机械设计基础课程设计任务书 (uT^Nn9L=
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课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 N&N 82OG
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专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) 9C>ynH
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目 录 gDj_KKd
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一 课程设计书 2 !?n50
8L{$v~ +
二 设计要求 2 ,0.|P`|w
PAr|1i)mB
三 设计步骤 2 uc\.oG;~q
x57'Cg \
1. 传动装置总体设计方案 3 sM0c#YK?
2. 电动机的选择 4 h^v9|~ZJ'7
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 -g<cinNSp
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 XX:q|?6_ 4
5. 设计V带和带轮 6 w@2~`<Hk'"
6. 齿轮的设计 8 CHg]U l
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 &R0OeRToUb
8. 键联接设计 26 &E`9>&~J
9. 箱体结构的设计 27 pNBa.4z:
10.润滑密封设计 30 Q{8qm<0g
11.联轴器设计 30 !HvGlj@(|
OAY8,C=M
四 设计小结 31 8 `o{b"l+
五 参考资料 32 jJ*=Ghu-
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一. 课程设计书 :"y0oCu7`W
设计课题: FE>3 D1\
设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V .r(^h/IF
表一: |z T%$
题号 Mo~ki"9.
BZ2nDW*%
参数 1 CN-4-
运输带工作拉力(kN) 1.5 $e>/?Ss
运输带工作速度(m/s) 1.1 |}%(6<
卷筒直径(mm) 200 dRHlx QUn
HqB|SWyK
二. 设计要求 zU=YNrn
1.减速器装配图一张(A1)。 Q;=6ag'
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 *ZX!EjICk
3.设计说明书一份。 nD(w @c?
5Zzr5WM
三. 设计步骤 ^P]?3U\nj
1. 传动装置总体设计方案 F
[r|Y-c]
2. 电动机的选择 jGJ.Pvc>i
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 >pN;J)H
4. 计算传动装置的运动和动力参数 ?VUgwP_=
5. “V”带轮的材料和结构 T4Xtuu1
6. 齿轮的设计 Q %+}
7. 滚动轴承和传动轴的设计 7&=-a|k~
8、校核轴的疲劳强度 4c
9. 键联接设计 C{DlcZ<
10. 箱体结构设计 RfD{g"]y
11. 润滑密封设计 oo;;y,`8py
12. 联轴器设计 kboizJp
.MzOLv
1.传动装置总体设计方案: |)m*EME
<'yf|N!9G
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 44Q6vb?
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, 'y'T'2N3
要求轴有较大的刚度。 #4Dn@Gqh.Y
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 H&~5sEGa
其传动方案如下: dK[*
N[#iT&@T}/
图一:(传动装置总体设计图) |= tJ|
'2wXV;`
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 y;zt_O/
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 @47[vhE
传动装置的总效率 ;r g H}r
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; /#:Rd^
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, c Bg,k[,
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, pQk=x T
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 S`ax*`
3Ne9%"
2.电动机的选择 TS\9<L9S
(~q#\
电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, - 3C* P
经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, x>U1t!'
则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 aQl?d<|+lk
(45NZBs
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, 3'?h;`v\Lo
9@$tiDV
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 fBHkLRFH
83{x"G3>
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 73'U#@g6
8#X?k/mzU
qk_p}l-F1
方案 电动机型号 额定功率 d9`3EP)n
P 3I'M6WA
kw 电动机转速 ,maAw}=
电动机重量 3g?MEM~
N 参考价格 /Ki0+(4
元 传动装置的传动比 B, QC-Tn
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 v< 65(I>
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 LFk5rv'sM0
bs<WH`P
中心高 `ENlV9
外型尺寸 2(+RIu0d
L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD _7-"VoX
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 GVjv**U
g28S3 '2
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 [_g#x(=
{{^Mr)]5K
(1) 总传动比 ^q4l4)8jX
由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 ZTQ$Ol+{q
(2) 分配传动装置传动比 >XD02A[
=× ^BF@j4*~
式中分别为带传动和减速器的传动比。 sDzD
8as
为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 !~Hafn-1
4.计算传动装置的运动和动力参数 n4ds;N3Hd
(1) 各轴转速 LU-#=1Q
==1440/2.3=626.09r/min xm<5S;E5U4
==626.09/5.96=105.05r/min hW0,5>[7%
(2) 各轴输入功率 ?#VP)A
=×=3.05×0.96=2.93kW 'DL;c@}37
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW '<RB
则各轴的输出功率: ~ERRp3Ee?
=×0.98=2.989kW ?:#>^eWYe7
=×0.98=2.929kW )z?&"I
各轴输入转矩 *@-q@5r}!
=×× N·m TS\A`{^T
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· vSyi}5D
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m .LeF|EQU\@
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m 9,iq"dQ
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m wu&|~@_s@
=×0.98=242.86N·m s8f3i\1
运动和动力参数结果如下表 &J5-'{U|0
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min gTmUK{y'
输入 输出 输入 输出 +(QMy&DtS
电动机轴 3.03 20.23 1440 1cHSgpoJ
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 zVc7q7E
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 J{GFb
I:uQB!
5、“V”带轮的材料和结构 '-nuH;r
确定V带的截型 giPhW>
工况系数 由表6-4 KA=1.2 h+zkVRyA
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 S5*~r@8h
V带截型 由图6-13 B型 Ab^>z
j{7ilo(i
确定V带轮的直径 6]@|7|N>X
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm *oX
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s vUo.BA#;.b
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm )"pxry4v7J
])$."g
确定中心距及V带基准长度 `aO@N(
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 t]u(jX)
360<a<1030 Pt PGi^
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm % L %1g
= h<? /Krs
初定V带基准长度 XoH[MJC
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm 0w'y#U)&8
{d?4;Kd
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm n&3iv^
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm 'n>3`1E,
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 Pw^c2TQ
DiYJlD&
确定V带的根数 lE2wkY9^/
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw ~ ];6hxv
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 y3@x*_K8
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 li3PR$W V
带长修正系数 由表6-2 KL=1 $3]E8t
p~d)2TC4#
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 O=#/DM;
Vhbj.eX.)
取Z=2 giSG 6'WA
V带齿轮各设计参数附表 bWC~Hv
FkxhEat8
各传动比 k`2B9,z
;@7#w
V带 齿轮 \MFWK#W
2.3 5.96 0oi5]f6g?8
LO$#DHPt
2. 各轴转速n
f_5R!;
(r/min) (r/min) N?mY|x\}wK
626.09 105.05 \}4#**]
=:n[{/O=
3. 各轴输入功率 P ]/VIff
(kw) (kw) C5s N[
2.93 2.71 MMxoKL
(;Q <@PZg
4. 各轴输入转矩 T m)[wZP*e
(kN·m) (kN·m) !irX[,e
43.77 242.86 *F8uu.
'/yx_RK2?
5. 带轮主要参数 #Zavdkw=d
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) I^(o3B
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 WEV{C(u<k!
带的根数z EhP&L?EL
160 368 708 2232 B 2 t6L^
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xBI"{nGoN
6.齿轮的设计 Ng;b!S
O'& \-j 1
(一)齿轮传动的设计计算 k0e|8g X
)oxP.K8q)U
齿轮材料,热处理及精度 %yuIXOJ
考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮
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(1) 齿轮材料及热处理 h'YcNkM
2>
① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24 9
K /
高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 IrwF
B
② 齿轮精度 LN6 JH!
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 >A'!T'"~
IwgA A)H
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 D16;6K'{
按齿面接触强度设计 S5pP"&