计算减速器的效率是非常重要的,因为它直接影响到机械系统的能量转换效率。
可以使用下面的公式来计算减速器的效率:效率 = (输出功率 / 输入功率) * 100%在这种情况下,输出功率为:输出功率 = 输出扭矩 * 输出轴旋转速度 * 2π / 603.7. 进行减速器的实际设计根据上述计算结果和设计要求,我们可以进行减速器的实际设计,并考虑到材料选择、尺寸确定、装配方式等方面的问题。
一、传动方案拟定传动方案:图1.工作机:.图2.传动方案简要说明:传动方案如图1,原动机伸出轴通过联轴器与减速器输入轴相连。
减速器输出轴通过联轴器与工作机(带式运输机)相连,使原动机的运动传递到工作机上。
减速机为二级展开式圆柱齿轮减速器,通过两对减速齿轮进行减速,其中输入轴上安装第一级小齿轮(远离原动机一侧),中间轴安装第一级大齿轮和第二级小齿轮,输出轴安装第二级大齿轮。
二、电动机的选择和传动装置的运动、动力参数计算工作机输出功率kW 4.2W 2.12000=⨯==Fv P 。
由参考文献[1]表9.1查得齿轮传动效率97.01=η,滚动轴承传动效率99.02=η。
为补偿两轴线偏移,缓冲振动,选用弹性柱销联轴器,传动效率为99.03=η。
kW 737.299.099.097.04.2223232231=⨯⨯==ηηηP P 电机 由参考文献[1]表14.1选择Y 系列三相异步电动机Y100L2-4,同步转速1420r/min ,额定功率3kW 。
三、传动零件的设计计算3.1确定传动比传动装置的总传动比∑i 由选定的电动机满载转速m n 和工作机主动轴转速w n 确定。
其中min /89.8128.014.32.16060r d v n w =⨯⨯==π。
所以340.1789.811420===∑w m n n i 。
由参考文献[1],对于二级展开式圆柱齿轮减速器,可取214.1i i =,所以取 927.4340.174.14.11=⨯==∑i i ,519.3927.4340.1712===∑i i i 。
3.2第一级减速齿轮设计对第一对减速齿轮,考虑到斜齿轮传动平稳,适合于高速传动,因此选用斜齿圆柱齿轮。
3.2.1选择齿轮材料、精度等级减速器为一般机械,大、小齿轮均采用45钢,采用软齿面。
查参考文献[2] 表6.2可知,45钢采用调制处理,齿面平均硬度为236HBW ,正火处理齿面平均硬度可达190HBW 。
机械设计课程设计二级减速器设计说明书一、设计任务设计一个二级减速器,用于将电动机的高转速降低到所需的工作转速。
减速器的技术参数如下:输入轴转速:1400rpm输出轴转速:300rpm减速比:4.67工作条件:连续工作,轻载,室内使用。
二、设计说明书1.总体结构二级减速器主要由输入轴、两个中间轴、两个齿轮、输出轴和箱体等组成。
输入轴通过两个中间轴上的齿轮与输出轴上的齿轮相啮合,从而实现减速。
2.零件设计(1)齿轮设计根据减速比和转速要求,计算出齿轮的模数、齿数、压力角等参数。
选择合适的齿轮材料和热处理方式,保证齿轮的强度和使用寿命。
同时,要进行轮齿接触疲劳强度和弯曲疲劳强度的校核。
(2)轴的设计根据齿轮和轴承的类型、尺寸,计算出轴的直径和长度。
采用适当的支撑方式和轴承类型,保证轴的刚度和稳定性。
同时,要进行轴的疲劳强度校核。
(3)箱体的设计箱体是减速器的支撑和固定部件,应具有足够的强度和刚度。
根据减速器的尺寸和安装要求,设计出合适的箱体结构。
同时,要考虑到箱体的散热性能和重量等因素。
3.装配图设计根据零件设计结果,绘制出减速器的装配图。
装配图应包括所有零件的尺寸、配合关系、安装要求等详细信息。
同时,要考虑到维护和修理的方便性。
4.设计总结本设计说明书详细介绍了二级减速器的设计过程,包括总体结构、零件设计和装配图设计等部分。
整个设计过程严格遵循了机械设计的基本原理和规范,保证了减速器的性能和使用寿命。
通过本课程设计,提高了机械设计能力、工程实践能力和创新思维能力。
华南农业大学机械设计课程设计计算说明书设计题目:带式输送机班级:07机械 5班学号: 200730510512设计者:李健立指导老师:卿艳梅目录1.32.43.44.55.66.77.128.169. 1818 24 29 10.3411.3512.3613.36一.题目及总体分析题目:设计一个带式输送机的减速器给定条件:由电动机驱动,输送带的牵引力 F 4000N ,运输带速度v0.8m / s ,运输机滚筒直径为D 315mm。
单向运转,载荷平稳,室内工作,有粉尘。
工作寿命为10 年,每年300 个工作日,每天工作12 小时,具有加工精度8 级(齿轮)。
矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
减速器类型选择:选用展开式两级圆柱齿轮减速器。
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特点及应用:结构简单,但齿轮相对于轴承的位置不对称,因此要求轴有较大的刚度。
高速级齿轮布置在远离转矩输入端,这样,轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形可部分地互相抵消,以减缓沿齿宽载荷分布不均匀的现象。
高速级一般做成斜齿,低速级可做成直齿。
残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
整体布置如下:ⅠⅡⅢⅣ图示: 5 为电动机, 4 为联轴器,3为减速器, 2 为链传动, 1 为输送机滚筒, 6 为低速级齿轮传动, 7 为高速级齿轮传动,。
酽锕极額閉镇桧猪訣锥。
辅助件有 :观察孔盖 ,油标和油尺 ,放油螺塞 ,通气孔 ,吊环螺钉 ,吊耳和吊钩 ,定位销 ,启盖螺钉 ,轴承套 ,密封圈等.。
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二.各主要部件选择部件因素选择动力源电动机齿轮斜齿传动平稳高速级做成斜齿,低速级做成直齿轴承此减速器轴承所受轴向力不大球轴承联轴器结构简单,耐久性好弹性联轴器链传动工作可靠,传动效率高单排滚子链三.电动机的选择目过程分析结论的类根据一般带式输送机选用的电动机选择选用 Y 系列封闭式型三相异步电动机工作机所需有效功率为P w=F× V= 4000N× 0.8m/s电动机输出功率为圆柱齿轮传动 (8 级精度 )效率 ( 两对 )为η1= 0.97 2P ' 3841.28W 滚动轴承传动效率(四对 )为η2=0.98 4弹性联轴器传动效率η3=0.99功输送机滚筒效率为η4= 0.97率链传动的效率η5= 0.96电动机输出有效功率为P 'P w4000 0.83841.28W0.97 20.9840.990.97123450.96查得型号 Y112M-4三相异步电动机参数如下选用型额定功率 p=4.0 kW型号 Y112M-4三相满载转速 1440 r/min异步电动机号同步转速1500 r/min四.分配传动比目的过程分析传动系统的总传动比n m 其中 i 是传动系统的总传动比,多级串联传in w动系统的总传动等于各级传动比的连乘积; n m 是电动机的满载转速,r/min ; n w 为工作机输入轴的转速,r/min 。
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y课程设计说明书(论文)课程名称:机械设计课程设计设计题目:带式运输机的传动系统院系:机电工程学院班级:设计者:学号:指导教师:设计时间:哈尔滨工业大学目录设计数据及要求 (3)一、传动装置的总体设计 (4)1.1 电动机的选择 (4)1.1.1 选择电动机类型 (4)1.1.2 选择电动机容量 (4)1.1.3 确定电动机转速 (4)1.2 计算传动装置总传动比并分配传动比 (5)1.3 计算传动装置各轴的运动及动力参数 (5)1.3.1 各轴的转速 (5)1.3.2 各轴的输入功率 (5)1.3.3 各轴的输入转矩 (5)二、传动件设计 (6)2.1 高速级斜齿圆柱齿轮传动设计 (6)2.1.1 选择齿轮材料、热处理方式和精度等级 (6)2.1.2初步计算传动主要尺寸 (6)2.1.3确定传动尺寸 (7)2.1.4 校核齿根弯曲疲劳强度 (8)2.1.5 齿轮传动其它几何尺寸 (9)2.2 低速级齿轮尺寸设计 (10)2.2.1 选择齿轮材料、热处理方式和精度等级 (10)2.2.2 初步计算传动主要尺寸 (10)2.2.3 确定传动尺寸 (11)2.2.4 校核齿根弯曲疲劳强度 (12)2.2.5 齿轮其他几何尺寸计算 (13)三、减速器装配草图设计 (14)3.1 草图准备 (14)3.1.1 选定联轴器类型 (14)3.1.2 确定滚动轴承类型 (14)3.1.3 确定滚动轴承的润滑和密封方式 (14)3.1.4 确定轴承端盖的结构形式 (15)3.2 草图第一阶段 (16)3.2.1 间距确定 (16)3.2.2 高速轴轴系部件设计 (16)3.2.2 中间轴轴系部件设计 (17)3.2.3 低速轴轴系部件设计 (18)3.2.4 轴系部件校核计算 (20)3.3 草图第二阶段 (23)3.3.1 传动件的结构设计 (23)3.3.2 轴承端盖的设计 (24)3.3.3 挡油板的设计 (24)3.3.4 套筒设计 (25)3.4 草图第三阶段 (25)3.4.1减速器机体的结构设计 (25)3.4.2 减速器的附件设计 (25)带式运输机传动装置设计数据及要求⁄;F=2300N; d=280mm; v=1.2m s⁄; n=r minT= N·m; B= mm; z= ; p= mm;机器的年产量:大批量;机器的工作环境:清洁;机器的载荷特性:平稳;机器的最短工作年限:6年2班;其他设计要求:传动装置简图传动方案:工作机:一、传动装置的总体设计 1.1 电动机的选择1.1.1 选择电动机类型根据设计要求和工作条件选用Y 系列三相鼠笼型异步电动机,全封闭自扇冷式结构,电压为380 V 。
1.1.2 选择电动机容量根据设计数据,工作机的有效功率为P w =F ∗v 1000=2300N ∗1.2m s ⁄1000=2.76Kw从电动机到工作机输送带之间的总效率为:η∑=η12η24η32η4式中,η1、η2、η3、η4分别为联轴器、轴承、齿轮传动和卷筒的传递效率。
由表9.1取η1=0.99、η2=0.99、η3=0.97、η4=0.96,则η∑=η12η24η32η4=0.992∗0.994∗0.972∗0.96=0.850所以电动机所需工作功率为P d =P w η∑=2.76 kW0.850=3.25 kW1.1.3 确定电动机转速按表2.1推荐的传动比合理范围,二级圆柱齿轮减速器传动比i ∑′=8~40,而工作机卷筒轴的转速为n w =60∗1000∗v πd =60∗1000∗1.2π∗280r min ⁄≈82 r min ⁄所以电动机转速的可选范围为n d =i ∑‘n w =(8~40)∗82r min ⁄=(656~3280) r min ⁄符合这一范围的同步转速有750r/min 、1000r/min 和1500r/min 三种。
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量、及价格等因素,为使传动装置结构紧凑,决定选用同步转速为1000 r/min 的电动机。
根据电动机类型、容量和转速,查表15.1选定电动型号为Y112M-6,其主要性能如下表:1.2 计算传动装置总传动比并分配传动比总传动比i∑为i∑=n mn w=96082=11.71分配传动比i∑=i I∗i II考虑润滑条件,为使结构紧凑,各级传动比均在推荐值范围内,取i I=1.4i II,故i I=√1.4i∑=√1.4∗11.71=4.05i II=i∑i I=11.714.05=2.901.3 计算传动装置各轴的运动及动力参数1.3.1 各轴的转速I轴:n I=n m=960r min⁄II轴:n II=n Ii I =960r min⁄4.05=237.0r min⁄III轴:n III=n IIi II =237.0r min⁄2.90=82r min⁄卷筒轴:n W=n III=82 r min⁄1.3.2 各轴的输入功率I轴:P I=P dη1=3.25 kW∗0.99=3.22kWII轴:P II=P Iη2η3=3.22kW∗0.99∗0.97=3.09 kW III轴:P III=P IIη2η3=3.09kW∗0.99∗0.97=2.97kW卷筒轴:P卷=P IIIη1η2=2.97∗0.99∗0.99=2.91 kW 1.3.3 各轴的输入转矩电动机的输出转矩T d为T d=9.55∗106∗P dn m =9.550∗106∗ 3.25 kW960 r min⁄=3.23∗104N·mm所以:I轴:T I=T dη1=32330.7N·mm∗0.99=3.20∗104N·mmII轴:T II=T Iη1η2i I=32007.4N·mm∗0.99∗0.97∗4.05=1.24∗105N·mmIII轴:T=Tηηi=124483.6N·mm∗0.99∗0.97∗2.90=3.47∗105N·mm卷筒轴:T 卷=T III η1η2=346670.6N ·mm ∗0.99∗0.99=3.40∗105N ·mm 将以上结果汇总到表,以备查用。
二、传动件设计2.1 高速级斜齿圆柱齿轮传动设计2.1.1 选择齿轮材料、热处理方式和精度等级考虑到带式运输机为一般机械,故大、小齿轮均选用45钢,采用软齿面,由文献[1]表6.2得:小齿轮调制处理,齿面硬度为217~25HBW ,平均硬度为236HBW ;为保证小齿轮比大齿轮具有更好的机械性能,大齿轮正火处理,齿面硬度为162~217HBW ,平均硬度为190HBW 。
大小齿轮齿面评价硬度差为46HBW ,在30~50HBW 之间。
选用8级精度。
2.1.2初步计算传动主要尺寸因为是软齿面闭式传动,故按齿面接触疲劳强度进行设计。
由d 1≥√2KT ⅠΦd ∙u +1u∙(Z E Z H Z ε[σ]H )23式中各参数为:(1) 小齿轮传递的转矩T Ⅰ。
由前面设计可知,T Ⅰ=9.55×106×P 1n 1=9.55×106×3.25960N ∙mm =32007.4N ∙mm(2) 设计时,因v 值未知,K v 不能确定,故可初选载荷系数K t = 1.1~1.8,此处初取K t = 1.4。
(3) 由表6.6取齿宽系数Φd =1.2。
(4) 由表6.5查得弹性系数Z E =189.8 √MPa 。
(5) 初选螺旋角β=12°由图6.15查得节点区域系数Z H =2.46。
(6) 齿数比u = i 2=4.05 。
(7) 初选z 1= 18, 则z 2=uz 1=4.05×18=72.90 ,取z 2=73。
传动比误差<5%,符合设计要求。
由式6.1得端面重合度εα=[1.88 −3.2(1z 1+1z 2)]cos β= [1.88 −3.2(118+173)]×cos 12°=1.622。
由式6.2得轴面重合度εβ=0.318Φd z 1tan β=0.318×1.2×18×tan 12°=1.460由图6.16查得重合度系数Z ε=0.820由螺旋角系数公式得Z β=√cos β=√cos 12°=0.989。
(8) 接触许用应力可由[σ]H = Z N σHlimS H求得,由图6.29(e )、(a )得接触疲劳极限应力σHlim1=570MPa ,σHlim2=390MPa ,S H =1.0。
大小齿轮1、2的应力循环次数分别为N 1=60n 1aL h =60×960×1.0×2×8×250×6=1。
3824×109N 2= N 1i Ⅰ= 1.3824×1094.05=3.413×108由图6.30查得寿命系数Z N1=1.0,Z N2=1.05(允许有局部点蚀);由表6.7,取安全系数S H =1.0。
[σ]H1= Z N1σHlim S H = 1.0×5701.0=570.0MPa[σ]H2= Z N2σHlim S H = 1.05×3901.0=410MPa故取[σ]H = [σ]H2= 410MPa计算小齿轮1的分度圆直径d 1t , 得d 1t ≥√2K t T ⅠΦd ∙u +1u∙(Z E Z H Z εZ β[σ]H )23=√2×1.4×32007.41.2∙4.05+14.05∙(189.8∗2.46∗0.820∗0.989410)23=42.99 mm2.1.3确定传动尺寸(1) 计算载荷系数K 。
由表6.3查得使用系数K A =1.0。
齿轮线速度如下式v = πd 1t n 160×1000=π×42.99×96060000=2.161 m/s由图6.7查得动载荷系数K V = 1.14;由图6.12查得齿向载荷分布系数K β=1.12; 由表6.4查得齿间载荷分布系数K α=1.2,故K =K A K V K βK α=1.0×1.14×1.12×1.2=1.53(2) 对 d 1t 进行修正。
因为K 与K t 有较大差异,故需对按照K t 值设计出来的 d 1t 进行修正,即d 1= d 1t √KK t 3=42.99×√1.531.43=44.28 mm(3) 确定模数m nm n = d 1cos βz 1= 44.28×cos 12°18=2.41按表6.1,取m n =2.5(4) 计算传动尺寸。