完整版一级闭式圆柱齿轮减速器 机械毕业课程设计文档格式.docx
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三、设计方案
1-电动机2-联轴器3-一级圆柱齿轮减速器
4-开式齿轮传动5-卷筒6-运输带
数据组编号_A4__运输带卷筒所需功率P(KW)_3.5__运输带卷筒工作转速n(rmin)_76__卷筒中心高H(mm)_300__
四、设计数据
五、设计任务
①减速器装配图1张(A1图纸);
②零件工作图2张(大齿轮、轴,A3图纸);
③设计计算说明书1份,6000~8000字。
说明书内容应包括:
拟定机械系统方案,进行机构运动和动力分析,选择电动机,进行传动装置运动动力学参数计算,传动零件设计,轴承寿命计算、轴(许用应力法和安全系数法)、键的强度校核,联轴器的选择、设计总结、参考文献、设计小结等内容。
六、设计进度
1、第一阶段:
总体计算和传动件参数计算
2、第二阶段:
轴与轴系零件的设计
3、第三阶段:
轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制
4、第四阶段:
装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写
设计计算依据和过程
传动方案的拟定及说明
合理的传动方案首先应满足工作机的性能(例如传递功率、转速及运动方式)的要求。
。
另外,还要与工作重要条件(例如工作环境。
工作场地、工作时间)相适应。
同时还要求工作可靠,结构简单,尺寸紧湊,传动效率高,使用维护方便,工艺性和经济性。
合理安排和布置传动顺序是拟定传动方案中的另外一个重要环节
由题目所知传动机构类型为:
一级闭式圆柱齿轮减速器。
故只要对本传动机构进行分析论证。
本传动机构的特点是:
成本较低,减速器横向尺寸较小,两大吃论浸油深度可以大致相同。
结构较简单,中心距较小,两轴的径向尺寸相对较大。
第一部分电动机选择
1.电动机类型的选择:
Y系列(IP44)封闭式三相异步电动机
2.确定电动机的功率和型号
:
联轴器效率
圆柱齿轮传动效率
开式齿轮传动效率
滚动轴承传动效率(一对)
传动卷筒效率
由参考书《机械设计课程设计》王积森,王旭,
表11-9查得:
=0.99(齿式联轴器),=0.98(7级精度),=0.95,
=0.99(球轴承),=0.96
(1)传动装置的总效率:
η=........
=0.99×
0.99×
0.98×
0.95
×
0.96
=0.841
(2)计算电动机所需功率
=Pη=3.50.841=4.16KW
(3)确定电动机额定功率
=(1~1.3)=(1~1.3)×
4.16=4.16~5.408KW
选择电动机的额定功率=5.5kw
(4)确定电动机转速
按参考书《机械设计课程设计》表11-9
推荐的传动比合理范围,取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围=3~5。
取V带传动比=2~4,则总传动比理时范围为=6~20。
故电动机转速的可选范围为:
=×
n筒=(6~20)×
76=456~1520rmin
符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500rmin。
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,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=1000rmin。
(5)确定电动机型号
由所选的电动机的类型,结构,容量和同步转速n查参考书1表18-3确定电动机型号为Y132M2-6
其主要性能:
额定功率:
5.5KW,满载转速960rmin。
电动机具体参数如下:
电机
型号
功率PkW
满载转速n
rmin
电流A
效率
(%)
功率因素
额定转矩
N·
m
堵转电流A
堵转转矩
最大转矩N·
净重
Kg
Y132M2-6
5.5
960
12.6
85.3
0.78
2.0
6.5
81
具体外型尺寸见参考书《机械设计课程设计》,p352表20-6
第二部分计算传动装置的运动和动力参数计算
1.计算总传动比及分配各级的传动比
(1)总传动比:
==96076=12.63
(2)分配各级传动比
=.,取=3.5,==12.633.5=3.61
2.计算传动装置的运动参数及动力参数
(1)各轴转速
轴1:
=n=960rmin
轴2:
==9603.5=274.3rmin
轴3:
==374.33.61=76rmin
卷筒轴:
==76rmin
(2)各轴功率
==4.16×
0.99=4.118kW
=.=4.0790.98×
0.99=3.955kW
==3.955×
0.95×
0.99=3.720kW
卷筒轴:
==3.7200.990.99=3.646kW
(3)计算各轴转矩(N•;
m)
T1=9550×
=9550×
4.118960=40.97N•m
T2=9550×
3.955274.3=137.70N•m
T3=9550×
3.720576=467.45N•m
T4=9550×
3.64676=458.15N•m
将运动和动力参数计算结果进行整理并列于下表:
参数
轴名
电动机轴
轴1
轴2
轴3
卷筒轴
转速nr·
min
274.3
76
4.16
4.118
3.918
3.685
3.611
转矩TN·
m
40.97
137.70
467.75
458.15
传动比i
1
3.5
3.61
效率η
0.99
0.96
0.94
0.98
第三部分传动零件的设计计算
——齿轮设计及结构说明
以高速级齿轮传动为基准进行两对齿轮选择和校核设计
已知:
传递功率=4.118kw,=960rmin,
=3.5,=40.97N·
选择齿轮材料,热处理,齿面硬度,精度等级及齿数:
一、大小齿轮均采用硬齿面
小齿轮:
45钢表面淬火齿面硬度50HRC
大齿轮:
45钢表面淬火齿面硬度50HRC
由教材《机械设计基础》表11—1,取:
接触疲劳强度极限和弯曲疲劳强度极限
=1150Mpa,=700Mpa;
=1120Mpa,=680Mpa.
安全系数=1.2,=1.4
==11501.2=958.3Mpa
==11201.2=933.3Mpa
==7001.4=500Mpa
==6801.4=485.7Mpa
由于选用闭式硬齿面传动,因此,采用弯曲疲劳强度设计,接触疲劳强度校核的设计方法。
二、.按齿面弯曲疲劳强度设计
(1)选载荷系数K
由原动机为电动机,工作机为带式输送机,载荷平稳,齿轮在两轴承间对称布置。
查教材《机械设计基础》表11—3取K=1.1
(2)计算齿数比u
u===960274.3=3.5
(3)查教材《机械设计基础》表11—6
选择齿宽系数=0.8
(4)初选螺旋角=
(5)齿数
取=20,则=3.5×
20=70
(6)齿形系数
==22.19,==77.67
查教材《机械设计基础》图11--8和11--9,
齿形系数=2.85,=1.58;
=2.23,=1.76
=2.85×
1.58500=0.0091
=2.23×
1.76485.7=0.00808
因为>
故应对小齿轮进行弯曲强度计算。
(7)法向模数
=
=1.33mm
由表4—1并结合实际情况,取=2mm
三.按齿面接触疲劳强度校核
查教材《机械设计基础》公式11—8,
=188×
2.5×
=623.48Mpa<
=958.3Mpa
所以,齿轮符合安全要求。
四.计算圆周转速v并选择齿轮精度
v=
=3.14×
42.22×
960(60×
1000)=2.122ms
查教材《机械设计基础》表11—2,可知选用8级精度是合宜的。
五.计算齿轮的主要几何尺寸
法向模数:
=2mm
端面模数:
==2=2.11
确定螺旋角=arccos[(+)2a]=
螺旋角=
中心距a=(+)2cos=93.175mm
取a=95mm
齿轮宽度==33.78mm
取=40mm,=35mm
齿轮分度圆直径:
=cos=2×
20=42.22mm
=cos=2×
70=147.78mm
齿顶高:
===1×
2=2
齿根高:
=(+)m=(1+0.25)=1.25=2.5mm
全齿高:
顶隙:
齿顶圆直径:
=+2=+2=42.22+2×
2=46.22mm
=+2=+2=147.48+2×
2=151.48mm
齿根圆直径:
=-2=42.22-2×
2.5=37.22mm
=-2=147.48-2×
2.5=142.78mm
法面齿距:
=6.283mm
端面齿距:
=6.632mm
六.齿轮的结构设计
小齿轮采用齿轮轴结构,大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构
大齿轮的有关尺寸计算尺寸如下:
轴孔直径d=50mm
轮毂直径=1.6d=1.6×
50=80mm
轮毂长度L==35mm
轮缘厚度=(3~4)=6~8mm取=8mm
轮缘内径=-2h-2=151.48-2×
4.5-2×
8=126.48mm
取=126mm
腹板厚度c=0.4=0.4×
35=14mm取c=15mm
腹板中心直径=0.5(+)=0.5×
(126+80)=103mm
腹板孔直径=0.25(-)=0.25(126-80)=11.5mm
取=12mm
齿轮倒角n=0.5=0.5×
2=1mm
齿轮工作图如图:
第四部分轴的设计计算及校核
一.轴的选材及其许用应力
选45号钢,调质处理,HB217~255,
强度极限=650Mpa,屈服极限=360Mpa,弯曲疲劳极限=300Mpa
二.按扭矩估算最小直径
1.主动轴
查教