机械设计基础课程设计任务书 y^
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课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 iUqD>OV
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专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) D_`~$QB`,
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目 录 8ddBQfCY
kD((1v*D$
一 课程设计书 2 %qVD-Jln
p<FqK/
二 设计要求 2 ZlcEeG
a:1$i dj
三 设计步骤 2 8@FgvWC
x4?g>v*J
1. 传动装置总体设计方案 3 }Cb-7/
2. 电动机的选择 4 f]Rh<N$
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 \r3SvBwhFv
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 JM*!(\Y
5. 设计V带和带轮 6 n6c+Okj
6. 齿轮的设计 8 wkJ@#jD*[
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 X LY>}r
8. 键联接设计 26 4`+R
|"4
9. 箱体结构的设计 27 cCG!X%9
10.润滑密封设计 30 ow'CwOj$
11.联轴器设计 30 idjk uB(6
Juk'eH2^s
四 设计小结 31 |2jA4C2L}
五 参考资料 32 ,"?8
A":cS }Ui
一. 课程设计书 <(45(6fQ
设计课题: +z~bH!$2
设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V VwLo
表一: .W\x{h
题号 'W&ewZH_h
r#J_;P{U
参数 1 gL7rX a j
运输带工作拉力(kN) 1.5 aZq7(pen
运输带工作速度(m/s) 1.1 Fc^!="H
卷筒直径(mm) 200 be(hY{y`
12tAx3p
二. 设计要求 @"aqnj>+
1.减速器装配图一张(A1)。 E>u U6#v
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 q0nIJ(
3.设计说明书一份。 zXIdup@
v&sl_w/tn
三. 设计步骤 fBBtS S
1. 传动装置总体设计方案 X7*fmD=Uy
2. 电动机的选择 4Q,|7@
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 1q|iw
4. 计算传动装置的运动和动力参数 L=I;0Ip9y
5. “V”带轮的材料和结构 79+i4(H
6. 齿轮的设计 Ir Y\Q)
7. 滚动轴承和传动轴的设计 ]i>,oxBWe
8、校核轴的疲劳强度 }LoMS<O-[
9. 键联接设计 onIZ&wrk
10. 箱体结构设计 A,?6|g`q'
11. 润滑密封设计 q7I(x_y /
12. 联轴器设计 KppYe9?
qu;$I'Ul%
1.传动装置总体设计方案: [|\#cVWs
x+[ATZ([
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 >Udq{<]#r
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, FyNm1QNy^
要求轴有较大的刚度。 ?gMq:[XN
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。 G(bl)p^
其传动方案如下: nx%eq,Pq
TQQh:y
图一:(传动装置总体设计图) Fx:4d$>;
6A ptq
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 ^AoX|R[1%
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 mRxeob
传动装置的总效率 v]T?xo~@'
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; G[{Av5g mx
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, CQ7NQ^3k
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, eWr6@
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 6d3YLb4M$i
J.]`l\
2.电动机的选择 b)r;a5"<5
n"@){:{4?
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, C*
0ZF
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, S#T u/2<}
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。 ^4et;
F%
|+qsO;
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, bEmzigN[
.0MY$ 0s
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 #8y"1I=i&
o[q|dhrANh
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 VLoRS)
L XTtV0F
n3$u9!|P
方案 电动机型号 额定功率 ;s8\F]K
P ?A-f_0<0
kw 电动机转速 "6v_<t`q"
电动机重量 CY$
1;/
N 参考价格
N1"bH~
元 传动装置的传动比 t$?#@8Yk
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 }'Ph^
%ox
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 o'8%5M@
7G0;_f{
中心高 t. DnF[
外型尺寸 +{#Z^y6&
L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD *w/N>:V0p
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 3_]QtP3
XD80]@\za
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 .:e#!~Ki
uuL(BUGt-
(1) 总传动比 ({D>(xN
由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 A=70UL
(2) 分配传动装置传动比 ,$RXN8x1
=× (0rcLNk{|
式中分别为带传动和减速器的传动比。 8<@X=Z
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 C'S_M@I=
4.计算传动装置的运动和动力参数 ;Zn&Nc7
(1) 各轴转速 P/Y)Yx_(
==1440/2.3=626.09r/min 9D;ono3
==626.09/5.96=105.05r/min ]cWQ9
(2) 各轴输入功率 MPYYTQ1FB
=×=3.05×0.96=2.93kW c5pK%I }O
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW d@zxgn7o
则各轴的输出功率: Q5_ ,`r`
=×0.98=2.989kW lA`-"
=×0.98=2.929kW `G=+qti
各轴输入转矩 ==trl#kQ%%
=×× N·m yh).1Q-D
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· JOs
kf(
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m rd"!&i
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m %4BQY>O)@
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m 7e D`
is
=×0.98=242.86N·m E,ooD3$h
运动和动力参数结果如下表 f lt'~fe
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min 6="o&!
输入 输出 输入 输出 %=V"
}P[
电动机轴 3.03 20.23 1440 K<WowU
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 dF|R`Pa2ML
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 z80*Ylx
b{X.lz0
5、“V”带轮的材料和结构 SzFh
确定V带的截型 9Vt6);cA-]
工况系数 由表6-4 KA=1.2 ;Rm';IW$
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 UQWv)
V带截型 由图6-13 B型 -^8OjGat
^x_.3E3Q
确定V带轮的直径 -w'g0/fD
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm )*7{%Ilq
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s SCfk!GBVD
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm n"Jj'8k
`iEYq0}
确定中心距及V带基准长度 T8x /&g''
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 PTTUI
360<a<1030 n*G!=lMji
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm r]kks_!Z
f/Z-dM\e
初定V带基准长度 *Tmqs@L
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm }"q#"s
>!c Ff$2'
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm qR
,
5
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm aD~S~L!
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 ?Qts2kae#
=w:H9uj6F
确定V带的根数 R/6
v#9m7
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw PAVlZ}kj
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 '8I=Tn
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 HD,6
带长修正系数 由表6-2 KL=1 b0tbS[j
715J1~aRNr
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 $-E<{
'|M} 3sL
取Z=2 DYew6B-
V带齿轮各设计参数附表 ,3)JZM
jASK!3pY
各传动比 e`5:46k|
m5hu;>gt
V带 齿轮 a&`^M
2.3 5.96 SO~pe$c-
m
7+=w>o
2. 各轴转速n `2xt%kC
(r/min) (r/min) >as+#rz1p
626.09 105.05 5Iv"
n9 Jev_!A
3. 各轴输入功率 P (8em 5
(kw) (kw) |6`7kb;p
2.93 2.71 aQso<oK
]!@!qp@
4. 各轴输入转矩 T gUp9yV
(kN·m) (kN·m) ubsx NCqD
43.77 242.86 XU}" h&>
U/7jK40
5. 带轮主要参数 A\ tBmL_s
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) O[=W%2I!i
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 >PGsY[N
带的根数z 0bGQO&s
[
160 368 708 2232 B 2 0BOL0<Wq
,yi@?lc
6.齿轮的设计 uLN.b339
lB|.TCbW
(一)齿轮传动的设计计算 -1R7 8(1
HaOSFltf#
齿轮材料,热处理及精度 WkoYkkuzj
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 ^;Yjs.bI`F
(1) 齿轮材料及热处理 *mN8Qd
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 zXd#kw;
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 /EvT%h?p
② 齿轮精度 Q%t
_Epe
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 GU xhn
*`tQX$F
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 \9}-5
按齿面接触强度设计 [,|4%Y
<H1e+l{8$
确定各参数的值: "fSK7%BP
①试选=1.6 t1aKq)?
选取区域系数 Z=2.433 fqol-{F.V
}BCxAwD4
则 hllb\Y)XL
②计算应力值环数 zG&yu0;D6
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) sWgzHj(c
=1.4425×10h _^^5
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) iM]&ryGB