二级斜齿减速器课程设计724.5%1.2%360%150%202.5.doc
二级斜齿减速器课程设计724.5%1.2%360%150%202.5
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减速器课程设计
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二级斜齿减速器课程设计724.5%1.2%360%150%202.5,减速器课程设计
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机械设计课程 计算说明书 二级展开式圆柱齿轮减速器 机械工程系机制 0807 第 5 小组 指导老师：张景学 组员： 春瑶 费智玮 马金龙 呼延卓 组长：春瑶 2010-1-1 nts 2 目 录 一 课程设计书 3 二 设计 要求 3 三 设计步骤 4 1. 传动 装置总体设计 方案 4 2. 电动机 的选择 5 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 6 4. 计算 传动装置的运动和动力参数 6 5. 设计 V 带 和带轮 6 6. 齿轮 的 设计 8 7. 滚动轴承和传动轴的设计 11 8. 键联接 设计 12 9. 箱体结构的设计 12 10.润滑密封设计 15 11.联轴器设计 16 12.轴和轴承的校核 17 四 设计小结 21 五 参考资料 21 nts 3 一 . 课程设计书 设计课题 : 工作条件 1.允许速度误差为 5%； 2.滚筒效率 =0.95（包括滚筒轴承效率） 3.连续单向运转，载荷较平稳，空载启动 4.两班制，使用年限 10年， 4年一次大修； 5.室内 ,灰尘较大，环境最高温度 35左右； 6.在一般中小机械厂制造 ,小批量生产。 原始参数 参 数 题 号 1 2 3 4 5 6 7 输送带拉力 F（ KN） 4.5 4.6 4.7 4.8 4 4.1 5 输送带速度 V（ m/s） 1.2 1.25 1.3 1.35 1.4 1.2 1.3 滚筒直径 D（ mm） 360 370 380 390 400 410 360 二 . 设计要求 1.手工绘制的减速器装配草图一张（。） 2.计算机绘制的减速器装配图 1 张（。） 3.以小组为单位，计算机绘制部分非标准零件工作图 4计算机编写的设计计算说明书 1份。 三 . 设计步骤 1. 传动 装置总体设计 方案 2. 电动机 的选择 3. 确定传动装置的总传动比和分配 传动比 nts 4 4. 计算 传动装置的运动和动力参数 5. 设计 V带和带轮 6. 齿轮的 设计 7. 滚动轴承和 传动 轴 的 设计 8. 键联 接设计 9. 箱体结构设计 10. 润滑密封设计 11. 联轴器设计 1.传动 装置总体设计 方案 : 1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。 2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀， 要求轴有较大的刚度。 3. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将 V带设置在高速级。 其传动方案如下： 图一 :(传动装置总体设计图 ) 初步确定传动系统总体方案如 :传动装置总体设计 图所示。 nts 5 选择 V 带传动和二级圆柱斜齿轮减速器（展开式）。 传动装置 的总效率a 0.96 0.99 0.98 0.98 0.98 0.99 0.98 0.95=0.81 2.电动机的选择 电动机所需工作功率为： P P / 4.5 1.2 0.81 6.6kW, 执行机构的曲柄转速为 nD60v1000 =64r/min 经查表按推荐的传动比合理范围， V 带传动的传动比 i 2 4，二级圆柱斜齿轮减速器传动比 i 3 5， i3=3 5 则总传动比合理范围为 i 18 100，电动机转速的可选范围为 n i n（ 18 100） 64 1152 6400r/min。 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比， 选定型号为 Y132S2 2 的三相异步电动机，额定功率为 7.5 满载转速 mn2900 r/min. 3.确定 传动装置的总传动比和 分配 传动比 （ 1） 总传动比 由选定的电动机满载转速 n 和工作机主动轴转速 n，可得传动装置总传动比为ai n /n 2900/64 45.5 方案 电动机型号 额定功率 Pedkw 电动机转速 minr 电动机重量 N 参考价格 元 传动装置的传动比 同步转速 满载转速 总传动比 V 带传动 减速器 1 Y132S2 2 7.5 3000 2900 700 350 45.5 2.6 5, 3.5 中心高 外型尺寸 L（ AC/2+AD） HD 底 脚 安 装 尺寸 A B 地 脚 螺 栓孔直径 K 轴伸尺寸 D E 装 键 部 位 尺寸 F GD 132 475 345 315 216 140 12 38 80 10 41 nts 6 （ 2） 分配 传动装置传动比 ai0i1i 2i 3i式中 21,ii ,3i分别为带传动和减速器的传动比。 初步取 1i 2.6， 2i 5，则3i 3.5 4.计算 传动装置 的 运动和动力参数 （ 1） 各轴转速 n 1/inm 2900/2.6 1115.38r/min n2/ in 1115.38/5 223.08r/min n n/ 3i 223.08/3.5=63.74 r/min （ 2） 各轴输入功率 Pdp 1 6.6 0.96 6.336kW Pp 23 6.336 0.99 0.98 6.147kW PP 23 6.147 0.98 0.95 5.9kW （ 3） 各轴 输入转矩 TdT=955011nP =54.24 N m TdT=955022nP=263 N m TdT=955033nP=884 N m 5.设计 带 和带轮 确定计算功率 查课本得： 2.1AK 92.76.62.1 PkP Ac ,式中 为工作情况系数， p 为 传递的额定功率 ,既电机的额定功率 . 选择带型号 根据 92.7cP， 2.1Ak ,选用 带型为 A型带 选取带轮基准直径21, dd ddnts 7 查课本139P表 11-8 得 小带轮基准直径 mmdd 1001 ，则大带轮基准直径mmdnndd 2601212 ,式中为带 传动的 滑动率，通常取（ 1% 2%）， 查课本 140P表 11-8后取 mmdd 2652 。 验算带速 v smndV md /2.151 0 0 060 1 在 5 25m/s 范围内，带充分发挥。 确定中心距 a 和带的基准长度 由于 ,所以 初步选取中心距 5000 a所以带长 dL = 6.15864)()(22 0220 121 adddda dddd mm .查课本表 11-1 选取 基准长度mmLd 1600 得实际中心距 mm LLaa dd 5.50620 取 mma 500 验算小带轮包角1 161180180 121 a dd dd，包角合适。 确定 v 带根数 z 因 mmdd 1001 ，带速 smv /2.15 ，传动比 6.21 i , 查课本得 34.0.05.200 pp. LK =0.12.K=0.95 79.312.095.0)34.005.2( 92.7)(00lc kkpp pZ故选 Z=4 根带。 计算预紧力0F单根普通带张紧后的初拉力为 NqvkzvPF ca 4.1292.151.0)195.0 5.2(2.154 50092.7)15.2(500 220 计算作用在轴上的 压 轴 力pFnts 8 NFzF p 3.1 0 2 02s in2 10 6.齿轮的设计 （一）高速级齿轮传动的设计计算 齿轮 材料，热处理及精度 考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 （ 1） 齿轮材料及热处理 材料：高速级小齿轮选用 45 钢调质，齿面硬度为 小齿轮 230HBS 取小齿齿数 1Z =20 大齿轮选用 45 钢正火，齿面硬度为 大齿轮 190HBS Z2 =i Z1 =5 20=100 齿轮精度 按 GB/T10095 1998，选择 8级， 初步设计齿轮传动的主要尺寸 齿轮的疲劳强度极限 取失效概率为 1%,安全系数 S=1.1,应用公式得 : H 1 =SH 1lim=560/1.1=509.1MPa H 2 =SH 2lim=540/1.1=490.9 MPa 许用接触应力 T=95.5 105 11/nP =95.5 105 6.336/1115.38 =54249.5N.m 3.设计 计算 取 H = H 2 =490.9MPa =0.4 =5 2130 )335()1(Hd uTKua =（ 5+1） mm140)9.490335(54.05.5 4 2 4 91.1 23 计算模数 nts 9 ntm= mmzz a 33.22 21 取 m=2.5 重新确定中心距 a= mmmzz 1502 )( 21 计算齿宽 b b= ad=60mm 故 b2 =60 取 b1 =66 计算分度圆 d1 =mz1 =50mm d2 =mz=250mm 计算齿顶分度圆和齿根分度圆 aa hdd 2ff hdd 2551 ad 2552 ad 75.431 fd 75.2432 fd 验算 齿根弯曲疲劳强度 201 z 1002z 由图 13-13 得 93.21 fY 25.22 fY 1bb= 6.7221211 Zbm YT F1.2 10 齿轮端面与内机壁距离 2 2 10 机盖，机座肋厚 mm,1 85.0,85.0 11 mm 1m 8 m 8 轴承端盖外径 2D DD 2 +（ 55.5） 3d 112（ 1轴） 120（ 2轴） 160（ 3轴） 轴承旁联结螺栓距离 S 2DS 112（ 1轴） 120（ 2轴 ） 160（ 3轴） 10. 润滑密封设计 nts 16 对于二级圆柱齿轮减速器， 因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所以其速度远远小于 5(1 . 5 2 ) 1 0 . / m i nm m r ，所以采用脂润滑 . 其中油的粘度大，化学合成油，润滑效果好。 密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封，联接 凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗度应为 密封的表面要经过刮研。而且，凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 大，国 150mm。并匀均布置，保证部分面处的密封性。 轴承采用深沟球轴承，采用嵌入式轴承端盖 ；对于连接带轮和联轴器的轴采用 凸缘式轴承端盖 由手册 p166表 11-11可得端盖的直径分别为 1D =112 2D =120 3D=160 1d =8 2d = 1d =8 3d=10 1 =10 2 = 1 =10 3=10 毡圈的选取 根据手册 p90表 7-12得 大轴 D=69 d=50 H=8 b=7 小 轴 D=39 d=25 H=7 b=6 11.联轴器设计 1.类型选择 . nts 17 为了隔离振动和冲击，选用弹性套柱销联轴器 . 2.载荷计算 . 公称转矩： T=9550 np9550 74.639.5884 N m 因为计算转矩小于联轴器公称转矩 ,所以 查机械设计手册 8-2 选取 GY6型凸缘连 轴器其公称转矩为 900Nm 12.轴 和轴承 的校核 1. 求作用在齿轮上的力 2. 已知 小 齿轮的分度圆直径为 2d =50 mm 而 Ft= 232dT 6.2169N Fr = Fttan =789.6N Fn= NFt 2308cos 圆周力 Ft，径向 力 Fr 及轴向力 Fa的方向如图 示 : nts 18 画出轴的空间受力图，如上图所示。 1. 根据水平受力图求出水平面支反力，并画出垂直面弯矩，如图 b 所示 F H1 = NLLLF t 2.555233 N F H2 = 4.1614232 LL LF tN 水平面弯矩 MH = F H1 L2 =88N m 根据垂直面受力图求垂直面的支反力 ，并画出垂直面弯矩图，如上图 c 所nts 19 示 FV1= 202233 LL LFrN FV2= Fr - FV1=587.6N 垂直面弯矩 MV1= FV1L2 =32N m MV2= FV2L3=32 N m 求力 F 在支点所产生的反力 F F1 =519.7 N F F2 =F+ F F1 =1540 N F 产生的弯矩 M F2 =FK=1020.3 0.1085=11.07 N m MaF=F L3=28.3 N m 合力弯矩 并画出合成弯矩图 Ma= mNMMMFVH 84.1213.289.8732 2222 12求转矩，并画出转矩图 T= Fn 4.11522 dN m 当量弯矩，由于轴的应力为脉动循环应力，取 a=0.6 mNaTMM ae 39.140)4.1156.0(84.121)( 2222 轴的材料选用 45 刚调质处理，由表 16-2 差得 b=650 由表 16-4 查得 bb1=60 d mmM bbe 6.281.0 13. nts 20 轴承的校核 1. 由机械设计手册查得 6306 轴承， Cr=27KN Cor=15.2KN 2. 确定载荷系数 X Y。 3. NFTFFHvr 59121211 NFTFFHvr 1 7 1 822222 4. 由aF=0 X=1 Y=0 得 P1 =X Fr +Y Fa=1718N Lh= 366010PfCfn pt =33566h 6.9 年 因为 4 年大修一次，故 安全 四 . 设计小结 这 次关于带式运输机上的两级展开式圆柱直 齿轮减速器 的课 程设计是我们真正理论联系实际、深入了解设计 概念和设计过程的 实践考验，对于提高 我们 机械设计 的 综合素质大有用处。通过 二 个星期的设计实践， 使我对机械设计有了更 多的了解和认识 .为我们以后的工作打下了坚实的基础 . nts 21 1. 机械设计 是机械工业的基础
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