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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 axLO: Q, zR_yxs' 课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 u,),kj< }
f+hB 专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) o!}/&
'( Cswa5l`af 目 录 8,YxCm ie Ll'!aar, 一 课程设计书 2 ?%RR+(2m HK!Vd_&9, 二 设计要求 2 6 jo+i[h ?*A"#0 三 设计步骤 2 AAld2"r :R9 DJh\ 1. 传动装置总体设计方案 3 XIJ{qrDr 2. 电动机的选择 4 %QKRl5RM- 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 hV>@qOl
' 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 TLiA>`r= 5. 设计V带和带轮 6 LTt|"D 6. 齿轮的设计 8 x:WxEw>R 7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 Il,^/qvIY 8. 键联接设计 26 "J (.dg]" 9. 箱体结构的设计 27 ~\D
H[Mt 10.润滑密封设计 30 9dXtugp| 11.联轴器设计 30 4*aNdh[t. "7tEk<x 四 设计小结 31 p$A` qx<M_ 五 参考资料 32 0kB!EJ<OdG 2eh j2T 一. 课程设计书 M:OJL\0 设计课题: ]kd )j 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 DG
$._ 表一: KU}HVM{ 题号 -j 6U{l (W l5F
参数 1 zu
Jl #3YP 运输带工作拉力(kN) 1.5 :
*Nvy={c 运输带工作速度(m/s) 1.1 H.ZmLB 卷筒直径(mm) 200 t $+46** S6sw) 二. 设计要求 6QOdd6_d 1.减速器装配图一张(A1)。 hL,+wJ+A 2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 `[;b#. 3.设计说明书一份。 bTn7$EG _r}oYs%1 三. 设计步骤 <(Wa8PY2( 1. 传动装置总体设计方案 ZN2g( 2. 电动机的选择 3?vasL 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 !t["pr\
? 4. 计算传动装置的运动和动力参数 7FVu[Qu 5. “V”带轮的材料和结构 o4b!U % 6. 齿轮的设计 sM?bUg0w 7. 滚动轴承和传动轴的设计 WRJ+l_81 8、校核轴的疲劳强度 K'%,dn 9. 键联接设计 |Mp_qg?g 10. 箱体结构设计 g]V}azLr 11. 润滑密封设计 >,` /
z 12. 联轴器设计 Z3G>DF:$ hgE!)UE 1.传动装置总体设计方案: ?rQMOJR Lrz>0_Q 1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 qphN 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, W Io^=?% 要求轴有较大的刚度。 "RH2% 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@*/2A 其传动方案如下: JBa=R^k mj<(qZh 图一:(传动装置总体设计图) kRskeMr:Rd $6:j3ZTXrt 初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 uG3t%CmN 选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 #GK&{)$ 传动装置的总效率 /MSz{ %v η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; l_u1 ~ K 为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, /Z>#lMg\. η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, r,i^-jv; 为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 !O)Ruwy XN]kNJX 2.电动机的选择 Y{@ez
f6^H
Q1SSt 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, ^o|igyS9 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, S8<O$^L^ 则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 "sf8~P9qy iO3@2J 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, j$zw(EkN M'HmVg4' 选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 O} QTg zXvAW7 额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 I9ubV cV8 sBq @W4 #+QwRmJdT! 方案 电动机型号 额定功率 [Pby
d P MaXgy|yB1 kw 电动机转速 Tw`^ 电动机重量 L$l'wz N 参考价格 =cM\o{ q 元 传动装置的传动比 P$N\o @
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 zOCru2/ 1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 ]U! ?{~ U8?QyG
2A 中心高
C*b!E: 外型尺寸 3rTYe6q$U L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD nv*q
N\i' 132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 }9aYU;9D 8{@|M l 3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 /'u-Fr(Q+ 65\'(99yU (1) 总传动比 gE0k|Z(RF 由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 /^i7^ (2) 分配传动装置传动比 N{tNe-5 =× c#
U!Q7J 式中分别为带传动和减速器的传动比。 Aj;Z
& 为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 x;99[C!$ 4.计算传动装置的运动和动力参数 - ~T LI&[ (1) 各轴转速 ZTVX5"#Q ==1440/2.3=626.09r/min *ELbz}Q ==626.09/5.96=105.05r/min ,sn
?V~) (2) 各轴输入功率 OSK3X Qc =×=3.05×0.96=2.93kW >> Z.] =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW mMS%O]m,| 则各轴的输出功率: QnME|j\ =×0.98=2.989kW t)=u}t$ =×0.98=2.929kW ly7\H3 各轴输入转矩 0hnN>? =×× N·m `6)GjZh^ 电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· \ty{KAc& 所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m UIi;&[ =×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m C,P>7 输出转矩:=×0.98=43.77 N·m )/1AF^ E =×0.98=242.86N·m oa? bOm 运动和动力参数结果如下表 Fc M 轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min [ma'11?G 输入 输出 输入 输出 NBwxN 电动机轴 3.03 20.23 1440 zp:kdN7!^ 1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 y>_lxLhmO# 2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 0D+[W5TB &q^\*<B.^ 5、“V”带轮的材料和结构 {Xb 6wQ" 确定V带的截型 @@"}i7 工况系数 由表6-4 KA=1.2 5 >S#ew 设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 pwtB{6)VH{ V带截型 由图6-13 B型 Aw~
=U! 0?8O9i 确定V带轮的直径 {?!=~vp 小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm
<u]M):b3 验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s !K-lO{Z^ 大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm y3{'s>O6 v;AsV`g 确定中心距及V带基准长度 :W6`{Z 初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 *pK bMG# 360<a<1030 Anr''J&9`H 要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm tPB r{ S
{oW 初定V带基准长度 Tw*:Vw Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm D!Pv`wm C62:G+W&o V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm d7waBsf 传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm I
.jB^ 小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 >-J%=P Q#w mS&$f 确定V带的根数 h+=xG|1R[5 单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw qWX%[i% 额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 P'%#B&LZo 包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 TgMa!Vz 带长修正系数 由表6-2 KL=1 U4)x "s[CP ZeM~13[ V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 HYU-F_|N=
zG-pqE6 取Z=2 a,mG5bQ! V带齿轮各设计参数附表 \ OPJ*/U [hzw..?g 各传动比 r9MS,KG8 Q^13KWvuV V带 齿轮 >=Bl/0YH 2.3 5.96 (zbV-4C )S?. YCv? 2. 各轴转速n SB~HHx09 (r/min) (r/min) 1i=lJmr 626.09 105.05 ^4MRG6G bd|ZhRsL 3. 各轴输入功率 P T:FaD V{ (kw) (kw) (sM$=M<$ 2.93 2.71 , e^&,5b yM,.{m@F< 4. 各轴输入转矩 T T{WJf-pI (kN·m) (kN·m) `r#]dT[g 43.77 242.86 B:mtl?69g up _Qv#`Q 5. 带轮主要参数 ZG(. Q:1 小轮直径(mm) 大轮直径(mm) #*;G8yV 中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 .+3~
w 带的根数z 0G;
b+ 160 368 708 2232 B 2 ]?p 9)d=%< ?uAq goCl 6.齿轮的设计 o|7ztpr LI}@qLe (一)齿轮传动的设计计算 H8!;
XB My6a.Kl 齿轮材料,热处理及精度 E+Eug{+ 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 zrDcO~w (1) 齿轮材料及热处理 \wR;N/tg 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 _ASyGmO{ 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 :<p3L!?8y ② 齿轮精度
KP@bz 按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 $y$E1A6h+ ntr& | |