一级圆锥减速器课程设计02%1.6%270一级锥齿轮.doc
一级圆锥减速器课程设计02%1.6%270一级锥齿轮
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减速器课程设计
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一级圆锥减速器课程设计02%1.6%270一级锥齿轮,减速器课程设计
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机械设计课程设计 1 目 录 一、 设计任务书及设计方案概括 3. 二、 电动机的选择及计算 4 三、 传动装置的运动及动力参数的选择及计算 4 四、 传动零件的设计计算 5 五、 轴的设计计算 8 六、 箱体及附件的结构设计和选 14 七、 键联接的选择及计算 15 八、 滚动轴承的选择及计算 16 九、 密封和润滑的设计 17 十、 联轴器的设计 18 十 一 、 课程设计总结 18 文献 18 nts机械设计课程设计 2 一、传动方案拟定 设计单级直齿圆锥齿轮减速器和一级链传动 . 工作条件：使用年限 10 年，工作为两班工作制，载荷平稳，环境清洁 ，运输带允许误差为 5%。 .原始数据： 运输带工作拉力： F=2000N； 运输带工作速度： V=1.6m/s； 卷筒直径： D=270mm 方案拟定： 采用链传动与直齿圆锥齿轮传动的组合，即可满足传动比要求，同时由于链传动没有滑动，能保证准确的平均传动比，链传动对制造和安装的精度要求较低，能适用中心距较 大的传动。 1. 电动机 2.联轴器 3、圆锥齿轮减速器 4.链传动 5、卷筒 6、运输带 nts机械设计课程设计 3 二、电动机选择 1.电动机类型和结构的选择： 选择 Y 系列三相异步电动机，此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便。 2.电动机容量选择： 电动机所需工作功率为： 式（ 1）： d / 式 (2)： V/1000 由电动机至运输带的传动总效率为： = 5式中： 1、 2、 3、 4、 5、 分别为联轴器 1 0.99、滚动轴承（一对） 0.99、锥齿轮减速器传动 3 0.97、链传动 4 0.96、和传动滚筒效率 5 0.96 总 =0.99 0.993 0.97 0.96 0.96=0.859 所以：电机所需的工作功率： Pd= FV/1000 =(2000 1.6)/(1000 0.859) =3.725 kw 因载荷平稳，电动机额定功率 Ped略大于 Pd，查电动机技术数据，选电 动机额定功率 Ped为 4kw。 3.确定电动机转速 滚筒轴工作转速 ： nw=60 1000v/ D=113.18r/min 通常，链传动的传动比常用范围 2 5，一级锥齿轮减速器为 2 3，则总传动比范围 ia=4 15，故电动机转速的可选范围 =ia*nw=（ 4 15） 113.18=452 1698r/min 符合此范围的同步转速有 750,1000 和 1500r/min。即有三种型号的电动机，分别为 Y112M-2， Y112M-4 和 Y132M-6。此三种方案通过将其满载转速，质量 ，价格和传动比进行比较， Y112M-4型电动机最为适合，故选 Y112M-4型电动机 ，额定效率 4kw，转速 1440r/min，额定转矩 2.2。 三、传动装置的运动及动力参数的选择及计算 分配传动比 1、总传动比 ia=nm/nw=1440/113.18=12.72 nts机械设计课程设计 4 2、分配传动装置各级传动比 取一级锥齿轮减速器传动比 i1=3 则链传动的传动比为 i2=ia/i1=12.72/3=4.24 运动和动力参数计算 0轴（电动机轴） P0=Pd=3.725 kw n0=nw=1440 r/min T0=9550 P0/n0=24.70 N*m 1轴 （高速轴） P1=P0 1 2=3.651 kw n1=n0=1440 r/min T1=9550 P1/n1=24.2 N*m 2轴 （低速轴） P2=P1 2 3=3.506 kw n2=n1/i1=480 r/min T2=9550 P2/n2=69.75 N*m 3轴 (滚筒轴 ) P3=P2 2 4=3.332 kw N3=n2/i2=113 r/min T1=9550 P1/n1=281 N*m 各轴数据 转速 n（ r/min） 功率 P （ kW） 扭矩 T Nmmg 0 轴 1440 3.725 24.70 1 轴 1440 3.651 24.2 2 轴 480 3.506 69.75 3 轴 113 3.332 281 四 、传动零件的设计计算 1、 圆锥齿轮传动的计算 1） 、选择齿轮类型、材料、精度及齿数： （ 1）本方案选用直齿圆锥齿轮（轴交角 900）传动 ; (2)采用 硬 齿面。 大 小齿轮选用 40Cr 调质 及表面淬火 ， 大、 小齿轮的齿面硬nts机械设计课程设计 5 度 HRC48 55。参考机械设计附表 8-12，选择锥齿轮精度为 8 级精度 。 （ 3）齿数的选择 对于封闭式 硬 齿面齿轮， 小齿轮的齿数选择 z1=25，大齿轮齿数 z2=i1z1=3 25=75。 取标准值 Z2=70。实际传动比 i0=70/25=2.8，传动比误差： e1= =-5.67% 齿数比： u=i0=2.8 2） 按齿根弯曲疲劳强度进行设计 m 确定上式各项参数 。 （ 1）因为载荷平稳，可选载荷系数 Kt=1.5 （ 2）计算转轴 T1=9550 P1/n1=24.2 N*m （ 3）确定齿宽系数 根据机械设计表 8-3，锥齿轮齿宽选 =0.3. （ 4）确定复合齿形系数 YFS，则 1=arctan =arctan =18.434950 即 1=180 26 6 2=90-18.43495=71.565050 即 2=710 33 54 故当量齿数为 Zv1= = 26 Zv2= = 237 根据当量齿数查附 图 8-4，得 YFS1=4.17 YFS2=3.97 （ 5）确定弯矩许用应力 ，则 N1=60n1jLh=60 1440 1（ 10 365 2 8） =5.04576 109 N2= = =1.68192 109 由附图 8-5，查得疲劳寿命系数 KFN1=0.80， KFN2=0.82。 根据表 8-4，按一般可靠度，查得最小安全系数 SFmin=1.25。 由附图 8-8（ c），按碳钢 ML线及延长线查得小齿轮 Fmin1= 525MPa Fmin2= 510 MPa 则 F1= = =336N /mm2 nts机械设计课程设计 6 F2= = =334.56N/mm2 因此，有 = =0.01241 = =0.01186 可见，小锥齿轮的弯曲疲劳强度较弱，所以把 =0.01241 代人公式进行计算，则 m = 1.615 mm 3）修正计算结果 （ 1）小锥齿轮大头分度圆直径为 d1t=mtz1=1.615 25=40.375mm 小锥齿轮的平均分度圆直径为 dm1t= d1t（ 1-0.5 R） =40.375（ 1-0.5 0.3） =34.319mm 锥距为 Rt= d1t =63.84mm 齿宽为 b= RR = 0.3 63.84 = 19.152 mm 平均速度为 Vmt= = 2.588 m/s （ 2）根据工作情况特性 ，查附表 8-2，取 KA=1.0；根据速度，查附图 8-1，圆锥齿轮 8 级精度按低一级选取，即按 9 级精度去 KV=1.22；查附表 8-3，取 KF =1.2。 (3)确定齿向载荷分布系数 KF 。 根据圆柱齿轮 KH 的计算公式，进行近似计算。由附表 8-4，按硬齿面、8级精度、悬臂布置、安装时不做调整查找，则计算公式为 KF KH =1.23+0.18(1+6.7 ) +0.61 10-3b=1.23+0.181+6.7( )2 ( )2+0.61 10-3 19.152 1.34 (4）计算载荷系数 K=KAKV KF KF =1 1.22 1.2 1.34=1.96 nts机械设计课程设计 7 m=mt =1.615 =1.76mm 因为是闭式齿轮传动， 故取 m=2.0mm (5）确定锥齿轮的主要尺寸 d1=mz1=2 25=50mm d2=mz2=2 75=150mm R= =79.057mm 由 b= RR=0.3 79.057=23.717 mm ， 取齿宽 b1=b2= 24 mm 小锥齿 轮的平均分度圆直径为 dm1= d1（ 1-0.5 R） =50（ 1-0.5 0.3） =42.2mm 大锥齿轮的平均分度圆直径为 dm2= d2（ 1-0.5 R） =150（ 1-0.5 0.3） =127.5mm 齿顶高 ha ha= m =2 齿根高 hf hf=1.2m =2.4 齿顶间隙 c=0.2m =0.4 2、链传动的设计 1、 选择链轮齿数 、 和确定传动比 ： 一般链轮齿数在 17114 之间，已知传动比 i=4.24 已知链 速 v=1.6m/s，所以取 Z1=16 ，则 Z2=i2Z1=4.24 16=67.84，取 Z2=69 则实际传动比： =69/16=4.31 传动比误差： e2= =1.65% 则总传动比误差： -5.67%+1.18%=-4.02% P1,故计算 P2就可以了。 （ 3）选择轴承型号 选择型号为 30205的圆锥滚子轴承 查表得： Cr=32.2kN 预期寿命足够 此轴承合格 2.输出轴的轴承设计计算 （ 1）初步计算当量动载荷 P 因该轴承在工作条件下受到 Fr径向力作用和轴向力，查手册知：派生轴向力 Fs=0.4Fr,且系数 X=0.4,Y=1.6。经计算得： P1=1562.2N P2=683.72N （ 2）求轴承应有的径向基本额定载荷值 P1P2,故计算 P1就可以了 （ 3）选择轴承型号 选择型号为 30205的圆锥滚子轴承 查表知， Cr=32.2KN 预期寿命足够 此轴承合格 九 、密封和润滑的设计 1.密封 由于选用的电动机为低速，常温，常压的电动机则可以选用毛毡密封。毛毡密封是在壳体圈内填以毛毡圈以堵塞泄漏间隙，达到密封的目的。毛毡具有天然弹性，呈松孔海绵状，可储存润滑油和遮挡灰 尘。轴旋转时，毛毡又可以将润滑油自行刮下反复自行润滑。 2润滑 (1) 对于齿轮来说，由于传动件的的圆周速度 v 12m/s,采用浸油润滑，因此机体内需要有足够的润滑油，用以润滑和散热。同时为了避免油搅动时泛起沉渣，齿顶到油池底面的距离 H不应小于 3050mm。对于单级减速器，浸油深度为一个齿全高，这样就可以决定所需油量，单级传动 ,每传递 1KW 需油量nts机械设计课程设计 17 V0=0.350.7m3。 (4) 对于滚动轴承来说，由于传动件的速度不高，且难以经常供油，所以选用润滑脂润滑。这样不仅密封简单，不宜流失，同时也能形成将滑动表 面完全分开的一层薄膜。 十 联轴器的设计 （ 1）类型选择 由于两轴相对位移很小，运转平稳，且结构简单，对缓冲要求不高，故选用 凸缘联轴器 GY2 型 。 （ 2）载荷计算 转矩 Tc=T1=24.2Nm， （ 3）型号选择 根据 TC，轴径 d，轴的转速 n， 查标准 GB/T 5843 2003，选用 凸缘联轴器GY2型 ，其 公称 转矩 T=63Nm, 许用转速 n=10000r/m ,故符合要求。 十一、 课程设计总结 通过这次课程设计，我们真是收获颇丰 ,不仅温习、巩固了课本上学所学知识，而且让我们在 实际操作中体会到了多动脑带来的快乐，团体合作的力量以及相互讨论的好处。 这次课程设计使我们对于设计一个机器的流程有了更详尽的了解。在设计过程中，我们按照课程设计题目的要求，收集了有关自动制钉机的工作原理的资料，然后构思出了自动制钉机加工的基本工作流程，接着把整个工作流程进行划分，对每一个工作阶段进行详细的分析，通过我们学过的各种可行机构来制造零件、组装模拟，从而达到我们的设计目的，最后将各部分进行合理的衔接，这样我们就完成了一个完整自动制钉机方案设计。在有了设计方案后我们对机构的各个部分进行计算从而得到设 计数据和参数。 在这次对自动制钉机的设计中让我们基本了解到设计一个机器的流程，并且当我们投入到设计当中去后，我们学会了怎样通过我们学过的知识去解决我们所遇到的问题。综合运用机械原理课程的理论知识，分析和解决与本课程有关的实际问题，使所学知识进一步巩固和加深。 nts机械
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