机械设计基础课程设计任务书 "2o,XF
I83ZN]
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 \Lv
eZ_h5
O4ciD1
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) 9&q<6TZ z
QKDY:1]
目 录 (Hb
i+IHV
|kyxa2F{
一 课程设计书 2 ~'2)E/IeV
aT$q1!U`j2
二 设计要求 2 lG;RfDI-
TBHIcX
三 设计步骤 2 7d*SZmD
))^rk6
1. 传动装置总体设计方案 3 E}sjl
2. 电动机的选择 4 |FGt'
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 hPLQ)c?
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 fo9O+e s
5. 设计V带和带轮 6 Pf5RlpL:p
6. 齿轮的设计 8 "z)dz,&T
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 Kf2Ob1
8. 键联接设计 26 p1
>
D
9. 箱体结构的设计 27 rs2G{a
10.润滑密封设计 30 j38>,9u,
11.联轴器设计 30 ;|Idg"2
Z[<rz6%cB
四 设计小结 31 i$gm/ZO
五 参考资料 32 7Gd)=Q{uur
`VX]vumG
一. 课程设计书 h$.y)v
设计课题: R`q*a_
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 ??0C"8:[
表一: cf)2GoV>e
题号 ^Lr)STh
9r=@S
参数 1 JYB"\VV
运输带工作拉力(kN) 1.5 $o"Szy
运输带工作速度(m/s) 1.1 j_Pt8{[
卷筒直径(mm) 200 ZnSDq_Uk
roT$dL
P)w
二. 设计要求 Njsz=
1.减速器装配图一张(A1)。 8##-fv]
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 tn!z^W
3.设计说明书一份。 &m2FEQLj
ovJ#2_
三. 设计步骤 E/z^~;KA
1. 传动装置总体设计方案 yk OJhd3
2. 电动机的选择 3;(;'5|Z
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 gjB36R
4. 计算传动装置的运动和动力参数 nTxeV%
5. “V”带轮的材料和结构 mpfc2>6Il.
6. 齿轮的设计 jq#gFt*
7. 滚动轴承和传动轴的设计 Q SPneYD
8、校核轴的疲劳强度 lj0"2@z3"E
9. 键联接设计 by; %k/
10. 箱体结构设计 )HbsUm#
11. 润滑密封设计 %B+W#Q`
12. 联轴器设计 WBT/;),}:
h.CbOI%Q
1.传动装置总体设计方案: (#x<qi,T
"`]G>,r_
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 1vKc>+9
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, G?D7R/0)
要求轴有较大的刚度。 c ;_ T
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。 iIWz\FM
其传动方案如下: B1dVHz#
}= OI (Wy
图一:(传动装置总体设计图) -U/"eVM
`B6~KZ
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 =kvfe" N0e
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 A;~lG3j4
传动装置的总效率 ^uB9EP*P
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; .^6;_s>FN
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, `x%v&>
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, [>+R|;ln
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 |iN!V3#S
-6lsR
2.电动机的选择 '&/ 35d9|*
DM
{r<?V
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, 9))E\U
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, ?d@3y<A,~
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。 | R MIV
WJH-~,u
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, x'IVP[xh`A
#OlU|I
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 Hy4c{Ij
G.v zz-yG
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 v4M1uJ8
?,GCR1|4
ZlaU+Y(_[
方案 电动机型号 额定功率 nnr
g^F
P /ZC/yGdIS_
kw 电动机转速 M "QT(u+
电动机重量 'a ]4]d
N 参考价格 hcWYz
元 传动装置的传动比 SN
w3xO!;&
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 G@s]HJ:
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 Ik{[BRzUgt
80qSPitj
中心高 E=N44[`.G
外型尺寸 l!r2[T]I@7
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 SvR:tyF
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 {+D
6o
uZ[7[mK}n7
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 %V r vu5
e,j2#wjor
(1) 总传动比 "J51\8G@@
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 -nBb -y
(2) 分配传动装置传动比 4sU*UePr
=× )8BGN'jyi
式中分别为带传动和减速器的传动比。 syuW>Z8s
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 7Jm&z/
4.计算传动装置的运动和动力参数 Cs2hi,s
(1) 各轴转速 +y%"[6c|
==1440/2.3=626.09r/min 4 h}03 oG
==626.09/5.96=105.05r/min px|y_.DB2x
(2) 各轴输入功率 G)ppkH`qj
=×=3.05×0.96=2.93kW FG-v71!h#
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW N?Wx-pK
则各轴的输出功率: +sN'Y/-
=×0.98=2.989kW kNC.^8ryz[
=×0.98=2.929kW 4!%@{H`3
各轴输入转矩 pKSn
3-A
=×× N·m 0D x,)C
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· />wM#)o2
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m uc.dtq!
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m $0uh8RB
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m X@ zw;Se
=×0.98=242.86N·m (P(=6-0
运动和动力参数结果如下表 &E{CQ#k
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min hW^*b:v{
输入 输出 输入 输出 ]4{ )VXod
电动机轴 3.03 20.23 1440 %kS4v,I
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 :K:oH}4oh
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 FU{$oCh/5
A*1-2
5、“V”带轮的材料和结构 HDmjt+3&n
确定V带的截型 !ucHLo3:
工况系数 由表6-4 KA=1.2 F&tU^(7<
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 8OS@gpz
V带截型 由图6-13 B型 JJIlR{WY_
l** gM
确定V带轮的直径 1Q5:Vo^B#
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm _H,xnh#nZ
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s 5Kadh2nz
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm QR ?JN\%?
_1c0pQ ^}3
确定中心距及V带基准长度 \
oY/hT _
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 lx'^vK% F
360<a<1030 ;S&PLgZ
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm t!=qt*
|41NRGgY
初定V带基准长度 BR*'SF\T
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm yt5Sy
}Wk^7[Y
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm jkQ%b.a
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm '3p7ee&
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 Jbv[Ql#
B~CdY}UTsj
确定V带的根数 (&B`vgmb
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw ,+d\@ :
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 $_ BoG
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 d3[O!4<T
带长修正系数 由表6-2 KL=1 18HmS>Qo
!y$:}W?_
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 -MK9IO]i
/<R[X>]<F
取Z=2 O x),jc[/
V带齿轮各设计参数附表 sTSNu+
ppP0W`p
各传动比 d:L|BkQ7*
TwI'}J|w
V带 齿轮 H{BP7!t[V
2.3 5.96 ^[6S]Ft(
*U mWcFoF
2. 各轴转速n 8Y,imj\(v
(r/min) (r/min) u)4eu,MBT
626.09 105.05 ,J4rKGG
_C%:AFPP>
3. 各轴输入功率 P iD${7
_
(kw) (kw) \3WQ<t)W
2.93 2.71 aGml!N5'
1EemVZdY
4. 各轴输入转矩 T TF%MO\!
(kN·m) (kN·m) ZnAXb S
43.77 242.86 2X,`t%o
!de`K
|
5. 带轮主要参数 f.G"[p
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) d=DQS>Nz
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 YHOo6syk
带的根数z VK>Cf>
160 368 708 2232 B 2 o JX4+uJ
od-yVE&
6.齿轮的设计 l3:2f-H
GWa:C\YK
(一)齿轮传动的设计计算 sKwUY{u\M
z=6zc-$y 9
齿轮材料,热处理及精度 {fI"p;|
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 +A-z>T(
(1) 齿轮材料及热处理 >e^^YR^
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 [T(`+
#f
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 O^~Z-;FA
② 齿轮精度 cd(YH! 3
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 0^83:C
^{
se@?:n1)
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 )?;+<,
按齿面接触强度设计 n.7-$1
P$zhMnAAN
确定各参数的值: VZ$^:.I0
①试选=1.6 )?{jD
选取区域系数 Z=2.433 %+iAL<S
{u[_^
则 i :|e#$x
②计算应力值环数 4x-K0
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) Nj{;
=1.4425×10h qH(HcsgD
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) x
c|1?AFj
③查得:K=0.93 K=0.96 <~zPt&C]V
④齿轮的疲劳强度极限 .dsB\C
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: <-DQ(0xg
[]==0.93×550=511.5 ldnKV&N
_9y!,ST
[]==0.96×450=432 gu"@*,hL
许用接触应力 & zv!cf
H.<