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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 JMuUj_^}7 xE;4#+_I 课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 (-(,~E 7n,nODbJ 专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) 0@C`QW%m zu(/c 目 录 8*=N\'m], rVzjLkN^ 一 课程设计书 2 )_NQ*m L:%ek3SOz 二 设计要求 2 "@Ra>qb DC]FY|ff 三 设计步骤 2 w:r0> L7G':oA_`p 1. 传动装置总体设计方案 3 1{_tV^3@ 2. 电动机的选择 4 ;Y?7|G97*S 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 Cj"k
Fq4 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 KNC!T@O|{# 5. 设计V带和带轮 6 }%| (G[ 6. 齿轮的设计 8 !vr">@}K 7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 RSG4A>%!mI 8. 键联接设计 26 w?Nvm?_] 9. 箱体结构的设计 27 *oY59Yf 10.润滑密封设计 30 2[[pd&MJZ 11.联轴器设计 30 j1v fp"J1 *hF5cM[ 四 设计小结 31 ORs<<H.d 五 参考资料 32 W|G(x8 ^.mQ~F 一. 课程设计书 IxYuJpi 设计课题: R5X<8(4p 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 r,2x?Qi 表一: AQ32rJT8c` 题号 Axk
p AVOqW0Z+y 参数 1 (jPN+yQ 运输带工作拉力(kN) 1.5
4sSQ
nK 运输带工作速度(m/s) 1.1 UN`-;! 卷筒直径(mm) 200 (5_l7hWY J*.Nf)i 二. 设计要求 1e'-rm
F 1.减速器装配图一张(A1)。 16ke CG\ 2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 -qs.'o
;2 3.设计说明书一份。 FGr0W|?v x(hUQu 6 三. 设计步骤 -F4CHpua 1. 传动装置总体设计方案 <&8cq@< 2. 电动机的选择 @_FL,AC&m 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 A_{QY&%m 4. 计算传动装置的运动和动力参数 D(~6h,=m 5. “V”带轮的材料和结构 bG^E]a/D 6. 齿轮的设计 r@e_cD]
M 7. 滚动轴承和传动轴的设计 @>qzRo 8、校核轴的疲劳强度 A>%fE 6FY 9. 键联接设计 W`eYd|+C 10. 箱体结构设计 )qn
= 11. 润滑密封设计 67 }y/C]< 12. 联轴器设计 Fng":28o R{8nR00|1 1.传动装置总体设计方案: 4eU};Pv !!o69 1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 2OAh7 '8< 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, QP7EP aW 要求轴有较大的刚度。 UI<'T3b 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。 hNyYk(t^ 其传动方案如下: w<J$12
"p+ j
&,vju 图一:(传动装置总体设计图) gEO#-tMjOQ oE"! 初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 6IPhy.8 选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 e|):%6# 传动装置的总效率 +TpM7QaL η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; KVtnz 为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, n4> η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, {Ylj] 为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 \&2GLBKpe
5|r3i \ 2.电动机的选择 "o<:[c9/ 3yr{B Xn 电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, >f'nl 经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, V F6OC4 K 则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 VXn]*Mo H^K(1
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, 89`AF1 1^}()H62} 选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 6\\B{%3R2 x@v,qF$K 额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 H#m)`=nZSZ OZ![9l V/"0'H\"1 方案 电动机型号 额定功率 #c+N}eX{ P A.
U< kw 电动机转速 #T#&qo# 电动机重量 ~<Gs<c}z N 参考价格 gLl?e8[F 元 传动装置的传动比 g}ciG!0 同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 tI*u"%#t 1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 DcSL f4A ;l4rg!r(S 中心高 ^zsCF0 外型尺寸 Arir=q^2 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 _?1< 132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 "Z&qOQg%3 x:xKlPGd 3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 W$:;MY>0f *S~. KW [ (1) 总传动比 "!E(=W? 由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 8Dhq_R'r (2) 分配传动装置传动比 LP@Q8{' =× H$(%FWzQ% 式中分别为带传动和减速器的传动比。 7Ar4:iNvX 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 0z#+^
4.计算传动装置的运动和动力参数 Y8m|f (1) 各轴转速
U QXT&w ==1440/2.3=626.09r/min %L/Wc,My ==626.09/5.96=105.05r/min pSE"]N (2) 各轴输入功率 }`5%2iG =×=3.05×0.96=2.93kW *N\U{)b\ =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW hAG++<H{ 则各轴的输出功率: "h$A. S =×0.98=2.989kW (W=z0Lqu =×0.98=2.929kW dMeDQ`c`W 各轴输入转矩 j,6dGb =×× N·m fU>"d>6!S 电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· Xa[gDdbL 所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m pA(@gisg =×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m D?@330'P9C 输出转矩:=×0.98=43.77 N·m vq( @B =×0.98=242.86N·m W
qci51y># 运动和动力参数结果如下表 NjYpNd?g 轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min B964#4&
9 输入 输出 输入 输出 kn+`2-0 电动机轴 3.03 20.23 1440 ThJLaNS 1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 .[= 0(NO 2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 }(op;7 `U2Z(9le 5、“V”带轮的材料和结构 t+m$lqm 确定V带的截型 /LuwPM 工况系数 由表6-4 KA=1.2 L)8;96 设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 Wf0ui1@ V带截型 由图6-13 B型 :#d$[:r# hd/5*C{s 确定V带轮的直径 yZmQBh$ 小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm )l[ +7 验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s z[ z'.{;D 大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm ^4B6IF* sw{EV0&>m 确定中心距及V带基准长度 c!{.BgGN 初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 =ZzhH};aX 360<a<1030 ;oob
TW{ 要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm 78dmXOZ'_h cg1 < 初定V带基准长度 i1FFf[[ L Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm 1i bQ'bZ ;`X -.45 V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm Rp}6}4=d 传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm s)
V7$D 小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 kW6}57iV '(^p$=3|@D 确定V带的根数 p_B,7@Jl 单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw =2J+}ac 额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 7lR(6ka&/ 包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 8{%/!ylJz 带长修正系数 由表6-2 KL=1 t8]u#bx"? 9co
-W+ V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 OaU} 9& _f^q!tP&d 取Z=2 6NJ La|&n V带齿轮各设计参数附表 UO<uG#FB ik7#Og~3 各传动比 MI',E?#yB ^row=5]E V带 齿轮 MSRIG- 2.3 5.96 jqb,^T|j;m <(3Uu() 2. 各轴转速n x9-K}s]% (r/min) (r/min) U:_T9!fG 626.09 105.05 ; bP7| KGP2,U6 3. 各轴输入功率 P %b@>riR(y (kw) (kw) 4sNM#]%| 2.93 2.71 j1**Ch/ L?Wl#wP\;* 4. 各轴输入转矩 T )bPNL$O (kN·m) (kN·m) 5jx{O${u 43.77 242.86 gJvc<]W8! Axj<e!{D 5. 带轮主要参数 z_A%>E4 小轮直径(mm) 大轮直径(mm) zx#d_SVi 中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 OjrQ[`(E 带的根数z cf0em! 160 368 708 2232 B 2 c{||l+B Y*wbFL6` 6.齿轮的设计 9FPl %4n=qK9T5 (一)齿轮传动的设计计算 [r^f5;Z GbB&kE3KP 齿轮材料,热处理及精度 ~X`vRSrH 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 D=9x/ ) *G (1) 齿轮材料及热处理 ELY$ ]^T 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 RoJ&dK 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 ag|d_; ② 齿轮精度 K{q(/>: 按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 G>#L z81I2?v[Jr 2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 1DZGb)OU 按齿面接触强度设计 UT[KwM{y !X[lNtO 确定各参数的值: 9&rn3hmP ①试选=1.6 :V+t|@m5l 选取区域系数 Z=2.433 c{FvMV2em prIq9U|@ 则 *2;w;(-s ②计算应力值环数 v,g,c`BjK N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) \?g)jY =1.4425×10h ^+,mxV'8! N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) eYsO%y\I ③查得:K=0.93 K=0.96 4I {|M,+ ④齿轮的疲劳强度极限 s2w.V
O
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: zg8m(=k' []==0.93×550=511.5 M}38uxP i$%;z~#wW []==0.96×450=432 $2;YJjz( 许用接触应力 [DjdR_9*I &w/aQs~ ⑤查课本表3-5得: =189.8MP r}*2~;:pW =1 cC4*4bMm T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 xA& | |