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_机械设计课程设计-V带-单级直齿圆柱齿轮减速器F=4,V=3,D=600

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_机械设计课程设计-V带-单级直齿圆柱齿轮减速器F=4,V=3,D=600

P中南大学机械设计课程设计说明书设计题目V带单级直齿圆柱齿轮减速器设计人单位班学号指导老师日期2009年1月7日星期三设计题目V带单级直齿圆柱齿轮减速器设计要求如下图,用于胶带运输的单级圆柱齿轮减速器,传送带允许的速度误差为。双班制工作,有粉尘,批量生产。运输带曳引力F4KN,运输带速度V3M/S,卷筒直径D600MM,使用年限为10年。图中1为电动机,2为带传动,3为单级齿轮减速器,4为联轴器,5为卷筒,6是传送胶带。设计及计算过程为方便计算见,以下的计算及说明中,带传动和齿轮传动中,均以高速轮作为1,低速轮为2设计过程及说明一、确定传动方案由题目要求可知,需设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动工作条件双班制工作,有分吃,批量生产,使用年限为10年。原始数据运输带曳引力F4KN;带速V30M/S;滚筒直径D600MM;使用年限10年。二、电动机选择1、电动机类型的选择Y系列三相异步电动机2、电动机功率选择(1)传动装置的总功率ΗΗ带Η2轴承Η齿轮Η联轴器Η滚筒096099209809909508672(2)输出功率P输出4312FVKW3电机所需的工作功率P工作P输出/Η12/086721384KW3、确定电动机转速滚筒工作转速60/603/06959/MINNVDR滚筒由手册查知,一级齿轮减速器的传动比I齿轮为36,V带的传动比I带为24,但在工程应用中,由于齿轮和带轮的传动比较大,容易是大齿轮或大带轮过大而成为飞轮,工程中常用的I齿轮小于4,且I带也不宜过大,故电动机的转速范围为16169557641528/MINNNR电动机滚筒(8)(8复合条件的常用的电动机转速有1000R/MIN,1500R/MIN。如果选用1000R/MIN的电动机,则总的传动比I1000/9551047;而选用1500R/MIN的电动机,I1500/955157。相比而言,1000R/MIN的电动机的传动比要小,较好。综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比,可见转速为1000R/MIN的电动机较为合适,故选电动机转速N为1000R/MIN。4、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型,所需的额定功率及同步转速,选定电动机型号为Y180L6。主要参数如下额定功率15KW,满载转速970R/MIN,质量195KG,输出轴直径48MM。三、传动比的确定及分配1、总传动比II/970/9551015NN电动机滚筒2、传动比的分配由手册推荐值选择齿轮传动比I齿轮35,V带的传动比I带3,则I实际335105。因为II实际(I)/00345,误差小于5,故可取。四、运动参数及动力参数的计算1、各轴转速的计算NN970R/MIN带1电动机211NNN/I970/33233R/MIN带带带齿轮2NN955R/MIN齿轮滚筒2、各轴功率的计算选大带轮和小齿轮的公共轴为轴1,大齿轮的轴为轴2,则2/12/0950990991289PPKW输出带联轴器轴承()12/1289/0980991328PPKW齿轮联轴器)()3、各轴转矩的计算由/PN6T95510可得1T380510NMM,2T129610NMM五、传动零件的设计计算1、V带的设计计算(1)、V带带型的选择选择窄V带截型,取工作系数AK12,则121518CAPKPKW,由CP和N带1及课本中的窄V带选型图可得,应选择SPA型窄V带。(2)、确定带轮的基准直径并检验带轮的速度窄V带选型图推荐小带轮的直径为90180MM,现选小带轮直径为1D带125MM。取098,由于传动比I带3,则2D带I带1D带13675MM,查手册取2D带355MM,则I带21D/D1带带290,II齿轮I带290351015I,符合总的传动比,故设计时要保证齿轮传动比I齿轮为35不变。实际从动带轮转速2N带1N齿轮1N/970/2903345R/MINI带带带速11DN/60V带带625M/S,在525M/S范围内,带速合适。(3)、确定带长和中心距由课本公式0121207DD2DDA带带带带((可得,中心距0A在336960MM之间。现取中心距0A500MM,则V带理论长度为200012212DD/2DD/4LAA带带带带(17804MM查V带基本长度表可得,应取V带长度为DL1800MM,则实际中心距A为A00/2DALL()5098MM(4)、验算小轮包角由000121180DD/5731541A带带GT0120可知,所选的带轮直径,带长及中心距适用。(5)、确定带的根数由手册查得所选SPA型窄带的各参数如下0P298KW,0P037KW,K093,LK095则00/18/298037095093608CLZPPPKK()()取Z6,过载率为(6086)/60013LT5,故满足条件。(6)、计算轴上的力查课本上V带截面尺寸表可得Q012KG/M,则单根V带初拉力为20500/V25/14698CFPZKQVN作用在轴上的压力为012SIN/254942QFZFN2、齿轮的设计计算(1)、选择齿轮材料及精度等级大齿轮选用45#钢,调质,齿面硬度197286HBS,小齿轮选用40CR调质,硬度为217286HBS,都属于软齿面。按接触强度设计,按弯曲强度校核。根据课本上齿轮传动精度等级的选择及应用表选7级精度,齿面粗糙度RA≤1632ΜM。2、按齿面接触疲劳强度设计由于齿轮传递的力及功率较大,现选择齿轮模数M4,工作系数K12,查手册知,45#钢的抗接触疲劳极限为LIM550620HMPA,40CR调质后的抗接触疲劳极限为LIM650750HMPA。取H1,则LIM/700HHHMPA。选择齿宽系数D09,则213122KT1Z854MMUEHDHUZD齿轮),11Z/M21345D齿轮齿轮取1Z齿轮22,则ZIZ77齿轮2齿轮齿轮1由DMZ可得,1D齿轮88MM,D齿轮2308MMD09,则B091D齿轮792MM取B80MM,则2B齿轮80MM,2BB1090MM齿轮1齿轮中心距A(1D齿轮D齿轮2)/2198MM(3)、按弯曲强度校核齿轮查表可得,SA1Y157,SA2Y172,FA1Y289,FA2Y228取FS125,由课本常用齿轮材料及其力学性能表可得F1410480MPA,F2560620MPA由FLIM/FFS可得F1464MPA,F2360MPA2F11SA1FA1F12YY/BMZ14695MPKTA齿轮1()2F22SA2FA2F22YY/BMZ363MPKTA齿轮2()所以齿轮的抗弯曲强度足够。(4)、计算齿轮圆周速度1N/60VD齿轮齿轮1154M/S,合适。六、轴的设计计算两根轴都选用45钢调质,硬度217255HBS1、初步估算轴的直径由手册查知,按扭剪强度估算轴径的公式为3/DAPN。其中P为轴所传递的功率,N为轴的转速,是系数,实心时,1,A与材料及受力有关,查手册可知,A133144可得3111/454DAPNMM,3222/689DAPNMM故选取1D50MM,2D70MM。2、高速轴的设计及校核(1)、轴的结构设计①、轴上零件的定位,固定和装配单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央,相对两轴承对称分布,小齿轮两端用套筒轴向固定,联接以平键作过渡配合固定,两轴承都用套筒定位,则采用过渡配合固定。②、确定轴各段直径和长度轴的最小直径1D50MM,现选取各初轴肩的高度差为5MM,则安装滚动轴承的轴的直径D为60MM。初选用6212型深沟球轴承,其内径为60MM,外径为110MM,宽度为22MM。考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面和箱体内壁应有一定距离。初取套筒长为20MM。根据上述各参数,画出轴的草图,由草图可得,两滚动轴承的支撑跨距为L9022022152MM2按弯矩复合强度计算①求分度圆直径已求得1D齿轮88MM②求转矩已求得1T380510NMM③求圆周力51122380108636488TTFND齿轮④求径向力0TAN86366TAN2031434RTFFN⑤因为该轴上两轴承对称,所以LALB76MM⑥绘制该轴的受力图及扭矩图如下所示由受力图可得/215717AYBYRFFFN51122380108636488TTFND齿轮由两边对称,知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为1/211945CAYMFLNM2/232818CAZMFLNM221234925CCCMMMNM转矩产生的扭剪应力按脉动循环变化,取Α1,截面C处的当量弯矩2215161ECCMMTNM(3)、校核危险截面C的强度1314136001ECEBMMPAMPAD该轴的强度足够。3、低速轴的设计算(1)、轴的结构设计①、轴上零件的定位,固定和装配/P

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