一级带式圆柱齿轮减速箱课程设计.doc
《一级带式圆柱齿轮减速箱课程设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《一级带式圆柱齿轮减速箱课程设计.doc(30页珍藏版)》请在沃文网上搜索。
1、目录一、传动方案的分析与拟定.3二、电动机的选择.4三、确定传动装置总传动比及分配各级的传动比.6四、传动装置的运动和动力设计.7五、普通V带的设计.10六、齿轮传动的设计.12七、传动轴的设计.17八、箱体的设计.25九、键连接的设计27十、滚动轴承的设计27十一、润滑和密封的设计28十二、联轴器的设计29十三、设计小结.29十四、参考资料.30 设计题目:一级带式圆柱齿轮减速箱课程设计及计算说明书 设计一用于带式运输上的单级直齿圆柱齿轮减速器两班制工作,常温下连续单向运转,空载起动,载荷平稳,室内工作,环境有轻度粉尘,每年工作300天,减速器设计寿命10年,电压为三相交流电(220V/38
2、0V).运输带允许速度误差: 5 原始数据 题号A9运输带拉力F(KN)2.8运输带速度V(m/s)0.8卷筒直径D(mm) 335设计任务要求:1. 减速器装配图纸一张(号图纸)2. 轴、齿轮零件图纸各一张(号图纸)3. 设计计算说明书一份(设计说明书约25页,A4纸,小四号字,1.5倍行距,具体的要求按毕业设计的要求)。 一、传动方案拟定 1、该方案的设计任务是用于带式运输机的转动装置2、工作条件:使用年限10年,每年工作300天,工作为两班工作制,载荷平稳,环境有轻度粉尘,电压为三相交流电(220/380V)。3、原始数据:滚筒圆周力F=2800N;带速V=0.8m/s;滚筒直径D=33
3、5mm; 方案拟定:采用带传动与齿轮传动的组合,即可满足传动比要求,同时由于带传动具有良好的缓冲,吸振性能,适应大起动转矩工况要求,结构简单,成本低,使用维护方便。(传动系统简图如下所示)1.电动机 2.V带传动 3.圆柱齿轮减速器4.连轴器 5.滚筒 6.运输带 二、电动机选择 1、电动机类型和结构的选择:因为Y系列三相异步电动机,该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。 故选择Y系列三相异步电动机。2、电动机容量选择:电动机所需工作功率为:式(1):da (kw) 由式(2):V/1000
4、 (KW)因此 Pd=FV/1000a (KW) 由电动机至运输带的传动总效率为:总=25式中:1、2、3、4、5分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器和卷筒的传动效率。取1=0.96,20.98,30.97,40.99。5=0.96 则总=0.960.9820.970.990.96 =0.85所以:电机所需的工作功率:Pd= FV/1000总 =(28000.8)/(10000.85) =2.64(kw) 3、确定电动机转速 卷筒工作转速为: n卷筒601000V/(D) =(6010000.8)/(335) =45.6r/min 根据手册表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
5、范围=3。取带传动比= 。则总传动比理论范围为:a。 故电动机转速的可选范为 Nd=Ian卷筒 =(624)45.6 =273.61094.4 r/min 则符合这一范围的同步转速有:750、1000和1500r/min 根据容量和转速,由相关手册查出三种适用的电动机型号:(如下表)方案电 动机 型号额定功率电动机转速(r/min)电动机重量N参考价格传动装置传动比同步转速满载转速总传动比V带传动减速器1Y132S-45.515001440650120018.63.55.322Y132M2-65.51000960800150012.422.84.443Y160M2-85.57507201240
6、21009.312.53.72 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,可见第2方案比较适合。此选定电动机型号为Y132M2-6,其主要性能: 电动机主要外形和安装尺寸:中心高H外形尺寸L(AC/2+AD)HD底角安装尺寸 AB地脚螺栓孔直径 K轴 伸 尺 寸DE装键部位尺寸 FGD1325203453152161781228801041 三、确定传动装置的总传动比和分配级传动比 由选定的电动机满载转速nm和工作机主动轴转速n1、可得传动装置总传动比为: ia=nm/n=nm/n卷筒=960/45.621 总传动比等于各传动比的乘积 分配传动装置传动比ia=i0i (
7、式中i0、i分别为带传动 和减速器的传动比) 2、分配各级传动装置传动比: 根据指导书P7表1,取i0=2.8(普通V带 i=24)因为:iai0i所以:iiai021/2.87.5 四、传动装置的运动和动力设计将传动装置各轴由高速至低速依次定为轴,轴,.以及i0,i1,.为相邻两轴间的传动比01,12,.为相邻两轴的传动效率P,P,.为各轴的输入功率 (KW)T,T,.为各轴的输入转矩 (Nm)n,n,.为各轴的输入转矩 (r/min)可按电动机轴至工作运动传递路线推算,得到各轴的运动和动力参数1、 运动参数及动力参数的计算(1)计算各轴的转数: 轴:n=nm/ i0=960/2.8=342
8、.86 (r/min)轴:n= n/ i1 =324.86/4.44=43.31 r/min 卷筒轴:n= n(2)计算各轴的功率:轴: P=Pd01 =Pd1=2.640.96=2.53(KW)轴: P= P12= P23 =2.530.980.97 =2.41(KW)卷筒轴: P= P23= P24 =2.410.980.99=2.33(KW)计算各轴的输入转矩:电动机轴输出转矩为: Td=9550Pd/nm=95502.64/960 =26.26 Nm轴: T= Tdi001= Tdi01 =26.262.80.96=70.59 Nm 轴: T= Ti112= Ti124 =70.594
9、.440.980.99=304.08Nm卷筒轴输入轴转矩:T = T24 =295.02 Nm计算各轴的输出功率:由于轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效率:故:P=P轴承= 2.530.98=2.48 KWP= P轴承= 2.410.98=2.36KW计算各轴的输出转矩:由于轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效率:则:T= T轴承=70.590.98=69.18 NmT = T轴承 =304.080.98=298.00 Nm由指导书的表1得到:1=0.962=0.983=0.974=0.99i0为带传动传动比i1为减速器传动比滚动轴承的效率为0.980.995在本设计中取0.98综合以上数据
10、,得表如下:轴名效率P (KW)转矩T (Nm)转速nr/min传动比 i效率输入输出输入输出电动机轴2.6426.269602.80.96轴2.532.4869.1870.59342.864.440.95轴2.412.36298.00304.0843.311.000.97卷筒轴2.332.29289.06295.0243.31 五. V带的设计 (1)选择普通V带型号 由PC=KAP=1.13=3.3( KW) 根据课本得知其交点在A、B型交界线处,故A、B型两方案待定: 初取A型V带 确定带轮的基准直径,并验算带速: 则取小带轮 d1=100mmd2=n1d1(1-)/n2=id1(1-)
11、 =2.8100(1-0.02)=274.4mm 由表取d2=274mm (虽使n2略有减少,但其误差小于5%,故允许) 带速验算: V=n1d1/(100060)由课本表8-7查得KA=1.1 由课本查表得,推荐的A型小带轮基准直径为75mm125mm =960100/(100060) =5.024 m/s 介于525m/s范围内,故合适 确定带长和中心距a: 0.7(d1+d2)a02(d1+d2) 0.7(100+274)a02(100+274) 262.08 a0748.8 初定中心距a0=500 ,则带长为 L0=2a0+(d1+d2)+(d2-d1)2/(4a0) =2500+(1
12、00+274)/2+(274-100)2/(4500) =1602.32 mm 由书本可选用Ld=1400 mm的实际中心距 a=a0+(Ld-L0)/2=500+(1400-1602.32)/2=398.84 mm 验算小带轮上的包角1 1=180-(d2-d1)57.3/a =180-(274-100)57.3/398.84=155.01120 合适 确定带的根数 Z=PC/((P0+P0)KLK) =3.3/(0.95+0.11)0.960.95) = 3.42 故要取4根A型V带 计算轴上的压力 计算单根v带的初拉力的最小值(F0)min 由书本表8-3得A型带的单位长度质量为q=0.
13、1kg 故:F0=500PC(2.5-K)/zKv+q v2 143N 计算压轴力F最小值 Fmin=2zF0sin(/2) =24143sin(155.01/2)=1073N 六、齿轮传动的设计(1)、选定齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级。A:选直齿轮圆柱齿轮传动B:运输机为一般工作机器,v不高,故选择7级精度C:材料选择。由书本表10-1,选择小齿轮材料为40cr调质, 硬度为280HBS,,大齿轮选材料为45号钢调质,齿面硬度为250HBS。(2)、初选主要参数 Z1=24 ,u=4.44 Z2=Z1u=244.44=106.56 取d=1 由书本图10-19取接触疲劳寿命系数
14、=0.90;=0.95.(3) 按齿面接触疲劳强度计算 计算小齿轮分度圆直径 d1 确定各参数值 载荷系数 查书本查表取K=1.2 小齿轮转矩T1=9.55106P/n1=9.551062.48/342.86 =6.910 Nmm 材料弹性影响系数 由课本得 ZE=189.8许用应力 查课本图取 取失效概率为1%,安全系数S=1,由式(10-12)得 =0.90600=540MPa =0.95550=522.5MPa 取两式计算中的较小值,即H=522.5Mpa于是 d1 = =69.4 mm(4) 由书本式10-13计算应力循环次数 (5) 计算圆周速度V (6) 计算齿宽b mm (7)
15、计算齿轮宽与齿轮高之比 模数 齿高 (8) 计算载荷系数 据V=3.49,七级精度,由图10-8查得 动载荷系数 直齿轮 由表10-2查得使用系数 由表10-4用插值法查七级精度,小齿轮相对 支承对称布置时, 由, , 查图10-13得 故载荷系数 (9) 按实际的载荷系数校对所算得的分度园直径, 由式(10-10a)得: (10) 计算模数 取m=4(11) 按齿根弯曲强度设计 弯曲强度的设计公式为: 确定公式内的各计算数值 查10-2c图得小齿轮弯曲疲劳强度极限 大齿轮弯曲疲劳强度极限 由10-18图取弯曲疲劳寿命系数 KN1=0.85 KN2=0.90 弯曲疲劳的最小安全系数S :按一般
16、可靠性要求,取S =1 计算得弯曲疲劳许用应力为 F1= KN1/S=5000.85/1=425Mpa F2= KN2/S =3800.90/1=342Mpa 计算大小齿轮的载荷系数 由表10-5得 计算大、小齿轮的并加以比较 = = 得大齿轮数值较大 设计计算 由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳度所决定的承载能力,仅与齿轮直径有关,可取由弯曲强度算得的模数5.3mm,并就近圆整为标准值 m=1.5mm 按接触强度算得的分度圆直径mm 取算出小齿轮齿数 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,又满足齿根弯曲疲劳强度,并做到结构紧凑,避免浪费
- 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:
- 一级 圆柱齿轮 减速 课程设计
