二级减速器课程设计完整版.docx
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二级减速器课程设计完整版
1.设计任务2
2.传动系统方案的拟定2
3.电动机的选择3
3.1选择电动机的结构和类型3
3.2传动比的分配7
3.3传动系统的运动和动力参数计算7
4.减速器齿轮传动的设计计算13
4.1高速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算13
4.2低速级直齿圆柱齿轮传动的设计计算26
5.减速器轴及轴承装置的设计35
5.1轴的设计35
5.2键的选择及校核48
5.3轴承的的选择及寿命校核50
6.箱体的设计54
6.1箱体附件54
6.2铸件减速器机体结构尺寸计算表56
7.润滑和密封58
7.1润滑方式选择58
7.2密封方式选择58
参考资料目录58
计算及说明
结果
1.设计任务
1.1设计任务
设计带式输送机的传动系统,工作时有轻微冲击,输送带允许速度误差±4%,二班制,使用期限12年(每年工作日300天),连续单向运转,大修期三年,小批量生产。
1.2原始数据
滚筒圆周力:
F=900N输送带带速:
v=2.4(±4%>/5滚筒直径:
1.3工作条件
二班制,空载起动,有轻微冲击,连续单向运转,大修期三年;三相交流电源,电压为380/220Vo
2.传动系统方案的拟定
带式输送机传动系统方案如下图所示:
1-电动机J乙4联轴器;3-二级告轮减速器;5-滚筒;6-输送带
带式输送机由电动机驱动。
电动机1通过联轴器2将动力传入两
结果
级齿轮减速
计算及说明
器3,再经联轴器4将动力传至输送机滚筒5带动输送带6工作。
传动系统中采用两级展开式圆柱齿轮减速器,高速级为斜齿圆柱齿轮传动,低速级为直齿圆柱齿轮传动,高速级齿轮布置在远离转矩输入端,以减轻载荷沿齿宽分布的不均匀。
展开式减速器结构简单,但齿轮相对于轴承位置不对称,因此要求轴有较大的刚度。
3.电动机的选择
3.1选择电动机的结构和类型
按设计要求及工作条件,选用Y系列三相异步电动机,卧式封闭
结构,电压380Vo
3.1.1选择电动机的容量
根据已知条件计算,工作机所需要的有效功率
Pw=2.1
6kW
Fv
1000
900x2.4
1000
=2A6kW
传动总
效率
=0.868
0
Pr=2.4
884kW
结果
设:
!
14w——输送机滚筒轴至输送带间的传动效率;
nc——联轴器效率,哄=0.99(见《机械设计课程设计(西安交通大
学出版社)》表3—1);
电一闭式圆柱齿轮传动效率,ng=0.98(同上);
Hb——滚动轴承(一对球轴承),班=0.99(同上);Hey——输送机滚筒效率,ncy=0.96侗上)。
估算传动装置的总效率
□=ggaw小2
式中%="c=0.99
〃口==0.99x0.98=0.9702
〃23=〃屛=099x0.98=0.9702
〃34=Jlbflc=099x0.99=0.9801
f]4w=f]bf]ey=0.99x0.96=0.9504
传动系统效率
"二弘如仏“口仏-0.99x0.9702x0.9702x0.9801x0.9504=0.8680
工作机所需要电动机功率P严十=24884kW
计算及说明
选择电动机容量时应保证电动机的额定功率Pm等于或大于工作
Pm=3k
机所需的电动机动率Pg因工作时存在轻微冲击,电动机额定功率
W
Pm要大于Pr。
由《机械设计课程设计(西安交通大学出版社)》表
3-2所列Y系列三相异步电动机技术数据中可以确定,满足选Plu
A巳条件的电动机额定功率Pxh应取为
3kWo
3.1.2确定电动机转速
由已知条件计算滚筒工作转速
V
2.4x60
nw
—inioir/mn
“一1i.yi//linn
M
7vd3.14x450x10^
传动系统总传动比
由《机械设计(高等教育出版社)》表18-1查得,展开式两级
圆柱齿轮减速器推荐传动比范围为i=8~60,故电动机转速的可选范
围为
5
==(8^60)x101.91=815.28〜6114.6厂/min
由《机械设计课程设计(西安交通大学出版社)》表3-2可以查
电动机
得电动机数据如下表:
Y100L2
方案
电动机型
额定功率(kw)
满载转速
总传动比
-4型
号
(r/min)
1
Y100L-2
3
2880
28.26
电动机
2
Y100L2-4
3
1440
14.13
转速
3
Y132S-6
3
960
9.42
nlu=144
通过对以上方案比较可以看出:
0
r/min
总传动
比
i=14.13
结果
方案1选用的电动机转速最高、尺寸最小、重量最低、价格最低,总传动比为28.26O但总传动比最大,传动系统(减速器)尺寸大,成本提高。
方案2选用的电动机转速中等、质量较轻、价格较低,总传动比为14.13o传动系统(减速器)尺寸适中。
方案3选用的电动机转速最低、质量最重、价格高,总传动比为9.42。
对于展开式两级减速器(i=8~60)综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素,为使传动装置结构紧凑,选用方案2比较合理。
Y100L2-4型三相异步电动机的额定功率Pm=3kw,满载转速
nlu=1440r/mino由《机械设计课程设计(西安交通大学出版社)》表3—3电动机的安装及外型尺寸(单位mm)如下:
计算及说明
A
B
C
D
E
F
G
H
K
A
B
A
C
A
D
H
D
B
B
L
1
1
6
28+0.0
6
8
2
10
1
20
20
18
24
17
38
6
4
3
09
0
4
0
2
5
5
0
5
0
0
0
0
-0.00
4
查得电动机电动机基本参数如下:
中心高//=100mm,
轴伸出部分用于装联轴器轴端的直径D=28(1^)mm,
轴伸出部分长度£=60mmo
3.2传动比的分配
带式输送机传动系统的总传动比i=14.13
由传动系统方案可知
i(n二.=1
因此,两级圆柱齿轮减速器的总传动比
为便于两级圆柱齿轮减速器采用浸油润滑,当两级齿轮的配对材料相同、齿面硬度HESW350,、齿宽系数相等时,考虑齿面接触强
度接近相等的条件,取高速级传动比
4.286
匚二3.297
/12==71.3x28.26=4.286
低速级传动比
k_14.13
「4.286
=3.297
传动系统各传动比分别为
/01=1/12=4.286=3.297f34=l
3.3传动系统的运动和动力参数计算
取电动机轴为0轴,减速器高速轴为1轴、中速轴为2轴、低速轴3轴,带式输送机滚筒轴为4轴。
各轴的转速如下
n0=nm=1440r/min
n01440ly1.n.•
nA=—==1440r/min
,0l1
41440•
n.=—==336厂/min
2z124.286
计算及说明
结果
叫336
後二亠二=102/7min
/;33.297
/?
4=-^-=—=102/7min
G1
计算出各轴的输入功率
P()=Pr=2A884kW
£=叽=2.4884x0.99=2.4635RW
P2=切2=2.4635x0.9702=2.390MW
R=Pm=2.3901x0.9702=2.3189kW
P4=P皿=23189x0.9801=2,2728kW
计算出各轴的输入转矩
p74X84
71=9550^=9550x-——=16.50N•m
0t?
01440
7]=T0i0i7]0l=16.50xlx0.99=16.347V•加
T2=几2%=16.34x4.286x0.9702=67.95N•加£=可心处=67.95X3.297X0.9702=217.36W•加7;=Tj皿=217.36x1x0.9801=213.03N•m运动和动力参数的计算结果如下表格所示:
轴号
电动机
两级圆柱齿轮减速器
工作机
0轴
1轴
2轴
3轴
4轴
转速n(r/min)
1440
1440
336
102
102
功率P(Kw)
2.4884
2.46
2.390
2.318
2.272
35
1
9
8
转矩T(N>m)
16.50
16.3
4
67.95
217.3
6
213.0
3
两轴联接、传动
件
齿轮
齿轮
联轴器
传动比i
1
4.286
3.297
1
传动效率I!
0.99
0.970
2
0.970
2
0.9801
(注:
除了电动机轴的转矩为输出转矩外,其余各轴的转矩为输
入转矩。
)
计算及说明
结果
4・减速器齿轮传动的设计计算
4.1高速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算
1、初选精度等级、材料及齿数
(1)材料及热处理:
选择小齿轮材料40Cr(调质),齿面硬度280HBS,大齿轮材料为45钢(调质),齿面硬度240HES。
a=20
(2)齿轮精度:
7级
⑶初选小齿轮齿数zi=24,大齿轮齿数z2=103
(4)初选螺旋角p=14°
⑸压力角a=20°
2、按齿面接触疲劳强度设计
⑴•由《机械设计•(高等教育出版社第九版)》式(10-24)试算小
齿轮分度圆直径,即
0厶乙勺丫
确定公式中的各参数值。
试选载荷系数KHt=1.0o
由式(10-23)可得螺旋角系数Zp。
Zq=Jcos0=Vcosl4°=0.985
计算小齿轮传递的转矩:
t9.55x10学9.55xl06x2.4635tAQ/1in4Mr===1.634x10/V・nun
叫1440
由图10-20查取区域系数Zh=2.433。
由表10-7选取齿宽系数%"。
由表10-5查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPa,/2。
由式(10-21)计算接触疲劳强度用重合度系数厶
a,=arctanftanan/cos0)=arctan(tan20/cos14)=20.562
a.itl=arccos[Z[cosy/(召+2limcos0)]=arccos[24xcos20.562/(24+2x1xcos14)]=29.974at2=arccos[z2cosaf/(z2+2/i*,cos/?
)]=