机械设计课程设计二级减速器Word文档格式.docx
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生产条件:
中等规模机械厂。
可加工七到八级齿轮及涡轮
动力来源:
电力,三相交流380/220伏
输送带速度容许误差为±
5%。
3、题目数据
已知条件
题号
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8
D9
输送带拉力F(N)
1500
2200
2300
2500
2600
2800
3300
4000
4800
输送带速度v(m/s)
1.1
1.4
1.2
1.6
滚筒直径D(mm)
220
240
300
400
350
500
注:
班级成员按学号选题,本设计所选题号为D3。
4、传动方案的分析
带式输送机由电动机驱动。
电动机通过连轴器将动力传入减速器,再经联轴器将动力传至输送机滚筒,带动输送带工作。
传动系统中采用两级展开式圆柱齿轮减速器,其结构简单,但齿轮相对轴承位置不对称,因此要求轴有较大的刚度,高速级和低速级都采用直齿圆柱齿轮传动。
电动机的选择
二、电动机的选择
1、类型选择
电动机的类型根据动力源和工作条件,选用Y系列380V封闭式三相异步电动机。
2、功率选择
(1)工作机主轴所需功率
(2)电动机所需功率
电动机所需功率为:
从电动机至卷筒主动轴之间的传动装置的总效率为
查[2]表11-9:
联轴器传动效率(2个)
轴承传动效率(4对)、
,
齿轮传动效率(8级2对),
滚筒传动效率(1个)
(3)电动机额定功率
选取电动机额定功率
查[2]表20-5取
3、电动机转速选择
根据已知条件计算出工作机卷筒的转速为:
查[2]推荐二级圆柱齿轮减速器传动比为:
;
故电动机转速为:
3、电动机型号选择
符合这一范围的转速有:
、
三种,综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和减速器的传动比,选用同步转速为
的电动机作为原动机。
根据电动机类型、容量和转速,查[2]表20-5,选定电动机型号为的电动机。
主要性能如下表:
型号
额定功率
kW
满载时
额定转速
质量
转速
电流A
(380V)
效率
%
功率因数
计算传动装置的运动和动力参数
三、计算传动装置的运动和动力参数
1、传动装置的总传动比:
根据电动机的满载转速
和滚筒转速
可算出传动装置总传动比为:
2、二级圆柱齿轮减速器分配到各级传动比:
(1)高速级的传动比为:
(2)低速级的传动比为:
3、计算传动装置各轴的运动和动力参数:
(1)各轴的转速:
1轴
2轴
3轴
卷筒
(2)各轴的输出功率:
(3)各轴转矩
0轴
由以上数据得各轴运动及动力参数表:
轴名
功率
转矩
电机轴
1轴
2轴
3轴
卷筒轴
传动件设计(齿轮)
四、传动零件设计(齿轮)
1、高速级齿轮传动设计
2、低速级齿轮传动设计
3、传动齿轮主要参数表
高速级
低速级
齿数z
32
168
120
中心距a(mm)
200
228
模数m(mm)
2
3
齿宽b(mm)
60
55
85
80
分度圆直径d(mm)
64
336
96
360
轴的
设计
轴的设计
一.高速轴1的设计
载荷
水平面H
垂直面V
支反力
弯矩
总弯矩
扭矩
B中间轴2的设计
C低速轴3的设计
滚动轴承校核
连接设计
减速器润滑及密封
箱体及其附件结构设计
A箱体的结构设计
箱体采用剖分式结构,剖分面通过轴心。
下面对箱体进行具体设计。
1、确定箱体的尺寸与形状
箱体的尺寸直接影响它的刚度,首先确定合理的箱体壁厚
。
为了保证结合面连接处的局部刚度与接触刚度,箱盖与箱座连接部分都有较厚的连接壁缘,箱座底面凸缘厚度设计得更厚些。
2、合理设计肋板;
在轴承座孔与箱底接合面处设置加强肋,减少了侧壁的弯曲变形。
3、合理选择材料;
因为铸铁易切削,抗压性能好,并具有一定的吸振性,且减速器的受载不大,所以箱体可用灰铸铁制成。
4、由[2]表6-5设计减速器的具体结构尺寸见下页表格。
B附件的结构设计
1、检查孔和视孔盖
检查孔用于检查传动件的啮合情况、润滑情况、接触斑点及齿侧间隙,还可用来注入润滑油,检查要开在便于观察传动件啮合区的位置,其尺寸大小应便于检查操作。
视孔盖用铸铁制成,它和箱体之间加密封垫。
2、放油螺塞
放油孔设在箱座底面最低处,其附近留有足够的空间,以便于放容器,箱体底面向放油孔方向倾斜一点,并在其附近形成凹坑,以便于油污的汇集和排放。
放油螺塞为六角头细牙螺纹,在六角头与放油孔的接触面处加封油圈密封。
3、油标
油标用来指示油面高度,将它设置在便于检查及油面较稳定之处。
4、通气器
通气器用于通气,使箱内外气压一致,以避免由于运转时箱内温度升高,内压增大,而引起减速器润滑油的渗漏。
将通气器设置在检查孔上,其里面还有过滤网可减少灰尘进入。
5、起吊装置
起吊装置用于拆卸及搬运减速器。
减速器箱盖上设有吊孔,箱座凸缘下面设有吊耳,它们就组成了起吊装置。
6、起盖螺钉
为便于起盖,在箱盖凸缘上装设2个起盖螺钉。
拆卸箱盖时,可先拧动此螺钉顶起箱盖。
7、定位销
在箱体连接凸缘上相距较远处安置两个圆锥销,保证箱体轴承孔的加工精度与装配精度。
减速器铸造箱体的结构尺寸
名称
公式
数值(mm)
箱座壁厚
δ=0.025a+3≥8
箱盖壁厚
δ1=0.02a+3≥8
箱体凸缘厚度
箱座
b=1.5δ
箱盖
b1=1.5δ
箱座底
b2=2.5δ
加强肋厚
m≈0.85δ
m1≈0.85δ
地脚螺钉直径和数目
df=0.036a+12
轴承旁联接螺栓直径
d1=0.72df
箱盖和箱座联接螺栓直径
d2=0.6df
轴承盖螺钉直径和数目
高速轴
d3=0.4-0.5df
中间轴
低速轴
轴承盖外径D2
D2=D+5d3
观察孔盖螺钉直径
d4=0.4df
df、d1、d2
至箱外壁距离
df
C1
d1
d2
至凸缘边缘的距离
C2
大齿轮齿顶圆与内壁距离
Δ1>
1.2δ
齿轮端面与内壁距离
Δ2>
δ
外壁至轴承座端面的距离
l1=C2+C1+(5~10)
设计总结
1、分析方案优缺点
1)能满足所需的传动比;
齿轮传动能实现稳定的传动比,该减速器为满足设计要求而设计了1∶16的总传动比。
2)选用的齿轮满足强度刚度要求;
由于系统所受的载荷不大,在设计中齿轮采用了腹板式齿轮不仅能够满足强度及刚度要求,而且节省材料,降低了加工的成本。
3)轴具有足够的强度及刚度;
由于二级展开式齿轮减速器的齿轮相对轴承位置不对称,当其产生弯扭变形时,载荷在齿宽分布不均匀,因此,对轴的设计要求最高,通过了对轴长时间的精心设计,设计的轴具有较大的刚度,保证传动的稳定性。
4)箱体设计的得体;
设计减速器的具有较大尺寸的底面积及箱体轮毂,可以增加抗弯扭的惯性,有利于提高箱体的整体刚性。
5)加工工艺性能好;
设计时考虑到要尽量减少工件与刀具的调整次数,以提高加工的精度和生产率。
此外,所设计的减速器还具有形状均匀、美观,使用寿命长等优点,可以完全满足设计的要求。
6)由于经验及知识等的欠缺,设计存在诸多缺点;
设计功率、尺寸等相对方案需要的余量过大,造成成本浪费。
箱体结构庞大,重量很大。
齿轮及轴的计算校核不够精确等。
2、个人心得
相较同组成员,我提前了很久开始课程设计。
于是在起步的时候,真可谓举步维艰。
加上我们专业并未系统学习《机械设计》与《机械原理》,而只修过《机械设计基础》,这让我们在基础上就难以达到设计所需的知识水平。
当然,在设计过程中硬着头皮不断探索,着实让自己收获很多。
在借阅设计指导书的基础上,向机械专业的同学借来《机械设计》和《减速器装配图》,自己学习,帮助很大。
通过此次机械设计,我对机械零件设计步骤和设计思想,得到了充分掌握,真正地把所学到的知识初步地运用到了实践之中。
同时,也从中发现了许多知识掌握不足。
设计过程中面对各个未曾学过的问题,逐个攻破,掌握了许多新知识,还对《机械设计》有了重要的认识。
觉得虽然学校没有为我们安排《机械设计》这门课程,但对于内燃机专业的学生,我们应
该也必须学好这门课。
也因为自学时间及基础知识的有限,导致学习心得不够深刻,不能对现学的知识达到熟练的运用,这还需要在今后不断的学
习和提高。
虽然机械设计课程设计已经完成,但应当承认,我的设计的全面性还不够,考虑问题的周密性也不强,所设计的最后结果还没有达到最优效果。
这其中有多方面原因,这包括对所学或未学的知识理解不透,也包括我们对实践中的机械零件的不够了解。
课程设计让我有机会把理论和实践相结合,学会了用理论去指导实践,同时也只有通过实践检验才知道理论正确与否。
同时在这次设计中我深刻体会到机械设计发展的速度之快,在社会各领域的地位也越来越高。
因此在这方面我们应不断学习,不断更新知识,不断充实自己,这样才能适应信息时代的发展。
最后,感谢胡老师给我们《机械设计基础》的教学以及本次课程设计的指导。
同时,也非常感激一位机械电子的同学在设计过程中对自己的帮助,为我解决了很多知识欠缺的问题。
参考资料
参考文献:
[1]杨可桢,程光蕴,李仲生.机械设计基础(第5版).北京:
高等教育出版社,2006.
[2]王旭,王积森.机械设计课程设计.北京:
机械工业出版社,2003.
[3]宋宝玉,吴宗泽.机械设计课程设计指导书.北京:
[4]濮良贵,纪名刚.机械设计(第八版).北京: