一级齿轮减速器课程设计说明书.docx
《一级齿轮减速器课程设计说明书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《一级齿轮减速器课程设计说明书.docx(43页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
一级齿轮减速器课程设计说明书
(此文档为word格式,下载后您可任意编辑修改!
)
机械设计课程设计计算说明书
设计题目减速器的设计
专业农业机械化及其自动化
设计人
设计要求:
含有单级圆柱齿轮减速器及带传动的传动系统
运输带工作拉力F=2300N
运输带工作速度v=1.1ms
卷筒直径D=250mm
一、运动参数的计算………………………………………4
二、带传动的设计………………………………………6
三、齿轮的设计…………………………………………8
四、轴的设计……………………………………………12
五、齿轮结构设计…………………………………………18
六、轴承的选择及计算……………………………………19
七、键连接的选择和校核…………………………………23
八、联轴器的选择………………………………………24
九、箱体结构的设计……………………………………24
一十、润滑密封设计…………………………………………26
一.运动参数的计算
1.电动机的选型
1)电动机类型的选择
按工作要求选择Y系列三相异步电机,电压为380V。
2)电动机功率的选择
滚筒转速:
负载功率:
KW
电动机所需的功率为:
(其中:
为电动机功率,为负载功率,为总效率。
)
为了计算电动机所需功率,先确定从电动机到工作机只见得总效率,设、、、分别为V带传动、闭式齿轮传动(齿轮精度为8级)、滚动轴承和联轴器的效率
查《机械设计课程设计》表2-2得=0.95=0.97=0.99=0.99
折算到电动机的功率为:
选取额定功率未3kw
3)电动机转速的选择
选择常用的同步转速为1500rmin和1000rmin。
4)电动机型号的选择
电动机型号
额定功率
同步转速
满载转速
总传动比
轴外伸轴径
轴外伸长度
Y100L2-4
3.0kw
1500rmin
1430rmin
17.02
28mm
60mm
Y132S-6
3.0kw
1000rmin
960rmin
11.43
38mm
80mm
为了合理分配传动比,使机构紧凑,选用电动机Y132S-6
2.计算传动装置的总传动比和分配传动比
(1)总传动比:
(2)选择带传动的传动比
(3)齿轮的传动比
3.计算传动装置的运动和动力参数:
(1)计算各轴的转速:
I轴转速:
(2)各轴的输入功率
I轴上齿轮的输入功率:
II轴输入功率:
III轴输入功率:
(3)各轴的转矩
电动机的输出转矩:
运动和动力参数如下表
轴号
转速n(rmin)
输入功率P(kW)
转矩T()
传动比i
电动机轴
960
2.858
28.431
3
Ⅰ轴
960
2.715
81.026
3.81
Ⅱ轴
83.99
2.607
296.426
1
Ⅲ轴
83.99
2.556
290.627
二.带传动的设计
1. 确定计算功率
查课本表8-7得:
式中为工作情况系数,为传递的额定功率,即电机的额定功率.
2. 选择带型号
根据,,查课本图8-11选用带型为A型带.
3. 选取带轮基准直径
1)初选小带轮基准直径
查课本表8-6和表8-8取小带轮基准直径
2)验算带速v
在5~25ms范围内,故V带合适
3)计算大带轮基准直径
查课本表8-8后取
4. 确定中心距a和带的基准长度
根据课本式8-20,初步选取中心距
所以带长,=
查课本表8-2选取基准长度得实际中心距
由8-24式得中心距地变化范围为438~510mm
5. 验算小带轮包角
,包角合适。
6. 确定v带根数z
1)计算单根V带额定功率
由和查课本表8-4a得
转速,传动比,查课本8-4a得
查课本表8-2得
查课本表8-5,并由内插值法得=0.946
2)带的根数
故选Z=4根带。
7.计算初拉力
由8-3得q=0.1kgm,
单根普通V带张紧后的初拉力为
8.计算作用在轴上的压轴力
9.V带轮的结构设计
(1)B=(Z-1)t+2s=(4-1)×16+2×10=68mm
⑵、小带轮的设计
采用材料HT150铸铁
∵D1=100mm>3d,
d为电机轴的直径d=38mm,
且<300mm,故采用腹板式。
腹板上不开孔。
a)、部分结构尺寸确定:
d1=1.8d=1.8×38=69mm
L=1.8d=1.8×38=69mm
⑶、大带轮的设计
由于D2=300mm,故采用孔板式。
a)、有关结构尺寸如下:
d=38mm;第I轴直径
d1=1.8×38=69mm
L=1.8d=38×1.8=69mm
三.齿轮的设计
1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
(1)根据传动方案,选用直齿圆柱齿轮传动。
(2)运输机为一般工作状态的机器,转速不高,故齿轮选择8级精度。
(3)材料选择
根据课本表10-1:
小齿轮材料为40Cr(调质),硬度280HBS
大齿轮材料为45#钢(调质)HB2=240
大小齿轮齿面的硬度差为280-240=40,是合理的。
当运转过程中较硬的小齿轮齿面对较软的大齿轮齿面,会起较明显的冷作硬化效应,提高了大齿轮齿面的疲劳极限,从而延长了齿轮的使用寿命。
(4)选小齿轮的齿数Z1=23;
则大齿轮齿数Z2=Z1=3.81×23=87.6,去Z2=8
2、按齿面接触疲劳强度设计
由由设计公式(10-9a)进行试算,即
(1)确定公式内的各计算数据
1)、试选Kt=1.3;
2)、
;
3)、由课本表10-7选取Фd=1;
4)、由课本表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8
5)由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的解除疲劳强度极限
大齿轮的解除疲劳强度极限
6)由课本式10-13计算应力循环次数
7)由课本图10-19取接触疲劳寿命系数KNH1=0.90,KNH2=0.95
8)计算接触疲劳许用应力
去失效概率1%,安全系数S=1,由课本式(10-12)得
(2)计算
1)试算小齿轮分度圆直径d1t
2)、计算圆周速度
V===1.01ms
3)、计算齿宽
4)计算齿宽和齿高的比
模数
齿高h=2.25=5.898mm
=60.2875.898=10.22
5)计算载荷系数
根据v=1.01ms,8级精度,由课本图10-8查得动载荷系数KV=1.10
直齿轮
由课本表10-2查得使用系数
由课本表10-4用插值法查得8级精度、小齿轮相对支承对称布置时
由,查得
故载荷系数
6)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,由式(10-10a)得
7)计算模数
3、按齿根弯曲强度设计
由课本式(10-5)得弯曲强度计算公式
(1)确定公式内的各个计算数值
1)由课本图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限
大齿轮的弯曲疲劳强度极限
2)由课本图10-18取弯曲疲劳寿命系数,
3)计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数S=1.4,由课本式(10-12)得
4)计算载荷系数K
5)查取齿形系数
由表10-5查得,
6)查取应力校正系数
由表10-5查得,
7)计算大、小齿轮的
大齿轮的数值大
(2)设计计算
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模式m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数m的大少主要取决于弯曲强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮的直径(即模数)与齿轮的乘积有关,可取由弯曲疲劳强度算得的模数1.90并就近圆整为标准值m=2mm,按接触疲劳强度计算分度圆直径=63.007mm,算出小齿轮齿数
,取=32
大齿轮齿数:
这样设计的齿轮传动,既满足了齿面接触疲劳强度,又满足了齿根弯曲疲劳强度,并做到结构紧凑,避免浪费。
4.几何尺寸计算
(1)计算分度圆直径
(2)计算中心距
(3)计算齿宽
取,
名称
符号
公式
齿1
齿2
齿数
32
122
分度圆直径
64
244
齿顶高
2
2
齿根高
2.5
2.5
齿顶圆直径
68
248
齿根圆直径
59
239
中心距
154
齿宽
70
65
四.轴的设计
(一)Ⅱ轴的设计
1.轴上的功率、转速和转矩
2.作用在齿轮上的力
切向力
径向力
3.初定轴的最小直径
先按课本式(15-2)初步估计轴的最少直径。
材料为45钢,调质处理。
根据课本表15-3,取
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径,故先选联轴器。
联轴器的计算转矩,查课本表14-1,考虑到转矩的变化很小,故=1.3,,则:
选择弹性柱销联轴器,型号为:
HL3型联轴器,其公称转矩为:
半联轴器的孔径:
故取:
.半联轴器长度,半联轴器与轴配合的毂孔长度为:
.
4、轴的结构设计
(1)轴上零件的定位,固定和装配
单级减速器中可以将齿轮安排在箱体中央,相对两轴承对称分布.齿轮左面由套筒定位,右面由轴肩定位,联接以平键作为过渡配合固定,两轴承均以轴肩定位.
(2)确定轴各段直径和长度
<1>为了满足半联轴器的轴向定位要求,轴段右端需制出一轴肩,故取段的直径,左端用轴端挡圈定位,查手册表按轴端去挡圈直径,半联轴器与轴配合的毂孔长度:
为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上,故段的长度应比略短,取:
.
<2>初步选择滚动轴承,因轴承只受有径向力的作用,故选用深沟球轴承,参照工作要求并根据:
.
由《机械设计课程设计》表12-5,选取6209型轴承,尺寸:
,轴肩
故
,左端滚动轴承采用套筒进行轴向定位,右端滚动轴承采用轴肩定位.取=53mm
<3>取安装齿轮处轴段的直径:
,齿轮左端与左轴承之间采用套筒定位,已知齿轮轮毂的宽度为,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短与轮毂宽度,故取:
齿轮右端采用轴肩定位,轴肩高度,取,则轴环处的直径:
,轴环宽度:
取。
<4>轴承端盖的总宽度为:
取:
.
<5>取齿轮距箱体内壁距离为:
,s=8mm,T=19mm
由于这是对称结构,算出.
至此,已初步确定了轴的各段直径和长度.
(3)轴上零件的周向定位
齿轮,半联轴器与轴的周向定位均采用平键联接
1)齿轮与轴的连接
按查课本表6-1,得:
平键截面,键槽用键槽铣刀加工,长为:
.
为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性,故选择齿轮轮毂与轴的配合为;
2)半联轴器与轴的联接,查课本表6-1,选用平键为:
半联轴器与轴的配合为:
.
滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的,此处选轴的直径尺寸公差为:
.
(4)确定轴上圆角和倒角尺寸
参照课本表15-2,取轴端倒角为:
Ⅵ处圆角取R2,各轴肩处圆角半径取
(5)求轴上的载荷
在确定轴承的支点位置时,深沟球轴承的作用点在对称中心处,作为简支梁的轴的支撑跨距,据轴的计算简图作出轴的弯矩图,扭矩图和计算弯矩图,可看出截面处计算弯矩最大,是轴的危险截面.
(6)按弯扭合成应力校核轴的强度.
<1>作用在齿轮上的力
切向力
径向力
<2>求作用于轴上的支反力
水平面内支反力:
垂直面内支反力:
<3>作出弯矩图
分别计算水平面和垂直面内各力产生的弯矩.
计算总弯矩:
<4>作出扭矩图:
.
<5>作出计算弯矩图:
<6>校核轴的强度
对轴上承受最大计算弯矩的截面的强度进行校核.危险截面在A的左侧。
由表15-1查得,因此,故安全。
(二)Ⅰ轴的设计
1.轴上的功率、转速和转矩
2.作用在齿轮上的力
切向力
径向力
3.初定轴的最小直径
先按课本式(15-2)初步估计轴的最少直径。
材料为45钢,调质处理。
根据课本表15-3,取
输出轴的最小直径显然是安装带轮处轴的直径,=38mm
电动机轴外伸80mm,配合轮毂长度69mm
4、轴的结构设计
(1)轴上零件的定位,固定和装配
单级减速器中可以将齿轮安排在箱体中央,相对两轴承对称分布.齿轮右面由套筒定位,左面由轴肩定位,联接以平键作为过渡配合固定,两轴承均以轴肩定位.
(2)确定轴各段直径和长度
<1>为了满足带轮的轴向定位要求,轴段左端需制出一轴肩,故取段的直径,左端用轴端挡圈定位,查手册表按轴端去挡圈直径,带轮与轴配合的毂孔长度:
为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上,故段的长度应比略短,取:
.
<2>初步选择滚动轴承,因轴承只受有径向力的作用,故选用深沟球轴承,参照工作要求并根据:
.
由《机械设计课程设计》表12-5,选取6209型轴承,尺寸:
,轴肩
故
,左端滚动轴承采用绉件进行轴向定位,右端滚动轴承采用套筒定位.取=58mm。
<3>取安装齿轮处轴段的直径:
,齿轮右端与右轴承之间采用套筒定位,已知齿轮轮毂的宽度为,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短与轮毂宽度,故取:
齿轮右端采用轴肩定位,轴肩高度,取,则轴环处的直径:
,轴环宽度:
取。
<4>轴承端盖的总宽度为:
根据对称结构:
.
至此,已初步确定了轴的各段直径和长度.
(3)轴上零件的周向定位
齿轮,带轮与轴的周向定位均采用平键联接
1)齿轮与轴的连接
按查课本表6-1,得:
平键截面,键槽用键槽铣刀加工,长为:
.
为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性,故选择齿轮轮毂与轴的配合为;
2)带轮与轴的联接
查课本表6-1,选用平键截面,键槽用键槽铣刀加工,长为:
.
带轮与轴的配合为:
.
3)滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的,此处选轴的直径尺寸公差为:
.
(4)确定轴上圆角和倒角尺寸
参照课本表15-2,取轴端倒角为:
Ⅲ处、Ⅳ处取圆角半径R2,其余各轴肩处圆角半径取
五、齿轮结构设计
1、小齿轮结构设计
当齿根圆到键槽顶部e<2mt时,宜将齿轮做成齿轮轴,
∵∴e<4mm
由于第一轴的结构设计中小齿轮处的轴d=55,而小齿轮的齿根圆
显然e<2mt故需做成齿轮轴。
。
2、对于大齿轮:
当da≤500mm时,采用腹板式结构。
有关参数:
dⅡ为Ⅱ轴安装大齿轮处的轴径。
D1==mm
,取C=16mm
r=5mm。
高速级大齿轮结构图如下:
六.轴承的选择及计算
1.轴承的选择:
轴承1:
深沟球轴承6209
轴承2:
深沟球轴承6210
2.校核轴承:
1)校核深沟球轴承6210,查《机械设计课程设计》表12-5得:
由课本表13-6,取
由于轴承只受径向力作用
对于球轴承,
按每年300个工作日,每天两班制,寿命为35年,所以合适
2)校核深沟球轴承6209,查《机械设计课程设计》表12-5得:
由课本表13-6,取
由于轴承只受径向力作用
对于球轴承,
按每年300个工作日,每天两班制,寿命为345年,所以合适
七、键连接的选择和校核
1.选择键联接的类型
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键.键的材料为钢,
2.轴Ⅰ与带轮相联处键的校核
键A:
单键
由课本式(6-1)得
故满足要求
3.轴Ⅱ与带轮相联处键的校核
1)齿轮与轴Ⅱ相联处
键A:
单键
由课本式(6-1)得
故满足要求
2)联轴器与轴Ⅱ相联处
键A:
单键
由课本式(6-1)得
故满足要求
因此,全部键满足要求。
八、联轴器的选择
选择弹性柱销联轴器,型号为:
HL3型联轴器,其公称转矩为:
,能够满足要求。
半联轴器的孔径:
故取:
.半联轴器长度,半联轴器与轴配合的毂孔长度为:
.
九.箱体结构的设计
减速器机体结构尺寸如下:
名称
符号
计算公式
结果
箱座壁厚
8
箱盖壁厚
8
箱盖凸缘厚度
12
箱座凸缘厚度
12
箱座底凸缘厚度
20
地脚螺钉直径
查《机械设计课程设计》
16
地脚螺钉数目
n
查《机械设计课程设计》
4
轴承旁联接螺栓直径
12
机盖与机座联接螺栓直径
=(0.5~0.6)
8
轴承端盖螺钉直径
=(0.4~0.5)
8
视孔盖螺钉直径
=(0.3~0.4)
6
定位销直径
=(0.7~0.8)
6
,,至外机壁距离
查机械课程设计指导书表4
34
22
18
,至凸缘边缘距离
查机械课程设计指导书表4
20
16
外机壁至轴承座端面距离
=++(8~12)
45
大齿轮顶圆与内机壁距离
>1.2
15
齿轮端面与内机壁距离
>
15.
机盖,机座肋厚
十.润滑密封设计
对于一级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以采用飞溅润滑,箱体内选用全AN150全耗损系统用油(GB),装至规定高度.
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为密封的表面要经过刮研。
而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太大,并匀均布置,保证部分面处的密封性。
毕业论文通用格式分类号:
无锡职业技术学院
毕业设计(论文)
题目(团队课题要注明“团队”二字)
英文并列题目
所在团队
答辩委员会主任主答辩人
二零15年3月
毕业设计(论文)开题报告
毕业设计(论文)任务书
年月日
设计类建议格式一:
封面
开题报告
任务书
摘要、关键词(含中英文)
第一章序言
1.1XXX
1.2XXX
……
第二章XXX工艺设计
2.1XXX
2.2XXX
……
第三章XXX参数确定及计算
3.1XXX
3.2XXX
……
第四章XXX夹具设计
4.1XXX
4.2XXX
……
第N-1章XXX
N-1.1XXX
N-1.2XXX
……
第N章结论
小结与致谢
参考文献
毕业设计附录目录:
1.机械加工工艺流程图
2.机械加工工艺过程卡
3.机械加工工艺工艺卡
4.机械加工工艺工序卡
5.被加工零件图
6.夹具装配图
7.夹具零件图
8.其他系统图
9.其他原理图
10.零件三维造型图
11.夹具三维造型图
12.设计(作品)实物图
13.设计(作品)实物
14.开题报告
15.专业翻译材料
16.企业证明
17.与企业合作开发的技术服务合同
18.四技服务项目验收表
19.毕业设计(论文)指导记录表
20.毕业答辩评审表
表2毕业设计(论文)评阅教师评价表
表3毕业设计(论文)答辩记录表
表4毕业设计(论文)答辩评价表
表4毕业设计(论文)综合评价表
设计类建议格式二:
封面
开题报告
任务书
摘要、关键词(含中英文)
第一章绪论
1.1XXX课题的背景及意义
1.2XXX国内外研究现状
1.3XXX技术特点
1.4XXX课题研究的内容
……
第二章XXX系统的总体设计
2.1XXX系统整体方案设计思路
2.2XXX
……
第三章XXX系统的硬件设计
3.1XXX系统硬件设计思路
3.2XXX
……
第四章XXX系统的电路设计
4.1XXX系统电路设计思路
4.2XXX
……
第五章XXX系统的软件设计
5.1XXX系统软件设计思路
5.2XXX
……
第六章XXX系统的监控中心设计
6.1XXX系统监控中心设计思路
6.2XXX
……
第N-1章XXX
N-1.1XXX
N-1.2XXX
……
第N章总结与展望
小结并致谢
参考文献
毕业设计附录目录:
1.XXX系统的总体设计图
2.XXX系统的硬件设计图
3.XXX系统的电路设计图
4.XXX系统的软件设计方框图
5.软件光盘
6.其他系统图
7.其他原理图
8.设计(作品)实物图
9.设计(作品)实物
10.开题报告
11.专业翻译材料
12.企业证明
13.与企业合作开发的技术服务合同
14.四技服务项目验收表
15.毕业设计(论文)指导记录表
16.毕业答辩评审表
表2毕业设计(论文)评阅教师评价表
表3毕业设计(论文)答辩记录表
表4毕业设计(论文)答辩评价表
表4毕业设计(论文)综合评价表
论文版面格式:
无锡市机电五金行业市场调查
(三号、宋体、加粗、居中、1.5倍行距)
摘要:
(小五号,黑体)无锡位于长三角地区,近年来机电五金行业发展迅猛。
通过对无锡机电五金市场的调查,从调查目的、调查对象、调查范围、调查方式、调查内容等方面,大致了解了无锡机电五金行业的市场经营的现状、从业人员的现状以及电子商务应用的情况。
(小五号、楷体、单倍行距)
关键词:
(小五号,黑体)机电五金行业;市场调查;无锡市(小五号、楷体、单倍行距、分号相隔)
MarketresearchonWuxielectromechanical”体)
Abstract:
(加粗)Havenotintolocatetogrowtriangleregion,themachinegivesorgetsanelectricshockadevelopmentinrecentyearsfastfierce.Passtheinquisitionthattherightnessmachineelectricitymachineelectricityofthemarketconductofpresentconditionandtheappliedcircumstanceoftheelectroniccommerceofpresentcondition,employee.(小五号、TimesNewRoman、单倍行距)
Keywords:
(加粗)Themachineelectricity,Marketresearch,WuxiCity(小五号、TimesNewRoman、单倍行距、英文分号相隔)
一、绪论
(标题1:
无缩进、三号、黑体、1.5倍行距;日语为“明朝体”,英语等外语用“TimesNewRoman”体)
(一)调查目的
(标题2:
首行缩进2字符、小四号、黑体、1.5倍行距;日语为“明朝体”,英语等外语用“TimesNewRoman”体)
受无锡市机电五金行业协会委托,无锡职业技术学院经济管理系于2007年对五金市场经营环境进行了调查。
通过这次调查主要是为了更好的了解该地区的机电五金的市场格局,主要销售的产品,市场的经营状况及产品的需求状况。
目的则是为了能够建立相互关联、相互影响