一级斜齿圆柱齿轮减速器设计【F=2100 V=1.6 D=400】【CAD高清图纸】
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目 录第一章 设计任务1第二章 减速器结构选择及相关性能参数计算2.1 电动机类型及结构的选择42.2 电动机选择42.3 确定电动机转速42.4确定传动装置的总传动比和分配级传动比52.5动力运动参数计算5第三章 传动零件的设计计算减速器外部零件的设计计算-普通V形带传动7第四章 齿轮的设计计算4.1斜齿圆柱齿轮84.2齿轮几何尺寸的设计计算 4.2.1 按照接触疲劳强度计算8 4.2.2 按齿根弯曲接触强度校核计算9 4.2.3 齿轮几何尺寸的确定94.3齿轮的结构设计9第五章 轴的设计计算5.1输入轴的设计115.2输出轴的设计135.3轴强度的校核16第六章 轴承、键和联轴器的选择6.1轴承的选择及校核176.2键的选择计算及校核186.3联轴器的选择18第七章 减速器润滑、密封7.1润滑的选择确定19 7.1.1润滑方式197.1.2润滑油牌号及用量197.2 密封的选择确定19 第八章 减速器附件的选择确定19第九章 箱体的主要结构尺寸计算20参考文献24第一章 设计任务书 设计带式运输机上的传动装置,即:一级减速器。已知条件:工作拉力F(N)2100工作速度V(m/s)1.6滚筒直径D(mm)400工作条件:单向运转,载荷平稳,启动载荷为名义载荷的1.25倍,使用期限10年,两班工作制,输送带度误差为5%,滚筒效率0.96。传动简图:图1 带式输送机传动系统简图计 算 及 说 明第二章 减速器结构选择及相关性能参数计算2.1 电动机类型的选择按工作要求和工作条件选用Y系列三相异步电动机,电压380V。2.2 确定电动机的功率(1)工作机的功率Pw =FV/1000=21001.6/1000=3.36kw(2)总效率 =0.960.9920.980.990.96=0.876由机械设计课程设计表10-1得: V带传动效率:滚动轴承传动效率:圆柱齿轮传动效率:联轴器传动效率:(3)所需电动机功率查机械零件设计手册得 Ped =5.5kw2.3 确定电动机转速 卷筒工作转速为: n卷筒=601000V/(D)=76.4r/min根据机械设计课程设计表2-3推荐的传动比合理范围,取圆柱齿轮传动一级减速器传动比=26范围。带传动传动比。则总传动比理论范围为: =424。故电动机转速的可选范为 =305.61833.5r/min则符合这一范围的同步转速有:750、1000、1500由标准查出两种适用的电动机型号:方案电 动 机型 号额 定 功 率电动机转速(r/min)同 步满 载1Y160M2-85.5KW7507202Y132M2-65.5KW10009603Y132S-45.5KW15001440综合考虑电动机和传动装置的尺寸、结构和带传动、减速器传动比,可见第1方案比较适合。根据电动机类型、功率和转速,由机械设计课程设计表10-112和表10-113选定电动机型号为 Y132M2-6,其技术数据如下表:电 动机型号额定功率电动机转速(r/min)堵载转矩最大转矩同 步满 载额定转矩额定转矩Y132M2-65.5KW10009602.02.02.4确定传动装置的总传动比和分配级传动比1、确定传动装置的总传动比由选定的电动机满载转速和工作机主动轴转速可得传动装置总传动比为: =/=960/76.4=12.572、分配各级传动装置传动比: 总传动比等于各传动比的乘积 = 取=3(普通V带 i=24)因为:=所以:12.57/34.192.5 动力运动参数计算(一)转速n=960(r/min)=/=/=960/3=320(r/min) =/=320/4.19=76.37(r/min) (二)功率P 轴: 轴: (三)转矩T 电机轴: (Nm) 轴: (Nm) 轴: (Nm) 将上述数据列表如下:轴号功率P/kW n /(r.min-1) /(Nm) i 04.79596047.70 3 14.603320137.37 24.46676.37558.47 4.19计 算 及 说 明第三章 传动零件的设计计算减速器外部零件的设计计算-普通V形带传动设计普通V形带传动须确定的内容是:带的型号、长度、根数,带轮的直径、宽度和轴孔直径中心距、初拉力及作用在轴上之力的大小和方向1、选择带的型号:查表64得, 则计算功率为PC=KAP=1.14.795=5.275KW根据、查表和图68,选取A型带。2、确定带轮基准直径、验算带速查资料表65,66,选取带速带速验算: V=n1d1/(100060)=3.14106960/100060=5.333m/s 介于525m/s范围内,故合适大带轮基准直径d2=n1/n2d1=3106=318mm查机械设计表4.4,就近选取取d2=315mm3、确定带长和中心距a: 0.7(d1+d2)a02(d1+d2) 0.7(106+315)a02(106+315)295mma0842mm 初定中心距a0=500 ,则带长为 L0=2a0+(d1+d2)+(d2-d1)2/(4a0) =2500+(106+315)/2+(315-106)2/(4600) =1672.3mm查62表,按标准选带的基准长度Ld=1600mm的实际中心距a=a0+(Ld-L0)/2=800+(2500-2672.3)/2=511.8 mm圆整中心距a=512mm 4、验算小带轮上的包角1 1=180-(d2-d1)57.3/a=152.7120 小轮包角合适5、确定带的根数由式确定V带根数,查63表得2.14kW,查67表得0.226kW查62表得1.03,0.925则 Z=PC/((P0+P0)=4.25/(2.14+0.226)1.030.925 = 2.82 故要取3根B型V带计 算 及 说 明第四章 齿轮的设计计算4.1齿轮传动设计1、依照传动方案,本设计选用一级斜齿圆柱齿轮传动。2、运输机为一般工作机器,运转速度不高,查机械设计基础表11-2,选用7级精度。3、材料选择:小齿轮材料为45调质钢,齿面硬度为 280HRB,接触疲劳强度极限 ,弯曲疲劳强度极限;大齿轮材料为45钢表面淬火,齿面硬度为240HRB,接触疲劳强度极限,弯曲疲劳强度极限。查机械设计基础表11-5,取,。查表11-4,取区域系数,弹性系数(锻钢-锻钢)。有=630MPa =580MPa =192MPa =176MPa 4、螺旋角:887600 故满足寿命要求2.大轴的轴承使用寿命计算大轴承选用60211, Cr=29.5kN Fr=611.32N 径向当量动载荷:Pr=r=1.2611.32=733.58 N所以由式Cj=,查表10-6可知ft=1=1134692187600h 故满足寿命要求6.2 键的选择计算及校核 1.小轴上的键: Ft=1711.2N查手册得,选用A型平键,得:A键 856 GB1096-79 L=48mm h=7mm根据式p=2T/(dkL)=2Ft/(kL)=24.45 MPa100MPa故键强度符合要求2.大轴上的键: Ft =1679.6N查手册选:A键1856 GB1096-79 L=38mm h=11A键1450 GB1096-79 L=36mm h=8根据式pa=2 T/(dhl)=2Ft/(kL)=24.7Mpa 100Mpapc=2 T/(dhl)=2Ft/(kL)=16.15Mpa 100Mpa故键强度符合要求6.3 联轴器的选择在减速器输出轴与工作机之间联接用的联轴器因轴的转速较低、传递转矩较大,又因减速器与工作机常不在同一机座上,要求由较大的轴线偏移补偿,应选用承载能力较高的刚性可移式联轴器。查表得选用HL3型号的轴孔直径为42的凸缘联轴器,公称转矩Tn=630 Nm K=1.3=9550=9550=583.9Nm选用HL3型弹性销联轴器,公称尺寸转矩=630,。采用J型轴孔,A型键轴孔直径d=3846,选d=45,轴孔长度L=60HL3型弹性套住联轴器有关参数型号公称转矩T/(Nm)许用转速n/(r)轴孔直径d/mm轴孔长度L/mm外径D/mm材料轴孔类型键槽类型HL363050004560160HT200J型A型第七章 减速器润滑、密封7.1 润滑的选择确定7.1.1润滑方式1.齿轮V12 m/s,选用浸油润滑,因此机体内需要有足够的润滑油,用以润滑和散热。同时为了避免油搅动时泛起沉渣,齿顶到油池底面的距离H不应小于3050mm。对于单级减速器,浸油深度为一个齿高,这样就可以决定所需油量,单级传动,每传递1KW需油量V0=0.350.7m3。2. 对于滚动轴承来说,由于传动件的速度不高,选用飞溅润滑。这样结构简单,不宜流失,但为使润滑可靠,要加设输油沟。7.1.2润滑油牌号及用量1.齿轮润滑选用AN150全系统损耗油,最低最高油面距1020mm,需油量为1.2L左右2.轴承润滑选用AN150全系统损耗油7.2密封的选择与确定1.箱座与箱盖凸缘接合面的密封选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法2.观察孔和油孔等处接合面的密封在观察孔或螺塞与机体之间加石棉橡胶纸、垫片进行密封3.轴承孔的密封闷盖和透盖用作密封与之对应的轴承外部轴的外伸端与透盖的间隙,由于选用的电动机为低速、常温、常压的电动机,则可以选用毛毡密封。毛毡密封是在壳体圈内填以毛毡圈以堵塞泄漏间隙,达到密封的目的。毛毡具有天然弹性,呈松孔海绵状,可储存润滑油和遮挡灰尘。轴旋转时,毛毡又可以将润滑油自行刮下反复自行润滑。第八章 减速器附件的选择确定1、轴承端盖: HT150 参看唐曾宝编著的机械设计课程设计(第二版)的表141根据下列的公式对轴承端盖进行计算: d0=d3+1mm;D0=D +2.5d3; D2=D0 +2.5d3; e=1.2d3; e1e;m由结构确定; D4=D -(1015)mm;D5=D0 -3d3;D6=D -(24)mm;d1、b1由密封尺寸确定;b=510,h=(0.81)b2、油面指示器:用来指示箱内油面的高度。3、放油孔及放油螺塞:为排放减速器箱体内污油和便于清洗箱体内部,在箱座油池的最低处设置放油孔,箱体内底面做成斜面,向放油孔方向倾斜12,使油易于流出。4、窥视孔和视孔盖:窥视孔用于检查传动零件的啮合、润滑及轮齿损坏情况,并兼作注油孔,可向减速器箱体内注入润滑油。5、定位销:对由箱盖和箱座通过联接而组成的剖分式箱体,为保证其各部分在加工及装配时能够保持精确位置,特别是为保证箱体轴承座孔的加工精度及安装精度。6、启盖螺钉:由于装配减速器时在箱体剖分面上涂有密封用的水玻璃或密封胶,因而在拆卸时往往因胶结紧密难于开盖,旋动启箱螺钉可将箱盖顶起。7、轴承盖螺钉,轴承盖旁连接螺栓,箱体与箱盖连接螺栓:用作安装连接用。计 算 及 说 明第九章 箱体主要结构尺寸计算箱体用水平剖分式结构,用HT200灰铸铁铸造而成,箱体主要尺寸计算参看唐曾宝机械设计课程设计(第二版)表51箱体结构尺寸选择如下表:名称符号尺寸(mm)机座壁厚10机盖壁厚18机座凸缘厚度b12机盖凸缘厚度b 112机座底凸缘厚度b 212地脚螺钉直径Df16地脚螺钉数目N6轴承旁联结螺栓直径d110机盖与机座联接螺栓直径d28轴承端盖螺钉直径d38窥视孔盖螺钉直径d46定位销直径D6凸台高度h 箱体外壁至轴承座端面距离l1 C1+C2+(58)=34大齿轮顶圆与内机壁距离112齿轮端面与内机壁距离2 12机盖、机座肋厚m1 ,m29, 9轴承端盖外径(凸缘式)D2101, 120参 考 文 献1 唐增宝,何永然,刘安俊 主编. 机械设计课程设计,第二版.武汉:华中科技大学出版社,1999.32 汪信远 主编.机械设计基础,第三版.北京:高等教育出版社,2002.73 唐克中,朱同均 主编.画法几何及工程制图,第三版. 北京:高等教育出版社,2002.84 徐灏主编.机械设计手册.第2版. 北京:机械工业出版社,2001 5 杨可珍, 程光蕴, 李仲生主编. 机械设计基础第五版.高等教育出版社(第五版),20056 刘鸿文 主编.材料力学.第3版. 北京:机械工业出版社,19927 机械设计手册编委会 主编.机械设计手册.新版.北京:机械工业出版社,20048 殷玉枫 主编. 机械设计课程设计. 机械工业出版社27
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