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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 #,;X2% c &BE'~G 课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 C@OY)!x! 7q@>d(xho 专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) HwxME%w !8}x6 目 录 hZ~\Z
S7 k|;[)gE 一 课程设计书 2 Rd:wMy$ dU.H9\p 二 设计要求 2 us >$f20T 2[~|6@n 三 设计步骤 2 @ $2xiE.[ 't#E-+o 1. 传动装置总体设计方案 3 BkJNu_{m? 2. 电动机的选择 4 <~iA{sY)O 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5
0=I:VGC3 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 J`[He$7) 5. 设计V带和带轮 6 ~O~R,h> 6. 齿轮的设计 8 >Ni<itze$i 7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 |n*<H| 8. 键联接设计 26 b Fwc > 9. 箱体结构的设计 27 c~v(bK 10.润滑密封设计 30 hM~zO1XW 11.联轴器设计 30 `>N_A!pr` HK4 *+ 四 设计小结 31 s* UO!bH a 五 参考资料 32 RJ~I?{yR0[ [.LbX`K: 一. 课程设计书 +@jX| 设计课题: HV\l86} 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 b&xlT+GN 表一: &'A8R;b}-? 题号 sFa5#w*> +/Qgl 参数 1 `uLH3sr 运输带工作拉力(kN) 1.5 &C6Z{.3V 运输带工作速度(m/s) 1.1 K-,8~8[ 卷筒直径(mm) 200 ?nV& :~eY pipqXe 二. 设计要求 <L>$Y#wU 1.减速器装配图一张(A1)。 KQ2jeJ/pj 2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 qJq2Z.>hy 3.设计说明书一份。 Bv(c`JE~; kzXmiBL<9 三. 设计步骤 ;nZN}&m
1. 传动装置总体设计方案 L6f$ID: 2. 电动机的选择 mrId`<L5l{ 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 sEm064 4. 计算传动装置的运动和动力参数 ?h7(,39^> 5. “V”带轮的材料和结构 E'wJ+X9 + 6. 齿轮的设计 e{fm7Cc)D 7. 滚动轴承和传动轴的设计
QX>Pni 8、校核轴的疲劳强度 w//L2. 9. 键联接设计 #t?tt,nc} 10. 箱体结构设计 ^Uq"hT(41 11. 润滑密封设计 GEQ3r'B| 12. 联轴器设计 XXA1%Lw% CH4 ~9mmE 1.传动装置总体设计方案: \SQ wIM #0gwN2Nv"L 1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 t-3y`31i. 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, \'.#of 要求轴有较大的刚度。 _5JwJcQ 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。 kZJ.G 其传动方案如下: jce^Xf `D9AtN] R 图一:(传动装置总体设计图) l4smAT 'v:%} qMv 初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 0tyS=X;#e 选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 '98 0. 传动装置的总效率 Ql.abU η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; -
}2AXP2q 为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, 6im!v<1Qx η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, (S=RFd 为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 R0_O/o+{ M^3pJ=;5 2.电动机的选择 Uf<hzP mZ^ev; 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, :UDT!
5FNO 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, %jnSJjcq 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。 `am]&0g^+( <C6*-j1oz 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, U-0A}@N hA!kkNqV 选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 SFQYrY F,'rW:{HMt 额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 =vc8u&L2 \C eP.,< TqN4OkCm/ 方案 电动机型号 额定功率 .,$<waGD P \n`)>- kw 电动机转速 q|_t=YM@ 电动机重量 Q>[Xm)jr: N 参考价格 Sp>v`{F 元 传动装置的传动比 c>3AR17+5 同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 *%,{<C,Y 1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 %=GF fu]mxGPc 中心高 1{pU:/_W 外型尺寸 BJ,9C.| L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD d?Y|w3lB 132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 nnol)|C{5Y 4T<4Rb[ 3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 jQIb :\0# 4>I >y@^ (1) 总传动比 Nt5`F@;B 由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 OqcM3# (2) 分配传动装置传动比 ejjL>'G/|% =× Z2cumx( 式中分别为带传动和减速器的传动比。 ]#*S. r] 为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 mtunD;_Dek 4.计算传动装置的运动和动力参数 rrL
gBeQa (1) 各轴转速 Tb@r@j:V ==1440/2.3=626.09r/min `HO_t ek ==626.09/5.96=105.05r/min t6JM% (2) 各轴输入功率 ].e4a;pt =×=3.05×0.96=2.93kW 1O{(9nNj =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW Zl4X,9Wt 则各轴的输出功率: Or9"T ]z =×0.98=2.989kW O7of9F~" =×0.98=2.929kW eGF+@)K1" 各轴输入转矩 _hz}I>G@B =×× N·m Uzzt+Iwm 电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· B2/d%B 所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m 4
[K"e{W3 =×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m v%2 @M 输出转矩:=×0.98=43.77 N·m >nqCUhS =×0.98=242.86N·m {k"t`uo_ 运动和动力参数结果如下表 .4&pi 轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min -\dcs? 输入 输出 输入 输出 1](PuQm7+ 电动机轴 3.03 20.23 1440 4J9VdEKk 1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 3)6&)7`* 2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 L)qDtXd4 `k]2*$% 5、“V”带轮的材料和结构 RNMd,?dj 确定V带的截型 %UXmWXF4$ 工况系数 由表6-4 KA=1.2 )nM<qaI{ 设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 mY1Gm| V带截型 由图6-13 B型 :H(wW
Z&<a0<2(dd1+dd2)知 qvs&*lBY 360<a<1030 Svl;Ul 要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm Zb4+zps^- ]p-xds#d 初定V带基准长度 >.o<}!FW Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm epm ~ 8W"Xdv{ V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm 5!Ho[ 传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm ]*]#I?&'Hx 小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 ]VcuD05"C b'1m
9T780 确定V带的根数 >.1d1#+b 单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw |QHIB?C?` 额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 zb,YYE1 包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 ?[#4WH-G 带长修正系数 由表6-2 KL=1 f!K{f[aDa m8,jV R V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 I1 +A$<Fa U)6Ew4uRxV 取Z=2 %$6?em_ V带齿轮各设计参数附表 ,~G:>q$ad Hg04pZupN 各传动比 8JojKH 's\rQ-TV V带 齿轮 Ie7S'.Lmq 2.3 5.96 9 Eqv^0u Y;1s=B9 2. 各轴转速n >uP1k.z'I (r/min) (r/min) 1deK}5' 626.09 105.05 J;S Z"I' XYze*8xUb 3. 各轴输入功率 P R
q .2 (kw) (kw) U&o~U] rm 2.93 2.71 k[a5D/b ?`3G5at)9f 4. 各轴输入转矩 T >>T,M@s-: (kN·m) (kN·m) L~!Lq4]V\g 43.77 242.86 C
{G647 Q;k
D Jo 5. 带轮主要参数 %4x,^ K] 小轮直径(mm) 大轮直径(mm) 7?]wAH89 中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 "\O{!Hj8 带的根数z p>1Klh:8.' 160 368 708 2232 B 2
Exz(t' i;<K)5Z 6.齿轮的设计 7e:7RAX YDaGr6y4i (一)齿轮传动的设计计算 :a*F>S! ow7*HN* 齿轮材料,热处理及精度 49Hgq/uO 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 asL!@YE (1) 齿轮材料及热处理 L"'L@A|U 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 (G 9Ku 8Y 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 tN_~zP ② 齿轮精度 fiQ/ &]|5 按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 \79aG3MyK 2#Y5*r's\ 2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 -ze@~Z@ 按齿面接触强度设计 X=[`+= uiq;{!dop 确定各参数的值: rW[7
_4 ①试选=1.6 _/5xtupxE 选取区域系数 Z=2.433 Qy\Koo W:1GY#Pe 则 t<yOTVah ②计算应力值环数 xz){RkVzP N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) 7,ffY/ =1.4425×10h fvM|Jb N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) $*;ke5Dm4 ③查得:K=0.93 K=0.96 Q@-
h ④齿轮的疲劳强度极限 RQCKH]&! 取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: #IxCI)!I{[ []==0.93×550=511.5 , R $ZZ4 aq$adPtu []==0.96×450=432 2rqYm6 许用接触应力 ol@LLT_m Os)}kkja ⑤查课本表3-5得: =189.8MP to3D#9Ep =1 iYz!:TxP T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 4fau
9bW =4.47×10N.m J-Wphc!m 3.设计计算 QO3QR/Ww ①小齿轮的分度圆直径d jHpFl4VPz q6zKyOE =46.42 +"D*0gYD ②计算圆周速度 0BQ< a 1.52 ym6gj#2m ③计算齿宽b和模数 #3((f[ 计算齿宽b 8\rHSsP b==46.42mm [(/IV+ 计算摸数m <m+$@:cO 初选螺旋角=14 2w67>w\ = qb$f ,E[ ④计算齿宽与高之比 r^!P=BS{ 齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 v`9n'+h-c6 =46.42/4.5 =10.32 I~NQt^sg ⑤计算纵向重合度 `"< | |