一级圆柱直齿减速器课程设计251.8%1.2%400%162.5.doc
一级圆柱直齿减速器课程设计251.8%1.2%400%162.5
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减速器课程设计
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一级圆柱直齿减速器课程设计251.8%1.2%400%162.5,减速器课程设计
- 内容简介：
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洛阳理工学院 课程设计用纸 - 1 - 一带式运输机传动装置的设计 . - 4 - 二原动机的选择 . - 4 - 三传动方案设计 . - 6 - 四传动装置总体设计 . - 6 - 1计算总传动比及分配各级传动比 . - 6 - 2计算各轴的功率和转矩 . - 7 - 五 .轴径的初算 . - 8 - 1.大轴 的计算 . - 8 - 2.小轴的计算 . - 8 - 六 .设计带传动 . - 8 - 七大小齿轮的选择与设计 . - 11 - 1.材料 及确定许用应力 . - 11 - 2.按齿面接触强度设计 . - 12 - 3.验算轮齿的弯曲强度 . - 13 - 4.齿轮的圆周速度 . - 13 - 5.小齿轮的结构设计 . - 13 - 6.大齿轮的结构设计 . - 14 - 八减速器各轴结构设计 . - 15 - 一 .从动轴的设计 . - 15 - 1.初步确定轴的尺寸进行轴的结构设计： . - 16 - nts洛阳理工学院 课程设计用纸 - 2 - 2计算作用在轴上的力： . - 16 - 3选择联轴器型号： . - 16 - 4初选轴承选择 . - 17 - 5.确定轴的轴向尺寸 . - 17 - 6.轴承端盖的选择 . - 17 - 二 .主动轴的设计 . - 18 - 1.受力分析 . - 18 - 2.确定轴上零件的位置与固定方式 . - 18 - 3.初步确定轴的尺寸进行轴的结构设计 . - 19 - 4.确定轴的径向尺寸 . - 19 - 5.确定轴的轴向尺寸 . - 19 - 6.轴承端盖的选择 . - 20 - 九 .输入轴和轴承的校核 . - 21 - 1.求垂直面的支座反力 . - 21 - 2.绘制垂直面弯矩图 . - 21 - 3.绘制水平面弯矩图 . - 21 - 4.轴传递的转矩的弯矩图 . - 21 - 5.求危险截面的当量弯矩 . - 22 - 6.计算危险截面处轴的直径 . - 22 - 7.滚动轴承的选择及校核计算 . - 23 - 十输出轴和轴承的校核 . - 23 - 1.求垂直面的支座反力 . - 24 - nts洛阳理工学院 课程设计用纸 - 3 - 2.求水平面的支座反力 . - 24 - 3.F 力在支点产生的支撑反力 . - 24 - 5.绘制水平面弯矩图 . - 24 - 6.F 力产生的弯矩图 . - 24 - 8.求危险截面的当量弯矩 . - 25 - 9.计算危险截面处轴的直径 . - 25 - 10.滚动轴承的选择及校核计算 . - 26 - 十一 .键联接的选择及校核计算 . - 27 - 一 根据轴径的尺寸 选定键 . - 27 - 二 .键的强度校核 . - 27 - 1.大带轮处的键 . - 27 - 2.大齿轮与轴上的键 . - 27 - 3.联轴器处的键 . - 28 - 十二 .减速器箱体、箱盖及附件的设计计算 . - 28 - 十三 .润滑与密封 . - 32 - 小结 . - 33 - 十四参考文献 . - 34 - nts洛阳理工学院 课程设计用纸 - 4 - 一带式运输机传动装置的设计 已知条件： 1.工作条件：单班制，十年一大修，传动平稳 2.运输机工作拉力 F=1.8KN 3.运输带工作速度 V=1.2m/s 4.卷筒直径 D=400mm 二原动机的选择 1.工作现场有三相交流电源，因无特殊要求，一 般选用三相交流异步电动机。最常用的电动机为 Y系列鼠笼式三相异步交流电动机，其效率高，工作可靠，结构简单，维护方便，价格低，适用于不易燃、不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的场合。本装置的工作场合属一般情况，无特殊要求。故采用此系列电动机。 2.选择电动机的功率 工作机所需功率 Pw=1000FV故 Pw=1000 2.11800 = 2.16 kw 工作机实际需要的电动机输出功率 Pd=wp 其中654321 查表得： 1 为联轴器的效率为 0.98 2 为 8 级精度的一般齿轮的传动效率为 0.97 3为 V 带轮的传动效率为 0.96 54.为球轴承的效率为 0.99 nts洛阳理工学院 课程设计用纸 - 5 - 6平带无压紧轮的开 式传动效率 0.98 故 Pd=98.099.099.096.097.098.0 25.2 =2.464 KW 3.选择电动机的转速 60 卷卷 DnV 3.574.014.3 2.16060n DV 卷卷r/min 查表得： V 带传动其传动比常用值 i1 为 2-4 圆柱齿轮其传动比常用值 i2 为 3-5 故电动机的转速大致范围为： 8.3433.573221 卷电 niin r/min 11463.5754n 21 卷电 nii r/min 故对 Y 系列电动机来说可选择 同步转速为 1500r/min.1000r/min 和 750r/min 但由于 750r/min 的电动机价格比较高 .若选择 1500r/min 则减速器的体积会过大，故选择转速为 1000r/min 的。 电动机的主要技术数据 电动机型号 额定功率 （ kw） 满载转速 （ r/min） 堵转转矩 /额定转矩 最大转矩 /额定转矩 Y132S-6 3 960 2.0 2.0 nts洛阳理工学院 课程设计用纸 - 6 - 三 传动方案设计 对该带式输送机的传动方案我选择一级圆柱齿轮减速器，由电动机通过带传动带动减速器转动，减速器通过联轴器带动卷筒来实现传动，其传动装置结构简 图如下 图 1 - 1 带 式 输 送 机 机 构 简 图1 . 电 动 机 2 . 减 速 器 3 . 联 轴 器 4 . 驱 动 滚 筒 四传动装置总体设计 1计算总传动比及分配各级传动比 其总传动比为 i=nn=960/57.3=16.754 设带轮的传动比 i1=3.8 齿轮的传动比i2=16.754/3.8=4.409 故各轴的转速为 : 1n =nd/i1=960/3.8=252.6 r/min 3.57n212 inr/min nts洛阳理工学院 课程设计用纸 - 7 - 2计算各轴的功 率和转矩 P0=Pd=2.464KW 365.296.0464.2p3d1 pKW 272.299.099.097.0365.254212 PPKW 各轴的转矩： 5.24960 464.295509550 ddd npTN.m 4.8996.08.35.24311 iTT d N.m 5.37899.097.0409.44.89542212 iTT N.m 总结数据如下表： T3=T22.36799.098.05.37851 N.m 轴名 功率 p/kw 转矩T/N.M, 转速 n/(r/min) 传动比 i 电动机轴 2.464 24.5 960 3.8 nts洛阳理工学院 课程设计用纸 - 8 - 五 .轴径的初算 1.大轴的计算 选择轴的材料为 45 钢P=2.272KW n=57.3r/min 查表得 110c mmnPd 5.373.57272.2110c 33 有键槽时直径增大 3%5%即 d 39.4mm 2.小轴的计算 选择轴的材料为 45crP=2.365KW n=252.6r/min 查表得 c=100 nPd 3c 1.216.252365.2100 3 有键槽时直径增大 3%5%即 d 22.13mm 六 .设计带传动 由电动机的型号 Y132S-6 可知其外伸毂轮直径 D=38mm 其输入功率 P 为 2.464KW 转速 n=960 r/min 1. 计算功率 PC 1 轴 2.365 89.4 252.6 4.409 2 轴 2.272 378.5 57.3 1 1 工作机轴 2.204 367.2 57.3 nts洛阳理工学院 课程设计用纸 - 9 - 查表得 KA=1.1 故 PC=KAP=1.1 2.464=2.71 KW 2. 选择 V 带型号 选择窄 V 带 根据 PC=2.71 KW n=960 r/min 查表得选择 A 型带 3. 求大小带轮的基准直径 d2 d1 查表得 d1 不小于 75mm 现取 d1=100mmd2= 2.37601.011006.2529601dn 11 nmm 查表得取 d2=375 mm 4. 验算带速 V 024.5100060 960100100060 1 ndV m/s 在 5 25 m/s 之间 故合适 5. 求 V 带基准长度 Ld 和中心距 a 初步选取中心距 a= d2+ d1=375+100=475 mm 取 0a500 mm 符合 0.7（ d2+ d1） 21000 故能满足使用要求 十输出轴和轴承的校核 已知：作用在齿轮上的圆周力 Ft=2980N 径向力 Fr=1084.6N 右端中轴受到的压力 F=FQ=907.2N 其中两轴承之间的距离 L=150mm,K=114mm nts洛阳理工学院 课程设计用纸 - 24 - 1.求垂直面的支座反力 F1v=F2v= LLFr 2=520 带入数据计算得 2.求水平面的支座反力 NFFF tHH 3.1428221 3.F 力在支点产生的支撑反力 NFFFNL KFFFFF3 4 8 21 5 7 2150 1311 8 0 01214.绘制垂直面弯矩图 mNLFM VaV .3920 . 1 552021 5.绘制水平面弯矩图 mNLFM HaH .107075.03.142821 6.F 力产生的弯矩图 mNKFM V .236131.018002 a-a 面 mNLFMFaF .118215.0157221 7.轴传递的转矩的弯矩图 T=378.5N.m nts洛阳理工学院 课程设计用纸 - 25 - 8.求危险截面的当量弯矩 a-a 面最危险其当量弯矩为 mNTMM ae .3255.3786.0232 2222 如果认为轴的扭 切应力是脉动循环的变应力，取折合系数中 =0.6 9.计算危险截面处轴的直径 轴的材料选用 45cr 钢，调质处理查表得 M PaM Pa BB 60650 1 nts洛阳理工学院 课程设计用纸 - 26 - mmMd Be 8.37601.0 3251.0 1 考虑到键槽对轴的削弱将 d 值增大 5%故 D=37.8x1.05=39.7mm 故该轴的设计合理，满足强度要求 10.滚动轴承的选择及校核计算 根据条件单班制，十年一大修可得轴承的预计寿命 hL h 2100087536510 由初选轴承的型号为： 6210 查表可知 d=50mm 外径 D=90mm 基本额定动载荷 cr=35KN 极限转速n=8000r/min 由于轴承受水平和垂直方向的力相等只有外力 F 对它们的作用力不同且 FF2 与2222 HV FF 直接相加算得轴承的 径向力 FFFr 22 2222 HV FF =5002N 故轴受径向载荷 P= rF =5002N 故其可以达到的寿命为 hPCnl h 9 9 6 4 850023 5 0 0 03.5760 106010366 21000 故能满足使用要求 nts洛阳理工学院 课程设计用纸 - 27 - 十一 .键联接的选择及校核计算 一 根据轴径的尺寸 选定键 1.高速轴 与 V 带轮联接的键为： 键 8736 GB/T 1096-2003 2.大齿轮与轴连接的键为： 键 161056 GB/T 1096-2003 3.轴与联轴器的键为： 键 12880 GB/T 1096-2003 二 .键的强度校核 1.大带轮处的键 根据轴的直径选择： 键 8736 GB/T 1096-2003 bh=87,L=36,则 l=L-b=28mm 转矩 T=89.3N.m 故挤压强度为 ： MP adhlTp 2.5310327303.89443 小于 125150MPa=p 因此挤压强度足够 2.大齿轮与轴上的键 根据轴的直径选择 ：键 1656 GB1096-79 bh=1610,L=56,则 l=L-b=40mm,转矩 T=378.5 N.m nts洛阳理工学院 课程设计用纸 - 28 - 故挤压强度为 ： MP ad h lTp 8.68104010555.378443 小于 125150MPa=p 因此挤压强度足够 3.联轴器处的键 根据轴的直径选择 ：键 1280 GB1096-79 bh=128,L=80,则 l=L-b=68mm,转矩 T=367.2 N.m 故挤压强度为 ： MP adhlTp 3.6410688422.367443 小于 125150MPa=p 因此挤压强度足够 十二 .减速器箱体、箱盖及附件的设计计算 减速器附件的选择 1.窥视孔和视孔盖 为便于观察齿轮啮合情况及注入润滑油，在箱体顶部设有窥视孔 ,大小以手可以伸进为宜。为了防止润滑油飞出及密封作用，在窥视孔上加设视孔盖。 nts洛阳理工学院 课程设计用纸 - 29 - 2.通气器 减速器工作时，箱体内温度升高，气体膨胀，压力增大。为避免由此 引起的密封部位的密封性 下降，造成润滑油泄漏，在视孔盖上设有通 气器，使箱体内热膨胀气体自由逸出，保持箱体内压力正常，从而保证箱体的密封性。 3.油面指示器 为方便的检查油面高度，保证传动件的润滑，将油面指示器设在低速级齿轮处油面较稳定的部位，可以及时加泄润滑油。 选用游标尺 M12 4.定位销 保证拆装箱盖时，箱盖箱座安装配合准确，且保持轴承孔的制造精度，在箱盖与箱座的联接凸缘上配两个定位销。 5.起吊装置 减速器箱体沉重，采用起重装置起吊，在箱盖上铸有吊耳。为搬运整个减速器，在箱座两端凸缘处铸有吊 钩。 6.启盖螺钉 在箱体剖分面上涂有水玻璃，用于密封，为便于拆卸箱盖，在箱盖凸缘上设有启盖螺钉一个，拧动起盖螺钉，就能顶开箱盖。 起盖螺钉型号：GB/T5782-2000 M1030 材料 5.8 7.放油孔及螺塞 为排出油污，箱座底部常有倾斜，在底面较低处设有放油孔并用放油螺塞和密封垫圈进行密封。此外，在最低处作有一定斜度，以便于放油。 选用外六角油塞及垫片 M141.5 nts洛阳理工学院 课程设计用纸 - 30 - 箱体的主要尺寸： (1)箱座壁厚 1 =0.025a+1=0.025162.5+1= 5.025 因为壁厚要 8 故取 1 =8mm (2)箱盖壁厚 2 =0.02a+1=0.02162.5+1= 4.25mm 因为壁厚要 8 故取 2 =8mm (3)箱盖凸缘厚度 b1=1.5 1 =1.58=12 (4)箱座凸缘厚度 b=1.5 2 =1.58=12 (5)箱座底凸缘厚度 b2=2.5 1 =2.58=20 (6)地脚螺钉直径fd=0.036a+12= 0.036162.5+12=17.85(取 18) (7)地脚螺钉数 目 n=4 (因为 a250) (8)轴承旁连接螺栓直径 1d = 0.75fd=0.7518= 13.5 (取 14) (9)盖与座连接螺栓直径 2d =(0.5-0.6)fd=0.55 18=9.9 (取 10) (10)连接螺栓 2d 的间距 L=150-200 取 150mm (11)轴承端盖螺钉直3d=(0.4-0.5)fd=0.418=7.2(取 8) (12)检查孔盖螺钉 4d =(0.3-0.4)fd=0.318=5.4 (取 6) (13)定位销直径 d=(0.7-0.8) 2d =0.810=8 (14)fd. 1d . 2d 至外箱壁距离 C1 查表得分别为： 24.27.16 nts洛阳理工学院 课程设计用纸 - 31 - (15) fd. 1d . 2d 至凸缘边缘的距离 c2 查表得分别为 22.21.14 (16)凸台高度：根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准。 取 45mm (17)外箱壁至轴承座端面的距离 C1 C2（ 5 10） =60mm (18)齿轮顶 圆与内箱壁间的距离： 9.6 mm 取 15mm (19)齿轮端面与内箱壁间的距离 取 24mm (20)箱座肋厚 取 8mm (21)轴承端盖外径 从动轴的： D2=D+5d3=90+40=130mm 主动轴的： D2=D+5d3=80+40=120mm 总结列表如下： 减速器箱体用 HT200 制造。铸铁具有良好的铸造性能和切削加工性能，成本低。铸造箱体多用于批量生产。 箱体主要结构尺寸 名称 数值 (mm) 箱座壁厚 1=8 箱盖壁厚 2 =8 箱体凸缘厚度 b=12 b1=12 b2=20 加强肋厚 m=7 m1=7 nts洛阳理工学院 课程设计用纸 - 32 - 地脚螺钉直径 18 地脚螺钉数目 n=4 轴承旁联接螺栓直径 M14 箱盖、箱座联接螺栓直径 M10 观察孔盖螺钉直径 M6 df、 d1、 d2至箱外壁距离 df C1= 24 d1 27 d2 16 df、 d1、 d2至凸缘边缘的距离 df C2= 22 d1 20 d2 14 轴承旁凸台半径 R1 R1=C2=22 凸台高度 90mm 外箱壁至轴承端盖距离l1 60 大齿轮顶圆与内壁距离 15 齿轮端面与内机壁距离 24 十三 .润滑与密封 1.齿轮的润滑 nts洛阳理工学院 课程设计用纸 -
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