机械设计课程设计-皮带机传动--二级圆柱齿轮减速机F=3000V=2.0D=450.doc

机械设计基础课程设计机械设计基础课程设计 设计题目 二级减速器设计题目 二级减速器 系 别 机械与运载学院 班 级 学 号 姓 名 指导教师 20122012 年年 7 7 月月 目录 1 1 传动装置运动和动力参数设计 传动装置运动和动力参数设计 1 1 1 题目 皮带机传动 二级圆柱齿轮减速机 1 1 2 传动方案确定 1 1 3 电机的选择 1 1 3 1 电机功率 Pd 的计算 1 1 3 2 计算总传动比 2 1 4 计算传动装置运动和动力参数 2 1 4 1 计算各轴转速 2 1 4 2 计算各轴输入功率 2 1 4 3 计算各轴输入转矩 3 2 2 二级减速机设计二级减速机设计 4 2 1 齿轮设计 4 2 1 1 选择齿轮类型 精度等级 材料 4 2 1 2 选择标准模数 计算齿轮几何尺寸 4 2 1 3 计算齿轮 1 和齿轮 2 几何尺 5 2 1 4 二级齿轮传动齿轮计算 6 2 1 5 计算齿轮 3 分度圆直径 d 选取标准模数 m 6 32 2 1 6 计算二级传动齿轮 3 和齿轮 4 得几何尺寸 7 2 1 7 齿轮结构选择 7 3 1 轴的设计 8 3 1 1 各级传动轴材料的选择 8 3 1 2 各级传动轴最小轴径的计算 8 3 1 3 各级轴最小直径和轴承处轴径尺寸的确定 9 3 3 润滑方式润滑方式 10 4 4 减速器附件减速器附件 11 参考文献参考文献 12 沈阳理工大学应用技术学院机械设计基础课程设计说明书 1 1 传动装置运动和动力参数设计 1 1 题目 皮带机传动 二级圆柱齿轮减速机 已知如下条件 题号滚筒圆周力 F 带速 V滚筒直径 D滚筒长度 L ZL 293 0KN 2 0m s 450mm 450mm 1 2 传动方案确定 采用电机 减速机和皮带机直联式 如图 1 1 图 1 1 1 3 电机的选择 1 3 1 电机功率 Pd 的计算 Pw FV 1000 6 0Kw Pr Pw 式中 传动系统总效率 联轴器 齿轮 4轴承 卷筒 沈阳理工大学应用技术学院机械设计基础课程设计说明书 2 联轴器 0 99 轴承 0 98 齿轮 0 98 滚筒 0 96 则传动总效率为 0 83 则所需的电动机功率 KWPP wr 9 687 0 0 6 查课设表 2 1 11 页 得电机选型原则上应使用电机额定功率 Po Pr 故电机为 Y 系列三相异步电动机 Y132M 4 型 选电机转速 Nm 1440r min 1 3 2 计算总传动比 i Nm Nw 总 式中 Nm 电机转速 r min Nm 1440r min Nw 工作机转速 r min Nw 84 9r min 计算的 i 总 17 67 1 3 3 分配各级传动比 二级减速机采用展开式 设高速传动比为 i 低速级传动比为 i i 总 i 121 i 则 i 4 79 i 3 68 2 1总i 3 12 3 1 i 1 4 计算传动装置运动和动力参数 1 4 1 计算各轴转速 N 1440r min0 N Nm i 1440 i 1440r min 10 N N i 1440 4 79 300 63r min 211 N N i 300 63 3 68 81 69r min 322 N4 N3 81 69r min 1 4 2 计算各轴输入功率 P0 Pr 6 9kw P P0 联轴器 6 9 0 99 6 83kw 1 P P 齿轮轴承 6 83 0 98 0 98 6 56kw 21 P P 齿轮轴承 6 56 0 98 0 98 6 3kw 32 沈阳理工大学应用技术学院机械设计基础课程设计说明书 3 P4 P 轴承联轴器 6 3 0 98 0 99 6 11kw 3 1 4 3 计算各轴输入转矩 T0 9550P0 N0 45 76Nm T 9550 P N 45 30 Nm 111 T 9550 P N 208 39 Nm 222 T 9550 P N 736 50 Nm 333 T4 9550 P4 N4 714 29 Nm 式中 N0 N N N N4 i i i P0 P P P 123012123 P4 T0 T T T T4 分别为 电动机轴 I II III 轴 0 1 2123 传动滚筒轴的转速 传动比 传动功率 传动效率 输入转矩 将上述计算结果汇总列于下表 便于查看 序号轴序号功率 KW转速 r min 转矩 Nm转动形 式 传动比效率 106 90144045 76 联轴器 10 99 216 83144045 30 齿轮传 动 4 790 98 326 56300 63208 39 齿轮传 动 3 680 98 436 3081 69736 50 联轴器 10 99 546 1181 69714 29 滚筒 0 96 沈阳理工大学应用技术学院机械设计基础课程设计说明书 4 2 二级减速机设计 2 1 齿轮设计 采用设计第 11 章公式及图表 2 1 1 选择齿轮类型 精度等级 材料 1 按传动方案 选用直齿齿轮传动 2 精度等级选 7 级 3 材料选择 序号传动级数齿轮材料热处理硬度 HBS 1一级传动140Cr调质220 260 245调质200 220 2二级传动340Cr调质220 260 445调质200 220 2 1 2 选择标准模数 计算齿轮几何尺寸 1 由于齿轮硬度 350HBS 故是软齿面齿轮 应先按齿面接触疲劳强度计算 再按弯曲疲劳强度校核 取一级传动齿轮 1 齿数 Z 24 则齿数 Z 12 Z i 24 4 79 115 11 2 计算齿轮 1 分度圆直径 d 选取标准模数 m 11 d 76 43 1 3 2 1 1 1 Hu uKT d 式中 K 工作情况系数 取 K 1 3 T 工作转矩 N m T 45 30N m 11 U 齿数比 Z Z 4 79 21 齿宽系数 取d 1 d 许用应力 Mpa Z S H HN HlimH 疲劳极限 查图 11 23 570Mpa Hlim Hlim 沈阳理工大学应用技术学院机械设计基础课程设计说明书 5 Z 疲劳寿命系数 按应力循环系数 N 和图 11 26 选取 N N 60jnLh 60 1 1440 2 8 300 10 4 15 10 得 Z 1 9 N S 安全系数 查表 11 9 得 S 1 HH 计算 570Mpa H 计算得 d 46 08mm 1 模数得 m d Z 1 92mm 圆整标准模数 m 2 111 d m z 2 24 48mm 111 2 1 3 计算齿轮 1 和齿轮 2 几何尺 齿轮 1 的参数 序号名称符号单位计算公式结果 1齿数z124 2模数m1mm2 3分度圆直径d1mmd m z 111 48 4基圆直径d 1b mmd d cos 1b1 45 5齿顶圆直径d 1a mmd d 2h 1a1a 52 6齿根圆直径d 1f mmd d 2h 1f1f 43 7齿距pmmp m 1 6 28 8齿厚smms p 23 14 9标准中心距a1mma m z z 2 1121 139 沈阳理工大学应用技术学院机械设计基础课程设计说明书 6 齿轮 2 的参数 序号名称符号单位计算公式结果 1齿数z2115 2分度圆直径d2mmd m z 212 230 3基圆直径d 2b mmd d cos 2b2 216 13 4齿顶圆直径d 2a mmd d 2h 2a2a 234 5齿根圆直径d 2f mmd d 2h 2f2f 225 6齿宽b2mmb aa a 0 4 21 55 6 7b1mmb b 5 12 61 2 1 4 二级齿轮传动齿轮计算 取二级齿轮传动齿轮 3 齿轮 z 30 则齿轮 4 齿数 z z i 113 3432 2 1 5 计算齿轮 3 分度圆直径 d 选取标准模数 m 32 d 76 43 3 3 2 2 2 1 Hu uKT d 式中 K 1 3 T2 208 39 N m U 3 77 d 1 627 Mpa 2 H2 计算得 d 72 97mm 3 模数 m d z 2 43mm 圆整 m 2 5mm 332 沈阳理工大学应用技术学院机械设计基础课程设计说明书 7 2 1 6 计算二级传动齿轮 3 和齿轮 4 得几何尺寸 齿轮 3 参数 序号名称符号单位公式结果 1模数m2mm2 5 2齿数z3mm30 3分度圆直径d3mmd m z 323 75 4齿顶圆直径d 3a mmd d 2h 3a3a 80 5齿根圆直径d 3f mmd d 2h 3f3f 68 75 6齿距Pmmp m 2 7 85 7齿厚smms p 23 925 8标准中心距a2mma m z z 2 1134 178 75 齿轮 4 参数 序号名称符号单位计算公式结果 1齿数z4113 2分度圆直径d4mmd m z 434 282 5 3齿顶圆直径d 4a mmd d 2h 4a4a 287 5 4齿根圆直径d 4f mmd d 2h 4f4f 276 25 5基圆直径d 4b mmd d cos 4b4 265 46 6齿宽b4mmb a a a 0 4 4 71 5 7b3mmb b 5 34 77 2 1 7 齿轮结构选择 齿轮 1 采用齿轮轴 齿轮 3 采用实心式结构 齿轮 2 和齿轮 4 采用腹 板式结构 锻造毛坯 沈阳理工大学应用技术学院机械设计基础课程设计说明书 8 3 1 轴的设计 采用教科书第 16 章公式和图表 3 1 1 各级传动轴材料的选择 各级传动轴均采用 45 钢 调质处理 3 1 2 各级传动轴最小轴径的计算 1 轴 I 的计算 d C 1 3 1 N P 式中 C 系数 C 取 110 P 功率 P 6 83kw 1 N 转速 N 1440r min 11 计算得 d 20mm 1 2 轴 II 的计算 d C 2 3 2 2 N P 式中 C 系数 C 取 110 P 功率 P 6 56kw 22 N 转速 N 300 63r min 22 计算得 d 45mm 2 3 轴 III 的计算 d C 3 3 3 3 N P 式中 C 系数 C 取 110 P 功率 P 6 3kw 33 N 转速 N 81 69r min 33 计算得 d 48mm 3 沈阳理工大学应用技术学院机械设计基础课程设计说明书 9 3 1 3 各级轴最小直径和轴承处轴径尺寸的确定 根据国标 GB2822 81 标准尺寸选取 轴 I 为输入端伸出端直径取20mm 轴承 配合部位直径取35 mm 轴 II 轴承配合部位直径取45 III 为输出端 伸出轴端直径取48 轴承配合部 位直径取60 选用国标 GB T297 1944 圆锥滚子轴承 见下表 序号型号轴径 mm宽度 mm外径 mm数量 轴 I30207d 35B 17D 722 轴 II30209d 45B 19D 852 轴 III30212d 60B 22D 1102 沈阳理工大学应用技术学院机械设计基础课程设计说明书 10 3 润滑方式 由于所设计的减速器齿轮圆周速度较小 低于 12m s 故齿轮的润滑方式选用浸油 润滑 轴承的润滑方式选用脂润滑 将大齿轮浸入油中 深度为 1 2 个齿高至少为 10mm 考虑到减速器的工作载荷不是太大 故润滑油选用中负荷工业齿轮油 GB5903 1986 牌号选 68 号 润滑油在油池中的深度保持在 68 80mm 之间 轴承的润滑脂选用合成锂基润滑脂 SY1413 1980 牌号为 ZL 2H 由于轴承选 用了脂润滑 故要防止齿轮的润滑油进入轴承将润滑脂稀释 也要防止润滑脂流如油 池中将润滑油污染 所以要轴承与集体内壁之间设置挡油环 沈阳理工大学应用技术学院机械设计基础课程设计说明书 11 4 4 减速器附件减速器附件 1 窥视孔及窥视孔盖 由于受集体内壁间距的限制 窥视孔的大小选择为长 120mm 宽 106mm 盖板尺寸选择为长 160mm 宽 146mm 盖板周围分布 6 个 M8 15 的 全螺纹螺栓 由于要防止污物进入机体和润滑油飞溅出来 因此盖板下应加防渗漏的 垫片 考虑到溅油量不大 故选用石棉橡胶纸材质的纸封油圈即可 考虑到盖板的铸 造加工工艺性 故选择带有凸台的铸铁盖板 2 通气器 为防止由于机体密封而引起的机体内气压增大 导致润滑油从缝隙及 密封处向外渗漏 使密封失灵 故在窥视孔盖凸台上加安通气装置 由于减速器工作 在多尘环境中 故选用有过滤网通气塞 其规格为 M27 1 5 3 放油孔及放油螺塞 为了能在换油时将油池中的污油排出 清理油池 应在机 座底部油池最低处开设放油孔 为了能达到迅速放油地效果 选择放油螺塞规格为 M14 1 5 考虑到其位于油池最底部 要求密封效果好 故密封圈选用材质为工业用 革的皮封油圈 4 油面指示器 为了能随时监测油池中的油面高度 以确定齿轮是否处于正常的 润滑状态 故需设置油面指示器 在本减速器中选用杆式油标尺 放置于机座侧壁 油标尺型号选择为 M12 5 吊耳和吊钩 为了方便装拆与搬运 在机盖上设置吊耳 在机座上设置吊钩 吊耳用于打开机盖 而吊钩用于搬运整个减速器 考虑到起吊用的钢丝直径 吊耳环 和吊钩的直径都取 17mm 6 定位销 本减速器机体为剖分式 为了保证轴承座孔的加工和装配精度 在机 盖和机座用螺栓联接后 在镗孔之前