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2009-01-12 21:46 |
单级斜齿轮减速箱设计说明书
机械设计基础课程设计任务书 TI4#A E >B>[_8=f@ 课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 Cbu/7z t80s(e 专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) JPQWRK^ >qj.!npQD 目 录 R<.<wQ4I J1OZG6|e 一 课程设计书 2 \7rAQ[\#V d: D`rpcC 二 设计要求 2 3FRz&FS:j "fK`F/ 三 设计步骤 2 Xi$( U8J_ (:9yeP1 1. 传动装置总体设计方案 3 oSVo~F 2. 电动机的选择 4 8K+(CS>xvO 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 rR`'l=,t 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 *D`]7I~} 5. 设计V带和带轮 6 ]0v;;PfVl6 6. 齿轮的设计 8 6v8HR}iK 7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 %Aaf86pkp 8. 键联接设计 26 \7b-w81M- 9. 箱体结构的设计 27 DV+M;rs 10.润滑密封设计 30 x/~qyX8vo 11.联轴器设计 30 $VEG1]/svp ^(z7?T 四 设计小结 31 .*XELP=BT 五 参考资料 32 k=;>*:D% >,c$e' h 一. 课程设计书 dRwOt 设计课题: ZEY="pf 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 8A q [@i 表一: WgHl.
:R 题号 HI iMq'H^ Br/qOO:n$} 参数 1 \s_lB~"P!3 运输带工作拉力(kN) 1.5 3OnIAk3 运输带工作速度(m/s) 1.1 G!]%xFwYa 卷筒直径(mm) 200 /$NDH]a x)evjX=q 二. 设计要求 ]vj.s/F~ 1.减速器装配图一张(A1)。 L{`S^'P< 2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 OJ#ehw < 3.设计说明书一份。
lMkDLobos #'`!*VI 三. 设计步骤 2n]UNC 1. 传动装置总体设计方案 _#[~?g` 2. 电动机的选择 ed3d 6/%HR 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 %v}SJEXFp 4. 计算传动装置的运动和动力参数 gut[q 5. “V”带轮的材料和结构 mCM7FFl I 6. 齿轮的设计 05sWN 0 7. 滚动轴承和传动轴的设计 ;8F|Q<`pV 8、校核轴的疲劳强度 b\6)whh 9. 键联接设计 L'i0|_ 10. 箱体结构设计 j^4KczJl 11. 润滑密封设计 lKVy{X3]* 12. 联轴器设计 IZ){xI a[e&O&Z 1.传动装置总体设计方案: +Dvdv<+ s|40v@M 1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 kg,t[Jl 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, -Iq
W@|N 要求轴有较大的刚度。 R$>]7-N} 3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 hKkUsY=R 其传动方案如下: 9NUft8QB By3y.}'Ub9 图一:(传动装置总体设计图) ZD$W>'m{F ,E7+Z' ; 初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 +f5|qbX/\ 选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 3k%fY 传动装置的总效率 U2Uf69R η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759;
ywQ>T+ 为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, "h@|XI η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, x"N{5 为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 "zN2+X"& _:RQ9x' 2.电动机的选择 ^{ Kj{M22 aJ!(c}N~97 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, OO7sj@ 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, 8`\^wG$W 则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 N3M:|D 2X];zY 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, |)%]MK$; /5x~3~ 选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 XsH(8-n0 @M]uUL-ze 额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 iTX:*$~I jCJbmEfo9@ %_kXC~hH_ 方案 电动机型号 额定功率 "7w~0?} P [H~Yg2O kw 电动机转速 XwZ~pY ~ 电动机重量 \IL;}D{ N 参考价格 6[b?ckvi 元 传动装置的传动比 ,^Cl?\9" 同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 Mx-? & 1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 cpIFjb>u{ qcNu9Ih 中心高 `&3hfiI} 外型尺寸 /]xu=q2 L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD 9S<87sO 132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 \tpJ <N4)X"s 3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 TO(2n8'fdO Lc&LF* (1) 总传动比 Vxr_2Kra 由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 dkHye> (2) 分配传动装置传动比 /J0YF
=× (31ia"i% 式中分别为带传动和减速器的传动比。 S":55YQev! 为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 qw#wZ'<n 4.计算传动装置的运动和动力参数 yN'<iTh (1) 各轴转速 fbl8:c)I ==1440/2.3=626.09r/min Sckt gp8 ==626.09/5.96=105.05r/min 8fG$><@ (2) 各轴输入功率 BLepCF38 =×=3.05×0.96=2.93kW \d"uR@$3mG =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW 5s5GBJ? 则各轴的输出功率: g6s&nH`Z2 =×0.98=2.989kW Q|gw\.]$&[ =×0.98=2.929kW _f"HUKGN 各轴输入转矩 s8r|48I#; =×× N·m `:aml+ 电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· {6y@;Fd 所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m 31y>/*} =×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m vb&1 S
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m T%[&[8{8 =×0.98=242.86N·m Z(|@C(IL0\ 运动和动力参数结果如下表 N7wKaezE 轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min [Iwb7a0p 输入 输出 输入 输出 T>~D(4r|pS 电动机轴 3.03 20.23 1440 ~o<+tL 1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 O_E\(So 2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 ?k|}\l[X1 7EfLd+ 5、“V”带轮的材料和结构 =do*( 确定V带的截型 :jKiHeBQu? 工况系数 由表6-4 KA=1.2 .wdWs tQ 设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 p aQ"[w V带截型 由图6-13 B型 LR(Q.x ms(Z1ix^ 确定V带轮的直径 T#o?@; 小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm $i|c6& 验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s ^(Y}j8sj 大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm ym]12PAU5 <n+]\a97* 确定中心距及V带基准长度 Ej[:!L 初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 sy\w ^] 360<a<1030 03%`ouf 要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm 0\y{/P?I$ L[j73z' 初定V带基准长度 -&7\do< Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm LH@xr\^ ]Qu.-F#g V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm g?9IS,Gp 传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm I6.!0.G 小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 K1_]ne)
San=E@3}v! 确定V带的根数 Uo~-^w} 单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw z{>p<)h 额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 m|CB') 包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 z5>
{(iY;, 带长修正系数 由表6-2 KL=1 &|'t>-de, CyWMr/' V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 |_}
LMkU) -|FSdzvg 取Z=2 hoDE*>i V带齿轮各设计参数附表 4Y>J,c )-u0n], 各传动比 2!Gb4V 2~wIHtd V带 齿轮 'g@Yra&09 2.3 5.96 ~vGX(8N eM) I% 2. 各轴转速n KJs/4oR; (r/min) (r/min) rgK:ujzW! 626.09 105.05 JO&~mio SKUri 3. 各轴输入功率 P "R!)"B== (kw) (kw)
7<Yf 2.93 2.71 \\D(St d41DcgG'j( 4. 各轴输入转矩 T l_MF9.z& (kN·m) (kN·m) C 7a$>#% 43.77 242.86 sN_c4"\q Hd8 O3_5 5. 带轮主要参数 89kxRH\IhG 小轮直径(mm) 大轮直径(mm) p_g#iH!* 中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 ~CRd0T[^ 带的根数z *Bm7>g6 160 368 708 2232 B 2 wJr5[p*M P\nz;}nv 6.齿轮的设计 V9 J`LQ\0 m) -DrbE (一)齿轮传动的设计计算 [d3i_^\ FD*)@4<o 齿轮材料,热处理及精度 q\r@x-&g+ 考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 z5_#]:o& (1) 齿轮材料及热处理 })#SjFq<V ① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24 3$yOv"` 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 c(j|xQ\pE ② 齿轮精度 Af`qe+0E 按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 knS(\51A hh1 ?/ 2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 "N*bV 按齿面接触强度设计 4[P]+Z5b+ +!F+mV9 确定各参数的值: ^F? }MY> ①试选=1.6 Ig{
3>vB 选取区域系数 Z=2.433 3& | |