第3章电机与减速器的选择
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离心式鼓风机设计手册离心式鼓风机设计手册第一章离心式鼓风机的概述离心式鼓风机是一种用于将空气或气体向某一方向输送的机械装置。
其工作原理为将气体加速至高速后进入离心式叶轮,由于离心力的作用,气体被甩到离心式叶轮外缘,在轮盘的作用下形成了高速气流,最终通过出风口排出。
离心式鼓风机又称离心风机,广泛应用于空气处理、工业气体输送、污水处理等领域。
第二章离心式鼓风机的结构离心式鼓风机主要由进风口、叶轮、轴承、机壳、出风口等部分组成。
进风口通常设有筛网以防止进入杂物,叶轮则是离心式鼓风机的核心组件,一般由多个叶片、中心轴和轮盘组成。
机壳则是保护和支撑叶轮和轴承的结构,出风口则是将气体排出的通道。
另外,为了保证离心式鼓风机的正常运行,通常还需配置电机、减速器、联轴器等辅助设备。
第三章离心式鼓风机的设计要点1.叶轮的设计叶轮是离心式鼓风机的核心组件,其设计要点包括叶片数目、叶片厚度、叶片形状等。
不同的工况需要不同的叶轮设计,一般可采用数值模拟和实验验证相结合的方法进行优化设计。
2.进出风口的设计进出风口的设计直接影响离心式鼓风机的气体流量和压力,应充分考虑其形状、结构和位置的因素,以保证气体的充分进出和流畅通畅。
3.机壳和支承的设计机壳和支承的设计应考虑其对叶轮和轴承的保护和支撑作用,充分考虑载荷、振动等因素,以确保离心式鼓风机的正常运转。
4.电机和减速器的选择电机和减速器的选择应根据离心式鼓风机的负载性质和运行条件来选择,以充分利用其动力输出。
第四章离心式鼓风机的维护和保养离心式鼓风机的维护和保养是保证其长期稳定运行的关键,包括定期检查、润滑、清理等工作。
特别需要注意的是轴承的润滑、清洁和更换,以及电机和减速器的维护保养和更换。
结语离心式鼓风机是一种重要的机械设备,其设计与维护保养对其运行效率和寿命具有至关重要的影响。
我们的设计和管理应遵循科学、合理、可持续的原则,以确保离心式鼓风机的长期稳定运行。
电动机及减速器的选择和计算电动机和减速器在机械传动系统中起着至关重要的作用,通过改变输出的转速和扭矩,实现各种工业设备的正常运行。
本文将介绍电动机和减速器的选择和计算过程,并提供一些实际应用中的例子。
1.电动机的选择:在选择电动机时,需要考虑以下几个因素:-功率需求:确定所需的驱动功率,通常以“千瓦”为单位。
这取决于所需的扭矩和旋转速度。
-工作环境:根据工作环境选择适合的电动机类型,如防爆电机、高温电机等。
-载荷特性:根据所提供的负载扭矩和转速特性,选择相应的电动机。
-效率要求:选择高效率的电动机可以降低能源消耗和运行成本。
2.电动机的计算:为了确定所需的电动机参数,可以使用以下公式进行计算:-功率计算:P=Tω,其中P为功率,T为扭矩,ω为角速度。
通过测量或计算负载的扭矩和旋转速度,可以确定所需的功率。
-转速计算:N=60ω/2π,其中N为RPM(每分钟转数),ω为角速度。
根据工作需求确定所需的转速。
-扭矩计算:T=9.55P/N,其中T为扭矩,P为功率,N为RPM。
通过计算所需的扭矩,可以确定适合的电机。
3.减速器的选择:在选择减速器时,需要考虑以下几个因素:-减速比:确定所需的输出转速与输入转速的比值。
根据实际需求确定减速比,以实现所需的扭矩和转速要求。
-负载特性:根据负载的特性,选择适当的减速器类型,如行星齿轮减速器、螺旋伞齿轮减速器等。
-精度要求:根据实际需求选择减速器的精度等级,以满足精度要求。
-效率要求:选择高效率的减速器可以降低能源消耗和运行成本。
4.减速器的计算:为了确定所需的减速器参数,可以使用以下公式进行计算:-减速比计算:i=Ns/Nm,其中i为减速比,Ns为输出转速,Nm为输入转速。
根据所需的输出转速和输入转速计算减速比。
-扭矩计算:Tm=Ta/i,其中Tm为电机输出扭矩,Ta为负载扭矩。
根据负载和减速比计算所需的电机输出扭矩。
-减速器效率计算:η=(Tm×Nm)/(Ta×Ns)。
精选全文完整版(可编辑修改)目录第一章:传动方案的拟定及说明 (2)第二章:电动机的选择 (2)第三章:计算传动装置的运动和动力参数 (3)一.传动比分配二.运动和动力参数计算第四章:带传动设计 (4)一.带传动设计二.V带的结构图第五章:齿轮设计 (6)一.高速级齿轮传动设计二.低速级齿轮传动设计三.齿轮结构图四.齿轮设计归纳总结第六章:减速器装配草图设计 (14)一.减速器零件的位置尺寸二.减速器装配草图第七章:轴的设计计算 (15)一.高速轴的设计计算二.中间轴的设计计算三.低速轴的设计计算第八章:滚动轴承的选择及计算 (18)第九章:键连接的选择及校核计算 (19)一.中间轴上键的选择及校核计算二.低速轴上键的选择及校核计算第十章:联轴器的选择 (20)第十一章:减速器箱体和附件的选择 (20)第十二章:润滑与密封 (21)第十三章:设计小结 (21)第十四章:参考文献………………………………………………………………22 第一章:传动方案的拟定及说明已知:带式输送机驱动卷筒的转速为w n =71r/min ,减速器的输出功率w P =5.2kw ,该设备的使用年限为29年,一年工作365天,工作制为单班制(8小时),工作中有轻微振动。
传动方案的拟定为双级圆柱齿轮减速器,采用高速级分流式。
齿轮相对于轴承为对称布置,沿齿宽载荷分布较均匀。
减速器结构较复杂,但可用于大功率,变载荷场合。
第二章:电动机的选择一:电动机容量 1. 工作机所需功率w P已知:w P =5.2kw,转速w n =71r/min 2.电动机的输出功率d P 由表2-4得:V 带传动效率1η=0.96,弹性联轴器传动效率2η=0.99,闭式圆柱齿轮传动效率4η,6η,8η=0-97,滚动轴承传动效率3η,5η,7η=0.99,考虑传动装置的功率损耗,电动机输出功率为η=1η2η4η6η8η3η5η7η=0.84故电动机的输出功率d P =P wη=5.2kw /0.84=6.19KW3.电动机的额定功率edP根据计算出的输出功率查表20-1可得电动机额定功率edP =7.5kw 。
课程设计评语前言减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动所组成的独立部件,常用在动力机与工作机之间作为减速的传动装置,在少数场合下也用作增速的传动装置,这时就称为增速器,减速器由于结构紧凑,效率较高,传递运动准确可靠,使用维护简单,并可成批生产,故在现代机械中应用很广。
汽轮机的减速器都采用斜齿轮,斜齿一般具有渐开形,新的减速器齿轮采用螺线形斜齿轮。
汽轮机减速器齿轮是将斜齿轮成组的组装在一起成为人字形齿轮组,用来平衡斜齿轮工作时的轴向推力,从而保证齿轮啮合良好。
在有些小型汽轮机的减速器上,靠发电机侧的大齿轮轴承,除有支承作用外,在轴承两侧还浇铸有乌金,并开有倾斜油槽,与装在大齿轮轴上的两个推力盘组成推力轴承,来承受轴向推力。
大齿轮工作时的轴向推力,可能来自发电机,也可能是斜齿轮工作时残余的轴向不平衡推力。
机械设计课程设计任务书题目设计用于带式运输机上两级斜齿轮减速器学生姓名______指导教师__张旦闻____1、电动机2、小皮带轮3、减速箱4、联轴器5、皮带轮6、大带轮7、高速齿轮8、低速齿轮9运输带设计参数:运输带工作拉力:F=1200N 运输带工作速度:V=1.5m/s卷筒直径:D=200mm 工作条件:连续单向运转,载荷有轻微振动,室外工作,有粉尘;运输带速度允许误差土5%;两班制工作,3年大修,使用期10年。
(卷筒支承及卷筒与运输带间的摩擦影响在运输带工作拉力F中已考虑) 。
加工条件:生产20台,中等规模机械厂,可加工7—8级齿轮。
设计工作量: 1.减速器装配图1张(A0或A1);2.零件图1—3张;3.设计说明书1份。
目录第一章工作机器特征的分析由设计任务书可知:该减速箱用于卷筒输送带,工作速度不高(V=1.5m/s),输送带工作拉力不大(F=1200N),因而传递的功率也不会太大。
由于工作运输机工作平稳,转向不变,使用寿命不长(10年),故减速箱应尽量设计成闭式,箱体内用油液润滑,轴承用脂润滑.要尽可能使减速箱外形及体内零部件尺寸小,结构简单紧凑,造价低廉,生产周期短,效率高。
机械设计基础课程设计课题名称:一级圆柱齿轮减速器的设计计算系别:机电工程系专业:机电一体化班级:12级机电班姓名:学号:指导老师:完成日期:年月日目录摘要 (1)第一章绪论 (2)1.1概述 (2)1.2本文研究容 (2)第二章减速机的介绍 (2)2.1减速机的特点、用途及作用 (2)2.2减速器的基本构造和基本运动原理 (3)第三章电动机的选择 (5)3.1电动机类型和结构的选择 (5)3.2电动机容量选择 (5)3.3电动机转速 (6)3.4传动比分配和动力运动参数计算 (7)第四章齿轮传动的设计及校核 (9)4.1齿轮材料和热处理的选择 (9)4.2齿轮几何尺寸的设计计算 (9)4.3 齿轮的结构设计 (13)第五章V带传动的设计计算 (14)各类数据的计算 (14)第六章轴的设计与校核 (17)6.1轴的设计 (17)6.2轴材料的选择和尺寸计算 (17)6.3轴的强度校核 (18)第七章轴承的选择和校核 (21)轴承的选择和校核 (21)第八章键的选择和校核 (24)8.1 I轴和II轴键的选择和键的参数 (24)8.2 I轴和II轴键的校核 (25)第九章联轴器的选择和校核 (26)9.1联轴器的选择 (26)9.2联轴器的校核 (27)第十章减速器的润滑和密封 (27)减速器的润滑和密封 (27)第十一章箱体设计 (28)箱体的结构尺寸 (28)第十二章参考文献 (31)摘要齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式。
它的主要有优点是:1.瞬时传动比恒定、工作为平稳、传动准确可靠,可传递空间任意两轴之间运动和动力。
2.适用的功率和速度围广;η之间;3.传动效率高,%=.0-9885.0%92234.工作为可靠、使用寿命长;5.外轮廓尺寸小、结构运送。
由齿轮、轴、轴承及箱体组成的齿轮减速器,用于原动机和工作为机构之间,起匹配转速和传递转矩的作用力,在现代机械中应用极为广泛。
6.国的减速器多以齿轮传动为主,但普遍存在着功率与重量比小,或者传动比大而机械效率过低的问题。
目录第1章绪论 (1)1.1课程设计目的和要求 (1)1.1.1设计目的 (1)1.1.2课程设计的要求 (1)1.2设计的内容及步骤 (1)1.2.1减速器机构计算 (1)1.2.2绘制正式工作图 (1)1.2.3编制技术文件 (1)1.3课程设计进度安排 (1)1.4课程设计提交内容 (1)第2章减速器的概论 (2)2.1减速器工作特点及类型 (2)2.1.1基本结构 (2)2.1.2基本分类 (3)2.1.3发展趋势 (3)第3章减速器的选择 (4)3.1计算传动比 (4)3.2减速器的验算 (4)3.3减速器工作图及工作原理 (5)3.4减速器的结构和附件设计 (6)第4章设计总结 (9)第1章绪论1.1课程设计目的和要求1.1.1设计目的《起重机课程设计》是现代港口设备与自动化/计算机科学与技术专业一个重要的实践教学环节,是对学生进行的较全面的技术设计训练。
1.1.2课程设计的要求通过起重机课程设计,使我们掌握桥式起重机减速器的设计计算方法和步骤;使我们对减速器、工作原理、安装要求等有进一步地了解;培养学生综合运用基础知识和专业理论知识分析和解决工程实际问题的能力;培养学生具有熟练地查阅各种技术标准与规范、使用设计手册和设计资料等的能力。
1.2设计的内容及步骤1.2.1减速器机构计算确定减速器传动比,绘制减速器、减速器传动简图;进行减速器设计计算。
1.2.2绘制正式工作图绘制减速器传动简图、减速器CAD机械图1.2.3编制技术文件整理设计计算内容、整理图纸;编写设计计算书。
1.3课程设计进度安排按老师计划安排,起重机械课程设计总学时数为1周,其进度及时间大致分配如下:1.4课程设计提交内容(1)设计计算书一份;(2)绘制减速器传动简图一张、减速器CAD机械图一张第2章减速器的概论2.1减速器工作特点及类型减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置,用来降低转速和增大转矩,以满足工作需要,在某些场合也用来增速,称为增速器。
行走减速器的选择原则主要包括以下几点:
减速器速比:减速器的速比要满足应用需求,一般根据电机的转速和减速器输出转速计算得出。
输出转矩:根据电机的功率和常数,选用合适的减速器速比,计算出扭矩值。
扭矩值需满足减速器的使用寿命要求,并考虑加速度的扭矩值(TP)。
额定功率:根据应用条件(如工况常数KA、起动常数KS、系统可靠性常数KR等)计算出减速器的额定功率,选择符合要求的减速器。
热负荷值:根据工作环境的温度、运行周期和电功率利用率等,计算出减速器的热负荷值,选择符合要求的减速器。
负载特性:根据实际负载的特性(如负载类型、大小、惯性、可逆性、变化和响应速度等)选择合适的减速器类型、速比和型号。
其他因素:在选择行走减速器时,还需要考虑其他因素,如负载的重量、工作环境的恶劣程度、安装空间等。
综上所述,选择行走减速器时需要综合考虑多方面的因素,以确保选择的减速器能够满足实际应用的需求,并保证安全可靠的工作性能。
目录第一章传动装置的总体设计一、电动机选择1.选择电动机的类型2.选择电动机的功率3.选择电动机的转速4.选择电动机的型号二、计算总传动比和分配各级传动比三、计算传动装置的运动和动力参数1.各轴转速2.各轴功率3.各轴转矩4.运动和动力参数列表第二章传动零件的设计一、减速器箱体外传动零件设计1.带传动设计二、减速器箱体内传动零件设计1.高速级齿轮传动设计2.低速级齿轮传动设计三、选择联轴器类型和型号1.选择联轴器类型2.选择联轴器型号第三章装配图设计一、装配图设计的第一阶段1.装配图的设计准备2.减速器的结构尺寸3.减速器装配草图设计第一阶段二、装配图设计的第二阶段1.中间轴的设计2.高速轴的设计3.低速轴的设计三、装配图设计的第三阶段1.传动零件的结构设计2.滚动轴承的润滑与密封四、装配图设计的第四阶段1.箱体的结构设计2.减速器附件的设计3.画正式装配图第四章零件工作图设计一、零件工作图的内容二、轴零件工作图设计三、齿轮零件工作图设计第五章注意事项一、设计时注意事项二、使用时注意事项第六章设计计算说明书编写第一章 传动装置总体设计一、电动机选择1.选择电动机的类型电动机有直流电动机和交流电动机;直流电动机需要直流电源,结构复杂,价格较高;当交流电动机能满足工作要求时,一般不采用直流电动机,工程上大都采用三相交流电源,如无特殊要求应采用三相交流电动机;交流电动机又分为异步电动机和同步电动机,异步电动机又分为笼型和绕线型,一般常用的是Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机,它具有防止灰尘、铁屑或其他杂物侵入电动机内部的特点,适用于没有特殊要求的机械上,如机床、运输机、搅拌机等;所以选择Y 系列三相异步电动机;2.选择电动机的功率电动机的功率用额定功率P ed 表示,所选电动机的额定功率应等于或稍大于工作机所需的电动机输出功率P d ;功率小于工作要求则不能保证工作机正常工作,或使电动机长期过载,发热大而过早损坏;功率过大,则增加成本,且由于电动机不能满载运行,功率因素和效率较低,能量不能充分利用而造成浪费;工作机所需电动机输出功率应根据工作机所需功率和中间传动装置的效率等确定;工作机所需功率为:w w1000FvP η=,ηw ——工作机卷筒的效率,查吴宗泽P5表1-7;工作机所需电动机输出功率为:w w321234d P P P ηηηηη==,η1 ——带传动效率;η2——滚动轴承效率;η3 ——齿轮传动效率;η4——联轴器效率,查吴宗泽P5表1-7;电动机的额定功率:P ed =启动载荷/名义载荷×P d ,查吴宗泽P167表12-1选择电动机的额定功率; 3.选择电动机的转速具有相同额定功率的同类型电动机有几种不同的同步转速;低转速电动机级数多,外廓尺寸较大,质量较重,价格较高,但可使总传动比及传动装置的尺寸减小,高转速电动机则相反,应综合考虑各种因素选取适当的电动机转速;Y 系列三相异步电动机常用的同步转速有3000r/min 、1500r/min 、1000r/min 和750r/min,一般多选同步转速为1500r/min 和1000r/min 的电动机;为使传动装置设计合理,可根据工作机的转速要求和各级传动机构的合理传动比范围,推算出电动机转速的可选范围,即n d =i 1i 2…i n n w ,n d 为电动机可选转速范围,i 1,i 2,…,i n 为各级传动机构的合理传动比范围,n w 为工作机转速; 工作机转速:w 601000v n πD⨯⨯=查吴宗泽P188表13-2知:i V 带传动=2~4,i 单级圆柱齿轮传动=2~5,则电动机转速的可选范围为 n d =2~4×3~5×3~5×n w 电动机转速推荐选择1500r/min 4.选择电动机的型号根据电动机额定功率和转速,由吴宗泽P167表12-1确定电动机型号; 电动机的主要外形尺寸和安装尺寸吴宗泽P168表12-3① 中心高:H ② 外形尺寸:L ×AC /2+AD ×HD ③ 地脚安装尺寸:A ×B ④ 地脚螺栓孔直径K ⑤ 轴伸尺寸:D ×E ⑥ 装键部位尺寸:F ×G二、计算总传动比和分配各级传动比总传动比为i ,带传动的传动比比为i 0,高速级齿轮传动的传动比为i 1,高速级齿轮传动的传动比为i 2; 在已知总传动比要求时,合理选择和分配各级传动机构的传动比应考虑以下几点 1各级传动比都应在推荐的合理范围以内吴宗泽P188表13-2;2应使各传动件的尺寸协调,结构合理,避免相互干涉碰撞;例如由带传动和齿轮减速器组成的传动中,一般应使带传动的传动比小于齿轮传动的传动比;若带传动的传动比过大,将使大齿轮过大,可能会出现大带轮轮缘与底座相碰;推荐i 0=2~;对于两级齿轮减速器,两级的大齿轮直径尽可能相近,以利于浸油润滑,一般推荐高速级传动比i 1=~i 2;m w n i n == i 0=2~=2i == i 1=~i 2= n m 为电动机满载转速 三、计算传动装置的运动和动力参数机械传动装置的运动和动力参数主要是指各轴的转速、功率和转矩,它是设计计算传动件的重要依据;为进行传动件的设计计算,需先计算出各轴的转速、功率和转矩;一般按电动机至工作机之间运动传递的路线推算各轴的运动和动力参数;1.各轴转速Ⅰ轴 :0i n n m I =;Ⅱ轴 :1i nn I =Ⅱ;Ⅲ轴 :2i n n II =Ⅲ 2.各轴功率Ⅰ轴:1η⨯=d I P P ;Ⅱ轴:32ηη⨯⨯=I P P Ⅱ;Ⅲ轴:32ηη⨯⨯=ⅡⅢP P3.各轴转矩Ⅰ轴:I I I n P T 9550=;Ⅱ轴 II II II n P T 9550=;Ⅲ轴 IIIIII III n PT 9550=设计传动装置时,一般按工作机实际需要的电动机输出功率P d 计算,转速则取满载转速第二章传动零件设计计算一、减速器箱体外传动零件设计1.带传动设计1已知条件:工作机实际需要的电动机输出功率P d,小带轮转速为电动机的满载转速n m,传动比为i0,每天工作16小时,载荷变动小,轻载启动;2设计步骤见教材P163~164;补充步骤9计算大小带轮的最大直径d a教材P160~161;3注意事项:①此时应检查小带轮的最大直径与电动机的安装尺寸是否干涉,即小带轮的最大直径是否大于电动机的中心高,若大于则会干涉,若小于则不会干涉;②大带轮的最大直径与传动装置的外廓尺寸是否干涉的检查待减速器的中心高确定后进行;二、减速器箱体内传动零件设计1.高速级齿轮传动设计1已知条件:斜齿圆柱齿轮传动,输入功率为P I,小齿轮转速为n I,传动比为i1,由电动机驱动,工作寿命为10年,每年工作300天,每天工作16小时,轻微冲击,转向不变;2设计步骤见教材P211~213,P218~221;3注意事项:①齿轮材料要求:若采用齿轮轴时,齿轮的材料应兼顾轴的要求,选用45钢,同一减速器的各级小齿轮或大齿轮的材料若没有特殊要求选用相同的牌号,以减少材料牌号和降低加工的工艺要求;高速级常为齿轮轴,推荐选用45钢;②齿轮传动的尺寸与参数取值原则:法面模数m n取为标准值,齿数z、中心距a、齿宽b取为整数,螺旋角β准确到“秒”,分度圆直径准确到小数点后2到3位;4齿轮的参数和几何尺寸列表m n1=,β1=,z1=,z2=,d1=,d2=,a I-II=,b1=,b2=,d a1=,d a2=,d f1=,d f2=5根据上述计算尺寸判断齿轮的结构形式教材P229,若为实心式在轴的结构设计时应注意判断是否采用齿轮轴;2.低速级齿轮传动设计1已知条件:斜齿圆柱齿轮传动,输入功率为P II,小齿轮转速为n II,传动比为i II,由电动机驱动,工作寿命为10年,每年工作300天,每天工作16小时,轻微冲击,转向不变;2设计步骤见教材P211~213,P218~221;3注意事项:与高速级齿轮传动设计相同;4齿轮的参数和几何尺寸列表m n3=,β3=,z3=,z4=,d3=,d4=,a II-III=,b3=,b4=,d a3=,d a4=,d f3=,d f4=5与高速级齿轮传动设计相同;三、选择联轴器类型和型号1.选择联轴器类型联轴器除连接两轴并传递转矩外,有些还具有补偿两轴因制造和安装误差而造成的轴线偏移的功能,以及缓冲、吸振、安全宝华等功能,故要根据传动装置工作要求选择联轴器的类型;本减速器的低速轴与工作机轴用联轴器相连,由于联轴器连接的这两根轴的转速较低,传递的转矩较大,减速器与工作机常不在同一底座上,要求有较大的轴线偏移补偿,因此常选用无弹性元件的挠性联轴器,如齿式联轴器;2.选择联轴器型号标准联轴器主要按传递的转矩、转速和轴的直径来选择型号,型号的选择在减速器的低速轴设计时确定;第三章装配图设计装配图是表达各零部件结构形状、相互位置与尺寸的图样,也是表达设计人员构思的基本语言;它是绘制零部件工作图及零部件生产、机器组装、调试、维护的主要依据;设计装配工作图时,要综合考虑工作条件、强度、刚度、加工、装拆、调整、润滑、维护和经济性等方面的要求,要用合理和足够的视图表达清楚;装配图设计内容多、复杂,要边画、边算、边改;减速器装配图设计步骤:①减速器装配图设计准备②绘制装配草图:画出传动零件、箱体内壁线和轴承座孔端面的位置,进行轴的结构设计,校核轴和键的强度,计算轴承的寿命③进行传动零件和轴承端盖的结构设计,选择轴承的润滑和密封方式④设计减速器的箱体和附件⑤检查装配图⑥画正式装配图一、装配图设计的第一阶段1.装配图的设计装备1准备有关设计数据联轴器:毂孔直径和长度低速轴设计时确定;带轮:毂孔直径和长度高速轴设计时确定;齿轮的主要参数及尺寸:中心距、分度圆直径、齿顶圆直径、齿宽;减速器的结构尺寸:各种螺栓、壁厚、减速器内各零件的位置尺寸;2选择图样比例和视图布置比例尺一般选择1:1或1:2;一般有三个视图,必要时还应有局部视图、向视图和局部放大图;根据减速器传动零件的尺寸,估计减速器的轮廓尺寸,同时考虑标题栏、明细表、技术特性、技术要求等所需空间,合理布置视图;参考复印P16图4-1;2.减速器的结构尺寸减速器一般由箱体、轴系零部件、附件三大部分组成;1一般用途的减速器箱体采用铸铁制造,箱体结构图见复印P16图4-2,箱体的主要结构尺寸确定参考复印P18表4-1,各符号的含义见复印P16图4-2和复印P19表4-3;2减速器中各零件的位置尺寸确定参考复印P19表4-2,各符号的含义见复印P22图4-6;注意事项:此时应检查大带轮的最大直径是否与地面发生干涉,即大带轮的最大直径是否大于减速器的中心高,若大于则会干涉,若小于则不会干涉;3.减速器装配草图设计第一阶段主要任务:确定减速器内各传动零件的轮廓位置,箱体的内壁线和轴承座孔端面;先从主视图和俯视图入手,确定箱体结构时再补齐左视图;从箱体内的传动零件画起,由内向外,内外兼顾;参看复印P22图4-6;1画出传动零件的中心线;2画出齿轮的轮廓:从中间轴开始画,主视图两个大齿轮画齿顶圆和分度圆,两个小齿轮画分度圆;俯视图上画出相应齿轮的齿顶圆、分度圆和齿宽,中间轴上两齿轮端面间距为Δ4;3画出箱体内壁线:主视图上距低速级大齿轮齿顶圆Δ1的距离画箱盖部分内壁线,根据壁厚δ画部分外壁线;俯视图上按两小齿轮端面与箱体内壁间的距离Δ2画出沿箱体长度方向的两条内壁线,沿箱体宽度方向画出距低速级大齿轮齿顶圆Δ1的一侧内壁线;高速级小齿轮的一侧内壁线及箱体结构暂不画;4确定箱体轴承座孔端面位置:根据轴承座孔长度L1,即可画出箱体轴承座孔外端面线;二、装配图设计的第二阶段主要任务:进行轴的结构设计,确定联轴器和轴承的型号,轴承端盖的结构尺寸设计;对低速轴进行轴和键的强度校核、轴承的寿命计算;1.中间轴的设计已知条件:Ⅱ轴的输入功率PⅡ、转速nⅡ和转矩TⅡ设计步骤:1拟定轴上的装配方案:如图1所示2初步确定轴的最小直径:mind A,最小直径无需增大;3确定轴的直径①dⅠ-Ⅱ= dⅤ-Ⅵ≥d min,且满足滚动轴承的内圈孔径确定滚动轴承的代号:按照载荷情况选择滚动轴承的类型代号选用圆锥滚子轴承吴宗泽P75或角接触求轴承吴宗泽P73,根据轴的直径确定轴承的内径代号,轴承的尺寸系列代号一般先按中等宽度选取根据轴承的类型查相应的轴承标准表,即对相同类型和内径的轴承选择轴承标准表中C r较大的轴承;根据轴的直径确定轴承的内径代号,写出轴承的代号及其尺寸d II×D II×T II=轴承端盖的设计:选凸缘式轴承盖,尺寸计算见吴宗泽P166表11-10,m II=L1-T II-Δ3②dⅡ-Ⅲ= dⅣ-Ⅴ>dⅠ-Ⅱ,且满足吴宗泽P11表1-16的标准尺寸③dⅢ-Ⅳ=~×dⅡ-Ⅲ,且取为整数4确定轴的长度①lⅠ-Ⅱ= T II+Δ3+Δ2+2~3②lⅡ-Ⅲ= b3-2~3③lⅢ-Ⅳ=Δ4④lⅣ-Ⅴ= b2-2~3⑤lⅤ-Ⅵ= T II+Δ3+Δ2+b1-b2/2+2~3⑥L2=Δ2+ b3+Δ4+ b2+Δ2+b1-b2/2⑦L3=2L1+L2L1=δ+C1+C2+5~85轴上零件的周向定位:选择高速级大齿轮和低速级小齿轮处的键;键槽距齿轮装入侧轴端距离一般为2~5mm,以便于安装齿轮时使齿轮毂孔上的键槽容易对准键;6挡油环的结构设计见复印P39图5-4图1 中间轴的装配方案 2.高速轴的设计已知条件:I 轴的输入功率P I 、转速n I 和转矩T I 设计步骤:1拟定轴上的装配方案:如图2所示2初步确定轴的最小直径:min (1.05~1.07)d A ,有键槽,最小直径需增大5%~7%;3确定轴的直径① d Ⅰ-Ⅱ≥d min ,且满足吴宗泽P11表1-16的标准尺寸② d Ⅱ-Ⅲ=~×d Ⅰ-Ⅱ,且满足密封圈的孔径;选择密封圈,见吴宗泽P90表7-12 ③ d Ⅲ-Ⅳ=d Ⅶ-Ⅷ>d Ⅱ-Ⅲ,且满足滚动轴承的内圈孔径确定滚动轴承的代号:确定原则与中间轴相同;写出轴承的代号及其尺寸d I ×D I ×T Ⅰ= 轴承端盖的设计:选凸缘式轴承盖,尺寸计算见吴宗泽P166表11-10,m I = L 1- T I -Δ3,e I注意:齿轮从右端装入,注意判断齿轮的结构形式,先假定采用齿轮和轴分开制造,参照教材P229判断齿轮的结构形式;若齿轮和轴分开制造,参照后面的低速轴设计;现以齿轮轴为例④ d Ⅳ-Ⅴ=d Ⅵ-Ⅶ= d aI ,d aI 为滚动轴承内圈的安装尺寸,根据轴承的代号查表确定 ⑤ d Ⅴ-Ⅵ= d a1,d a1为高速级小齿轮的齿顶圆直径 4确定轴的长度① l Ⅰ-Ⅱ= 带轮的轮毂长度-2~3;带轮的轮毂长度=~2d Ⅰ-Ⅱ ② l Ⅱ-Ⅲ=L ’I +e I +m I ,L ’I ≥15~20 ③ l Ⅲ-Ⅳ= T I +Δ3+自行确定的长度 ④ l Ⅳ-Ⅴ=L 2 -Δ2- b 1-自行确定的长度 ⑤ l Ⅴ-Ⅵ=b 1⑥ l Ⅵ-Ⅶ=Δ2-自行确定的长度 ⑦ l Ⅶ-Ⅷ=T I +Δ3+自行确定的长度5轴上零件的周向定位:选择带轮处的键;键槽距零件装入侧轴端距离一般为2~5mm,以便于安装带轮时使带轮毂孔上的键槽容易对准键;6挡油环的结构设计见复印P39图5-4;图2 高速轴的装配方案3.低速轴的设计已知条件:Ⅲ轴的输入功率P Ⅲ、转速n Ⅲ和转矩T Ⅲ设计步骤:1拟定轴上的装配方案:如图3所示2初步确定轴的最小直径:min (1.05~1.07)d A 高速轴的最小直径处安装联轴器,有键槽,最小直径需增大5%~7%;3确定轴的直径① d Ⅰ-Ⅱ=联轴器孔径,且联轴器的孔径≥d min ;选择联轴器:类型为齿式联轴器,由吴宗泽P95表8-3,根据计算转矩T ca =K A T Ⅲ、转速n Ⅲ和d min 选择联轴器型号,确定联轴器的轴孔直径和轴孔长度② d Ⅱ-Ⅲ=~×d Ⅰ-Ⅱ,且满足密封圈的孔径;选择密封圈,见吴宗泽P90表7-12 ③ d Ⅲ-Ⅳ=d Ⅶ-Ⅷ>d Ⅱ-Ⅲ,且满足滚动轴承的内圈孔径确定滚动轴承的代号:确定原则与中间轴相同;写出轴承的代号及其尺寸d III ×D III ×T III = 轴承端盖的设计:选凸缘式轴承盖,尺寸计算见吴宗泽P166表11-10,m III = L 1- T III -Δ3,e III ④ d Ⅳ-Ⅴ>d Ⅲ-Ⅳ,且满足吴宗泽P11表1-16的标准尺寸 ⑤ d Ⅴ-Ⅵ=~×d Ⅳ-Ⅴ,且取为整数⑥ d Ⅵ-Ⅶ= d aIII ,d aIII 为滚动轴承内圈的安装尺寸,根据轴承的代号查表确定 4确定轴的长度① l Ⅰ-Ⅱ=联轴器的轴孔长度-2~3 ② l Ⅱ-Ⅲ=L ’III +e III +m III ,L ’III ≥15~20 ③ l Ⅲ-Ⅳ= T III +Δ3+Δ2+b 3-b 4/2+2~3 ④ l Ⅳ-Ⅴ=b 4 –2~3⑤ l Ⅴ-Ⅵ≥h = d Ⅴ-Ⅵ- d Ⅳ-Ⅴ/2,且取为整数⑥ l Ⅵ-Ⅶ=L 2-Δ2-b 3-b 4/2- b 4- l Ⅴ-Ⅵ-自行确定的长度 ⑦ l Ⅶ-Ⅷ=T III +Δ3+自行确定的长度5轴上零件的周向定位:选择联轴器和高速级大齿轮处的键;键槽距零件装入侧轴端距离一般为2~5mm,以便于安装齿轮和联轴器时使齿轮和联轴器毂孔上的键槽容易对准键;6挡油环的结构设计见复印P39图5-4;图3 低速轴的装配方案7轴的强度校核① 做出轴的计算简图:查设计手册确定轴承的支点位置,作用在齿轮上的三个分力取在齿轮轮毂宽度的中点,联轴器上的转矩作用面取在联轴器轴孔长度中间平面上,做出轴的计算简图;求出作用在齿轮上的三个分力,根据低速轴的转向并判断齿轮上的三个分力和联轴器上的转矩方向,然后把齿轮上的三个分力向轴上转化;② 做出弯矩图:根据轴的计算简图分别计算水平面和垂直面上的支反力及各力产生的弯矩,并按计算结果分别做出水平面上的弯矩M H 图和垂直面上的弯矩M V 图;然后计算总弯矩并做出M 图;③ 做出扭矩图;④ 判断危险截面,并计算危险截面的合成弯矩M 和转矩T ;⑤ 按弯扭合成强度校核轴的强度;8轴承的寿命校核参见练习题① 求轴承的径向载荷和作用在轴上的外加轴向载荷F ae=+=21211V H r F F F ;=+=22222V H r F F F ;F ae = F a4齿轮4的轴向力 ② 画出轴承所受的内部轴向力;③ 计算轴承内部轴向力F d ;④ 判断压紧轴承和放松轴承;⑤ 计算轴承的轴向力F a ;⑥ 计算载荷系数X 、Y ;⑦ 计算当量动载荷P ;⑧ 计算轴承的寿命L h ;⑨ 判断轴承寿命是否满足要求9键的强度校核参考教材P106① 联轴器处键的强度校核② 大齿轮处键的强度校核三、装配图设计的第三阶段1.传动零件的结构设计减速器的传动零件主要有带传动、齿轮传动和联轴器,其中带传动和联轴器是外部传动零件,齿轮传动是内部传动零件;1减速器外部传动零件设计:带传动和联轴器等外部传动零件主要确定其安装尺寸,即与轴配合的轮毂孔直径和长度,装配图只画减速器部分,一般不画外部传动零件;2减速器内部传动零件结构设计:齿轮传动等内部传动零件,需进行结构设计,齿轮的结构设计计算可参考教材P229~231或复印P37~38;装配图的齿轮结构画法参见复印P37~38;2.滚动轴承的润滑与密封1润滑剂的选择:根据三根轴上dn 的最小值选择参考教材P332;2润滑方式的选择:参考复印P38~39;3滚动轴承的密封:为防止外界的灰尘、杂质等进入轴承并防止轴承内的润滑油外泄,应在外伸轴端的轴承端盖孔内设置密封件;密封方法有接触式密封和非接触式密封;接触式密封有毡圈油封和唇形密封圈等,其中毡圈油封多用于轴的圆周速度v<3~5m/s 的脂润滑,唇形密封圈适用于轴的圆周速度v<7m/s 的脂润滑和油润滑;轴承端盖的连接螺钉和密封处的画法参见复印P39;四、装配图设计的第四阶段1.箱体的结构设计减速器的箱体广泛采用剖分式结构,其设计要点主要有:1箱体壁厚及其结构尺寸的确定:参照复印P16表4-1确定2箱盖与箱座连接螺栓凸台结构尺寸的确定见复印P42~43包括轴承旁连接螺栓位置的确定和凸台高度h的确定3箱盖顶部外表面轮廓确定见复印P43箱体顶部外表面轮廓主要由大齿轮一侧的圆弧、小齿轮一侧的圆弧和大小齿轮圆弧的切线三部分组成;外表面轮廓确定后向内平移箱盖壁厚δ1即为箱盖内壁,应注意判断高速级大齿轮的齿顶圆到箱盖的内壁的距离是否满足≥Δ1;此时可根据主视图上小齿轮一侧的内壁圆弧投影,画出俯视图上小齿轮一侧的内壁线;4箱体的密封与油面高度的确定见复印P43~44为保证箱体密封,箱体剖分面连接凸缘应有足够宽度,同时也应有足够的扳手活动空间;剖分面沿长度方向的连接凸缘宽度=C1+C2+δC1、C2由M d1确定,沿宽度方向的连接凸缘宽度=C1+C2+δ,C1、C2由M d2确定;为了提高密封性,可在剖分面设置回油沟或在剖分面涂密封胶;油面最低高度的确定:由低速级大齿轮齿顶圆直径到箱座内表面底面的距离和两个大齿轮浸入油池的深度两部分之和;油面最大高度的确定:两个大齿轮浸入油池的深度不应超过其分度圆半径的1/3;5其他注意要点肋板的设计:箱体应有足够的刚度,设计箱体时首先保证轴承座的刚度,使轴承座有足够的壁厚,在轴承座孔凸台上下处设计刚性加强肋;肋板的设计参照吴宗泽P223图16-49;箱体的机加工工艺性:箱体上的加工表面和非加工表面要有一定的距离,以保证加工精度和装配精度;采用凸出或凹入结构应视加工方法确定:轴承座孔端面、窥视孔、通气器、放油螺塞、油标等等处均应设置3~8mm的凸台;支承螺栓头部或螺母的支承面一般应设置沉头座,沉头座锪平深度不限,在图上可画出2~3mm深度;在箱座底面也应铸出凸出,其相应凹槽的深度为3~5mm,宽度的确定由箱体内壁线向内平移3~5mm确定;参看吴宗泽P223图16-492.减速器附件设计1窥视孔和窥视孔盖的设计复印P45、P532通气器的设计复印P463起吊装置复印P474油标复印P49、P525放油孔和放油螺塞的设计6启盖螺钉的设计复印P517定位销的设计复印P51、P533.画正式装配图1检查底图复印P52~542完善和加深复印P54在装配图绘制好后,先对视图不要加深,在尺寸、零件编号、明细表和零件工作图等全部内容完成并详细检查后再加深完成装配图;3标注尺寸复印P54~55外形尺寸:长、宽、高安装尺寸:箱体底面尺寸长、宽、厚;地角螺栓的孔径、位置尺寸、中心距;减速器的输入轴、输出轴与底座的中心高、输入轴和输出轴外伸端的直径和配合长度;特性尺寸:齿轮传动之间的中心距及其偏差主要零件的配合尺寸:表明零件之间装配要求的尺寸,用配合代号标注;主要有:齿轮与轴同时标注轴和轮毂孔的配合代号、联轴器与轴装配图不画联轴器,故只标轴的配合代号、带轮与轴装配图不画带轮,故只标轴的配合代号、轴承内圈孔径与轴只标轴的配合代号、轴承外圈与轴承座孔只标轴承座孔的配合代号;配合精度的选择参看复印P55表6-14;4编写技术要求复印P55~565对全部零件进行编号复印P56:公共引线的标注参照吴宗泽P232图16-716编制标题栏和明细表复印P56:标题栏和明细表参照复印P85第四章零件工作图设计一、零件工作图的内容零件工作图是制造、检验和制定零件工艺规程的基本技术文件,他是在装配图的基础上绘制而成的;一张完整的零件工作图应该包括:1.一组视图2.一组尺寸3.技术要求4.标题栏:复印P85二、轴零件工作图设计参看复印P60图7-31.视图选择轴的零件工作图一般只需要一个主视图,按轴的水平线布置视图,在有键槽和孔的部位应增加断面图,不易表达清楚地局部如退刀槽、砂轮越程槽等可以绘制局部放大图;2.尺寸及公差的标注径向尺寸:轴的各段直径都应标注;在装配图中有配合要求的轴段,应根据装配图标注的配合,查表确定并在零件图中标注径向尺寸及其极限偏差;极限偏差查吴宗泽P107轴向尺寸:首先选择尺寸基准,尽量使尺寸的标注能够反映出制造工艺与测量要求;还应避免出现封闭的尺寸链,一般把轴上最不重要的一段轴向尺寸作为封闭环,不标注其尺寸;轴向尺寸不标注尺寸公差,示例参考复印P58键槽尺寸:参考键的标准吴宗泽P53,标注轴槽的深度d-t、宽度b、长度L和定位尺寸;d-t的极限偏差按相应的t的极限偏差选取,但应取去“-”号,宽度b的极限偏差按“正常连接的轴N9”选择;定位尺寸:键槽距零件装入侧轴端距离一般为2~5mm,以便于安装轴上零件时使轴上零件的键槽容易对准键;倒角和过渡圆角:若倒角和过渡圆角尺寸相同,可在技术要求中说明3.形位公差的标注为保证加工精度和装配质量,轴的零件工作图上应标出必要的形位公差;轴的形位公差推荐项目参照复印P58,形状公差的圆度、圆柱度的数值查吴宗泽P118表9-10,位置公差的圆跳动、对称度的数值查吴宗泽P120表9-12,具体标注的形位公差项目参照复印P58~59表7-1,标注示例参照复印P60图7-34.表面粗糙度轴的各部分精度不同,加工方法不同,表面粗糙度也不相同,轴的表面粗糙度参数R a推荐值参考复印P59表7-2;标注时应注意表面粗糙度符号的尖端必须指向实体表面,标注示例参照复印P60图7-3;5.技术要求参考复印P59和复印P60图7-3。
机械设计课程设计图3-1 轴的弯矩图和扭矩图3.6 按弯扭合成应力校核轴的强度3Ⅵ.按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时,通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面(即危险截面C)的强目录1 电动机的选择及运动参数的计算 (1)1.1电动机的选择 (1)1.2计算传动装置的总传动及其分配 (2)1.3 计算传动装置的运动和动力参数 (3)2 齿轮传动设计 (5)2.1高速轴上的大小齿轮传动设计 (5)2.2低速轴上的大小齿轮传动设计 (8)3 轴的设计计算 (13)3.1 输出轴上的功率转速和转矩 (13)3.2 求作用在齿轮上的力 (13)3.3 初步确定轴的最小直径 (13)3.4 轴的结构设计 (14)3.5 求轴上的载荷 (15)3.6 按弯扭合成应力校核轴的强度 (16)3.7 精确校核轴的疲劳强度 (17)Ⅳ.齿轮轴的结构设计 (21)4 滚动轴承的选择及校核 (25)4.1 轴承的选择(表4-1) (25)4.2 滚动轴承(低速轴)的校核 (25)5 键联接的选择及校核 (27)5.1 与联轴器间键的选择及校核 (27)5.2 与齿轮间键的选择及校核 (27)6 联轴器的选择及校核 (28)7 箱体结构的设计 (29)8 减速器的附件 (30)8.1 视孔盖和窥视孔 (30)8.2 放油孔和螺塞 (30)8.3 油标: (30)8.4 通气孔 (30)8.5 定位销 (30)8.6 吊钩: (30)8.7 起盖螺钉 (31)9 润滑和密封方式的选择 (33)9.1.齿轮的润滑 (33)9.2 滚动轴承的润滑 (33)9.3 润滑油的选择 (33)9.4 密封方式选取: (33)后序设计小结 (34)附录参考文献 (35)。
机械设计基础课程设计说明书设计题目单级直齿圆柱齿轮减速器班级专业:机械制造与自动化学生姓名:指导老师:完成日期:2013 年12 月20日目录第一章传动装置的设计1、电动机的选择2、电动机转速的确定3、传动比的分配4、动力运动参数计算第二章传动零件的设计1、V带设计2、链的设计3、齿轮的设计计算4、轴的设计计算第三章减速器的润滑、密封及箱体尺寸的设计计算1、润滑的选择确定2、密封的选择确定3、减速器附件的选择确定4、确定轴承座孔的宽度L5、确定轴伸出箱体外的位置6、确定轴的轴向尺寸7、键联接的选择8、箱体主要结构尺寸计算第四章 总结参考文献《机械设计基础课程设计》任务书设计题目:带式运输机传动装置某车间用带式运输机,运输机由电动机驱动圆柱齿轮减速器,经链传至运输带。
传动简图:1. 电动机2. V 带传动3. 减速器4. 传动链5. 鼓轮6. 运输带vF 5641 2 3原始数据及工作条件:工作轻微冲击,单向运转,运输带速度允许误差±5%,双班制工作。
已 知 参 数 单 位 设 计 方 案1 2 3 4 5 6 7 8 运输带曳引力 F KN 2.9 4.1 3.6 3.2 3.8 4.0 运输带速度 v m/s 1.1 0.8 0.9 1.0 0.85 0.8 鼓轮直径 D mm 500 500 500 600 600 600 使用年限 y第一章 传动装置的设计1、电动机的选择工作机所需功率:KW FV Pw 2.30.12.3=⨯== 电动机输出功率:KW PwPd 9.382.02.3===η传动装置总效率:轴承轴承鼓轮链齿轮带ηηηηηηη⨯⨯⨯⨯⨯==0.82 96.0=带η 96.0=链η 96.0=鼓轮η 98.0=轴承η 97.0=齿轮η所以,电动机额定功率为4KW2、电动机转速的确定查得:齿轮传动比范围为2—4 链轮传动范围2—5 V 带传动比范围2—4则电动机转速可选取为min 25444.254r i i i nw n -=⨯⨯⨯=链带齿其中min 8.31100060r Dv nw =⨯=π型号 额定功率满载转速 Y112M —4 4 1440 Y112M —6 4 960 Y110M —84720故选Y112M —6型号电动机。
电机与减速机常用选择方法(总2页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除电机与减速机选用方法用扭矩计算功率的公式功率(w) = 扭矩(nm) * 角速度角速度= 2Pi*转/秒看到A4L的2.0T,计算了一下:最大扭矩(N·m): 320 最大扭矩转速(rpm): 1500-3900 那么3900的时候的功率 = 320nm * 2 *3.14 * 3900/60s=130624w = 130kW几乎就是最大功率了啊.电机功率:P=T*N/9550*η(其中T为扭矩,N为转速,η为机械效率)9550就是转换为角速度电机需要扭矩=9550*电机功率(千瓦)/电机转速n,一、P= F×v÷60÷η (直线运动)公式中 P 功率 (kW) ,F 牵引力 (kN),v 速度(m/min) ,η传动机械的效率二、T=9550 P/N (转动)P—功率,kW;n—电机的额定转速,r/min;T—转矩,Nm。
实际功率=K×扭矩×转速,其中K是转换系数已知转矩减速器速比电机转速怎样求电机功率电机联减速器后输出转矩为T=200NM,减速器速比为i=11,电机转速为1450r/min,求电机功率最小是多少?输出转速ω=(1450÷1.1)×2pi÷60=138.1(rad/s)电机功率P≥T×ω=200×138.1=27607.94(W)=27.61(kW)只是理论计算。
实际电机功率要考虑减速器与联轴器(联电机与减速器)的传动效率η问题,具体你可根据减速器与联轴器的型号查手册选取。
若η=0.9,所以实际电机的最小功率P=T×ω÷η=30.7kW。
减速机的选用:1 先选速比:先确定负载所需转速(也就是减速机出力轴的输出转速),在用伺服电机的输出转速/减速机轴输出转速=减速比2 减速机选型:得到以上减速比后,伺服电机的额定输出扭矩X减速比<减速机额定输出扭矩,再更具这个输出扭矩选型,这样可以100%保证在任何情况下减速机都不会崩齿。
毕业设计(论文)一级减速器的设计系别专业学号学生姓名指导教师完成日期年月日摘要本次设计主要是针对带式输送机一级减速器的设计,通过对零部件结构的分析和比较,设计出一个符合技术指标的减速器,并通过我们所学的机械制图来完成减速器当中的两个零部件和一个装配图的绘画。
该设计从分析和拟订方案开始,对电动机、齿轮、轴、键、联轴器的选择,以及传动件的设计、箱体尺寸的计算等。
通过整个设计过程使该减器符合相关要求。
关键词:减速器;齿轮;轴AbstractThis design is mainly aimed at the design of a reducer,through the analysis and comp arison of parts structure,design a reducer in line with the technical indicators,and through the mechanical drawing we learned to complete the reducer of the two parts and an assemb ly drawing.The design starts from the analysis and formulation of the scheme,the choice o f the motor,gear,shaft,key,coupling,as well as the design of the transmission parts,box si ze calculation.Through the whole design process to make the reducer meet the relevant req uirements.Key words:Gear reduce;Gear;shaft目录第1章绪论 (1)1.1 课题研究的目的(意义) (1)1.2 国内外研究现状 (1)第2章减速器的概述 (3)2.1 减速器的主要型式及其特性 (3)第3章减速器基本设备选择 (5)3.1 分析和拟定传动方案 (5)3.2 电动机的选择 (5)3.2.1 传动装置总效率 (5)3.2.2 工作机输入功率 (5)3.2.3 电动机所需要功率 (5)3.2.4 确定电动机的型号 (6)3.2.5 运输带鼓轮的工作转速为 (6)第4章齿轮传动的设计 (7)4.1 选定齿轮传动类型 (7)4.2 初选主要参数 (7)4.3 校核齿面接触疲劳强度 (7)4.4 确定各参数值 (7)4.5 确定模数 (9)4.6 按齿根弯曲疲劳强度校核计算 (9)4.7 几何尺寸计算 (10)4.8 验算初选精度等级是否合适 (11)第5章传动轴的设计 (12)5.1 确定齿轮输入轴的设计 (12)5.2 按扭转强度估算轴的直径 (15)5.3 确定齿轮输出轴的设计 (15)5.4 求齿轮上作用力的大小和方向 (16)5.5 轴长支反力 (16)5.6 画弯矩图 (17)5.7 画转矩图 (17)5.8 画当量弯矩图 (17)5.9 判断危险截面并验算强度 (17)第6章减速器其它结构设计 (19)6.1 箱体结构设计 (19)6.2 键联接设计 (20)6.2.1 输入轴与大带轮联接采用平键联接 (20)6.2.2 输出轴与大齿轮联接采用平键联接 (20)6.3 滚动轴承设计 (21)6.3.1 输入轴的轴承设计计算 (21)6.3.2 输出轴的轴承设计计算 (21)6.4 密封和润滑的设计 (22)6.4.1 密封 (22)6.4.2 润滑 (22)6.5 联轴器的设计 (22)6.5.1 类型选择 (22)6.5.2 载荷计算 (22)6.5.3 型号选择 (23)第7章结论与展望 (24)7.1 结论 (24)7.2 展望 (24)参考文献 (26)[13]Lifeng Li.Bremmer series,R-matrix propagation algorithm,and numerical modeling of diffractiongratings. J.Opt.Soc. Am.,2014,A11(11):2829-2836 (26)致谢 (27)第1章绪论1.1 课题研究的目的(意义)减速器的作用主要是用降低发动机和工作机之间的转速并提升转矩,被广泛应用在工业生产中,不同的场合都有各种类别的减速器以满足生产及生活的需要。
气路的构成气源气源处理装置空压机(工厂一般接大型气罐、干燥机)一般使用三联件,不需润滑时可直接用过滤减压阀。
残压释放手动阀单向阀速度控制阀压力表储气罐方向控制阀驱动装置保护气动回路安全,在维修时气路压力的排尽。
单向止回,防止气罐内压力的回流。
用来储存气体,同时起稳定系统压力的作用。
电磁阀,控制气缸、空气马达等驱动装置的换向。
气源:目前车间大多采用螺杆式空压机,其高效率、可靠性好、维护费用低,且能确保系统及压缩空气温度较低、部件可达到最佳使用寿命。
气动原件选择:包含品牌德国FESTO,日本SMC、KOGANEI、CKD,韩国TPC,台湾Airtac、CHELIC,国产Hitop气源处理装置:一般使用气动三联件,三联件包括空气过滤器、减压阀、油雾器。
有些品牌的电磁阀和气缸靠润滑脂润滑,不需要使用油雾器,此时可直接用二联件(过滤减压阀)。
根据气体需求量选择三联件(亚德客三联件GC300-10-M-F1,SMC三联件AC2000-02、二联件AW40-03BDG-A)。
气缸耗气量:分为平均耗气量和最大耗气量最大耗气量:Qmax=4.62D*D*S(P+0.102) /10000t,D为缸径mm、S气缸行程mm、P工作气压Mpa、t活塞杆伸出时间s、Qmax单位L/min 平均耗气量:q=1.57ND*DS(P+0.1)/1000000N为气缸每分钟往返次数n/min,非标设计中一般按气缸最大耗气量计算选择三联件。
其他:SMC三通残压手动阀VHS40-03A、两位五通SY3120-5LZD-C4、 3通直动式电磁阀3PA110-M5-3压力表分正压和负压用,Smc的正压压力表ISE20-N-M5-L、负压压力表ZSE20-N-M5-L、单向阀AKH12-00、5升储气罐VBAT05A1-Μ-X104;亚德客二位五通电磁阀4V110-06-B;Ckd电磁阀4GD229-C6-E2C-3、 4GD239-C6-E2C-3。
第三章轨道式集装箱门式起重机的机构设计集装箱门式起重机专门用于集装箱货场进行堆码作业,按其大车行走部分不同可分为轮胎式和轨道式两种。
轨道式集装箱门式起重机(英文缩写RMG)是集装箱堆场专用机械之一,它利用市电,通过行走轮在轨道上的移动,配有20',40'可伸缩吊具(根据需要亦可配双箱吊具),在集装箱堆场的规定范围内起吊、堆放集装箱。
RMG与RTG(轮胎式集装箱门式起重机)相比,具有用市电驱动,无污染,可加大起重量和起升速度,大车可吊货快速行走等优点。
轨道式集装箱门式起重机由主梁、刚性和柔性门腿、运行小车、起升机构、大车运行机构、电气系统、操作驾驶室、减摇机构等等组成。
根据堆场作业工艺,在单门腿方向或双门腿方向外伸悬臂成为单悬臂或双悬臂机型,不外伸成为无悬臂机型(图6-3-1)。
图6-3-1 轨道式集装箱门式起重机的分类a)“U”形双悬臂;b)“∏”形双悬臂;c)无悬臂轨道式集装箱门式起重机除起升机构有其特殊选择外,小车运行机构和大车运行机构与其他桥式、门式类型起重机机构基本相同。
轨道式集装箱门式起重机的载重小车上还装有回转机构。
转盘下面有4个滚轮,其中2个为主动滚轮,由两台对称布置的驱动装置驱动,在固定的小车环形轨道上行走。
另一种形式的回转小车采用大直径滚柱轴承,图6-3-2 轨道式集装箱门式起重机结构紧凑,回转平稳,只需一套回转驱动装置,见图6-3-2。
轨道式集装箱门式起重机较轮胎式门式起重机跨度大、堆码层数多,可以充分利用堆场面积,提高堆场的堆存能力。
轨道式集装箱门式起重机结构较为简单,操纵容易,维修方便,有利于实现自动化控制。
起升、大车、小车机构多为交流变频控制。
起升机构一般为单卷筒形式,亦可根据需要设计成双卷筒形式。
第一节 起升机构一、起升机构的类型起升机构有两种形式,对钢丝绳卷筒式基本与轮胎式集装箱门式起重机的起升机构相同;而刚性伸缩式起升机构又类似于钢厂冶金用夹钳桥式起重机的起升机构。
目录目录 (1)设计原始数据 (1)第一章传动装置总体设计方案 (1)1.1 传动方案 (1)1.2 该方案的优缺点 (1)第二章电动机的选择 (3)2.1 计算过程 (3)2.1.1 选择电动机类型 (3)2.1.2 选择电动机的容量 (3)2.1.3 确定电动机转速 (3)2.1.4 二级减速器传动比分配 (4)2.1.5 计算各轴转速 (4)2.1.6 计算各轴输入功率、输出功率 (5)2.1.7 计算各轴的输入、输出转矩。
(5)2.2 计算结果 (6)第三章带传动的设计计算 (7)3.1 已知条件和设计内容 (7)3.2 设计步骤 (7)3.3 带传动的计算结果 (9)第四章齿轮传动的设计计算 (10)4.1高速级齿轮传动计算 (10)4.2低速级齿轮传动计算 (14)第五章轴的结构设计 (19)5.1 初步估算轴的直径 (19)5.2 初选轴承 (19)5.3 轴的各段直径和轴向尺寸 (20)5.4 联轴器的选择 (21)第六章轴、轴承及键联接的校核计算 (22)6.1 轴强度的校核计算 (22)6.1.1 轴的计算简图 (22)6.1.2 弯矩图 (22)6.1.3 扭矩图 (23)6.1.4 校核轴的强度 (23)6.2 键联接选择与强度的校核计算 (24)第七章箱体的结构设计以及润滑密封 (25)7.1 箱体的结构设计 (25)7.2 轴承的润滑与密封 (26)设计小结 (27)参考文献 (28)设计原始数据第一章传动装置总体设计方案1.1 传动方案传动方案已给定,外传动为V带传动,减速器为二级展开式圆柱齿轮减速器。
方案简图如1.1所示。
图 1.1 带式输送机传动装置简图展开式由于齿轮相对于轴承为不对称布置,因而沿齿向载荷分布不均,故要求轴有较大的刚度。
1.2 该方案的优缺点该工作机有轻微振动,由于V带有缓冲吸振能力,采用 V带传动能减小振动带来的影响,并且该工作机属于小功率、载荷变化不大,可以采用V 带这种简单的结构,并且价格便宜,标准化程度高,大幅降低了成本。
机械设计教程(3版)作业集第三章习题3-1 图3-20所示为一直齿圆柱齿轮与轴用圆头平键连接,轴径d=50mm。
齿轮的材料为铸铁,轴为45钢。
键长L=60mm,键的截面尺寸为b×h=14×9 mm2,传递的转矩T=200N·m,有轻微冲击。
试校核该平键连接的强度。
3-2 图3-21所示的凸缘联轴器,用普通圆头平键与轴连接。
已知轴径d=55mm,毂长L′=1.5d,联轴器为铸铁,轴为45钢,传递的转矩T=300N·m,载荷平稳无冲击。
试选择键的尺寸并校核其连接强度。
图3-20 图3-213-3 图3-22为一牙嵌式离合器与轴用导向平键连接,轴径d=40mm,键长L=125mm(圆头键),其最小有效工作长度l min=65mm,离合器与轴均为钢制,传递的转矩T=150N·m,有轻微冲击,要求选择键的截面尺寸并校核其连接强度。
图3-223-4 若题3-3中的其他条件均不变,而将其改为轻系列的矩形花键连接,离合器在空载条件下接合,制造精度及润滑条件一般,齿面未经淬火处理。
试校核该矩形花键的强度。
第五章习题5–1 何谓螺纹的大径、中径和小径?它们分别用于什么场合?5–2 螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接的主要区别是什么?它们的应用场合有何不同?5–3 普通螺栓连接和铰制孔用螺栓连接的结构有何不同?主要失效形式和设计准则是什么?5–4 螺纹连接预紧的目的是什么?如何控制预紧力?5–5连接螺纹能满足自锁条件,为什么在设计螺纹连接时还要考虑防松问题?在可拆卸的防松措施中哪类工作可靠?为什么?5–6 紧螺栓连接所受轴向变载荷在0~F之间变化,当预紧力F0一定时,改变螺栓或被连接件的刚度,对螺栓连接的疲劳强度和连接的紧密性有何影响?5–7 螺旋传动按使用特点的不同可分为哪几类?试举例说明其应用场合。
5–8 某普通螺栓连接,螺栓公称直径为M20,性能等级为4.8级。
试求;(1) 当承受轴向变载荷并控制预紧力时,其预紧力F0最大为多少?(2) 若连接承受横向拉力,有一个贴合面,摩擦因数f=0.15,则可能承受的横向载荷为多少(按单个螺栓计算)?5–9 一普通螺栓连接,螺栓的刚度为C b,被连接件的刚度为C m。
电机减速机的选型计算
1参数要求
配重300kg,副屏重量为500kg,初选链轮的分度圆直径为164.09mm,链轮齿数为27,(详见misimi手册P1145。
副屏移动的最大速度为0.5m/s,加速时间为1s。
根据移动屏实际的受力状况,将模型简化为:
物体在竖直方向上受到的合力为:
其中:
所以:
合力产生的力矩:
其中:r为链轮的半径
链轮的转速为:
2减速机的选型
速比的确定:
初选电机的额定转速为3000r/min
初选减速器的速比为50,减速器的输出扭矩由上面计算可知:193.6262Nm 3电机的选型
传动方式为电机—减速机—齿轮-链轮-链条传动,将每一级的效率初定位为0.9,则电机的扭矩为:
初选电机为松下,3000r/min,额定扭矩为:9.55Nm,功率3kw转子转动惯量为7.85X10-4kgm2带制动器编码器,减速器为台湾行星减速器,速比为50,额定扭矩为650NM
4惯量匹配
负载的转动惯量为:
转换到电机轴的转动惯量为:
惯量比为:
电机选型手册要求惯量比小于15,故所选电机减速器满足要求
减速机扭矩计算方法:
式:
减速机扭矩=9550×电机功率÷电机功率输入转数×速比×使用系数
知道扭矩和减速机输出转数及使用系数,求减速机所需配电机功率如下公式:电机功率=扭矩÷9550×电机功率输入转数÷速比÷使用系数。
第3章电机与减速器的选择3.1概述回转支承在送料小车中主要实现料台的回转运动运动,由于料台回转有一定的速度限制,为了使回转小车在一定速度下运转,需要设计减速器,同时选择合适的电动机。
根据送料小车的设计要求可知,减速器的传动比较大,要求结构紧凑,而用于短期间歇使用,综合考虑应选用涡轮蜗杆传动。
在涡轮蜗杆传动中,1圆弧圆柱蜗杆减速器适用于起重、运输、化工、轻工等部门,其包括CWV 、CWS 、CWO 三个系列,采用圆环面包络圆柱蜗杆,其输入轴(蜗杆轴)转速不超过1500r/min ,工作环境温度范围-40°~40°为实现回转支承的转速为4.5r/min 设计的传动链为:电动机——减速器——回转支承——回转料台,回转支撑的外齿与圆柱齿轮啮合,圆柱齿轮与涡轮安装在同一轴上,电动机输入的转速通过涡轮蜗杆减速后,又通过直齿圆柱齿轮的减速,从而实现料台的回转运动。
3.2电动机的选择确定由回转支承外齿模数M=8,齿数Z 2=127,De=1047.5可知该传动系统传递功率不大,故采用闭式软齿面齿轮传动,通常Z 1=20~40,初选Z 1=24,则i=5,在常用机械传动的单级传动比推荐值范围内,只需校核齿根弯曲疲劳强度,校核公式为a a 1m bd 2S F F Y Y K πσ=≦[F σ]。
因传递功率不大,转速不高齿轮材料选用便于制造且价格便宜的材料,故小齿轮选用45钢(调质)硬度为240HBS ,因该小车为一般工作机器,速度不高,固齿轮精度等级选用8级精度。
由表13-8(《机械设计基础》,徐启贺主编)初选齿宽系数d φ=0.8,已知T 1=1000N 、T 2=3000N,载荷系数K=1.21d 1=mz 1=192mm 、m=8,由表13-7(《机械设计基础》,徐启贺主编)齿形系数得 Y 1a F =2.65、Y 2a F =2.17, 由表13-7(《机械设计基础》,徐启贺主编)应力修正系数得Y 1a S =1.58、Y 2Sa =1.802,由图13-9(《机械设计基础》,徐启贺主编)查得弯曲疲劳强度寿命系数Y 1N 、Y 2N ,Y 1N =Y 2N =1。
取弯曲强度最小安全系数 S F =1.4计算许应弯曲应力[1F σ]=F N F S Y 11lim ς=321.4mp, [2F σ]=4.11400⨯=285.7mp 1F σ=1a 1a 11mbd 2S F Y Y KT =58.165.28192150100021.12⨯⨯⨯⨯⨯⨯=0.13mp <[1F σ]=321.4mp 2F σ=2a 2a 11mbd 2S F Y Y KT =80.117.28192150300021.12⨯⨯⨯⨯⨯⨯=0.123<[2F σ]=285.7mp 因此有上述可知与回转支承相啮合的支持圆柱齿轮的齿数Z 1=24满足条件,该齿轮动的分度圆直径d 1=mz 1=192mm 。
已知回转支承分度圆直径d 2=mz 2=127×8=1016mm1221d d n n =由回转料台转速n 2=4.5r/min 可知n 1=23.8r/min ,由已知条件设计减速器传动比i=40,所以输入减速器的转速n=i n 2=40×23.8r/min=952.4 r/min 已知回转料台n 2=4.5r/mi 、T=3000N.m ,输出功率P w =9550n w T kw=1.41kw ,P d =ww ηP w η=43221ηηηη=0.982×0.97×0.99×0.98=0.901η、2η、3η、4η为从电动机到回转料台之间的传递效率1η--滚动轴承传动效率,2η--圆柱齿轮传动效率,3η--弹性联轴器效率, 4η--回转支承传动效率;以上数据由表2-4(《机械设计课程设计》王坤、何小柏等主编)可查得。
由电动机转速n=952.4r/min 、P d =1.57Kw ,初步选择同步转速为1000r/min (6级)、Ped=3、满载转速为960r/min ,型号为Y132S-6的三相异步电动机3.3减速器Ⅰ的选择确定3.3.1减速器方案的比较由工作机要求可知,减速器需要有较大的传动比和传动方向的改变,通过查阅《机械设计手册》第三版 第3卷 成大先主编,化学工业出版社 减速器篇,选出2种方案进行比较,以下是方案的比较:⑴圆弧圆柱蜗杆减速器,其传动特点如下:①蜗杆与蜗轮两轴投影交角为90 ,两轴线不在同一平面内,且可改变运动方向②传动比大,蜗杆为主动,蜗轮为从动③传动平稳,无噪音,蜗杆蜗轮都是螺旋齿啮合,体积小,结构紧凑④能自锁,即不能以蜗轮为主动反过来带动蜗杆,因此广泛用于起重减速机构⑵圆锥齿轮减速器,其传动特点如下:①圆锥直齿制造方便,对变形及安装误差很敏感,承载能力较低,噪声大,传动速度较低②可以改变运动方向③圆锥弧形齿轮传动平稳,承载能力强,常用于汽车、船舶等动力机械中的行星机构,但制造比较困难④传动比较小,常用i=1~6通过上述比较,综合实际应用考虑,选择方案(1)减速器比较合适3.3.2减速器型号及相关参数的确定由于此减速器用于料台的回转运动部分,查设计手册,初选减速器型号为CWS,为标准形式,风扇冷却。
根据小车使用的已知条件,即原动机为电动机,输入转速n1=960r/min、输出转矩T2=1000N.m启动转矩Tmax2=3000N.m、公称传动比i=40、输出轴轴端负荷FR=5000N,每日工作16小时,每小时启动25次,每次运转1min,工作环境温度为30︒c由已知条件,工作机为运输机,属中等冲击载荷原动机为电动机,每日工作16h,由表16-1-74(机械设计手册第三版第3卷,成大先主编,化学工业出版社)查得每日运转时间系数f1=1.25每小时启动25次,由表16-1-75(手册同上)查得启动频率系数f2=1.1每小时载荷率Jc =60251⨯×100﹪=42﹪,由表16-1-76(手册同上)查得小时负荷率系数f3=0.78工作环境温度为30︒c由表16-1-77(手册同上)查得f4=1.14减速器型号为CWS,由表16-1-78(手册同上)查得f5=1风扇冷却的热损耗系数,由表16-1-79(手册同上)查得f6=13.3.3减速器强度的校核按机械强度和热极限强度公式计算出输出转矩值:TJ2=T2f1f2=1000×1.25×1.1=1375N.mTJ2=T2f3f4f5f6=1000×0.78×1.14×1×1=886.9N.m根据上述计算结果,机械强度大于热极限强度,故应按TJ2=1375N.m 进行选择。
输出轴转速n2=40960=24r/min由表16-1-72(手册同上)查得最接近的减速器为a=125㎜,T2= 1400N.m略大于要求值,符合要求3.3.4减速器输出轴轴端负荷的校核减速器输出轴轴端许用负荷取决于蜗轮轴的转速及额定转矩按下列公式计算FR =fL.R FA= fL.A式中FR-----输出轴轴端径向许应负荷FA-----输出轴轴端轴向许应负荷fL-----速度系数R------径向载荷系数A------轴向载荷系数⑴校核减速器输出轴轴端轴向许应载荷由表16-1-72(手册同上)查得速度系数fL=0.7由表16-1-73(手册同上)查得轴向载荷系数A=10200NFA = fL×A=0.7×10200=7140N计算所得结果大于要求值,满足要求。
⑵校核许应尖峰载荷Tmax2Tmax2=1400×2.5=3500N.m计算所得结果大于3000N.m满足要求则最终选择减速器型号为CWS125-40-ⅢF(GB9147-88)。
3.4减速器Ⅱ的选择确定3.4.1减速器方案的比较由工作机要求可知,减速器需要有较大的传动比和传动方向的改变,通过查阅《机械设计手册》(第三版)第3卷(成大先主编,化学工业出版社)减速器篇,选出2种方案进行比较,以下是方案的比较:⑴圆弧圆柱蜗杆减速器,其传动特点如下:①蜗杆与蜗轮两轴投影交角为90 ,两轴线不在同一平面内,且可改变运动方向②传动比大,蜗杆为主动,蜗轮为从动③传动平稳,无噪音,蜗杆蜗轮都是螺旋齿啮合,体积小,结构紧凑④能自锁,即不能以蜗轮为主动反过来带动蜗杆,因此广泛用于起重减速机构⑵圆锥齿轮减速器,其传动特点如下:⑤圆锥直齿制造方便,对变形及安装误差很敏感,承载能力较低,噪声大,传动速度较低⑥可以改变运动方向⑦圆锥弧形齿轮传动平稳,承载能力强,常用于汽车、船舶等动力机械中的行星机构,但制造比较困难⑧传动比较小,常用i=1~6通过上述比较,综合实际应用考虑,选择方案(1)减速器比较合适3.4.2减速器型号及相关参数的确定由于此减速器用于小车的直线运动部分,查设计手册,初选减速器型号为CW0,为标准形式,风扇冷却。
根据小车使用的已知条件,即原动机为电动机,输入转速n1=960r/min、小车移动速度V=500mm/s、输出转矩T2=1200N.m启动转矩Tmax2=4000N.m、公称传动比i=63、输出轴轴端负荷FR=1000N,每日工作16小时,每小时启动15次,每次运转3min,工作环境温度为30 c由已知条件,工作机为运输机,属中等冲击载荷原动机为电动机,每日工作16h,由表16-1-74(机械设计手册第三版第3卷,成大先主编,化学工业出版社)查得每日运转时间系数f1=1.25每小时启动15次,由表16-1-75(手册同上)查得启动频率系数f2=1.1每小时载荷率Jc =601513⨯×100﹪=75﹪,由表16-1-76(手册同上)查得小时负荷率系数f3=0.93工作环境温度为30︒c由表16-1-77(手册同上)查得f4=1.14减速器型号为CWS,由表16-1-78(手册同上)查得f5=1.2风扇冷却的热损耗系数,由表16-1-79(手册同上)查得f6=1 3.4.3减速器强度的校核按机械强度和热极限强度公式计算出输出转矩值:TJ2=T2f1f2=1200×1.25×1.1=1650N.mTJ2=T2f3f4f5f6=1200×0.93×1.14×1.2×1=1526N.m根据上述计算结果,机械强度大于热极限强度,故应按TJ2=1650N.m 进行选择。
输出轴转速n2=63960=15.2r/min由表16-1-74(手册同上)查得最接近的减速器为a=160㎜,T2= 1800N.m略大于要求值,符合要求3.4.4减速器输出轴轴端负荷的校核减速器输出轴轴端许用负荷取决于蜗轮轴的转速及额定转矩按下列公式计算FR =fL.R FA= fL.A式中FR-----输出轴轴端径向许应负荷FA-----输出轴轴端轴向许应负荷fL-----速度系数R------径向载荷系数A------轴向载荷系数⑴校核减速器输出轴轴端轴向许应载荷由表16-1-72(手册同上)查得速度系数fL=0.8由表16-1-73(手册同上)查得轴向载荷系数A=13300NFA = fL×A=0.8×13300=10640N计算所得结果大于要求值,满足要求。