指导老师:童念慈
学号:04
姓名:陈伟
班级:2015机电一体化(机械制造一班)
学院:机电
工程
路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理
课题:一级直齿圆柱齿轮减速器设计
一级减速器设计说明书
目录
一、 设计任务书——————————————————————
二、 电动机的选择—————————————————————
三、 传动装置运动和动力参数计算——————————————
四、 V带的设计——————————————————————
五、 齿轮传动设计与校核——————————————————
六、 轴的设计与校核————————————————————
七、 滚动轴承选择与校核计算————————————————
八、 键连接选择与校核计算—————————————————
九、 联轴器选择与校核计算—————————————————
一十、 润滑方式与密封件类型选择———————————————
一十一、 设计小结—————————————————————
一十二、 参考资料—————————————————————
一、设计任务说明书
1、 减速器装配图1张;
2、 主要零件工作图2张;
3、 设计计算说明书
原始数据:(p10表1-4)1-A输送带的工作拉力;F=2000
输送带工作速度:V=1.3m/s
滚筒直径:D=180
工作条件:连续单向运载,载荷平稳,空载起动,使用期限15年,每年300个工作日,每日工作16小时,两班制工作,运输带速度允许误差为5%
传动简图:
二、电动机的选择
工作现场有三相交流电源,因无特殊要求,一般选用三相交流异步电动机。最常用的电动机为Y系列鼠笼式三相异步交流电动机,其效率高,工作可靠,结构简单,维护方便,价格低,适用于不易燃、不易爆,无腐蚀性气体和无特殊要求的场合。本装置的工作场合属一般情况,无特殊要求。故采用此系列电动机。
1.电动机功率选择
1选择电动机所需的功率:
工作机所需输出功率Pw=
故Pw=
= 3.60 kw
工作机实际需要的电动机输入功率Pd=
其中
查表得:
为联轴器的效率为0.98
为直齿齿轮的传动效率为0.97
为V带轮的传动效率为0.96
为滚动轴承的效率为0.99
故输入功率Pd=
=4.09KW
2.选择电动机的转速
r/min
按《机械设计手册》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范围
,取V带传动比
,则总传动比合理范围为I总=6~20。故电动机转速的可选范围为
(6~20)x76.43=到之间
查表得符合这一范围的同步转速有960和1420r/min。
方案
气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载
电动机型号
额定功率(kw)
电动机转速(r/min)
电动机质量(kg)
传动装置的传动比
同步
满载
总传动比
V带传动
单级减速器
1
Y100L1-4
5
1500
1420
34
10.87
3
4.96
2
Y132M-1
4
1000
960
40
12.46
2.5
5.94
根据容量和转速,由有关手册查出有三种适用的电动机型号,因此有三种传动比方案,综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比,可见第2方案比较适合
所以选择Y132M1-6 额定功率4kw,满载转速960,功率因素0.77
3.传动比的计算与分配
=
960/86=12
所以
=4
=3
三、传动装置的运动和动力参数的计算
1.计算各轴转速
电机轴 n=960(r/min)
主动轴nI=nm/i带=960/2=480(r/min)
输出轴nII=nI/i齿=480/6=80(r/min)
滚筒转速 nll=80(r/min)
2.计算各轴的功率(KW)
主动轴PI=Pd×η带=3.9×0.96=3.744KW
输出轴PII=PI×η轴承×η齿轮=3.744×0.99×0.97=3.6KW
3.计算各轴转矩
TI=9550pl/n1 =9550x3.74/480=74.41KN.m
TII =9550pll/n2=9550x3.6/80=429KN.m
四、V带的设计
1.皮带轮传动的设计计算
选择普通V带轮
插《机械设计手册》得:kA=1.2
Pd=KAP=1.2×4=4.8KW
据Pd=4.8KW和n1=480r/min
查表得:选用A型V带
2.确定带轮基准直径以及中心距的确定
取d1=100 d2=
=3x100=300
根据
初选中心距为ao=800
3.确定皮带长度
Ld=2a0+π(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0
=2x800+3.14x(100+300)
2+
2
4x800=1450.5
查《机械技术基础》得选取相近的L=1600
4确定中心距
=800+(1600-1450)
2=875
5.验算小带轮包角
α1=180-57.30 ×(dd2-dd1)/a
=180-57.30x200
875
=165.94
120
所以包角符合要求
6.计算皮带轮的根数
Z= Pd/[(P0+△P0)KαKL] 查表P0=0.97 Ka=0.95 KL=1.03
=0.11
=4.8
[0.97+0.11)x0.95x1.03=4.45
所以选A型V带5根皮带轮
五、齿轮的设计与校核
1.选择齿轮
材料
关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料
与热处理
所设计齿轮传动属于闭式传动,通常齿轮采用软齿面。查阅表[1] 表6-8,选用价格便宜便于制造的材料,小齿轮材料为45钢,调质,齿面硬度260HBS;大齿轮材料也为45钢,正火处理,硬度为215HBS;
精度等级:运输机是一般机器,速度不高,故选8级精度。
2.按齿面接触疲劳强度设计
由d1≥ (6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3
确定有关参数如下:传动比i齿=4
取小齿轮齿数Z1=20。则大齿轮齿数:Z2=iZ1= 4×20=80
查表齿宽系数因为是对称分布 取φd=1.1
3.小齿轮的转矩T1=9.55×106×P1/n1=9.55×106×3.744/480=74490N.mm
4.载荷系数k : 取k=1.2
5.计算循环应力次数许用接触应力[σH]
[σH]= σHlim ZN/SHmin 查表:
σHlim1=610Mpa σHlim2=500Mpa
接触疲劳寿命系数Zn:按一年300个工作日,每天24h计算,由公式N=60njtn
N1=60×480×5×300×8=345600000
N2=N/u=345600000/4=86400000
根据《机械设计手册》,得 ZN1=1 ZN2=1.05
按一般可靠度要求选取安全系数SHmin=1.0
[σH]1=σHlim1ZN1/SHmin=610x1/1=610 Mpa
[σH]2=σHlim2ZN2/SHmin=500x1.05/1=525Mpa
故得:
d1≥ (6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3
=49.04mm
模数:m=d1/Z1=49.04/20=2.45mm
查书可得,取m=2.5
6.计算齿轮主要尺寸
分度圆直径:d1=mZ1=2.5×20mm=50mm
d2=mZ2=2.5×80mm=200mm
齿宽:b=φdd1=1.1×50mm=55mm
取b2=55mm b1=60mm
7计算齿轮的圆周速度V
V=πn1d1/60×1000=3.14×480×50/60×1000=1.25 m/s
因为V<6m/s,故取8级精度合适.
8.计算齿轮传动的中心矩a
a=(d1+d2)/2= (50+200)/2=125mm
9.验算齿轮的弯曲强度
(1)复合齿形因数YFs 查表得:YFS1=4.35,YFS2=3.95
(2) 许用弯曲应力 [σbb]= σbblim YN/SFmin
(3)查表得弯曲疲劳极限σbblim应为: σbblim1=490Mpa σbblim2=410Mpa
(4)查表得弯曲疲劳寿命系数YN: YN1=1 YN2=1
(5)弯曲疲劳的最小安全系数SFmin:按一般可靠性要求,取SFmin =1
(6)计算得弯曲疲劳许用应力为
[σbb1]=σbblim1 YN1/SFmin=490×1/1=490Mpa
[σbb2]= σbblim2 YN2/SFmin =410×1/1=410Mpa
(7)校核计算
σbb1=2kT1YFS1/ b1md1=71.86pa< [σbb1]
σbb2=2kT1YFS2/ b2md1=72.61Mpa< [σbb2]
故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够
六、轴的设计与校核
1.选择轴的材料
选轴的材料为45号钢,调质处理
2.轴的最小直径
取C=110或
=30
计算得d
37.73 所以取
=40
3.轴的结构设计
根据轴上零件的定位、装拆方便的需要,同时考虑到强度的原则,主动轴和从动轴均设计为阶梯轴。
计算
=
因
必须符合轴承密封元件的要求,经查表,取
=44mm;
计算
d3=d2+(1~5)mm=45~49mm. 且
必须与轴承的内径一致,圆整
=45mm,初选轴承型号为6209
计算
d4=d3+(1~5)mm=46~50,为装配方便而加大直径,应圆整为
标准
excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载
直 径,一般取0,2,5,8尾数,取
=50mm;
计算
d5=d4+2
(0.07~0.1)xd4=57~60
取
=58mm;
计算
d6=d3=45 同一轴上的轴承选择同一型号,以便减少轴承座孔镗 制和减少轴承类型。
从动轴长度的选取
单级减速器中,可以将齿轮安排在箱体中央,相对两轴承对称分布,齿轮左面用轴肩定位,右面用套筒轴向定位,周向定位采用键和过渡配合,两轴承分别以轴承肩和套筒定位,周向定位则用过渡配合或过盈配合,轴呈阶状,左轴承从左面装入,齿轮套筒,右轴承和皮带轮依次从右面装入。大带轮轮毂靠轴肩、平键和螺栓分别实现轴向定位和周向固定。
考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面与箱体内壁应有一定矩离,安装齿轮段长度为轮 毂宽度小2mm。
L1=60 L2=50 L3=55 L4=55 L=65 L5=10 L6=70
4.从动轴的校核计算
按许用应力校核轴的弯曲强度
轴的受力简图 (图A)(L =113mm)
(1)求支持反力
水平面支反力
垂直面支反力
(2)作弯矩图
水平弯矩(图B)
垂直弯矩(图C)
(3)求合成弯矩,作出合成弯矩图(图E)
(4).作扭矩图(图D)
C点左
C点右
(5)作危险截面当量弯矩图(图E)
该轴单项工作,转矩产生的弯曲应力按脉动循环应力考虑,取
=0.59
(6)校核危险截面轴径
45号优质碳素钢调质处理时,查《机械设计基础》
C剖面的轴径
故:强度足够
5.主动轴校核计算 同理
d1=c
=115x0.3555=35
d2=38 d3=40 d4=45 d5=50 d6=40 L1=45 L2=42 L3=46 L4=55 L5=10 L6=42
七、滚轴承的选择与校核计算
1.从动轴的滚动轴承选择与校核
初步选择6209滚动轴承 尺寸如
表1
轴承代号
尺寸/mm
d
D
B
6209
45
85
19
寿命计划:
要求轴承寿命:(5年,按每年工作365天,每班工作24个小时)
=43800h
计算选用轴承寿命
查《机械零件设计手册》
基本额定动负荷
KN
动载荷系数
当量动载荷
温度系数
载荷系数
对球轴承寿命系数
Lh=
=
=7254134h<43800h
所以强度符合要求
2.主动轴的滚动轴承的选择与校核
根据之前设计的主动轴直径 初选6208滚动轴承
要求轴承寿命:(5年,按每年工作365天,每班工作24个小时)
=43800h
计算选用轴承寿命
查《机械零件设计手册》
基本额定动负荷
KN
动载荷系数
当量动载荷
温度系数
载荷系数
对球轴承寿命系数
Lh=
=
=634987h<43800h
所以强度符合要求
八、键的选择与校核
1.材料选择及其许用挤压应力
选择45号优质碳素钢,,查《机械零件设计手册》
其许用挤压应力
2.主动轴外伸端,d=40考虑到键在轴中部安装,选择平键就可以了,且联轴器轴长度=62mm,故选择12x8x100 GB/T1096型键。
b=12 h=8 L=100
静连接工作面挤压应力
=10.36MPa<
则:强度足够, 合适
3.从动轴外伸端,d=50考虑到键在轴中部安装,选择平键就可以了,故(r/min)选择。
b=14 L=50 h=9
静连接工作面的挤压应力:
则:强度足够,合适
九、联轴器的选择
由于减速器载荷平稳,速度不高,无特殊要求,考虑拆装方便及经济问题,选用弹性套柱联轴器
K=1.3
=9550
=9550×
558.67KN.M
选用TL8型弹性套住联轴器,公称尺寸转矩
=600,
<
。采用Y型轴孔,A型键轴孔直径d=40,轴孔长度L=112
TL8型弹性套住联轴器有关参数
型号
公称
转矩T/(N·m)
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
LT10
600
3600
40
112
65
HT200
Y型
十、润滑方式以及密封方式的选择
1.润滑方式、密封方式简要说明
(1)齿轮的速度小于5m/s查《机械零件设计手册》P981表3·14-26,选用浸油润滑方式
并根据表3·14-27,选用150号机械油;
(2)轴承采用润油脂润滑,并根据表3·14-23选用ZL-3型润油脂
2.密封件的选择
(1)轴承内部与机体内部处用挡油环加以密封,防止润滑油进入轴承内部
(2)轴承外部与端用半粗羊毛毡圈加以密封
(3)箱座与箱盖凸缘结合面与观察孔、油孔之间都采用静密封方式
十一、设计小结
课程设计过程中出现的问题几乎都是过去所学的知识不牢固,许多计 算
方法
快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载
、公式都忘光了,要不断的翻资料、看书,和同学们相互探讨。虽然过程很辛苦,有时还会有放弃的念头,但始终坚持下来,完成了设计,而且学到了,应该是补回了许多以前没学好的知识,同时巩固了这些知识,提高了运用所学知识的能力。
此次减速器的设计,是我上大学以来的第一次简单的设计。这次设计只是对减速器的基本尺寸和形状的设计的了解,并没有进行公差配合以及位置度等技术要求。通过这次减速器的设计,我体会到了在机械加工与设计中。参数选取的重要性,以及参数的合理性。每个参数的选取都是按照相应的国家标准来进行选定的,而不是随意地乱取参数。机械是各个学科的综合,不论是实践还是理论都有太多需要学习的。
本次设计我觉得有以下几个特点:
1. 零件的结构多种多样,相当的复杂难选,对于如何选取和运用,我都还不是非常熟练。
2. 几何参数的选用,要查阅大量的课外资料,才能达到选取最优化的几何参数,满足设计要求,而我自己所选的参数还不能达到最优化几何参数。
3. 选取的参数之间的关联性太强,而我自己还不能较好的利用起来。
尽可能的多用标准件能节省大量的设计时间,提高效率。
十二、参考资料
1《机械设计手册》
2 《机械技术基础》
3 《工程制图》
4 《机械设计》
5 《机械设计基础课程设计指导书》