二级展开式圆柱齿轮减速器设计说明书
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课程机械设计说明书 题 目:二级展开式圆柱齿轮减速器 学 院: 机械工程学院 班 级: 过程1102 姓 名: 马嘉宇 学 号: 0402110211 指导教师: 陆凤翔 - 1 -
目 录 一 课程设计任务书 1 二 设计要求 2 三 设计步骤 2 1. 传动装置总体设计方案 3 2. 电动机的选择 4 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 4. 计算传动装置的运动和动力参数 6 5. 齿轮的设计 7 6. 滚动轴承和传动轴的设计 11 7. 键联接设计 28 8.联轴器的计算 29 - 2 -
带式运输机传动装置的设计 设计任务书
D F v
动力及传动装置
已知条件 1. 工作条件:8h/天,两班制,连续单向运转,载荷较平稳,室内工作,有粉尘,环境最高温度35℃; 2. 使用折旧期:8年; 3. 动力来源:电力,三相电流,电压380/220V; 4. 运输带速度允许误差:±5% 5. 制造条件及生产批量:一般机械厂制造,小批量生产。
设计数据(1号数据) 运输带工作拉力F=1500N 运输带工作速度v=1.1m/s 卷筒直径D=220mm - 3 -
一、传动装置传动方案拟定和传动方案的确定 1.二级展开式圆柱齿轮减速器:
优点:
缺点:
2.锥圆柱齿轮减速器: 优点:
缺点: 结构较复杂,横向尺寸小,轴向尺寸大,间轴较长,刚度差,中间轴润滑比较困难。
3.单级蜗杆减速器
齿轮传动的传动效率高,适用的功率和速度范围广,使用寿命较长,是现代机器中应用最为广泛的机构之—。
减速器横向尺寸较小,两大齿轮浸油深度可以大致相同。结构较复杂,轴向尺寸大,中间轴较长、刚度差,中间轴承润滑较困难。
齿轮传动的传动效率高,适用的功率和速度范围广,使用寿命较长。 - 4 -
优点:在轮廓尺寸和结构质量较小的情况下,可得到较大的传动比(可 大于7); 在任何转速下使用均能工作得非常平稳且无噪声;能传递大的载荷,使用寿命长;在一定条件下,蜗杆传动可以自锁,有完全保护作用;结构简单且紧凑,拆装方便,调整容易。
缺点:由于蜗轮齿圈要求用高质量的锡青铜制作,故成本较高;另外,传动效率较低并且摩擦发热大。绝大多数是蜗杆为主动,蜗轮为从动。
4.带-单级圆柱齿轮减速器: 优点:
缺点:
最终确定的方案为:方案1.二级展开式圆柱齿轮减速器
结构简单,带传动易加工、成本低,可吸振缓冲,应用较广泛。
外廓尺寸大,带的寿命短,需经常更换。 - 5 -
111 电动机的选择
1)选择电动机的类型 按工作要求和工作条件选用Y系列三相异步电动机,电压380/220V。 2)选择电动机的容量 工作机的有效功率为 vPwF
从电动机到工作机传送带间的总效率为
4232241
由《机械设计课程设计手册》表1-7可知:
1 :滚动轴承效率 0.98(滚子轴承)
2: 齿轮传动效率 0.97 (8级精度一般齿轮传动)
3 :联轴器传动效率 0.995(弹性联轴器)
4 :卷筒传动效率 0.96
所以电动机所需工作功率为
wPPd
3)确定电动机转速 按表13-2推荐的传动比合理范围,二级圆柱齿轮减速器传动比25~9'i 而工作机卷筒轴的转速为
Dvnw 所以电动机转速的可选范围为 min)5.2388~86.859(min54.95)25~9('rrninwd
符合这一范围的同步转速有1000minr、1500minr两种。综合考虑电动机和
NF1500 smv1.1 mmD220
kwPw65.1 825.0
kwPd0.2 54.95rnw - 6 -
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1500minr的电动机。 根据电动机类型、容量和转速,由《机械设计课程设计手册》表12-1选定电动机型号为Y100L1-4。其主要性能如下表: 电动机型号 额定功率/kw 满载转速/(r/min) 额定转矩启动转矩 额定转矩最大转矩
Y100L1-4 2.2 1430 2.2 2.3 3.计算传动装置的总传动比i并分配传动比 (1).总传动比i为
wmnni=15 (2).分配传动比 iii 考虑润滑条件等因素,初定 6.4i 3.3i 4. 计算传动装置的运动和动力参数 1).各轴的转速
错误!未找到引用源。轴 min1430rnnm
错误!未找到引用源。轴 min87.310rinn 错误!未找到引用源。轴 min20.94rinn 卷筒轴 min20.94rnnw 2).各轴的输入功率 错误!未找到引用源。轴 kwPPd95.131
选定电动机型 号Y100L1-4
0.15i 6.4i 3.3i
min1430rn
min87.310rn
min20.94rn
min20.94rnw - 7 -
错误!未找到引用源。轴 kwPP854.121 错误!未找到引用源。轴 kwPP762.121 卷筒轴 kwPP649.1431卷 3).各轴的输入转矩 电动机轴的输出转矩dT为 mmNnPTmdd461034.11055.9 错误!未找到引用源。轴 mmNTTd4311031.1 错误!未找到引用源。轴 mmNiTT4211073.5 错误!未找到引用源。轴 mmNiTT52110797.1 卷筒轴 mmNTT543110682.1卷
将上述计算结果汇总与下表,以备查用。
轴名 功率P/kw 转矩T/(N·mm) 转速n/(r/min) 传动比i 效率
错误!未找到引用源。轴 1.95 41031.1 1430 4.6 0.95
错误!未找到引用源。1.854 41073.5 310.87 3.3 0.96
kwP95.1
kwP854.1
kwP762.1
kwP649.1卷
- 8 -
轴 错误!未找到引用源。轴 1.762 510797.1 94.20 1 0.98
卷筒轴 1.649 510682.1 94.20 5. 齿轮的设计 一.第一级齿轮计算 1) 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数, 1)按简图所示的传动方案,选用直齿圆柱齿轮传动。 (2)运输机为一般工作机器,速度不高,故选用8级精度。 (3)材料选择。由《机械设计》表6.1选择小齿轮材料为45钢(调质),硬度为280HBS,大齿轮为45钢(调质),硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。
(4)选小齿轮齿数251z,则大齿轮齿数8212ziz 2) 初步设计齿轮主要尺寸 (1) 设计准则:先由齿面接触疲劳强度计算,再按齿根弯曲疲劳强度校核。 (2) 按齿面接触疲劳强度设计,即
2311)][(132.2HEdtZuuKTd 1> 确定公式内的各计算数值 Ⅰ.试选载荷系数3.1tK。 Ⅱ.计算小齿轮传递的转矩
mmNnPT426110696.51055.9 Ⅲ.由《机械设计》表6.5选取齿宽系数1d。
选用直齿圆柱齿轮传动
8级精度 小齿轮材料45钢(调质)
大齿轮材料45钢(调质)
251z
822z - 9 -
Ⅳ.由《机械设计》表6.3查得材料的弹性影响系数218.189MPaZE。 Ⅴ.由《机械设计》图6.8b按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 MPaH6351lim;大齿轮的接触疲劳强度极限MPaH5852lim。
Ⅵ.计算应力循环次数 8211016.760hjLnN
81
21017.2iNN
Ⅶ.由《机械设计》图6.6取接触疲劳寿命系数93.01HNK;98.02HNK。 Ⅷ.计算接触疲劳许用应力 取安全系数S=1
MPaMPaSKHNH55.59063593.0][1lim11
MPaMPaSKHNH3.57358598.0][2lim22
2>.计算 Ⅰ. 试算小齿轮分度圆直径td1,代入][H中较小的值。
mmZuuKTdHEdt95.50)][(132.22311
Ⅱ.计算圆周速度v
smndvt83.010006021 Ⅲ. 计算载荷系数 根据smv82.0,8级精度,由《机械设计》图6.10查得动载系数05.1VK; 由《机械设计》表6.2查得使用系数1AK; 由《机械设计》图6.13用插值法查得小齿轮非对称分布时,17.1K; 故载荷系数
mmdt95.501 smv83.0 05.1VK1AK
17.1K
23.1K md02.501
mmm5.2