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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43%100rmin,减速器课程设计
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精 密 机 械 课 程 设 计 第 1 页 共 40 页 机械设计课程设计说明书 一、传动方案拟定 . .2 二、电动机的选择 . .2 三、计算总传动比及分配各级的传动比 . .4 四、运动参数及动力参数计算 . .5 五、传动零件的设计计算 . .6 六、轴的设计计算 .12 七、滚动轴承的选择及校核计算 . 19 八、键联接的选择及计算 . 22 九、减速器的润滑 . 24 十、箱体尺寸 .24 nts精 密 机 械 课 程 设 计 第 2 页 共 40 页 计算过程及计算说明 一、传动方案拟定 第三组:设计单级圆锥齿轮减速器和一级带传动 ( 1) 工作条件:传动不可逆,载荷平稳。 启动载荷为名义载荷的 1.25 倍,传动比误差为 +/-0.75% ( 2) 原始数据:输出轴功率 Pw=3kw 输出轴转速 n=100r/min nts精 密 机 械 课 程 设 计 第 3 页 共 40 页 计算过程及计算说明 一、传动方案拟定 第三组:设计单级圆锥齿轮减速器和一级带传动 ( 3) 工作条件:传动不可逆,载荷平稳。 启动载荷为名义载荷的 1.25 倍,传动比误差为+/-0.75% ( 4) 原始数据:输出轴功率 Pw=3kw 输出轴转速 n=100r/min 二、电动机选择 1、电动机类型的选择: Y 系列三相异步电动机 2、电动机功率选择: ( 1)传动装置的总功率: nts精 密 机 械 课 程 设 计 第 4 页 共 40 页 总 = 带 2 轴承 齿轮 =0.96 0.982 0.96 =0.8851 (2)电机所需的工作功率: P 工作 = Pw/ 总 =3/0.8851 =3.39 KW 3、确定电动机转速: 已知: n=100r/min 按推荐的传动比合理范围,取圆锥齿轮传动一级减速器传动比范围 Ia=23。取 V 带传动比 I1=24,则总传动比理时范围为 Ia=412。故电动机转速的可选范围为nd=Ia n 筒 =( 412) 100=4001200r/min 符合这一范围的同步转速有 750 和 1000 r/min。 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:因此有三种传支比方案: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=960r/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nts精 密 机 械 课 程 设 计 第 5 页 共 40 页 步转速,选定电动机型号为 Y132M1-6。 三、计算总传动比及 分配各级的传动比 1、总传动比: i 总 =n 电动 /n=960/100=9.6 2、分配各级传动比 ( 1) 据指导书,取齿轮 i 齿轮 =3(单级减速器 i=23 合理) ( 2) i 总 =i 齿轮 I 带 i 带 =i 总 /i 齿轮 =9.6/3=3.2 四、运动参数及动力参数计算 1、 计算各轴转速( r/min) nI =nI/i 带 =960/3.2=300(r/min) nII=nII/i 齿轮 =300/3=100(r/min) 中心高H 外形尺寸 L(AC/2+AD)HD 底角安装尺寸 A B 地脚螺栓 孔直径 K 轴 伸 尺 寸 D E 装键部位 寸 F G 112 400 305265 190 140 12 28 60 8 24 nts精 密 机 械 课 程 设 计 第 6 页 共 40 页 II 轴即为工作机 构的转速 nII=n 2、 计算各轴的功率( KW) PI= P 工作 带 =3.39 0.96=3.2544KW PII= PI 轴承 齿轮 =3.2544 0.98 0.96 =3.06KW 3、 计算各轴扭矩( N m) TI=9550 PI/nI=9550 3.2544/300 =103.6N m TII=9550 PII/nII =9550 3.06/100 =292.23N mm 五、传动零件的设计计算 1、 皮带轮传动的设计计算 ( 1) 选择普通 V 带截型 由课本 P150 表 9.21 得: kA=1.1 PC=KAP=1.1 4=4.4KW nts精 密 机 械 课 程 设 计 第 7 页 共 40 页 由课本 P149 图 9.13 得:选用 A 型 V 带 ( 2) 确定带轮基准直径,并验算带速 由课本图 9.13 得,推荐的小带轮基准直径 为 80100mm 则取 dd1=100mmdmin=75 dd2=i dd1=3.2 100=320mm 由课本 P134 表 9.3,取 dd2=315mm 实际从动轮转速 n2=n1dd1/dd2=960 100/315 =304.8r/min 转速误差为: n2-n1/n2=304.8-300/300 =0.0161200(适用) ( 5)确定带的根数 根据课本 P144 表( 9.9) P0=0.95KW 根据课本 P151 式( 9.22) P0=0.12KW 根据课本 P148 表 ( 9.12) K =0.96 根据课本 P136 表( 9.4) KL=0.99 由课本 P151 式( 9.22)得 Z=PC/P=PC/(P0+ P0)K KL =4.4/(0.95+0.12) 0.96 0.99 nts精 密 机 械 课 程 设 计 第 9 页 共 40 页 =4.3 (6)计算轴上压力 由课本 P140 表 9.6 查得 q=0.1kg/m,单根 V 带的初拉力: F0=500PC/ZV( 2.5/K -1) +qV2 =500 4.4/5 5.02 (2.5/0.96-1)+0.1 5.022N =142.76N 则作用在轴承的压力 FQ,由课本 P152 式( 9.24) 2sin2 10 FF ZQ =2 5 142.76sin153.37/2 =1384.75N 选用 5 根 A 1600 GB/T 11544 1997V 带中心距a=462.67 带轮直径 dd1=100mm dd2=315mm 轴上压力 FQ =1384.75N 2、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在,所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用 45 钢调质,齿面硬度为 220250HBS。大齿轮选用 45 钢,正火,齿面硬度 170210HBS;根据课本 P233表 11.20 选 7 级精度。齿面精糙度 Ra 1.63.2 m (2)按齿面接触疲劳强度设计 由 d1 KT1/ Ru4.98 ZE/(1-0.5 R) ( H) 2 1/3 nts精 密 机 械 课 程 设 计 第 10 页 共 40 页 由式( 6-15) 确定有关参数如下:传动比 i 齿 =3 取小齿轮齿数 Z1=28。则大齿轮齿数: Z2=iZ1=3 28=84 实际传动比 I0=84/28=3 传动比误差: i-i0/I=3-3/3=0%P1,故计算 P2 就可以了。 ( 3)选择轴承型号 选择型号为 30209 的圆锥 滚子轴承 查表得: Cr=67.8kN 29200820.621 67800186.34260 10)(6010 31066 )(Pf CfnLdth 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=1.1。经计算得: P1=1491.2N P2=594.72N ( 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 30209 的圆锥滚子 轴承 查表 知 , Cr=67.8KN 2 9 2 0048651 6 7 8 00122.7760 10)(6010 31066 )(Pf CfnLdth 预期寿命足够 此轴承合格 nts精 密 机 械 课 程 设 计 第 38 页 共 40 页 十一、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V0=0.350.7m3。 (2) 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。 十二联轴器的设计 ( 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nts精 密 机 械 课 程 设 计 第 39 页 共 40 页 缓冲要求不高,故选用弹性柱销联。 ( 2)载荷计算 计算转矩 TC=KA T =1.3 180=234Nm, 其中 KA 为工况系数, 取 KA=1.3 ( 3)型号选择 根据 TC, 轴径 d,轴的转速 n, 查标准 GB/T 50142003 ,选用 LXZ2 型弹性柱销联,其额定转矩T=1250Nm, 许用转速 n=3750r/m ,故符合要求。 十三、设计小结 机械设计课程设计是我们机械类专业学生第一次较全面的机械设计训练,是机械设计和机械设计基础课程重要的综合性与实践性环节。 (1) 通过这次机械设计课程的设计,综合运用了机械设计课程和 其他有关先修课程的理论,结合生产实际知识,培养分析和解决一般工程实际问题的能力,并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展。 (2) 学习机械设计的一般方法,掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。 (3) 进行机械设计基本技能的训练,如计算、绘图、熟悉和运用设计资料(手册、图册、标准和规范等)以及使用经验数据
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