单级圆柱齿轮减速器(附装配图)Word格式.docx
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四、各轴总传动比各级传动比·
6
五、V带传动设计·
8
六、齿轮传动设计·
11
七、轴的设计·
19
八、轴和键的校核·
30
九、键的设计·
32
十、减速器附件的设计·
34
十一、润滑与密封·
36
十二、设计小结·
37
十三、参考资料·
37
一、课程设计任务要求
1.用CAD设计一张减速器装配图(A0或A1)并打印出来。
2.轴、齿轮零件图各一张,共两张零件图。
3.一份课程设计说明书(电子版)并印出来
传动系统图如下:
传动简图
输送机传动装置中的一级直齿减速器。
运动简图工作条件冲击载荷,单向传动,室内工作。
三班制,使用5年,工作机速度误差±
5%。
原始数据如下:
原始数值
数据来源S3-10
输出轴功率P/kw
4.5
输出轴转速n/min
55
二、电动机的选择
计算步骤
设计计算与内容
设计结果
1、选择电动机的类型。
2、电动机输出功率Pd
3、电动机的转速
4、选定电动机的型号
按照工作要求和条件选用Y系列一般用途的全封闭自扇式冷鼠笼型三相异步电动机。
电动机输出功率
η总=η1η2η2η3η4
=0.96*0.99*0.99*0.96*0.96=0.86
故电动机输出功率Pd
Pd=P/η总=4.5/0.86=5.23kw
电动机额定功率Ped
查表20-1,得Ped=5.5kw
由表2-1,得V带传动常用传动比范围i1=2~4
单级圆柱齿轮i2=3~6,nw=55r/min
nd
=nw·
i1·
i2=330~1320r/min
在该范围内电动机的转速有:
750r/min、1000r/min,取电动机同步转速为1000r/min。
根据电动机所需的功率,并考虑电动机转速越高,总传动比越大,减速器的尺寸相应越大,所以选用Y132M2-6.额定功率5.5kw,满载转速960r/min,额定转矩2.0N/m,最大转矩2.2N/m。
电动机
Y132M2-6
输出功率
Pd=5.23kw
额定功率
Ped=5.5kw
η总=0.86
三、传动比的计算设计
1、计算总传动比
2、各级传动比分配
i总=n/nw=960/55=17.45
n为电动机满载转速,nw为输出轴转速
取V带传动的传动比i1=2,开式齿轮传动的传动比i3=3
则减速器的传动比i2=i/(i1*i2)
=2.90
四、各轴总传动比各级传动比
1、各轴转速
2、各轴输入功率
3、各轴的转矩
电动机轴为0轴,减速器高速轴为1轴,低速轴为2轴,输出轴为3轴。
n0=960r/min
n1=n0/i1=480r/min
n2=n1/i2=166r/min
n3=55r/min
P0=5.23KW
P1=P0*n1=5.23*0.96=5.02KW
P2=P1*n2*n3=5.02*0.99*0.96=4.77KW
P3=4.5KW
T0=9550*P0/n0=52.02N·
m
T1=99.88N·
T2=274.42N·
T3=781.36N·
n1=480r/min
n2=166r/min
P1=5.02KW
P2=4.77KW
T0=52.02N·
计算结果汇总如下表,以供参考
相关参数
轴
电动轴0
1轴
2轴
w卷筒轴
功P(KW)
5.23
5.02
4.77
3.8
转速n(r/min)
960
480
166
转矩T(N.m)
52.02
99.88
274.42
781.36
传动比i
2
2.90
效率
0.96
五、传动设计
1、确定设计功率PC
2、选择普通V带型号
3、确定带轮基准直径dd1、dd2。
4验证带速V
5、
确定带的基准长度Ld和实际中心距a0。
带长L0
6、
校核小带轮包角α1
7、
确定V带根数Z
8、求初拉力F0及带轮轴上的压力F0
由<
<
机械设计基础>
>
表10-7得KA=1.2
PC=KAP=1.2×
5.5=6.6KW
根据PC=6.6KW,n0=960/min。
由表10-8应选B型V带。
由课本图10-88知,小带轮基准直径的推荐值为112~140mm。
由《机械设计基础》表10-8取dd1=125mm,
dd2=dd1*n1/n2=125*960/480=250mm
按表10-8取标准直径dd2=250mm,则实际传动比i、带速V分别为:
i1=dd2/dd1=250/125=2
V=πdd1n1/60×
1000=(125×
π×
960)/(60×
1000)m/s=6.28m/s
V值在5~25m/s范围内,带速合格。
0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)
0.7(125+250)≤a0≤2(125+250)
262.5mm≤a0≤750mm
初取中心距a0=500mm
L0=2a0+(dd1+dd2)π/2+(dd2-dd1)2/4a0
=2×
500+(125+250)π/2+(250-125)2/(4×
500)
=2028.31mm
由表10-2选取基准长度Ld=2000mm
实际中心距a为
a≈a0+(La-L0)/2
=500+(2028.31-2000)/2mm=514mm
α1=180o-(dd1-dd2)/α×
57.3o
=180o-57.3o×
(4250-125)/514
=166o>120o(符合要求)
查表10-4,由线性插值法
P0=1.64+(1.93-1.64)/(1200-950)*(960-950)
=1.65kw
查表10-5,10-6,有线性插值法
△P0=0.294kw
Ka=0.968
查表10-2,得KL=0.98
V带轮的根数Z
Z=Pc/[(P0+△P0)*Ka*Ka]
=6.6/[(1.65+0.294)*0.968*0.98]
=3.6(根)
圆整得Z=4
由表10-1查得B型普通V带的每米长质量q=0.17kg/m,得单根V带的初拉力为
F0=500×
(2.5/K-1)(Pc/zv)+qv2
=500〔2.5/0.968-1)x6.6/(5x6.28)+0.17×
6.282〕
=214.6N
可得作用在轴上的压力Q为
Q=2×
F0Zsin(a1/2)
214.6×
4×
sin(1660/2)
=1700N
KA=1.2
Pc=6.6kw
dd1=125mm
dd2=250mm
i=2
V=6.28m/s
a0=500
Ld=2000mm
a≈514mm
α1=166o
P0=1.65kw
Z=4
F0
=214.6N6Y
Q=1700N
六、齿轮传动设计
根据数据:
传递功率P1=5.02KW电动机驱动,
小齿轮转速n1=480r/min,
大齿轮转速n2=166r/min,传递比i=2.90,单向运转,载荷变化不大,使用期限五年,三班制工作。
设计步骤
计算方法和内容
1、选择齿轮材料
2、确定材料许用接触应力
3、按齿轮面接触疲劳强度设计
4、几何尺寸计算
5、校核齿根弯曲疲劳强度
6、齿轮其他尺寸计算
7、选择齿轮精度等级
开式齿轮
(1)选择齿轮材料和热处理
(2)确定材料许用接触应力
(3)按齿面接触疲劳强度进行设计
(4)几何尺寸计算
(5)校核齿根弯曲疲劳强度
3、
主要尺寸计算
(6)齿轮其他尺寸计算
(7)齿轮精度等级
小齿轮选用45钢,调质处理,硬度为250HBS;
大齿轮选用45钢,调质处理,硬度为220HBS。
两齿轮齿面硬度差为30HBS,符合软齿面传动的设计要求。
查表12-6,两齿轮材料的接触疲劳极限应力分别为
Hlim1=480+0.93(HBS1-135)
=480+0.93*(250-135)=586.95MPa
Hlim2=559.05MPa
查表12-7,SHlim=1.0
[σH1]=Hlim1/SHlim=586.95/1=586.95MPa