一級錐齒輪(鏈傳動)減速器設(shè)計 [F=2600 V=1.7 D=320]【CAD圖紙和說明書】
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課程設(shè)計(說明書)一級錐齒輪減速器設(shè)計(說明書)學(xué)生姓名學(xué)院名稱專業(yè)名稱指導(dǎo)教師2013年1月10日 目 錄1 設(shè)計任務(wù)書22 減速器傳動裝置設(shè)計32.1電動機的選擇32.2確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比53 齒輪傳動的設(shè)計計算84 減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計125 軸的設(shè)計及校核計算146 鍵連接的選擇和計算227 聯(lián)軸器的選擇238 結(jié) 論239致 謝2310 參考文獻24 1 設(shè)計任務(wù)書一、 課程設(shè)計題目:設(shè)計一鏈式運輸機用的減速器(簡圖如下)原始數(shù)據(jù): 已知條件:輸送帶工作拉力F (N) 2600 輸送帶速度V(/) 1.7 卷軸直徑D () 320工作條件: 設(shè)計一用于鏈式運輸機上的圓錐齒輪減速器。工作平穩(wěn),經(jīng)常滿載,兩班制工作,引鏈容許速度誤差為-4到5。減速器小批生產(chǎn),使用期限10年。2 減速器傳動裝置設(shè)計2.1電動機的選擇1、選擇電動機的類型: 按工作要求和條件,選用三機籠型電動機,封閉式結(jié)構(gòu),電壓380V,Y型。2、選擇電動機容量 :電動機所需的功率為: (其中:為電動機功率,為負載功率,為總效率。)而KW, 所以KW傳動效率分別為:聯(lián)軸器效率滾動軸承的效率圓錐齒輪傳動效率鏈輪的傳動效率卷筒傳動效率傳動裝置的總效率應(yīng)為組成傳動裝置的各部分運動副效率之乘積,即:所以 KW所以 3、確定電動機轉(zhuǎn)速卷筒軸工作轉(zhuǎn)速為查表可得:一級圓錐齒輪減速器傳動比,鏈傳動比,則總傳動比合理范圍為,故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750,1000和1500根據(jù)這個查表可以選擇的電動機有以下幾種: 表1 方案電動機型號額定功率 PKW電動機轉(zhuǎn)速r/min電動機重量Kg同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速1Y132S 45.515001440682Y132M2 65.51000960843Y160M2 85.5750710119 綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格和減速器的傳動比可見第2個方案比較合適因此選定電動機型號為Y132M 2 6,轉(zhuǎn)速為960r/min ,功率為5.5KW 。2.2確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比1、 總傳動比 由選定的的電動機滿載轉(zhuǎn)速和工作機主動軸轉(zhuǎn)速n,可得傳動裝置的總傳動比為 = (1)電動機型號為Y132SM2-6 ,滿載轉(zhuǎn)速 = 960r/m ,且工作機主動軸轉(zhuǎn)速n = 108.28r/min,則由上面公式(1)可得:2、分配傳動比總傳動比為各級傳動比的乘積,即 (2)設(shè)分別為圓錐齒輪的傳動比和鏈傳動的傳動比,在鏈傳動的傳動比范圍內(nèi)取則由公式 (2)可得 =9.46所以圓柱齒輪減速器的傳動比:當前總傳動比為傳動后運輸鏈速度的誤差為:=,在運輸鏈允許誤差5%內(nèi)。3、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)(1)、各軸轉(zhuǎn)速 軸 軸 軸 (2)、各軸輸入功率 軸 軸 軸 (3)、各軸輸入轉(zhuǎn)矩 電機軸輸出轉(zhuǎn)矩所以各軸輸出轉(zhuǎn)矩為: 軸 軸 軸 軸名效率PKW轉(zhuǎn)矩TN*M轉(zhuǎn)速 nr/m電動機軸5.5 54.71960I軸5.3453.08960II軸5.02109.86406.78III軸4.63 404.94101.73 齒輪傳動的設(shè)計計算1.選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)(1)運輸機為一般工作機器,速度不高,故選用8級精度,齒形角,齒頂高系數(shù),頂隙系數(shù)。(2)材料選擇,小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì)),硬度為280HBS,大齒輪材料為45剛(調(diào)質(zhì)),硬度為240HBS,二者材料硬度相差40HBS。2.按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 公式: (1)、確定公式內(nèi)的各計算值1)查得材料彈性影響系數(shù),節(jié)點區(qū)域系數(shù)。2)按齒面的硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限,大齒輪的接觸疲勞極限。3)計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)小齒輪: 大齒輪: 4)查表得到: ,.5) 查得接觸批量壽命系數(shù) 6)計算接觸疲勞許用應(yīng)力 7)可以選取,; 所以8)9)10)(2)計算1)試算小齒輪的分度圓直徑,帶入許用應(yīng)力中的較小值得:=2)計算圓周速度v3)齒數(shù),由公式得大齒輪齒數(shù) ,c=18所以取。則大齒輪 則,取4)模數(shù)大端模數(shù) 取標準模數(shù)為45)大端分度圓直徑 6)節(jié)錐頂距 7)節(jié)圓錐角(未變位時,與分度圓錐角相等) 22.96 90-22.96=67.048)大端齒頂圓直徑小齒輪 大齒輪 9)齒寬 取 10)進行強度校核計算444.6MPa所以強度符合。3、按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計公式:(1) 確定公式內(nèi)的各計算值 1)查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限,大齒輪的彎曲疲勞強度。2)查得彎曲疲勞壽命系數(shù)3)計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞系數(shù)S=1.6則4)查取齒形系數(shù) ,5)應(yīng)力校正系數(shù) ,6)計算大小齒輪的,并加以比較: 大齒輪大所以取0.01836(2)、帶入以上數(shù)據(jù)可以求得(3)進行強度校核計算帶入公式213.75MPa所以符合。 7)、數(shù)據(jù)整理 名稱符號公式直齒圓錐小齒輪直齒圓錐大齒輪齒數(shù)2762模數(shù)mm4傳動比ii2.36分度圓錐度,分度圓直徑1082484 減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計名稱符號減速器型式及尺寸關(guān)系/mm箱座壁厚8箱蓋壁厚8箱蓋凸緣厚度12箱座凸緣厚度12箱座底凸緣厚度20地腳螺釘直徑12地腳螺釘數(shù)目4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑9機蓋與座聯(lián)接螺栓直徑7聯(lián)接螺栓的間距180軸承端蓋螺栓直徑5視孔蓋螺釘直徑4定位銷直徑5、到外箱壁距離18、16、13、至凸緣邊緣距離16、14、11軸承旁凸臺半徑凸臺高度外箱壁至軸承座端面距離30大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離12齒輪端面與內(nèi)箱壁距離10箱蓋、箱座肋厚、;軸承端蓋外徑軸承端蓋凸緣厚度9軸承旁聯(lián)接螺栓距離5 軸的設(shè)計及校核計算(一)、選擇軸的材料初選軸的材料為45剛,調(diào)質(zhì)處理,其機械性能查表可得:。(二)、軸的尺寸計算1、求輸出軸上的功率,轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩由前面的計算可得 2、初步確定軸的最小直徑查得3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 下圖為軸的裝配方案:4、初步選擇滾動軸承軸承同時承載徑向力和軸向力,但軸向力較小,故選用單列滾子軸承。參照工作要求,并根據(jù)尺寸,選取0基本游隙組、標準精度級的單列滾子軸承NF206,其尺寸為。從而可以知道:。6、由經(jīng)驗公式算肩高度:故取h=4mm,從而確定由書上公式要求得:,取7、根據(jù)軸承安裝方便的要求,取,均比小1mm,則:根據(jù)安裝軸承旁螺栓的要求取。根據(jù)齒輪與內(nèi)壁的距離要求,取所以8、根據(jù)齒輪孔的軸徑和長度,確定至此,已初步確定了軸的各段直徑和長度。9、軸上零件的周向定位 齒輪、聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按手冊查得,半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接處的平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長為50mm(標準鍵長見)。 為了保證聯(lián)軸器與軸配合有良好的對中性,故選擇聯(lián)軸器輪轂與軸配合為H7/k6。齒輪與軸的聯(lián)接處的平鍵截面 (),鍵槽用鍵槽銑刀加工,長為26mm準鍵長見)。為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性,故選擇齒輪輪轂與軸配合為H7/n6。滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的,此處選軸的直徑尺寸公差為m6。10、確定軸上的圓角和倒角尺寸取軸端倒角為245,各軸肩處的圓角半徑見圖(三)、求軸上的載荷及其校核根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖,做出軸的計算簡圖:(齒輪取齒寬中點處的分度圓直徑作為力的作用點,軸承在寬度中點為作用點)。軸承1和軸承2之間的距離為88mm,軸承2和錐齒輪間的距離為51.5mm1、 計算作用在齒輪上的力圓錐大齒輪圓錐大齒輪2、 求作用在軸上的支反力,所以所以3、校核軸承壽命:查手冊得NF206型滾子軸承參數(shù)查表8.6得(1) 計算軸承所承受的軸向載荷因為軸承1固定,軸承2游離,結(jié)合受力分析圖可知,軸承1被“壓緊”,軸承2被“放松”。由此可得軸承2不受軸向力,所以,(2) 計算當量動負荷軸承1: ,由表8.5,用線性插值法可求得:由查表8.5,并用線性插值法求得:,由此可得軸承2:由表8.5,用線性插值法可得:由差表8.5,用線性插值法求得,由此可得(3)軸承壽命計算因為,所以按軸承2計算軸承的壽命所選軸承NF206滾子軸承合格(2) 做彎矩圖根據(jù)上述的圖,求出總的彎矩和做出彎矩圖(4)作扭矩圖扭矩圖如圖11.2(機械設(shè)計課本)所示,為了使扭矩圖符合下述強度計算公式,圖中已把T這算成的含義見前面,并且取(5)作出計算彎矩圖根據(jù)以作的總彎矩圖和扭矩圖,求出計算彎矩圖,的計算公式為(6)、校核軸的強度只需校核軸上最大彎矩截面的強度:,故安全。6 鍵連接的選擇和計算根據(jù)軸的各個階梯的直徑和長度尺寸選取鍵的尺寸,查有關(guān)資料如下: 本減速器的工作條件為有輕度沖擊載荷,選擇鍵如下:鍵名國標1 軸I(聯(lián)軸器) 鍵10X8GB1096-2003 A型2 軸I(齒輪處) 鍵 10X8 GB1096-2003 A型3 軸II(聯(lián)軸器)鍵 8X7 GB1096-2003 A型4 軸II(齒輪處)鍵10X8 GB1096-2003 A型查表的鋼的靜聯(lián)接在時的許用應(yīng)力 =125150MPa校核鍵1 =17.23MPa d = 35mm L = 48mm校核鍵2 = 19.24 MPa d = 33 mm L = 46mm校核鍵3 = 63.28 MPa d = 30 mm L = 48mm校核鍵4 =37.5 MPa d = 30mm L = 50 mm 所以所有鍵均符合設(shè)計要求,可用。7 聯(lián)軸器的選擇考慮到電動機轉(zhuǎn)軸直徑、軸的最小直徑、傳動轉(zhuǎn)矩選取聯(lián)軸器聯(lián)軸器為凸緣聯(lián)軸器:型號如下GY5聯(lián)軸器 (GB/T5843-2003)公稱轉(zhuǎn)矩T=400N/m 額定轉(zhuǎn)速 n=8000r/min 質(zhì)量 5.43Kg D=1208 結(jié) 論減速器的設(shè)計是一個較為復(fù)雜的過程,期間設(shè)計計算、繪制工程圖、編制工藝等等,都是較為繁瑣的事情。但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展這些過程都變的簡單化。為了適應(yīng)現(xiàn)代市場的需求,就必須運用計算機輔助設(shè)計技術(shù)解決過去計算繁瑣,繪圖工作量大及工作效率低,更新速度慢的問題。通過本設(shè)計我對各種減速器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計步驟有了一個大概的了解,對以前所學(xué)的專業(yè)知識作了一個很好的總結(jié),設(shè)計中尚有很多不合理和不理解的地方,以待在今后的學(xué)習(xí)工作中來彌補。9致 謝 感謝學(xué)校和系里為我們學(xué)生提供了優(yōu)越的學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)條件,使我們能夠順利的完成設(shè)計的任務(wù)。我要對所有幫助過我的老師我同學(xué)說一聲感謝,你們都辛苦了!10 參考文獻 1.王旭主編 機械設(shè)計課程設(shè)計 機械工業(yè)出版社 2006. 2.徐錦康主編 機械設(shè)計 高等教育出版社 2006 3.沈世德主編 機械原理 機械工業(yè)出版社 2007 4.單祖輝主編 工程力學(xué) 高等教育出版社 2004. 5.王章忠主編 機械工程材料 機械工業(yè)出版社 2007. 6.王伯平主編 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 機械工業(yè)出版社 2009. 7.左曉明主編 工程制圖 機械工業(yè)出版社 2007. 8.吉衛(wèi)喜主編 機械制造技術(shù) 機械工業(yè)出版社 2008. 9.丁國琴主編 計算機輔助設(shè)計組合機床主軸箱.山東農(nóng)機. 2002. 10.姚永明主編 非標準設(shè)備設(shè)計 上海交通大學(xué)出版社 1999 11葉偉昌.機械工程及自動化簡明設(shè)計手冊(上冊).北京:機械工業(yè)出版社,2001 12徐錦康.機械設(shè)計.北京:機械工業(yè)出版社,2001 13成大先.機械設(shè)計手冊(第四版 第四卷).北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002
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一級錐齒輪(鏈傳動)減速器設(shè)計
[F=2600
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