机械设计基础课程设计任务书 ai"Kd=R
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课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 pK O\tkMJ
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专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) )_!t9gn*wr
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目 录 GIQ/gM?Pv
M@@"-dy
一 课程设计书 2 Pz3jc|Ga
\XwXs5"G
二 设计要求 2 K V^`
P(fTlrb
三 设计步骤 2 aE.T%xR
ehj&A+Ip
1. 传动装置总体设计方案 3 K9
2. 电动机的选择 4 &,Dh*)k
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 8YFfnk
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 u{=(]n
5. 设计V带和带轮 6 c>d+q9M
6. 齿轮的设计 8 h$|K vS
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 p"ht|x
8. 键联接设计 26 Uj}iMw,
9. 箱体结构的设计 27 Z[KXDQn8
10.润滑密封设计 30 `9b/Q
11.联轴器设计 30 SiHZco
I
M5 ep\^
四 设计小结 31 &k(t_~m>
五 参考资料 32 W|~Lmdzj
Q/4g)( ~J
一. 课程设计书 AR'q2/cw
设计课题: I"*g-ji0
设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V ~d_Z?Z
表一: uy{mSx?td
题号 %*]3j^b Q+
2;.7c+r0
参数 1 =3lUr<Ze
运输带工作拉力(kN) 1.5 Hx2.2A^
运输带工作速度(m/s) 1.1 u9}}}UN!
卷筒直径(mm) 200 Z 2Fm=88
X<ZIeZBn
二. 设计要求 95^w" [}4Q
1.减速器装配图一张(A1)。 %stZ'IX
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 0iqa]Am
3.设计说明书一份。 mIq6\c$
1eI>Yy>}
三. 设计步骤 ^Qz8`1`;Z
1. 传动装置总体设计方案 @5Q}o3.zA-
2. 电动机的选择 iyrUY
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 KbVV[ *
4. 计算传动装置的运动和动力参数 NS6Bi3~
5. “V”带轮的材料和结构 )zI<C=])"
6. 齿轮的设计 IJO`"da
7. 滚动轴承和传动轴的设计 bG67TWY)
8、校核轴的疲劳强度
L+bO
X
9. 键联接设计 t`+x5*gW
10. 箱体结构设计 %yJL-6U
11. 润滑密封设计 9+h9]T:9
12. 联轴器设计 Ps Qq^/
3Gf^IV-
1.传动装置总体设计方案: |gx{un`
$4'I3{$
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 z,}1K!
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, DSYtj}>
要求轴有较大的刚度。 C9x'yBDv
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。 b|n%l5
1
其传动方案如下: m,aJ(8G
\bqNjlu
图一:(传动装置总体设计图) |M`B
$1.iMHb
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 FyJI@PZdI-
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 uDK`;o'F
传动装置的总效率 I:uxj%
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; $iDatQ[
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, <%<}];bmFL
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, COc1np
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 ygS*))7
r
!0c7nzjm
2.电动机的选择 uCF+Mp
l!Z>QE`.S
电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, 9c9-1iS
经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, >},O_qx
则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 ~ YO')
e'(n ^_$nl
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, ?,]%V1(@V`
u9"b,].b
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 sn2SDHY
pK1P-!c
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 (' /S~
?+D_*'65D
$@Zb]gavt?
方案 电动机型号 额定功率 `hM`bcS
P ,f0cy\.?
kw 电动机转速 MA.1t
电动机重量 9~ajEs
N 参考价格 MG[?C2KA/
元 传动装置的传动比 6.~HbN
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 UB&ofO
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 m/=,O_
(k6=o';y
中心高 %Gl, V5z&
外型尺寸 4?><x[l2{
L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD Hlp!6\gukp
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 eT[,k[#q
s!nFc{
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 :m_0WT
,[,+ _A
(1) 总传动比 J*U,kyYF
由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 3%{XJV
(2) 分配传动装置传动比 }h5pM`|1
=× zOLt)2-<
式中分别为带传动和减速器的传动比。 K_ Y0;!W
为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 {F6hx9?
4.计算传动装置的运动和动力参数 0?BT*
(1) 各轴转速 {Mp>+e@xx
==1440/2.3=626.09r/min ]?#f=/
==626.09/5.96=105.05r/min z(g4D!
(2) 各轴输入功率 Ec8Y}C,{7<
=×=3.05×0.96=2.93kW 37?%xQ!
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW }EE
则各轴的输出功率: 9Vxsv*OR,
=×0.98=2.989kW ,8;;#XR3
=×0.98=2.929kW jeN_
sm81b
各轴输入转矩 %((F}9_6
=×× N·m !\JG]2 \
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· S-gL]r3G8
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m l@q.4hT
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m ~PHAC@pU
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m @za?<G>!'e
=×0.98=242.86N·m ']u w,b
运动和动力参数结果如下表 7F4$k4r<
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min $Etf'.
输入 输出 输入 输出 0h^upB#p
电动机轴 3.03 20.23 1440 {{ R/:-6?@
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 K*'(;1AiW
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 t&mw@bj
{O5;V/00}
5、“V”带轮的材料和结构 F&lWO!4
确定V带的截型 7Nh6 `
工况系数 由表6-4 KA=1.2 zbddn4bW9
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 E$ q/4
V带截型 由图6-13 B型 '-D-H}%;}M
=9i:R!,W
确定V带轮的直径 `R!0uRu
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm ,'= Y
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s ]r$S{<
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm _{_LTy%[
UB|Nx(V s
确定中心距及V带基准长度 (jPN+yQ
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知
4sSQ
nK
360<a<1030 M< *5Y43
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm KAjKv_6=g
@8DBLn w
初定V带基准长度
tU!"CX
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm xh#ef=Bw
J}i$ny_3OB
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm 5f=e
JDo=x
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm |5V#&e\ES
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 :V HJD
"}\z7^.W>
确定V带的根数 }{ pNasAU
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw Um9!<G=;
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 [m|\N
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 hDl& K E
带长修正系数 由表6-2 KL=1 Al$"k[-Uin
KB&t31aq
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 xaoaZ3Ko
_q)`Y:2
取Z=2 _Eq:Qbw#
V带齿轮各设计参数附表 /!eC;qp;[
67 }y/C]<
各传动比 Fng":28o
I:]s/r7
V带 齿轮 b&*^\hY9b
2.3 5.96 A0oC*/
}dAb}0XK.
2. 各轴转速n 5A7!Xd
(r/min) (r/min) %ia/i :
626.09 105.05 [LL"86D
y`mE sj
3. 各轴输入功率 P QD+dP nZu
(kw) (kw) d7It}7@9
2.93 2.71
fhL dM
l#~Sh3@L(
4. 各轴输入转矩 T ;g^QHr
(kN·m) (kN·m) kkyn>Wxv
43.77 242.86 6%U1%;
I =qd\
5. 带轮主要参数 Z A1?'
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) >`5iq.v
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 9H1R0iWW
带的根数z 6 [a CjW
160 368 708 2232 B 2 8$v17 3
=(Mv@eA"
6.齿轮的设计 b\UQ6V
~b3xn T
(一)齿轮传动的设计计算 .Ky<9h.K
@s/;y VVq
齿轮材料,热处理及精度 ?lR)Hi
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 &I:X[=;g
(1) 齿轮材料及热处理 MZ=U}
&F
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 nl*{@R.q @
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 <rRmbFH#
② 齿轮精度 yeE_1C .
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 &^63*x;hE
0>H<6Ja
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 d+fmVM?p
按齿面接触强度设计 QMy;?,
6:-qL}
确定各参数的值: :&6QKTX
①试选=1.6 S'Yg!KwX
选取区域系数 Z=2.433 R(k6S
gBYL.^H^l
则 wy&