单级圆柱齿轮减速器设计 (2).doc
《单级圆柱齿轮减速器设计 (2).doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《单级圆柱齿轮减速器设计 (2).doc(27页珍藏版)》请在沃文网上搜索。
1、 摘 要齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式。它的主要优点是:1、瞬时传动比恒定、工作为平稳、传动准确可靠,可传递空间任意两轴之间运动和动力;2、适用的功率和速度范围广;3、传动效率高,=0.92-0.98;4、工作为可靠、使用寿命长;5、外轮廓尺寸小、结构运送。由齿轮、轴、轴承及箱体组成的齿轮减速器,用于原动机和工作为机或执行机构之间,起匹配转速和传递转矩的作为用,在现代机械中应用极为广泛。6、国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主,但普遍存在着功率与重量比小,或者传动比大而机械效率过代的问题。另外,材料品质和工世水平上还有许多弱点,特别是大型的减速器问题更突出,使用寿命不长。国外的减
2、速器,以德国、丹麦和日本处于依靠地位,特别在材料和制造工世方面占据优势,减速器工作为可靠性好,使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主,体积和重量问题也未解决好。当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。减速器与电动机的连体结构,也是大力开拓的形式,并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。近十几年来,由于近代计算机技术与数控技术的发展,使得机械加工精度,加工效率大大提高,从而失去了机械传动产品的多样化,整机配套的模块化,标准化,以及造型设计艺术化,使产品更加精致,美观化。在21世纪成套机械装备中,齿轮仍然是机械传动的基本部件。CNC机床和工世技术的发
3、展,失去了机械传动结构的飞速发展。在传动系统设计中的电子控制、液压传动、齿轮、带链的混合传动,将成为变速箱设计中优化传动组合的方向。在传动设计中的学科交叉,将成为新型传动产品发展的重要趋势。关键字:减速器 轴承 齿轮 机械传动27目录摘 要IABSTRACTII一 设计目的2二传动方案的拟定31传动方案的分析32传动方案的拟定3三电动机的选择及传动比的确定51 电动机类型和结构型式的选择:52 确定电动机的功率:53 确定电动机转速:54 确定电动机型号6四 运动参数及动力参数计算71计算各轴转速(r/min)72计算各轴的功率(KW)73计算各轴转矩7五 传动零件的设计计算81皮带轮传动的设
4、计计算82齿轮传动的设计计算9六 轴的设计计算121从动轴的设计122主动轴设计16七键联接的选择及校核计算211根据轴径的尺寸选择键212键的强度校核21八轴承寿命的校核221校核46208轴承222校核46211轴承22九减速器箱体、箱盖及附件的设计计算23十润滑与密封241齿轮的润滑244密封方法的选取24十一减速器装配图如下25致 谢26参考文献27269510 H 27一 设计目的1、通过本次设计,综合运用机械设计基础及其它有关先修课程的理论和实际知识,使所学的知识进一步巩固、深化、发展。2、本次设计是高等工科学校学生第一次进行比较完整的机械产品设计,通过此次设计培养学生正确的设计思
5、想和分析问题、解决问题的能力,掌握机械设计的基本方法和步骤。3、使学生能熟练的应用有关参考资料、图册和手册,并熟悉有关国家标准和其它标准,以完成一个工程技术人员在机械设计方面所必须具备的基本训练。二传动方案的拟定1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,工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动,第一级传动
6、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。2传动方案的拟定(1) 工作条件:使用年限10年,每年按300天计算,单班制工作,载荷平稳。 (2) 原始数据:输送带拉力F=3kN滚筒带速V=1.6m/s 滚筒直径D=280mm 运动简图如下1:电
7、动机2:带传动3:单级圆柱齿轮减速器4:齿轮5:联轴器6:滚筒7:带式输送机三电动机的选择及传动比的确定1 电动机类型和结构型式的选择: 2 确定电动机的功率: (1)传动装置的总效率:(2)电动机所需的工作功率:3 确定电动机转速:按已知的工作要求和条件,选用Y系列三相异步电动机。由传动图可以看出总计需要轴承 两对齿轮 一对联轴器 一个带传动 一副滚筒 一个由参考文献1P22表2-4得轴承=0.99齿轮=0.97滚筒=0.95联轴器=0.99总=轴承2齿轮滚筒联轴器 =0.9920.970.950.99 =0.8762Pd=FV/总 =31.6/0.8762 =5.48kW 滚筒轴的工作转速
8、: Nw=601000V/D =6010001.6/280=109.2r/min选用Y系列三相异步电动机总=0.8762Pd=5.48kW nd=6542180r/min4 确定电动机型号5总传动比:6分配各级传动比根据参考资料【1】P20表2-2中推荐的合理传动比范围,取V带传动比i带=24,单级圆柱齿轮传动比范围i齿=35,则合理总传动比i总的范围为i=620,故电动机转速的可选范围为nd=iNw=(620)109.19=6542180r/min由参考资料【1】P19表2-1选择Y系列三相异步电动机得出以下三种符合条件的电动机电机型号额定功率满载转速起动转矩Y132M-47.514402.
9、2Y160M-67.59702.0Y160L-87.57202.0由以上电机对比及从经济上考虑,选择Y132M-47.5型电动机其主要参数如下额定功率:7.5kw满载转速:1440r/min额定转矩:2.2总传动比i总i总=n电/n筒=1440/109.2=13.19(1) 取i带=3 其符合V带传动一般传动比范围(2)i总=i齿i带 故i齿=i总/i带=13.19/3=4.40则i齿=4.4符合一般单级直齿圆柱齿轮减速器的传动比范围。选择Y132M-47.5型电动机其主要参数如下额定功率:7.5kw满载转速:1440r/min额定转矩:2.2i总=13.19i带=3i齿=4.4四 运动参数及
10、动力参数计算设电动机轴为0轴减速器高速轴为轴减速器低速轴为轴1计算各轴转速(r/min) 2计算各轴的功率(KW)3、计算各轴转矩 n0=1440r/minn=n0/i带=1440/3=480r/minn=n/i齿=109.2r/minP0=7.5kwPI=P0带带=7.50.98=7.35kwPII=PI轴承齿轮=7.350.990.97=7.06kwT0=9.55P0/n0=95507.5/1440=49.74Nm TI=9.55PI /nI=9550x7.35/480=146.23Nm TII =9.55PII /nII=9550x7.06/109.2=617.43Nmn0=1440r/
11、minn=480r/minn=109.2r/minP0=7.5kwPI=7.35kwPII=7.06kwT0=49.74Nm TI =146.23Nm TII=617.43Nm 五 传动零件的设计计算1 皮带轮传动的设计计算 (1) 确定普通V带截型 (2) 确定带轮基准直径,并验算带速(3)确定大带轮的基准直径(4)确定带长和中心距 初定中心距a0=600mm 带基准长度(5) 验算小带轮包角由参考资料2 P174表9-3得:kA=1.1 P0=7.5kw Pd=kAP0=1.17.5=8.25kw 据Pd=8.25kw和n0=1440r/min 由参考资料2P174图9-10得:选用B型V
12、带 dd=125-140mm由参考资料2P175表9-4,取dd1=125mm带速V:V=dd1n0/601000 =1251440/601000 =9.42m/s 在525m/s范围内,带速合适。通常带传动的滑动系数=0.010.02,则取=0.02dd2=i带dd1(1-)=3100(1-0.02)375mm查参考资料2P174表9-4取标准值dd2=400mmLd0=2a0+(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0 =2600+(125+400) /2+(400-125)2/4600=2055.76mm 根据参考资料2P178表9-8选取标准值Ld=2240mm 确定中心距a
13、a0+(Ld-Ld0)/2=600+(2240-2055.76)/2 =692mm1=180-57.30 (dd2-dd1)/a =180-57.3(400-125)/692 =157.2选用B型V带 dd1=125mm带速合适dd2=400mmLd0=2055.76mma=692mm1=157.2120,故小带轮符合设计要求。6) 确定带的根数。7)单根V带的拉力。(8)作用在轴上的力2齿轮传动的设计计算 (1)选择齿轮材料与热处理:(2)按齿面接触疲劳强度设计许用接触力H齿宽系数d据dd1和n1,查参考资料2P176表9-5得P1=2.1kw i1时单根V带的额定功率增量.据带型及i带查参
14、考资料2P177表9-6得 P1=0.46kw查参考资料2P178表9-7,得K=0.94;查参考资料2P178表9-8,得KL=1.0Z= Pd/(P1+P1)KKL =8.25/(2.1+0.46) 0.941.0 =3.4取Z=4根查参考资料2P170表9-1取q=0.17kg/m则F0=500(2.5/Ka)-1(Pd/ZV)+qV2 =500(2.5/0.94)-1 8.25/(49.42 ) +0.179.422=196.78 NmFQ=2ZF0sin(1/2)=24196.78 sin(1/2)=610.04N所设计齿轮传动属于闭式传动,通常齿轮采用软齿面。查阅参考资料2P200
15、表11-3,选用价格便宜便于制造的材料,小齿轮材料为45钢,调质,齿面硬度230HBS;大齿轮材料也为45钢,正火处理,硬度为200HBS; 精度等级:查阅参考资料2P201表11-5运输机是一般机器,速度不高,故选8级精度。1=157.2120,故小带轮符合设计要求。按中等质量查参考资料2P200表11-3得H=520Mpa单级齿轮减速器中齿轮相对轴承呈对称布置,由于是软齿面的闭式齿轮传动,查参考资料2P200表11-4,选取Z=4根F0=196.78 NmFQ=610.04N小齿轮材料为45钢,调质,齿面硬度230HBS;大齿轮材料也为45钢,正火处理,硬度为200HBS;8级精度 H=5
16、20Mpa材料弹性系数ZE载荷系数K按齿面接触强度疲劳强度设计选择齿轮齿数、模数计算主要几何尺寸(3)校核齿根弯曲疲劳强度计算齿根弯曲许用应力d=1.0查参考资料2P204表11-7,材料弹性系数ZE=189.8查参考资料2P203表11-6,取K=1.5u=i齿=4.4计算小轮直径d1d1 =76.3mm取小齿轮齿数z1=24则大齿轮齿数z2=z1i=244.4=105.6取标准值z2=106齿轮模数m=d1/z1=76.3/24=3.188参考资料2P193表11-1,取标准模数m=4mm分度圆d1=mz1=424=96mmd2=mz2=4106=424mm中心距a=m(z1+z2)/2=
17、4(24+106)/2=260mm齿宽b=dd1=1.0106=106mm取b2=106mmb1=b2+(510)取b1=114mm按中等质量查参考资料P2002表11-3得F1=310MpaF2=290Mpa查参考资料2204表11-8得YF1=2.68YF2=2.18YS1=1.59YS2=1.8F1= =45.9N/mm2F2=F1d=1.0ZE=189.8K=1.5d176.3mmz1=24z2=106m=4mmd1=96mmd2=424mma=260mmb2=106mmb1=114mmF1=310MpaF2=290MpaF1=45.9N/mm2F2=42.3 N/mm2验算齿根弯曲应
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
20 积分
下载 | 加入VIP,下载更划算! |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 单级圆柱齿轮减速器设计 2 圆柱齿轮 减速器 设计
