机械设计课程设计-单级圆柱齿轮减速器设计F=2.8V=1.6D=400【全套图纸】.doc

一、 传动方案拟定全套图纸，加153893706第十一组数据：设计一用于带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器1、工作条件：运输机连续工作，单向运动，载荷变化不大，空载起动，减速器小批量生产，使用期限10年，两班制工作。2、原始数据：运输带拉力F=2.8KN，运输带速度V=1.6m/s，卷筒直径D=400mm。二、电动机的选择1、电动机类型的选择：按已知的工作要求和条件，选用Y系列三相异步电动机，其结构形式选择基本安装B3型，机座带底脚，端盖无凸缘，额定电压380V。2、确定电动机的功率：（1）传动装置的总效率：总=带3轴承齿轮联轴器滚筒=0.950.9830.990.990.95=0.83（2）电机所需的工作功率：P工作=FV/1000总=28001.6/(10000.83) =5.40KW使电动机的额定功率Pm （11.3）P0由查表得电动机的额定功率P 5.5KW 。 3、确定电动机的转速：滚筒的工作转速n滚筒=601000V/D=6010001.6/（400）=76.40r/min通常，取V带传动比i带=24，单级圆柱齿轮传动比范围i齿轮=35，则合理总传动比i的范围为i=620，故电动机转速的范围为n电动机=in滚筒=(620)76.40=458.41528r/min。符合这一范围的同步转速有750 r/min和1000r/min，根据电动机额定功率和同步转速，由有关手册查出有两种适用的电动机型号：Y160M2-8和Y132M2-6。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，可见第2种方案比较适合，则选nm=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Y132M2-6。其主要性能：额定功率5.5KW，满载转速960r/min，额定转矩2.0 N.m5、计算结果：型号额定功率/KW同步转速/(r/min)满载转速/(r/min)额定转矩/N.mY132M2-65.510009602.0三、传动装置的总传动比及分配各级的传动比的计算1、总传动比：i总=n电动机/n滚筒=960/76.40=12.572、分配各级传动比：（1） 取i齿轮=4（2） 因为i总=i齿轮i 带，所以i带=i总/i齿轮=12.57/4=3.143、计算结果：参数总体齿轮V带传动比i12.5743.14四、传动装置的运动和动力参数的计算1、计算各轴转速：n=n电动机=960r/minn=n/i带=960/3.14=305.73r/minn=n/i齿轮=305.73/4=76.43r/min2、计算各轴的功率：P=P工作=5.5KWP=PI带=5.50.95=5.26KWP=P轴承齿轮=5.260.980.99=5.10KW3、计算各轴转矩：T=9.55 P/ n=9550x5.5/960=54.71 N.mT=9.55 P/ n=9550x5.26/305.73=164.31 N.mT=9.55 P/ n=9550x5.10/76.43=624.75 N.m4、计算结果：轴号输入功率P/KW转矩T/ N.m转速n/(r/min)5.554.719605.26164.31305.735.10624.7576.43五、带传动的设计1、选择普通V带截型：由课本得：kA=1.2，PC=KAP工作=1.25.5=6.6KW由课本得：选用A型V带2、确定带轮基准直径，并验算带速：由课本P189表11.6得：D1=100mmDmin=75mm，D2=i带D1(1-)=3.14100(1-0.01)=310.86 mm，由课本P179表11.4得：D2=300mm，D1=100mm实际从动轮转速n= nD1/ D2=960100/300=320r/min转速误差为1- n/ n=1-320/317.88=-0.0071200（适用）5、确定带的根数：根据课本P191表11.8得：P0=0.97KW根据课本P193表11.10得：P0=0.11KW根据课本P190表11.7得：K=0.95根据课本P194表11.12得：KL=1.01根数z=PC/(P0+P0)KKL=6.6/(0.97+0.11) 0.951.01=6.37，取z=76、确定单根V带的预紧力：F0=500 PC(2.5/K-1)/zv+qv2=500x6.6(2.5/0.95-1)/7x5.03+0.1x5.032=155.45N7、确定带对轴的压力：FQ=2z F0sin(a1/2)=2x7x155.45xsin(160.17/2)=2143.80N8、计算结果：带型号带长/mm带根数大轮直径/mm小轮直径/mm中心距/mm轴上压力/NA180073001005782143.80六、齿轮传动的设计1、选择齿轮材料及精度等级：所设计齿轮传动属于闭式传动，通常齿轮采用软齿面。根据课本P211表12.7，小齿轮材料选用45Cr，调质处理，齿面硬度260HBS；大齿轮材料选用45号钢，调质处理，齿面硬度为210HBS。精度等级：运输机是一般机器，速度不高，故选8级精度。2、齿面接触疲劳强度计算：（1）初步计算：齿数比u=i齿轮=4由课本P222表12.13得齿宽系数：d=1.0转矩T1=9.55106P/n=9.551065.26/305.73=164305N.mm根据课本P223图12.18c得接触疲劳极限Hlim：Hlim1=610Mpa，Hlim2=500Mpa许用接触应力H：H1 0.9Hlim1=0.9x610=549Mpa，H2 0.9Hlim2=0.9x500=450Mpa根据课本P227表12.16得：Ad=82小齿轮直径d1Ad(T1(u+1)/duH2)1/3=82x(164305x(5+1)/1x5x4002)1/3=81.27mm(取84mm) 初步齿宽b=d d1=1x84=84mm（2）校核计算：圆周速度v=d1 n/60x1000=x82x305.73/60x1000=1.3m/se根据课本P374表18.7得：X=0.56，Y=2.30当量动载荷P= fd (X Fr +Y Fa)=1.0x(0.56x343+2.30x216)=689Ne根据课本P374表18.7得：X=0.56，Y=2.30当量动载荷P= fd (X Fr +Y Fa)=1.0x(0.56x200+2.30x126)=402NP =7528N，所以，所选轴承合格3、计算结果：参数型号d/mmB/mmCr/KNC0r/KN主动轴6209451931.520.5从动轴6211552143.229.2九、键连接的选择与校核1、主动轴与V带轮联接的键：轴径d1=30mm，轴段长l1=80mm，选用：A型平键，87 ，GB 1096-79l=l1-b=80-8=72mmT=72 N.mh=7mmP=4 T/d1hl=472100/30772=19.07MpaP=100Mp所以，所选键合格2.大齿轮与轴联接的键：轴径d5=60mm，轴段长l5=60mm，选用：A型平键，18x11，GB 1096-79l=l5-b=60-8=52mmT=345.47 N.mh=11mmP=4T/d5hl=4345470/601152=40.26MpaP=100Mp所以，所选键合格3、轴与联轴器联接的键：轴径d1=40mm，轴段长l1=60mm，选用：A型平键，14x8，GB 1096-79l=l1-b=60-8=52mmT=345.47 N.mh=8mmP =4 T/d1hl=4345470/60852=55.36MpaP=100Mp所以，所选键合格5、计算结果：参数主动轴与V带大齿轮与轴轴与联轴器型号A型平键A型平键A型平键键长82014键高7108十、箱体、润滑及附件的设计1、箱体的主要尺寸：（1）考虑铸造工艺，机座壁厚z=0.025a+1=5.7mm，取z=10mm（2）机盖壁厚z1=0.02a+1=4.8mm，取z1=10mm （3）机座凸缘厚b=1.5z=15mm（4）机盖凸缘厚b1=1.5z1=15mm（5）机座底凸缘厚b2=2.5z=25mm（6）地脚螺栓直径df=0.036a+12=18.8mm，取df=20mm（7）地脚螺栓数目n=4 (因为a1.2z=12mm，取1=20mm（20）齿轮端面与内机壁间的距离2z=10，取2=24mm（21）机盖筋厚m1=0.85z1=8.5mm，取m1=9mm（22）机座筋厚m2=0.85z=8.5mm，取m2=9mm（23）轴承端盖外径D2=40+(55.5)d3=9095mm，取D2=100mm（24）轴承端盖凸缘厚度t=(11.2)d3=1012mm，取t=12mm（25）轴承旁连接螺栓的距离S=D2=116.5mm.2、润滑与密封：（1）齿轮的润滑：由于为单级圆柱齿轮减速器，速度12m/s，采用浸油润滑，为保证齿轮啮合处的充分润滑，并避免搅油损耗过大，减少齿轮运动的阻力和油的温升，浸油深度h约为2个齿高，但不小于10mm，所以浸油深度约为15mm。（2）滚动轴承的润滑：由于轴承周向速度为，所以宜开设油沟，利用机体内润滑油的飞溅直接润滑。（3）润滑油的选择：齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用GB443-89全损耗系统用油L-AN15润滑油。（4）密封方法的选取：选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。密封圈型号按所装配轴的直径确定为GB894.1-86-25轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。为防止机体内润滑油和外部杂质进入机体内部影响机体工作，在构成机体的各零件间，需设置不同形式的密封装置。对于无相对运动的结合面，常用密封胶、耐油橡胶垫圈等；对于旋转零件如外伸轴的密封，则需根据其不同的运动速度和密封要求考虑不同的密封件和结构。由于密封界面的相对速度不是很大，采用接触式密封，输入轴与轴承盖间以及输出轴与轴承盖间采用粗羊毛毡封釉圈。3、附件的选择：通气器选用M181.5油表装置选用游标尺M12起吊装置选用箱盖吊耳，箱座吊耳.放油螺塞选用外六角油塞及垫片M181.5起盖螺钉选用GB/T5780 M1830材料Q235高速轴轴承盖上螺钉选用GB578386 M8X12材料Q235低速轴轴承盖上的螺钉选用GB578386 M820材料Q235螺栓选用GB578286 M14100材料Q235十一、总结经过两个星期的努力，我完成了机械设计课程设计。这次课程设计，不仅加深了专业知识，提高了学习能力，还让我受益匪浅，最重要的有如下三点：首先，一个机械系统的设计，需要事先进行全体综合的考虑，考虑各个部分机构的选用和组合，另外，必须具有严谨的计算，因为任何一个构件的尺寸大小都影响着整体，如果没有严谨的态度，设计过程中就很可能出现返工的现象，这样会严重影响到设计的效率。其次，以前学习的关于机械专业知识非常零散，不系统，此次课程设计综合了所学的大部分机械专业知识，使我将知识系统的梳理、综合运用到实际中，加深了知识的掌握和运用，同时也认识到所学知识和实际操作中存在的问题，明确了在未来的学习中应该注意些什么。最后，这次的机械设计课程设计是非常有意义的，为同学们提供了良好的学习机会，加深了对本专业的热爱，提高了学习和运用知识的能力，对今后的学习有深远的影响总之，这次的课程设计，不仅提高了我的综合专业素质，还我学到了良好的设计方法，加深了对专业知识的理解，坚定了从事机械行业的信心。F=2.8KNV=1.6m/sD=400mmY系列三相异步电动机总=0.83P工作=5.40KWn滚筒=76.40r/minnm=1000r/minY132M1-6Pm=4.0KWn电动机=960 r/minT m=2.0 N.mi总=12.57i齿轮=4i带=3.14n=960r/minn=305.73r/minn=76.43r/minP=5.5KWP=5.26KWP=5.10KWT=54.71 N.mT=164.31N.mT=667.24 N.mkA=1.2PC=6.6