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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

    • 资源ID:111651       资源大小:473.05KB        全文页数:11页
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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F=4KN,运输带速度V=3m/s,卷筒直径D=600mm,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F=4KN;带速V=3.0m/s;滚筒直径D=600mm;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:=带×2轴承×齿轮×联轴器×滚筒=0.96×0.992×0.98×0.99×0.95=0.8672(2)输出功率:P输出=*4*312FVKW(3)电机所需的工作功率:P工作=P输出/=12/0.867213.84KW3、确定电动机转速:滚筒工作转速:60/60*3/(*0.6)95.9/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16*16)*95.5(7641528)/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i=1000/95.5=10.47;而选用1500r/min的电动机,i=1500/95.5=15.7。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Y180L-6。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i:i/970/95.510.15nn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=3.5,V带的传动比i带=3,则i实际=3*3.5=10.5。因为II实际(I)/=0.0345,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/I970/3323.3r/min带带带齿轮2nn95.5r/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/(*)12/0.95*0.99*0.9912.89PPKW输出带联轴器轴承()12/(*12.89/0.98*0.9913.28PPKW齿轮联轴器)()3、各轴转矩的计算由*/Pn6T=9.55*10可得:1T=3.80*510N*mm,2T=1.29*610N*mm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AK=1.2,则*1.2*1518cAPKPKW,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=0.98,由于传动比I带=3,则2d带=I带*1d带*(1-)=367.5mm,查手册取2d带=355mm,则i带=21d/d*(1)带带=2.90,i=i齿轮*i带=2.90*3.5=10.15=i,符合总的传动比,故设计时要保证齿轮传动比i齿轮为3.5不变。实际从动带轮转速:2n带1n齿轮=1n/970/2.90334.5r/mini带带带速11*d*n/60V带带=6.25m/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012120.7d+d)2d+d)a带带带带(可得,中心距0a在336960mm之间。现取中心距0a=500mm,则V带理论长度为:200012212*d+d)/2(dd)/4Laa带带带带(=1780.4mm查V带基本长度表可得,应取V带长度为dL=1800mm,则实际中心距a为:a00/2daLL+()=509.8mm(4)、验算小轮包角由000121180(dd)/*57.3154.1a带带&gt;0120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:0P=2.98kw,0P=0.37kw,K=0.93,LK0.95则00/*18/2.980.37*0.95*0.936.08cLZPPPKK()()取Z=6,过载率为(6.08-6)/6=0.013&lt;5%,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q=0.12Kg/m,则单根V带初拉力为:20500/(*V)*(2.5/1)469.8cFPZKqVN作用在轴上的压力为:012*sin(/2)5494.2QFZFN2、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Ra1.63.2m。(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m=4,工作系数K=1.2,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H=1,则lim/700HHHMPa。选择齿宽系数d=0.9,则213122KT*(1)*(*Z85.4mm*u*EHdHuZd齿轮),11Z/m21.345d齿轮齿轮取1Z齿轮=22,则Zi*Z77齿轮2齿轮齿轮1由d=m*Z可得,1d齿轮=88mm,d齿轮2=308mmd=0.9,则b=0.9*1d齿轮=79.2mm取b=80mm,则2b齿轮=80mm,2bb1090mm齿轮1齿轮中心距a=(1d齿轮+d齿轮2)/2=198mm(3)、按弯曲强度校核齿轮查表可得,Sa1Y=1.57,Sa2Y=1.72,Fa1Y=2.89,Fa2Y=2.28取FS=1.25,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=360Mpa2F11Sa1Fa1F12YY/bmZ146.95MPKTa齿轮1()2F22Sa2Fa2F22YY/bmZ36.3MPKTa齿轮2()所以齿轮的抗弯曲强度足够。(4)、计算齿轮圆周速度1*n/60Vd齿轮齿轮1=1.54m/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,A=133144.可得3111/45.4dAPnmm:,3222/68.9dAPnmm故选取1d=50mm,2d=70mm。2、高速轴的设计及校核(1)、轴的结构设计、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。、确定轴各段直径和长度轴的最小直径1d=50mm,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L=90+2*20+22=152mm(2)按弯矩复合强度计算求分度圆直径:已求得1d齿轮=88mm求转矩:已求得1T=3.80*510Nmm求圆周力:51122*3.80*108636.488tTFNd齿轮求径向力:0*tan8636.6*tan203143.4rtFFN因为该轴上两轴承对称,所以:LA=LB=76mm绘制该轴的受力图及扭矩图如下所示:由受力图可得:/21571.7AYBYrFFFN51122*3.80*108636.488tTFNd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*/2119.45CAYMFLNm2*/2328.18CAZMFLNm2212349.25CCCMMMNm转矩产生的扭剪应力按脉动循环变化,取=1,截面C处的当量弯矩:221()516.1eCCMMTNm(3)、校核危险截面C的强度13141.3600.1*eCebMMPaMPad该轴的强度足够。3、低速轴的设计算(1)、轴的结构设计、轴上零件的定位,固定和装配</p>

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