機械減速器設計說明書

2023-01-01 03:51:01 字數 5483 閱讀 3536

目錄設計任務書1

傳動方案的擬定及說明4

電動機的選擇4

計算傳動裝置的運動和動力引數5

傳動件的設計計算5

軸的設計計算8

滾動軸承的選擇及計算14

鍵聯接的選擇及校核計算16

連軸器的選擇16

減速器附件的選擇17

潤滑與密封18

設計小結18

參考資料目錄18

機械設計課程設計任務書

題目:設計一用於帶式運輸機傳動裝置中的同軸式二級圓柱齒輪減速器

一. 總體布置簡圖

1—電動機;2—v帶;3—齒輪減速器;4—帶式運輸機;

二. 工作情況:

少塵,有重振

三. 原始資料

鼓輪的扭矩t(n·m):845.4476

鼓輪的直徑d(mm):400

運輸帶速度v(m/s):1.5

傳動比允許偏差(%):5

生產規模:單件

使用年限(年):10

工作制度(班/日):2

四. 設計內容

1. 電動機的選擇與運動引數計算;

2. v帶設計計算

3. 斜齒輪傳動設計計算

4. 軸的設計

5. 滾動軸承的選擇

6. 鍵和連軸器的選擇與校核;

7. 裝配圖、零件圖的繪製

8. 設計計算說明書的編寫

五. 設計任務

1. 減速器**配圖一張

2. 軸零件圖一張

3. 設計說明書乙份

六. 設計進度

1、 第一階段:總體計算和傳動件引數計算

2、 第二階段:軸與軸系零件的設計

3、 第三階段:軸、軸承、聯軸器、鍵的校核及草圖繪製

4、 第四階段:裝配圖、零件圖的繪製及計算說明書的編寫

傳動方案的擬定及說明

由題目所知傳動機構型別為:同軸式單級圓柱齒輪減速器與普通v帶傳動聯合實現減速,故需要對普通v帶和圓柱齒輪傳動進行設計計算。

本傳動機構的特點是:減速器橫向尺寸較小。結構較複雜,軸向尺寸大,、剛度一般,軸承潤滑一般。

電動機的選擇

1. 電動機型別和結構的選擇

因為本傳動的工作狀況是:有重振、單向旋轉。所以選用常用的全封閉y系列的電動機。

2. 電動機容量的選擇

1) 工作機所需功率pw

pw=6kw

2) 電動機的輸出功率

pd=pw/η

η==0.85

pd=7.0606kw

3. 電動機轉速的選擇

nd=(i1』·i2』…in』)nw

初選為同步轉速為1000r/min的電動機

4.電動機型號的確定

由gb/t9616查出電動機型號為y160m-6,其額定功率為7.5kw,滿載轉速970r/min。基本符合題目所需的要求。

計算傳動裝置的運動和動力引數

傳動裝置的總傳動比及其分配

1. 計算總傳動比

由電動機的滿載轉速970n/m和工作機主動軸轉速71.655n/w可確定傳動裝置應有的總傳動比為:13.537

2. 合理分配各級傳動比

帶傳動比為3,則齒輪傳動的傳動比為4.4123。

各軸轉速、輸入功率、輸入轉矩

傳動件設計計算

(一) 普通v帶的設計計算

1.計算功率 pc=kap 取ka=1.3

pc=1.3×7.0606=9.18kw

2.選擇帶的型號 b帶

3.確定帶輪基準直徑 dd1=125mm,取§=0.02

dd2= dd1(1-§)n1/n2=125×(1-0.02)×970/323.33=367.5㎜

圓整取dd2=370㎜

4.驗算帶速 v=πdd1n1/60×1000=6.3454m/s

5.算中心距a,帶長ld,包角α

0.7(dd1+ dd2)≤a0≤2(dd1+ dd2) 所以346.5≤a0≤990

初選中心距 a0=510

所需帶長ld0=2 a0+π(dd1+ dd2)/2=1826.6㎜

查表選基準長度ld=2000㎜

實際中心距 a≈a0+(ld— ld0)/2=597㎜

6.驗算小帶輪包角α1

α1=180°—(dd2—dd1)×57.3°/a=156.5°>120°(合適)

7,確定帶的根數

已知dd1=125㎜ i= dd2/ dd1(1-§)=3.02,v=6.35 m/s 得p0=1.

66kw △p1=0.12kw 因α1=157° 查得:ka=0.

94 ld=2000㎜ 得kl=0.98pc/[ p0]=pc/( p0+△p1) ka kl=5.6 取6根

8.確定初拉力fo 查表得:q=0.17

fo=500(2.5- ka)pc/ ka v+qvv=207n

9.計算壓軸力

fq=2 fosinα1/2=2.43kn

10.帶輪結構設計

幅表厚度s=20㎜ d01 =48㎜ d02=75㎜

輪緣寬b=120㎜ 轂長 l1=60㎜ l2=100㎜

(二)齒輪傳動的設計計算

1. 選精度等級、材料及齒數

1) 材料及熱處理;

選擇小齒輪材料為45鋼(調質),硬度為230hbs,大齒輪材料為45鋼(正火),硬度為200hbs,二者材料硬度差為30hbs。

由帶傳動設計計算可知帶傳動的實際傳動比為3.02,所以齒輪傳動的實際傳動比為4.4824

2) 精度等級選用7級精度;

3) 試選小齒輪齒數z1=25,大齒輪齒數z2=113;

4) 選取螺旋角。初選螺旋角β=12°

2. 按齒面接觸強度設計

因為低速級的載荷大於高速級的載荷,所以通過低速級的資料進行計算

按式(10—21)試算,即

dt≥1) 確定公式內的各計算數值

(1) 試選kt=1.5

(2) 由圖10-30選取區域係數zh=2.45

(3) 由表10-7選取尺寬係數φd=1

(4) 由圖10-26查得εα1=0.75,εα2=0.87,則εα=εα1+εα2=1.62

(5) 由表10-6查得材料的彈性影響係數ze=189.8mpa

(6) 由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限σhlim1=600mpa;大齒輪的解除疲勞強度極限σhlim2=550mpa;

(7) 由式10-13計算應力迴圈次數

n1=60n1jlh=60×192×1×(2×8×300×5)=3.32×10e8

n2=n1/5=6.64×107

(8) 由圖10-19查得接觸疲勞壽命係數khn1=0.95;khn2=0.98

(9) 計算接觸疲勞許用應力

取失效概率為1%,安全係數s=1,由式(10-12)得

h]1==0.95×600mpa=570mpa

h]2==0.98×550mpa=539mpa

h]=[σh]1+[σh]2/2=554.5mpa

2) 計算

(1) 試算小齒輪分度圓直徑d1t

d1t≥

==67.85

(2) 計算圓周速度

v===0.68m/s

(3) 計算齒寬b及模數mnt

b=φdd1t=1×67.85mm=67.85mm

mnt===3.39

h=2.25mnt=2.25×3.39mm=7.63mm

b/h=67.85/7.63=8.89

(4) 計算縱向重合度εβ

0.318×1×tan14=1.59

(5) 計算載荷係數k

已知載荷平穩,所以取ka=1

根據v=0.68m/s,7級精度,由圖10—8查得動載係數kv=1.11;由表10—4查的khβ的計算公式和直齒輪的相同,

故khβ=1.12+0.18(1+0.6×1)1×1+0.23×1067.85=1.42

由表10—13查得kfβ=1.36

由表10—3查得khα=khα=1.4。故載荷係數

k=kakvkhαkhβ=1×1.03×1.4×1.42=2.05

(6) 按實際的載荷係數校正所得的分度圓直徑,由式(10—10a)得

d1==mm=73.6mm

(7) 計算模數mn

mn =mm=3.74

3. 按齒根彎曲強度設計

由式(10—17)

mn≥1) 確定計算引數

(1) 計算載荷係數

k=kakvkfαkfβ=1×1.03×1.4×1.36=1.96

(2) 根據縱向重合度εβ=0.318φdz1tanβ=1.59,從圖10-28查得螺旋角影響係數 yβ=0。88

(3) 計算當量齒數

z1=z1/cosβ=20/cos14=21.89

z2=z2/cosβ=100/cos14=109.47

(4) 查取齒型係數

由表10-5查得yfa1=2.724;yfa2=2.172

(5) 查取應力校正係數

由表10-5查得ysa1=1.569;ysa2=1.798

(6) 計算[σf]

σf1=500mpa

σf2=380mpa

kfn1=0.95

kfn2=0.98

[σf1]=339.29mpa

[σf2]=266mpa

(7) 計算大、小齒輪的並加以比較

==0.0126

==0.01468

大齒輪的數值大。

2) 設計計算

mn≥=2.4

mn=2.5

4. 幾何尺寸計算

1) 計算中心距

z1=32.9,取z1=33

z2=165

a=255.07mm

a圓整後取255mm

2) 按圓整後的中心距修正螺旋角

β=arcos=1355』50」

3) 計算大、小齒輪的分度圓直徑

d1=85.00mm

d2=425mm

4) 計算齒輪寬度

b=φdd1

b=85mm

b1=90mm,b2=85mm

5) 結構設計

以大齒輪為例。因齒輪齒頂圓直徑大於160mm,而又小於500mm,故以選用腹板式為宜。其他有關尺寸參看大齒輪零件圖。

軸的設計計算

擬定輸入軸齒輪為右旋

ii軸:

1. 初步確定軸的最小直徑

d≥==34.2mm

2. 求作用在齒輪上的受力

ft1==899n

fr1=ft=337n

fa1=fttanβ=223n;

ft2=4494n

fr2=1685n

fa2=1115n

3. 軸的結構設計

1) 擬定軸上零件的裝配方案

i. i-ii段軸用於安裝軸承30307,故取直徑為35mm。

ii. ii-iii段軸肩用於固定軸承,查手冊得到直徑為44mm。

iii. iii-iv段為小齒輪,外徑90mm。

iv. iv-v段分隔兩齒輪,直徑為55mm。

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