1、单级减速器课程设计1doc单级减速器课程设计(2009-09-01 22:35:54) 转载标签: 汽车传动比减速器min高h杂谈分类:资料一)设计目的:通过本课程设计将学过的基础理论知识进行综合应用,培养结构设计,计算能力,熟悉一般的机械装置设计过程。(二)传动方案的分析机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要,是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外,还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。本设计中原动机为电动机,工作机为
2、皮带输送机。传动方案采用了两级传动,第一级传动为带传动,第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。带传动承载能力较低,在传递相同转矩时,结构尺寸较其他形式大,但有过载保护的优点,还可缓和冲击和振动,故布置在传动的高速级,以降低传递的转矩,减小带传动的结构尺寸。齿轮传动的传动效率高,适用的功率和速度范围广,使用寿命较长,是现代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是单级直齿轮传动。减速器的箱体采用水平剖分式结构,用HT200灰铸铁铸造而成。二、传动系统的参数设计原始数据:运输带的工作拉力F=0.2 KN;带速V=2.0m/s;滚筒直径D=400mm(滚筒效率为0.96)。工作条件:预定使用寿命8年
3、,工作为二班工作制,载荷轻。工作环境:室内灰尘较大,环境最高温度35。动力来源:电力,三相交流380/220伏。1、电动机选择(1)、电动机类型的选择: Y系列三相异步电动机(2)、电动机功率选择:传动装置的总效率:=0.980.99 0.960.990.96工作机所需的输入功率:因为 F=0.2 KN=0.2 KN= 1908N=FV/1000=19082/10000.96=3.975KW电动机的输出功率:=3.975/0.87=4.488KW使电动机的额定功率P (11.3)P ,由查表得电动机的额定功率P 5.5KW 。、确定电动机转速:计算滚筒工作转速:=(60v)/(2D/2)=(6
4、02)/(20.2)=96r/min由推荐的传动比合理范围,取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I =36。取V带传动比I =24,则总传动比理时范围为I =624。故电动机转速的可选范围为n =(624)96=5762304r/min、确定电动机型号根据以上计算在这个范围内电动机的同步转速有1000r/min和1500r/min,综合考虑电动机和传动装置的情况,同时也要降低电动机的重量和成本,最终可确定同步转速为1500r/min ,根据所需的额定功率及同步转速确定电动机的型号为Y132S-4 ,满载转速 1440r/min 。其主要性能:额定功率:5.5KW,满载转速1440r/min,额定
5、转矩2.2,质量68kg。2、计算总传动比及分配各级的传动比(1)、总传动比:i =1440/96=15(2)、分配各级传动比:根据指导书,取齿轮i =5(单级减速器i=36合理)=15/5=33、运动参数及动力参数计算、计算各轴转速(r/min)=960r/min=1440/3=480(r/min)=480/5=96(r/min)计算各轴的功率(KW)电动机的额定功率Pm=5.5KW所以P =5.50.980.99=4.354KW=4.3540.990.96 =4.138KW=4.1380.990.99=4.056KW计算各轴扭矩(N?mm)TI=9550PI/nI=95504.354/48
6、0=86.63N?m=95504.138/96 =411.645N?m=95504.056/96 =403.486N?m三、传动零件的设计计算(一)齿轮传动的设计计算(1)选择齿轮材料及精度等级考虑减速器传递功率不大,所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40Cr调质,齿面硬度为240260HBS。大齿轮选用45#钢,调质,齿面硬度220HBS;根据指导书选7级精度。齿面精糙度R 1.63.2m(2)确定有关参数和系数如下:传动比i取小齿轮齿数Z =20。则大齿轮齿数:=520=100,所以取Z实际传动比i =101/20=5.05传动比误差:(i -i)/I=(5.05-5)/5=1%2.5% 可用
7、齿数比:u=i取模数:m=3 ;齿顶高系数h =1;径向间隙系数c =0.25;压力角 =20;则h *m=3,h )m=3.75h=(2 h )m=6.75,c= c分度圆直径:d =20mm=60mmd =3101mm=303mm由指导书取齿宽:b= =0.960mm=54mm=60mm ,b齿顶圆直径:d )=66,d齿根圆直径:d )=52.5,d )=295.5基圆直径:d cos =56.38,d cos =284.73(3)计算齿轮传动的中心矩a:a=m/2(Z )=3/2(20+101)=181.5mm 液压绞车182mm(二)轴的设计计算1、输入轴的设计计算、按扭矩初算轴径选
8、用45#调质,硬度217255HBS根据指导书并查表,取c=110所以 d110 (4.354/480) 1/3mm=22.941mmd=22.941(1+5%)mm=24.08mm选d=25mm、轴的结构设计轴上零件的定位,固定和装配单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央,相对两轴承对称分布,齿轮左面由轴肩定位,右面用套筒轴向固定,联接以平键作过渡配合固定,两轴承分别以轴肩和大筒定位,则采用过渡配合固定确定轴各段直径和长度段:d =25mm, L =(1.53)d ,所以长度取Lh=2cc=1.5mm+2h=25+221.5=31mm考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒
9、长为20mm,通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度,并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定,为此,取该段长为55mm,安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故II段长:L =(2+20+55)=77mmIII段直径:初选用30207型角接触球轴承,其内径d为35mm,外径D为72mm,宽度T为18.25mm.=d=35mm,L =T=18.25mm,取L段直径:由手册得:c=1.5h=2c=21.5=3mm此段左面的滚动轴承的定位轴肩考虑,应便于轴承的拆卸,应按标准查取由手册得安装尺寸h=3.该段直径应取:d =(35+32)=41mm因此将段设计成阶梯形,左段直径为41mm+2h=35+23=4
10、1mm长度与右面的套筒相同,即L段直径:d =50mm. ,长度L =60mm取L由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=80mm段直径:d =41mm, L段直径:d =35mm, L L3,取L2、输出轴的设计计算、按扭矩初算轴径选用45#调质钢,硬度(217255HBS)根据课本P235页式(10-2),表(10-2)取c=110=110 (2.168/76.4) =38.57mm考虑有键槽,将直径增大5%,则d=38.57(1+5%)mm=40.4985mm取d=42mm、轴的结构设计轴的零件定位,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,齿轮左面用轴肩定位,右
11、面用套筒轴向定位,周向定位采用键和过渡配合,两轴承分别以轴承肩和套筒定位,周向定位则用过渡配合或过盈配合,轴呈阶状,左轴承从左面装入,齿轮套筒,右轴承和皮带轮依次从右面装入。确定轴的各段直径和长度初选30211型角接球轴承,其内径d为55mm,外径D=100mm,宽度T为22.755mm。考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面与箱体内壁应有一定矩离,则取套筒长为20mm,则该段长42.755mm,安装齿轮段长度为轮毂宽度为2mm。则d =42mmL= 50mmL= 55mmL= 60mmL= 68mmL=55mmL四、滚动轴承的选择1、计算输入轴承选用30207型角接触球轴承,其内径d为35mm,外
12、径D为72mm,宽度T为18.25mm.2、计算输出轴承选30211型角接球轴承,其内径d为55mm,外径D=100mm,宽度T为22.755mm五、键联接的选择1、输出轴与带轮联接采用平键联接键的类型及其尺寸选择:带轮传动要求带轮与轴的对中性好,故选择C型平键联接。根据轴径d =42mm ,L =65mm查手册得,选用C型平键,得: 卷扬机装配图中22号零件选用GB1096-79系列的键1256则查得:键宽b=12,键高h=8,因轴长L 65,故取键长L=562、输出轴与齿轮联接用平键联接=60mm,L查手册得,选用C型平键,得:装配图中 赫格隆36号零件选用GB1096-79系列的键184
13、5则查得:键宽b=18,键高h=11,因轴长L 53,故取键长L=453、输入轴与带轮联接采用平键联接=25mmL查手册选A型平键,得:装配图中29号零件选用GB1096-79系列的键850则查得:键宽b=8,键高h=7,因轴长L 62,故取键长L=504、输出轴与齿轮联接用平键联接=50mmL查手册选A型平键,得:装配图中26号零件选用GB1096-79系列的键1449则查得:键宽b=14,键高h=9,因轴长L 60,故取键长L=49六、箱体、箱盖主要尺寸计算箱体采用水平剖分式结构,采用HT200灰铸铁铸造而成。箱体主要尺寸计算如下:七、轴承端盖主要尺寸计算轴承端盖:HT150 d3=8n=6 b=10八、减速器的减速器的附件的设计1、挡圈 :GB886-86查得:内径d=55,外径D=65,挡圈厚H=5,右肩轴直径D1582、油标 :M12:d =6,h=28,a=10,b=6,c=4,D=20,D3、角螺塞M181.5 :JB/ZQ4450-86
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