一级减速器设计说明书附装配图和零件图.docx
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一级减速器设计说明书附装配图和零件图
设计说明书
2015-2016学年第1学期
学院:
专业:
机械设计制造及其自动化
学生姓名:
学号:
课程设计题目:
带式传动机的传动系统设计
指导教师:
日期:
2015-12-31
一、设计任务..........................................…………….……………………………2
二、电动机的选择….................……………………………..................…………2
三、分配传动比…….…………………..............................................…………3
四、V带设计…………………………….................................................………3
五、直齿圆柱齿轮传动的设计计算……………....................…………………5
六、高速轴的设计计算……………………………………......................…….……9
七、低速轴的设计计算…..…………………....................................….…….12
八、减速器铸造箱体的主要结构尺寸设计………..…………………….………14
九、轴承的润滑………………………….........………………………….…………….16
十、减速器的密封…………………………..........……………………………………….16
十一、齿轮的润滑……………………………………………………………………………16
十二、设计心得……………………………………....………………………………………16
十二、参考文献………………....……………………………………………………………17
十三、图………………....………………………………………………………………………17
一、设计任务
1、设计题目
带式输送机的传动系统设计(第一组):
原始数据:
滚筒圆周力F=4KN;带速V=1.5m/s;滚筒直径D=320mm;
工作条件:
(1)二班制:
即每天16小时
(2)要求连续工作8年,每年按300天计算
(3)工作温度正常,有粉尘
(4)单向运转,不均匀载荷,中的冲击,空载启动。
2、设计步骤
1.传动装置总体设计方案
2.电动机的选择
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比
4.计算传动装置的运动和动力参数
5.普通V带设计计算
6.减速器内部传动设计计算
7.传动轴的设计
8.滚动轴承校核
9.键联接设计
10.联轴器设计
11.润滑密封设计
12.箱体结构的设计
计算过程及其说明
计算结果
二、电动机的选择
1、电动机类型和结构的选择:
选择Y系列三相异步电动机,此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机,其结构简单,工作可靠,价格低廉,维护方便,适用于不易燃,不易爆,无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。
2、电动机功率选择:
1)查简明机械设计手册P7表1-13
η1:
V带传动效率
η2:
圆柱齿轮传动效率
η3:
齿轮传动滚动轴承(一对)效率
η4:
联轴器效率
η5:
滚筒轴承
η6:
(滚筒)平摩擦传动
P输出=FV/1000=6KW
η总=η1·η2·η3·η4·η5·η6
=0.96×0.98×0.98×0.97×0.98×0.92=0.81
2)电动机输入功率
P输入=P输出/η=7.41kW
3、确定电动机转速:
1)滚筒移速n滚=60v·1000/πd=90r/min
2)电动机转速
根据表1-14可得
iV带=2~4
i减速机=4~6
∴i总=8~24
n电动机=n滚·i总=720~2160r/min
4、综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器传动比,选定电动机型号为选择Y160L-8型号的电动机。
三、分配传动比
1)根据Y160L-8型号电机可得
n=720r/min
2)实际传动比
i总=n电动机/n滚筒=8
3)分配传动比在满足i齿轮≥iV带的前提下
取i带=2.67i齿轮=3
4)计算各级转速
齿轮轴1转速
iV带=n电动机/N1
N1=270r/min
滚筒轴2转速
i齿轮=n1/n2
N2=90r/min=n滚筒
5)计算各级功率
齿轮轴功率
P1=P输入·η1=7.5Kw·0.96=7.2Kw
滚筒轴功率
P2=P1·η3·η2=7.2·0.98·0.98=6.91Kw
6)计算各级转矩
齿轮轴转矩
T1=9550·P1/n1=9550·7.2/270=254.67N·m
滚筒轴转矩
T2=9550·P2/n2=9550·6.91/90=733.23N·m
四、V带设计
1、确定计算功率Pca
Pca=KA·P=1.2×7.5kw=9kw
KA:
工作情况系数,见机械设计表8-8
n电动机=720r/min
2、根据V带轮的基准直径系列选择B型V带
3、确定带轮的基准直径dd并验算带速v
1)查机械设计表8-7和8-9小带轮直径dd1=140mm
2)验算带速
V=πdd1·n/60·1000=5.277m/s
因为5m/s≤5.277m/s≤25m/s所以带速合适。
3计算大带轮的基准直径
dd2=idd1=2.67×140=373.8mm
根据表8-9,取标准值为dd2=355mm
4、确定V带的中心距a0和基准长度Ld
1)0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)
688.25≤a0≤990
取初选的带传动中心距a0=670mm
2)Ld0≈2a0+π/2(dd1+dd2)+(dd1-dd2)²/4a0=2134.788
根据课本P146表8-2得Ld=2200
3)计算中心距a及其变化范围
a≈a0+Ld-Ld0/2=702.60
amin=a-0.015Ld=669.6
amax=a+0.03Ld=768.6
5、验算小齿轮上的包角α1
α1=180°-(dd2-dd1)57.3°/a=162.46°≥120°
6、确定带的根数Z
Z=Pca/Pr=Kca/(P0+∆P0)KαKL=4.81
P0:
单根普通V带的基本额定功率
∆P0:
单根普通V带额定功率的增量
Kα:
包角修正系数见机械设计表8-6
kL:
修正系数见机械设计表8-2
∴z带根齿数取5根
7、确定初拉力F0
F0=500(2.5-Kα)Pca/kα2v+qv²
V带单位长度的质量见机械设计表8-3
Kα=0.95q=0.170F0=283.09N
8、计算压力轴Fp
Fp=2zF0sinα1/2=2796.04N
9、带轮结构设计(见机械设计图8-14)
根据电动机Y1601—8型号可得电动机轴径D0=42mm
1)小带轮结构
采用实心式D=d=42
L=(1.5~2)d=63~84mm
d=35mm
d1=(1.8~2)取d1=70
2)大带轮结构
采用轮幅式带轮
Dd=355za=4
L=(1.5~2)d=52.5~70mm
b﹤1.5d
L=B=70mm
h1=290³√(p/nza)=54.58mm
H2=0.8h1=43.66mm
B1=0.4h1=21.832
B2=0.86=17.4656
五、直齿圆柱齿轮传动的设计计算
1.
(1)按图选用直齿圆柱齿轮传动压力角取20º
(2)参考课本表10—6选用8级精度
(3)材料选择:
选择小齿轮材料为45钢(调质),大齿轮材料为45钢(正火)。
(4)选择小齿轮齿数Z1=20
大齿轮齿数Z2=iZ=3·20=60
2、按齿面接触疲劳强度设计
(1)d1t≥3√[(2kht/Φd)·(u+1/u)·(ZH·ZE·ZΣ/[σH])2]
I=u
1)确定公式中的参数值
①试选Kht=1.3
②转矩T1=254.67N·m
③由课本P206表10—7得Φd=1
④由课本P203图10—20得ZH=2.5
⑤由课本P202表10—5得ZE=189.8MPa
⑥计算接触疲劳强度重合度系数ZΣ
αa1=arccos[Z1·cosα/(Z1+2ha)]
=arccos[20·cos20/(20+2)]
=31.32°
αa2=arccos[Z2·cosα/(Z2+2ha*)]
=arccos[60·cos20º/(20+2)]
=24.58°
Σα=[Z1(tanα1-tanα’)+Z2(tanα2-tanα’)]/2π
=1.671
ZΣ=√[(4-Σα)/3]=0.881
⑦由课本P图10—25dc得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为σHlim1=570MPaσHlim2=530MPa
由图10—23查去接触疲劳寿命系数
KNH1=1KNH2=1.1
取失效概率为1%
安全系数S=1
[σH]1=KNH1·σLim=570MPa
[σH]2=KNH2·σLim=583MPa
取[σH]1和[σH]2中的最小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力
[σH]1=[σH]2=570MPa
2)试计算小齿轮分度圆直径
d1t=[(2·1.3·254.67·1000/1)·(3+1)/3·(2.5·189.8·0.881/570)2](1/3)=78.0172mm
(2)调整小齿轮分度圆直径
1)计算实际载荷前的数据准备
①圆周速度v
V=πd1t·n1/(60·1000)=1.102m/s
②齿宽b
b=Φdd1t=78.017mm
2)计算实际载荷系数KH
①由机械设计表10—2的KA=1.5
②根据v,8级精度的Kv=1.05
③齿轮圆周力Ft1=2T1/d1t
=2×254.67×1000/78.017
=6528N
KAFt1/b=1.5×6528/18.017=125.51>100N/mm
查表10—4得8级精度,小齿轮相对支撑对称布置
KHβ=1.355
∴KH=KA·KV·KHα·KHβ
=1.5×1.05×1.1×1.355=2.35
3)、分度圆直径
d1=d1t3√(KH/KHt)=78.107×3√(2.35/1.3)=95.30mm
m=d1/z1=95.3/20=4.765
3、按齿根弯曲疲劳强度计算
(1)mt≥3√[2KFt·T1·YΣ/(Φd·z1·z1)·(YFa·Ysa/[σF]]
1)确定公式中的参数值
①试选KFt=1.3
②计算弯曲疲劳强度重合度系数
YΣ=0.25+0.75/Σa
=0.25+0.75/1.67
=0.699
③计算YFa·Ysa/[σF]
由机械设计图10-17得YFa1=2.80YFa2=2.20
由机械设计图10-18得Ysa1=1.55Ysa2=1.78
由机械设计图10-24c得σSlim1=370MPa
由机械设计图10-22得KFN1=0.88KFN2=0.9
取弯曲疲劳安全系数S=1.1
[σF]1=KFN1·σHlim1/S=0.88×370/1.1=296MPa
[σF]2=KFN2·σHlim2/S=0.9×330/1.1=27