二级减速器课程设计.doc

机械基础综合课程设计设计计算说明书 一、课程设计任务书题目c：铸造车间型砂输送机传动装置设计1. 设计要求输送机由电动机驱动。电动机转动，经传动装置带动输送带移动。按整机布置，要求电机轴与工作机鼓轮轴平行，使用寿命为5年，每日两班制工作，工作时不逆转，载荷平稳，允许输送带速度偏差为5%。工作机效率为0.95，要求有过载保护。按小批生产规模设计。1-电机；2-传动装置；3-工作机鼓轮；4-输送带 题目c图 型砂输送机传动示意图2. 设计数据 学号数据编号20-2 输送带拉力（）3500 输送带速度（）0.9 鼓轮直径（）350 3. 设计任务1）至少设计三种传动方案，并对所提出的方案进行论证与选优分析。2）选择电动机，进行传动装置的运动和动力参数计算。3）传动装置中的传动零件设计计算。4）绘制传动装置的装配图和箱体、齿轮及轴的零件工作图。5）编写设计计算说明书。2、 传动方案的拟定与分析方案一：带传动加一级圆柱齿轮传动方案二：锥齿轮加圆柱齿轮 方案三： 带传动加二级圆柱齿轮传动1、 系统方案总评价;方案一结构简单: 由于单级传动，传动比较大，小齿轮容易损坏，查阅资料得电机要求较高，费用也较高。方案二结构复杂，成本高。方案三将电机放在减速器另一侧减小了空间，电机要求较低，单级比减小，传动平稳可靠。最终确定选用方案三3、 电机的选择1、电动机类型的选择选择y系列三相异步电动机。2、电动机功率选择1）传动装置的总效率： 工作机的传动效率： 带传动的工作效率： 圆柱齿轮的传动效率： （一对）滚子轴承的工作效率： （一对）联轴器的工作效率： 总工作效率： 2）确定电动机容量电动机所需的功率为： 工作机所需功率为： 工作电机所需功率 因载荷平稳，电动机额定功率略大于即可。查y系列电机的技术要求选电机的额定功率为4kw。3、电动机转速的选择通常v带传动的传动比常用范围为24，二级圆柱齿轮减速器为840，则总传动的范围为。滚筒轴工作转速：电动机转速范围：符合这一范围的同步电机有,和。表3-1 额定功率为4kw时电机选择方案方案电机型号额定功率kw同步转速额定转速1y112m-24.0300029802y112m-44.0150014403y132m-64.01000960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，因此有三种传动比方案，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方案比较适合，则选n=1440r/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y112m-4。其主要性能：额定功率4kw；满载转速1500r/min.四、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 取带传动的传动比为,则减速器的传动比i为：取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比为：则低速级的传动比为： 五、动力学参数计算1、计算各轴转速0轴的转速为1440r/min，1轴（高速轴）的转速为480r/min，2轴（中间轴）的转速为130r/min，3轴（低速轴）的转速为49.1r/min，4轴（滚筒轴）的转速为49.1r/min。2、 计算各轴的功率0轴的功率为3.94kw，1轴（高速轴）的功率为3.78kw，2轴（中间轴）的功率为3.6kw，3轴（低速轴）的功率为3.46kw，4轴（滚筒轴）的功率为3.25kw。3、计算各轴扭矩0轴的扭矩为26.1nm，1轴（高速轴）的扭矩为26.1nm，2轴（中间轴）的扭矩为26.1nm，3轴（低速轴）的扭矩为26.1nm，4轴（滚筒轴）的扭矩为26.1nm。六、传动零件的设计计算 v带传动的设计计算1、选择普通v带截型由机械设计p156表8-7取;由机械设计p157图8-11选用a型v带2、确定带轮基准直径，并验算带速由机械设计p157图8-11推荐的小带轮基准直径为：80100mm，则取dd1=90mmdmin=80mm 由机械设计p157表8-8，取dd2=280mm实际从动轮转速：转速误差为：（允许）带速v：在525m/s范围内，带速合适3、确定带长和中心矩根据机械设计p152式（8-20）0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)得：所以有：259mma0740mm，取a0=500mm由机械设计p158式（8-22） 根据机械式设计p146表（8-2）取：ld=1600mm根据机械设计p158式（8-23）：4、 验算小带轮包角由机械设计p158页（8-25）5、确定带的根数根据机械设计p152表（8-4a）查得：p0=1.92kw根据机械设计p153表（8-4b）查得：p0=0.17kw根据机械设计p155表（8-5）查得：k=0.96根据机械设计p146表（8-2）查得：kl=1.09由教材p158式（8-26）得：取z=36、计算轴上压力由机械设计p149表8-3查得q=0.1kg/m，由机械设计p158式（8-27）单根v带的初拉力：则作用在轴承的压力fp，由机械设计p159式（8-28）得： 高速齿轮传动的设计计算1、选择齿轮材料及精度等级考虑减速器传递功率不大，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40cr调质，齿面硬度为240260hbs。大齿轮选用45钢调质，齿面硬度220hbs；根据机械设计p210表10-8选7级精度。齿面粗糙度ra1.63.2m2、按齿面接触疲劳强度设计根据机械设计p203式10-9a：确定有关参数如下： 传动比i齿=3.69取小齿轮齿数z1=20。则大齿轮齿数：z2=iz1=3.6920=7.38（取74）实际传动比：传动比误差：（0.0270.05)可用齿数比：u=i0=3.7 由教材p205表10-7取d=0.8 转矩t1 载荷系数k取k=1 许用接触应力hh=hlimkhn/sh由机械设计p209图10-21查得：hlimz1=570mpa hlimz2=350mpa由机械设计p206式10-13计算应力循环次数n由机械设计p207图10-19查得接触疲劳的寿命系数：khn1=0.89 khn2=0.92通用齿轮和一般工业齿轮，按一般可靠度要求，选取安全系数sh=1.0由表由机械设计p201页10-6查得材料的弹性影响系数故：模数：mm取标准模数：m=4mm3、校核齿根弯曲疲劳强度根据机械设计p201公式10-5a：确定有关参数和系数 分度圆直径：d1=mz1=420mm=80mmd2=mz2=474mm=296mm齿宽：b=dd1=0.880mm=64mm取b2=64mm b1=70mm 齿形系数yfa和应力修正系数ysa根据齿数z1=20，z2=74由表10-5得：yfa1=2.80 ysa1=1.55yfa2=2.22 ysa2=1.77由图机械设计10-20c查得：按一般可靠度选取安全系数sf=1计算两轮的许用弯曲应力 将求得的各参数代入式故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够4、 计算齿轮传动的中心矩a5计算齿轮的圆周速度v 高速齿轮传动的设计计算1、选择齿轮材料及精度等级考虑减速器传递功率不大，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40cr调质，齿面硬度为240260hbs。大齿轮选用45钢调质，齿面硬度220hbs；根据机械设计p210表10-8选7级精度。齿面粗糙度ra1.63.2m2、按齿面接触疲劳强度设计根据机械设计p203式10-9a：确定有关参数如下： 传动比i齿=2.65取小齿轮齿数z1=20。则大齿轮齿数：z2=iz1=2.6520=53（取74）实际传动比：传动比误差：（0=29200h故所选轴承可满足寿命要求。(2) 输出轴的轴承进行寿命校核按照最不利的情况考虑，轴承的当量动载荷为：=1.02877.6n 则：= =202220h故所选轴承可满足寿命要九、连接件的选择及校核计算联轴器的选择根据传递载荷的大小，轴转速的高低，被连接件的安装精度等，参考各类联轴器特性，选择一种合用的联轴器类型。(1) 类型选择及材料由于此处并无剧烈冲击，且功率小。在输出轴处选择平键套筒联轴器。输出扭距较大，但速度小所以选用45号钢。(2) 载荷计算名义转矩： =9550=95503.83/51.25=713.7 nm由教p351表14-1，考虑到转矩变化很小取 由教材p351式14-1计算转矩：=1.5713.7 nm=1070.55nm(3) 具体设计及型号的选择由于输出轴转速较慢并且比较稳定，不会产生附加的相对位移，而且传递的转矩不大，考虑到经济性以及拆装的方便，初选选弹性套柱销联轴器。hl7 y型 nmax=3550r/min tmax=2000nm1070.55键的选择计算键的选择包括类型选择和尺寸选择两个方面。键的类型应根据键联接的结构特点，使用要求和工作条件来选择；键的尺寸则按符合标准规格和强度要求来取定。 1带轮毂与输入轴键的选择及计算1) 键联接的选择根据联接的结构特点、使用要求和工作条件，查手册选用圆头普通平键（c型），由轴径的大小d=28mm,及由教材p106表4-1，选用键gb/t 10961979 键8728。 2)键的强度校核键、轴和轮毂的材料都是钢，由教材p106表6-2查许用挤压应力=100120，取 =150。键与带轮毂键槽的接触高度 =0.57=3.5mm键的工作长度=458=37mm由教材p106式6-2 则有： =93.4（合适）2输入轴与齿轮连接键的选择及计算1) 键联接的选择根据联接的结构特点、使用要求和工作条件，选用圆头普通平键（a型），由轴径=36mm，则两处键的型号可取一样，又由教材p106表4-1，两处的选用键分别为：安装小齿轮段 gb/t 1096-1979 键108452) 键的强度校核键、轴和轮毂的材料都是钢，由教材p106表6-2查许用挤压应力=100120，取 =150。键与轮毂键槽的接触高度。 =0.58mm=4mm键的工作长度=4510mm=35mm则有：=67.4（合适）3输出轴键的选择及计算1) 键联接的选择根据联接的结构特点、使用要求和工作条件，选用圆头普通平键（a型），由轴径d=62mm和由教材p106表4-1，选用键gb/t 10961976 键201256；联轴器段由2表4-1，选用键gb/t 1096 键181156。2) 键的强度校核键、轴和轮毂的材料都是钢，由1表6-2查许用挤压应力=100120，取，=150。键与轮毂键槽的接触高度 =0.511mm=5.5mm键的工作长度=6318mm=45mm则有：=104.9（合适）十、箱体附件结构设计1.检查孔和视孔盖检查孔用于检查传动件的啮合情况，润滑状态、接触斑点及齿侧间隙，还可用来注入润滑油，故检查孔应开在便于观察传动件啮合区的位置，其尺寸大小应便于检查操作。视孔盖可用铸铁、钢板或有机玻璃制成，它和箱体之间应加密封垫，还可在孔口处加过滤装置，以过滤注入油中的杂质，如减速器部件装配图1。2.放油螺塞放油孔应设在箱座底面的最低处，或设在箱底。在其附近应有足够的空间，以便于放容器，油孔下也可制出唇边，以利于引油流到容器内。箱体底面常向放油孔方向倾斜11.5，并在其附近形成凹坑，以便于污油的汇集和排放。放油螺塞常为六角头细牙螺纹，在六角头与放油孔的接触面处，应加封油圈密封。也可用锥型螺纹或油螺塞直接密封。选择m161.5的外六角螺塞（2表7-11）。 3.油标油标用来指示油面高度，应设置在便于检查及油面较稳定之处。常用油标有圆形油标（2表7-7），长形油标（2表7-8）和管状油标（2表7-9）、和杆式油标（2表7-10）等。由2表7-10得m14的杆式油标。4.通气器通气器用于通气，使箱内外气压一致，以免由于运转时，箱内油温升高，内压增大，而引起减速器润滑油的渗漏。简易的通气器钻有丁字型孔，常设置在箱顶或检查孔上，用于较清洁的环境。较完善的通气器具有过滤网及通气曲路，可减少灰尘进入。5.起吊装置起吊装置用于拆卸及搬运减速器。它常由箱盖上的吊孔和箱座凸缘下面的吊耳构成2表11-3。6.定位销为保证箱体轴承孔的加工精度与装配精度，应在箱体联接凸缘上相距较远处安置两个圆柱销，并尽量不放在对称位置，以使箱座与箱盖能正确定位。选择销 gb/t 11986 a830。十一、减速器的润滑及密封1.传动件的润滑减速器传动件和轴承都需要良好的润滑，其目的是为了减少摩檫、磨损，提高效率，防锈，冷却和散热。减速器润滑对减速器的结构设计有直接影响，如油面高度和需油量的确定，关系到箱体高度的设计；轴承的润滑方式影响轴承轴向位置和阶梯轴的轴向尺寸。因此，在设计减速器结构前，应先确定减速器润滑的有关位置。高速级齿轮在啮合处的线速度：v=2.37m/s (前面已经计算出)则采用浸油润滑，箱体内应有足够的润滑油，以保证润滑及散热的需要。2.滚动轴承润滑对齿轮减速器，当浸油齿轮的圆周速度 v2m/s 时，滚动轴承宜采用脂润滑；当齿轮的圆周速度时，滚动轴承多采用油润滑。由上有v=2.37m/s则采用油润滑。3.密封在润滑后，为防止油外漏，故减速器需密封。则轴出来需加密封圈，在据机械设计手册表7-14选择相应的密封圈。传动效率由机械设计课程综合设计p20表2-5常见机械传动和支撑的效率取值范围查得电动机型号为y112m-4带传动比有机械设计综合课程设计p17表2-3查得dd1=90mmdd2=280mmn2=462.9r/minv=9.95m/s259mma0740mmld=2500mma=824mmz=3根f0=197.1nfq =1151.3ni齿=3.7z1=20z2=73u=3.7t1=75965.9nmmhlimz1=570mpahlimz2=350mpan1=6.58108n2=1.85108khn1=0.89khn2=0.92h1=507.3mpah2=340.4mpad1=72.145mmm=4mmd1=80mmd2=296mmb=64mmb1=70mmyfa1=2.80ysa1=1.55yfa2=2.22ysa2=1.77sf=1.4=317.9mpa=262.9mpaa =188mmv =1.99m/si齿=3.7z1=20z2=53u=2.65t1=267548.6nmmhlimz1=570mpahlimz2=350mpan1=1.85108n2=6.9107khn1=0.92khn2=0.94h1=524.4mpah2=347.8mpad1=110mmm=5.5mmd1=110mmd2=291.5mmb=88mmb1=93mmyfa1=2.80ysa1=1.55yfa2=2.22ysa2=1.77sf=1.4=317.9mpa=262mpaa =258.5mmv =0.74m/sd=25mmd1=25mmd2=31mmd3=35mmd4=38mmd5=41mmd1=35mm d2=45mmd3=54mmd4=42mmd1=50mmd2=60mmd3=65mmd4=75mmd5=85mml4=109mmft=1899nfr=691n设计小结经过几周的课程设计，我终于完成了自己的设计，在整个设计过程中，感觉学到了很多的关于机械设计的知识，这些都是在平时的理论课中不能学到的。还将过去所学的一些机械方面的知识系统化，使自己在机械设计方面的应用能力得到了很大的加强。除了知识外，也体会到作为设计人员在设计过程中必须严肃、认真，并且要有极好的耐心来对待每一个设计的细节。在设计过程中，我们会碰到好多问题，这些都是平时上理论课中不会碰到，或是碰到了也因为不用而不去深究的问题，但是在设计中，这些就成了必须解决的问题，如果不问老师或是和同学讨论，把它搞清楚，在设计中就会出错，甚至整个方案都必须全部重新开始