机械课程答辩ppt-直齿圆柱齿轮减速器设计

一级直齿圆柱齿轮减速器设计,学 校：忻州职业技术学院指导教师：刘振华设 计 者：张俊平、程凯雷 班 级：10机制,一、设计目的,二、设计数据,三、传动方案确定,四、电动机的选择及传动比的确定,五、运动参数及动参数计算,六、皮带传动设计,七、齿轮传动设计计算,八、低速轴的计算,九、高速轴的计算,十、键选择及其校核,十一、轴承校核,十二、联轴器选择,十三、润滑与密封,十四、小结,播种一种行为，收获一种习惯；播种一种习惯，收获一种性格；播种一种性格，收获一种命运。,目 录,一.设计目的1.通过课程设计使学生综合运用机械设计基础课程及其他相关的先修课程知识，起到巩固、加强、融汇及扩展有关机械设计方面知识得作用。2.通过课程设计的实践，培养学生分析和解决工程实际问题的能力，使学生掌握机械零件、机械传动装置或简单机械的基本设计方法和步骤，初步培养学生独立分析、解决设计工程设计问题的能力，树立正确的设计思想，为以后设计工作打下良好的基础。3.提高学生的有关设计能力、绘图能力、计算机辅助设计能力以及计算机应用能力，使学生能够熟练的应用设计资料，熟悉有关标准、规范、经验估算等机械设计的基本知识。,目录,二.设计数据1.工作条件：运输机连续工作，单向运转载荷变化不大，空载启动。减速器小批量生产，卷筒不包括其轴承效率为97%，运输带允许速度误差为5%。2.原始数据：拉力1.4KN 带速1.55m/s 滚筒直径250mm 每日工作时数16h 传动工作年限10,目录,三.传动方案确定,机器由原动机（电动机)和工作装置组成。传动装置用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。,目录,本设计采用两级，第一级为带传动，第二级为单级直齿圆柱齿轮传动。带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护能力，还可缓和冲击和振动故布置在高速级以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。齿轮传动效率高，适用功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中采用最为广泛的机构之一。本设计采用的是单级直齿圆柱齿轮传动。,目录,四.电动机的选择及传动比的确定,1.工作机所需的电动机输出功率Pd=Fv/1000总=2.5kw（带传动、轴承、齿轮、联轴器、滚筒、滚筒轴承）（设计手册P10表2-3）注意：轴承效率通常指一对轴承而言、范围值一般取中间,2.电动机转速：n滚筒=60*1000V/D=118.41r/min、I总=(2-4)*(3-5)=6-20（设计手册表2-2） n电机= n滚筒* I总=710-2368.2r/min,目录,3.选择型号：根据转速范围及功率查设计手册表14-1.选YB23-6，功率：3kw；转速960r/min;额定转矩2.0Nm注意：综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和价格，做到经济实惠、转速适当（影响后续计算：太大时传动比太大、结构大）,4.分配传动比：各级传动比应在推介值范围内部不超过最大值、一般应使带传动的传动比小于齿轮传动 I带=2 I齿=4.055注意：合理分配传动比避免不合理造成传动件之间相互影响。如图,目录,五、运动参数及动参数计算,1、各轴转速计算：Nn=N(n-1)/I 校核运输带速：（NII-N滚筒）/N滚筒5%2、各轴功率：Pn=P(n-1)*3、计算各轴转矩：Tn=9550*(Pn/Nn-1)4、整理如下：,目录,六、皮带传动设计,1、计算设计功率Pc=Ka*Pd=3kw注意：正确确定工况系数Ka,2、选择带型：根据Pc及Nd，正确读普通V带选型图选取带型A型带,3、选取带轮基准直径：由表8-10选带轮直径系列值Dd1=100mm， 计算大带轮直径选标准值200mm注意：带轮基准直径越小，带传动越紧凑，但带内弯曲应力越大，导致带的疲劳强度下降，传动效率下降。所以应合理选择，一般DDmin并取标准,4、验算带速：V=(Dd1*Nd)/60*1000=5.03m/s注意：带速应在525m/s范围内.当在1020m/s时传动效能可得充分利用。带速不能太高，否则离心力太大，带易疲劳损坏。太低，有效拉力过大，带根数会太多,目录,5、确定中心距及带的基准长度：初选中心距a0=300mm注意：0.7（Dd1+Dd2)a0 (Dd1+Dd2)由公式8-9计算带长并由表8-11选基准长度1100mm，然后计算实际中心距a=311mm,6、确定小带轮包角，包角应大于120度（不满足可适当增加中心距或减小带轮直径差）,7、由表查得V带额定功率、额定功率增量、包角系数、长度系数，然后由公式8-11计算带根数Z=4。带数不宜太大，应根据所选带型定不宜超过此带最多使用数，若太大需重算避免引起各带受力不均,8、确定初拉力：由公式8-12计算普通V带的初拉力F0=123.76注意：初拉力过小，带传动的传动能力小，易出现打滑；初拉力过大，则带的寿命低，对轴及轴承的压力大。,9、确定压轴力:由公式8-13计算Fq=977.3N,目录,目录,目录,七、齿轮传动设计计算,1、选择齿轮材料及精度等级：查表10-6选择齿轮材料为：小齿轮45钢调质，硬度217255HBS；大齿轮45钢正火，硬度为167205HBS。由表10-7选8级精度，要求齿面粗糙度Ra3.26.1,2、确定设计准则由于为闭式齿轮传动，且两齿轮均为硬度HBS小于350的软齿面，齿面点蚀为主要失效形式。应先按齿面接触疲劳强度进行设计计算，然后再按弯曲疲劳强度校核齿根的弯曲强度。,3、按齿面接触疲劳强度设计(1)转矩；前面已算出（2）载荷系数：查表10-8为1-1.2取1.1（3）齿数Z和齿宽系数确定,目录,定齿数最小为24并控制传动比误差在0.5%内,Z1=27、Z2=110；因是单级圆柱齿轮为对称布置，而齿轮表面又为软齿面，其值在0.8-1.4之间，取1（4）许用接触应力及小齿轮直径估算D1 45.47mm（5）模数：根据小齿轮估算直径及齿数确定模数，取标准模数m=2,4、主要尺寸计算：根据模数及齿数计算主要尺寸D1=54mm D2=220mm b2=54mm b1=60mm(小齿轮比大齿轮宽5-6mm),5、按齿根弯曲疲劳强度校核：若齿根弯曲疲劳应力小于需用应力则合格，反之不合格需重新选用材料进行计算。,6、验算齿轮圆周速度：v=1.36m/s，查表10-7知选8级精度合适7、计算齿轮所有尺寸并绘制零件图：若200mmDa2500mm则采用腹板式结构。如图：,目录,目录,八、低速轴的计算,1、选择轴材料确定许用应力：此减速器传递的功率属中小功率对材料无特殊要求，故选45钢并调质处理。许用弯曲应力值为60MPa 。,2、按扭转强度估算直径；由表12-6查C为107-118；按式12-2计算D 28.6831.62；联轴器需键槽故加大3%5%为29.5433.20；依照设计说明查联轴器标准孔径为30,3、设计轴结构并确定轴上零件固定方式,目录,4、确定各轴段直径：D1=30;D2=35;D3=40;D4=50;D5=47;D6=35注意：（一）非定位轴肩h=12mm（二）定位轴肩【1定位标准件h=(0.070.1)dmm2定位非标准件h=R(C)+(0.52)mm,5、确定各轴段长度L1=50;L2=75;L3=50;L4+5=20;L6=17注意：LI时为半联轴器长度减510；L2时齿轮端面距箱体内壁为1015，滚动轴承端面距箱体内壁35，联轴器到轴承盖端面为1030,6、按弯扭合成强度校核轴径注意：认真分析轴上受力情况然后进行计算，做到不漏算不错算。若计算值在许用值内则合格若不在不合格需修改轴结构或重新选择材料再进行计算。,7、作轴零件图及弯扭图如下：,目录,水平,垂直,合成,转矩,当量,目录,低速轴,目录,九、高速轴计算,高速轴计算过程与低速轴相仿，但需注意的是若小齿轮尺寸太小需将高速轴作成齿轮轴D1=20;D2=25;D4=31;D5=25;L1=65;L2=75;L3=50;L4=20;L5=15,齿轮轴,目录,十、键选择及校核计算,根据键所在轴径段直径在设计手册表15-9选择键并确定尺寸，键的长度一般按轮毂宽度定，要求键比轮毂略短510mm，且符合长度系列值。选A型键：低速轴与联轴器：b=8 h=7 l=40低速轴与大齿轮：b=12 h=8 l=40高速轴与带轮： b=6 h=6 l=50,校核强度：4000T/dhl，若计算值在许用值内则合格，反之重新选,目录,十一、轴承校核,低速轴 6207 Fr=306.99N NII=118.37r/min 高速轴 6205 Fr=321.8N NI=480r/min设计轴承要求使用10年，每年按260天算，16小时工作制，则总工作时间为41600h,校核时按静强度计算，若计算值在许用值内则合格。,目录,十二、联轴器选择,查表19-1得，工作情况系数为1.3，依照低速轴转矩计算联轴器转矩。查设计手册选取凸缘联轴器GY5 许用转矩为400N*m，许用转速5500r/min，允许的轴孔直径在3058间，合适,目录,十三、润滑与密封,1、齿轮的润滑采用滑油润滑，由于单级圆柱齿轮减速器，V20，漫油深度h约为1各齿高，但不小于10毫米，所以漫游高度约为25毫米。2、润滑油的选择齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用GBG43-89全损耗系统用油L-AV15润滑油。3、滚动轴承的润滑考虑到滚动轴承采用与齿轮用同种润滑油，故宜开设油沟，飞溅润滑4、密封方法的选择选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。密封圈型号按所装配轴的直径确定为GB-T HT150轴承盖结构尺寸按共定位的轴承外径确定。,目录,目录,十四、小结,毕业设计是对我们所学知识以及分析解决问题能力的一次综合考核，也是对我们设计计算、绘图、查阅手册等基本技能能力的训练，培养我们综合运用所学知识、独立分析问题的能力，为我们以后踏上工作岗位打下良好的基础。 本次设计中，一路磕磕碰碰，但总算通过自己努力与各位老师以及