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文档简介

课程设计说明书题目 一级圆柱齿轮减速器指导教师 年 月 日机械设计课程设计计算说明书1 设计题目: 一级圆柱齿轮减速器 2 应完成的项目:(1)传动方案拟定 (2)电动机选择 (3)传动装置的总体设计 (4)设计计算传动零件 (5)设计计算箱体的结构尺寸 (6)设计计算轴 (7)选择滚动轴承及寿命计算 (8)选择和校核键联接 (9)选择联轴器 (10)选择润滑方式、润滑剂牌号及密封件 3 参考资料以及说明: 4本设计(论文)任务书于年 月 日发出,应于年月 日前完成,然后进行答辩。专业教研室、研究所负责人 审核 年 月 日指导教师 签发 年 月 日课程设计(论文)评语:机械设计课程设计计算说明书一、传动方案拟定.5二、电动机的选择.5三、计算总传动比及分配各级的传动比.6四、运动参数及动力参数计算.6五、传动零件的设计计算.7六、轴的设计计算.11七、滚动轴承的选择及校核计算.13八、键联接的选择及计算.14九、联轴器的选择及计算.14十、减速器的润滑.14十一、设计总结.15学 号带拉力 F(N)带速度 V(m/s)滚筒直径D(mm)334001.25 310计算过程及计算说明一、传动方案拟定第三组:设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动(1) 工作条件:使用年限8年,工作为二班工作制,载荷平稳,环境清洁。(2) 原始数据:滚筒圆周力F=3400N;带速V=1.25m/s;滚筒直径D=310mm; 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:总=带2轴承齿轮联轴器滚筒 =0.950.9920.970.990.94=0.840(2) 运输机主轴上所需要的功率:电机所需的工作功率:3、确定电动机转速:计算滚筒工作转速: 按手册P7表1推荐的传动比合理范围,取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围Ia=36。取V带传动比I1=24,则总传动比理时范围为Ia=624。根据容量和转速,由有关手册查出有三种适用的电动机型号:因此有三种传支比方案:如指导书P15页第一表。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,则选n=1500r/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Y132S-4。其主要性能:额定功率:5.5KW,满载转速1440r/min,额定转矩2.2。三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比:2、分配各级传动比据指导书P7表1,取齿轮i齿轮=5.2(单级减速器i=36合理)所以四、运动参数及动力参数计算(1) 计算各轴得输入功率电动机轴:轴(减速器高速轴)轴(减速器低速轴)(2) 计算各轴得转速 电动机轴 轴 轴 (3)计算各轴得转矩电动机轴 轴 轴 参数输入功率(kw)转速(r/min)扭矩 (Nm)传动比电动机5.06144033.56带齿轮高速轴4.81400114.843.65.2低速轴4.5776.92567.39五、传动零件的设计计算1、 普通V带传动得设计计算 确定计算功率则: ,式中,工作情况系数取1.2 根据计算功率与小带轮的转速,查机械设计基础图10-10普通V带型号选择线图,选择A型V带。 确定带轮的基准直径因为取小带轮直径 ,大带轮的直径 验证带速 在之间。故带的速度合适。确定V带的基准直径和传动中心距初选传动中心距范围为:,即取 V带的基准长度: 查机械设计基础表10-2,选取带的基准直径长度 实际中心距: 有48mm的调整量 验算主动轮的最小包角 故主动轮上的包角合适。 计算V带的根数z 由,查机械设计基础表10-5,得,由,查表10-6,得,查表10-7,得,查表10-2,得, 圆整取根。 计算V带的合适初拉力 查机械设计基础表10-1,取得 计算作用在轴上的载荷 V带轮采用铸铁HT150或HT200制造,其允许的最大圆周速度为25m/s.带轮的结构设计 (单位)mm 带轮尺寸小带轮大带轮槽型AA基准宽度1111基准线上槽深2.752.75基准线下槽深8.78.7槽间距150.3150.3槽边距99轮缘厚66外径内径40 40带轮宽度带轮结构 实心式 腹板式2、 齿轮传动设计计算(1)择齿轮类型,材料,精度,及参数 选用闭式斜齿圆柱齿轮传动(外啮合) 选择齿轮材料;小齿轮材料都取为45号钢,调质,;大齿轮材料取为:45号钢,正火处理, 选取齿轮为8级的精度(GB 100951998)齿面精糙度Ra1.63.2m 初选螺旋角 选 小齿轮的齿数;大齿轮的齿数 (2)按齿面接触疲劳强度设计中心距 式中: 查机械设计基础图7-26 式中:;查表7-5 :查表7-4 :;齿宽系数取:计算模数 查表7-1取模数标准值 计算中心距, 圆整中心距,取 修正螺旋角: 计算两齿轮分度圆直径 小齿轮 大齿轮 计算齿宽 取小齿轮齿宽 (齿轮轴);大齿轮齿宽(大齿轮) (3)校核弯曲疲劳强度校核 其中查机械设计基础表7-4:;查图7-23:;查图7-24:;查表7-5:。这里使用当量齿数。 ,故满足。 齿轮传动的几何尺寸,制表如下:(详细见零件图)名称 代号计算公式结果小齿轮大齿轮中心距 240传动比5.2法面模数设计和校核得出3端面模数 3.07法面压力角螺旋角一般为 齿数Z 略25130分度圆直径 查表7-679.77400.22齿顶圆直径略85.77406.22齿根圆直径 df查表7-672.27392.72齿轮宽b查表7-67472螺旋角方向 查表7-6左旋右旋三,减速器铸造箱体的主要结构尺寸设计。 查设计基础表3-1经验公式,及结果列于下表。名称结果(mm)名称结果(mm)底座壁厚8轴承盖固定螺钉直径8箱盖壁厚8轴承盖螺钉分布圆直径130底座上部凸圆厚度12轴承座凸缘端面直径150箱盖凸圆厚度12螺栓孔凸缘的配置尺寸22,20,30底座下部凸圆厚度20地脚螺栓孔凸缘尺寸25,23,45底座加强筋厚度8箱体内壁与齿轮距离12底盖加强筋厚度7箱体内壁与齿轮端面距离12地脚螺栓直径16底座深度230地脚螺栓数目6外箱壁至轴承端面距离47轴承座联接螺栓直径12视孔盖固定螺钉直径6箱座与箱盖联接螺栓直径10六:轴的设计1. 高速轴的设计。 选择轴的材料:选取45号钢,调质,HBS230 240 初步估算轴的最小直径 根据教材公式,取,则 轴的结构设计 考虑带轮的机构要求和轴的刚度,取装带轮处轴径,根据密封件的尺寸,选取装轴承处的轴径为 两轴承支点间的距离:,式中: 小齿轮齿宽, 箱体内壁与小齿轮端面的间隙, 箱体内壁与轴承端面的距离, 轴承宽度,选取6308型深沟球轴承,查表13-3,得到得到:带轮对称线到轴承支点的距离 式中:轴承盖的凸缘厚度, () 螺栓头端面至带轮端面的距离, 轴承盖M8螺栓头的高度,查表可得带轮宽度,得到:2.按弯扭合成应力校核轴的强度。 计算作用在轴上的力 小齿轮受力分析 圆周力: 径向力: 轴向力: 计算支反力 水平面:垂直面: 得: 作弯矩图 水平面弯矩: 垂直面弯矩: 合成弯矩:作转矩图 当扭转剪力为脉动循环应变力时,取系数, 则: 按弯扭合成应力校核轴的强度 轴的材料是45号钢,调质处理,其拉伸强度极限,对称循环变应力时的许用应力。 由弯矩图可以知道,A剖面的计算弯矩最大 ,该处的计算应力为: (安全)D 剖面的轴径最小,该处的计算应力为:(安全)轴的结构图见零件图所示2. 低速轴的设计。 选择轴的材料:选取45号钢,调质,HBS230 240 初步估算轴的最小直径 根据教材公式,取,则 轴的结构设计 考虑带轮的机构要求和轴的刚度,取装带轮处轴径,根据密封件的尺寸,选取装轴承处的轴径为 两轴承支点间的距离:,式中: 小齿轮齿宽, 箱体内壁与小齿轮端面的间隙, 箱体内壁与轴承端面的距离, 轴承宽度,选取6312型深沟球轴承,查表13-3,得到得到:2.按弯扭合成应力校核轴的强度。 计算作用在轴上的力 小齿轮受力分析 圆周力: 径向力: 轴向力: 计算支反力 水平面:垂直面: 得: 作弯矩图 水平面弯矩: 垂直面弯矩: 合成弯矩:作转矩图 当扭转剪力为脉动循环应变力时,取系数, 则: 按弯扭合成应力校核轴的强度 轴的材料是45号钢,调质处理,其拉伸强度极限,对称循环变应力时的许用应力。有弯矩图可知,C处弯矩最大,假设C处为最小直径,若 ,则轴其他地方都必符合要求。 (安全)轴的结构图见零件图所示七 滚动轴承的选择和计算1.高速轴选取滚动轴承 选取的轴承:型号为6308深沟球轴承(每根轴上安装一对)查课程设计表13-3和查机械基础表18-11, 轴承A的径向载荷轴向载荷: 轴承B的径向载荷:轴向载荷: ;由此可见,轴承A的载荷大,应该验算轴承A.计算轴承A 的径向当量动载荷, 其中, 查表13-3得到:,取,故查表18-11得:则其径向当量动载荷因两端选择同样尺寸的轴承,故选轴承A的径向当量动载荷为计算依据。工作温度正常,查机械基础表18-8得;按中等冲击载荷,查表18-9得,按设计要求,轴承得寿命为:则: 由查课程设计表13-3,6309深沟球轴承得额定动载荷,所以选取得轴承合适。2.低速轴选取滚动轴承 选取的轴承:型号为6312深沟球轴承(每根轴上安装一对)查课程设计表13-3和查机械基础表18-11, 轴承A的径向载荷轴向载荷: 轴承B的径向载荷:轴向载荷: ;由此可见,轴承A的载荷大,应该验算轴承A.计算轴承A 的径向当量动载荷, 其中, 查表13-3得到:,取,故查表18-11得:则其径向当量动载荷因两端选择同样尺寸的轴承,故选轴承A的径向当量动载荷为计算依据。工作温度正常,查机械基础表18-8得;按中等冲击载荷,查表18-9得,按设计要求,轴承得寿命为:则: 由查课程设计表13-3,6312深沟球轴承得额定动载荷,所以选取得轴承合适。八:键联接得选择和强度校核。1、 高速轴与V带轮用键联接 选用圆头普通平键(C型)按轴径d=30mm,及带轮宽,查表10-1选择C856(GB/T 1096-1979)强度校核键得材料选为45号钢,V带轮材料为铸铁,查表得键联接得许用应力键得工作长度,挤压应力 (安全)2、 低速轴与齿轮用键联接 选用圆头普通平键(A型)轴径d=70mm,及齿轮宽,查表10-1选键2063(GB/T 1096-1979) 强度校核键材料选用45号钢,齿轮材料为铸钢,查表得许用应力键得工作长度;,挤压应力:(安全)3、 联轴器键联接 选用圆头普通平键(A型)轴径d=50mm,及轮毂,查表10-1选键1680(GB/T 1096-1979) 强度校核键材料选用45号钢,齿轮材料为铸钢,查表得许用应力键得工作长度;,挤压应力:(安全)九联轴器得选择和计算联轴器得计算转矩,因在前面已经考虑功率备用系数1.2,故 式中:查表取工作系数根据工作条件,选用十字滑块联轴器,许用转矩许用转速;配合轴径,配合长度。十减速器的润滑 齿轮传动的圆周速度因为:,所以采用浸油润滑;由表14-1,选用LAN32全损耗系统用油(GB443-1989),大齿轮浸入油中的深度大约1-2个齿,单不应少于10mm。对轴承的润滑, 因 为:,采用脂润滑,由表14-2选用钙基润滑酯LXAAMHA2(GB491-1987)只需要填充轴承空间的1/21/3.并在轴承内侧设挡油环F=3400NV=1.25m/sD=310mm总=0.840P工作=5.06KWn滚筒=77.01r/min电动机型号Y132S-4i总=18.70据手册得i齿轮=5.2 i带=3.6=33560Nmm=114840Nmm=567390

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