机械课程设计-2级减速器设计说明书[1]
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机械课程设计~二级减速器11. 引言二级减速器是机械系统中非常重要的组成部分,它可以将高速旋转的输入轴转换为低速高扭矩的输出轴。
在本文档中,我们将设计一个二级减速器,以满足特定的性能要求和应用需求。
2. 设计目标我们的二级减速器设计的目标是实现以下要求:•输入轴旋转速度:1000 RPM•输出轴旋转速度:60 RPM•输入功率:10 kW•输出扭矩:2000 Nm•效率:大于90%3. 设计流程3.1. 确定传动方式根据设计目标,我们可以选择适合的传动方式。
在这种情况下,我们可以选择齿轮传动作为二级减速器的传动方式。
齿轮传动具有高效率、可靠性和良好的承载能力。
3.2. 计算减速比根据输入和输出轴的旋转速度,我们可以计算减速比。
减速比可以通过下面的公式计算:减速比 = 输入轴旋转速度 / 输出轴旋转速度在这种情况下,减速比为:减速比 = 1000 / 60 = 16.673.3. 选择齿轮模数齿轮模数(Module)是指齿轮齿数与齿轮的直径比值。
在确定减速比和输入轴旋转速度后,我们可以选择适当的齿轮模数,以满足设计要求。
通常情况下,我们可以通过经验法则来选择合适的齿轮模数。
3.4. 计算输入轴和输出轴的齿轮齿数根据减速比和齿轮模数,我们可以计算输入轴和输出轴的齿轮齿数。
通过下面的公式可以计算齿轮齿数:输入轴齿轮齿数 = 输入轴旋转速度 / 齿轮模数输出轴齿轮齿数 = 输出轴旋转速度 / 齿轮模数在这个例子中,输入轴齿轮齿数为:输入轴齿轮齿数 = 1000 / 齿轮模数输出轴齿轮齿数为:输出轴齿轮齿数 = 60 / 齿轮模数3.5. 确定齿轮材料和尺寸根据输入功率和输出扭矩,我们可以选择合适的齿轮材料和尺寸,以确保齿轮具有足够的强度和耐久性。
3.6. 计算二级减速器的效率计算减速器的效率是非常重要的,因为它直接影响到机械系统的能量转换效率。
可以使用下面的公式来计算减速器的效率:效率 = (输出功率 / 输入功率) * 100%在这种情况下,输出功率为:输出功率 = 输出扭矩 * 输出轴旋转速度 * 2π / 603.7. 进行减速器的实际设计根据上述计算结果和设计要求,我们可以进行减速器的实际设计,并考虑到材料选择、尺寸确定、装配方式等方面的问题。
二级减速器课程设计说明书一、设计任务设计一个用于特定工作条件的二级减速器,给定的输入功率、转速和输出转速要求,以及工作环境和使用寿命等限制条件。
二、传动方案的拟定经过对各种传动形式的比较和分析,最终选择了展开式二级圆柱齿轮减速器。
这种方案结构简单,尺寸紧凑,能够满足设计要求。
三、电动机的选择1、计算工作机所需功率根据给定的工作条件和任务要求,计算出工作机所需的功率。
2、确定电动机的类型和型号综合考虑功率、转速、工作环境等因素,选择合适的电动机类型和型号。
四、传动比的计算1、总传动比的计算根据电动机的转速和工作机的转速要求,计算出总传动比。
2、各级传动比的分配合理分配各级传动比,以保证减速器的结构紧凑和传动性能良好。
五、齿轮的设计计算1、高速级齿轮的设计计算根据传动比、功率、转速等参数,进行高速级齿轮的模数、齿数、齿宽等参数的设计计算。
2、低速级齿轮的设计计算同理,完成低速级齿轮的相关设计计算。
六、轴的设计计算1、高速轴的设计计算考虑扭矩、弯矩等因素,确定高速轴的直径、长度、轴肩尺寸等。
2、中间轴的设计计算进行中间轴的结构设计和强度校核。
3、低速轴的设计计算完成低速轴的设计计算,确保其能够承受工作中的载荷。
七、滚动轴承的选择与计算根据轴的受力情况和转速,选择合适的滚动轴承,并进行寿命计算。
八、键的选择与校核对连接齿轮和轴的键进行选择和强度校核,以确保连接的可靠性。
九、箱体结构的设计考虑减速器的安装、润滑、密封等要求,设计合理的箱体结构。
包括箱体的壁厚、加强筋、油标、放油螺塞等的设计。
十、润滑与密封1、润滑方式的选择根据齿轮和轴承的转速、载荷等因素,选择合适的润滑方式。
2、密封方式的选择为防止润滑油泄漏和外界灰尘进入,选择合适的密封方式。
十一、设计总结通过本次二级减速器的课程设计,对机械传动系统的设计过程有了更深入的理解和掌握。
在设计过程中,充分考虑了各种因素对减速器性能的影响,通过计算和校核确保了设计的合理性和可靠性。
机械设计课程设计计算说明书学院:动力与机械学院专业:机械设计制造及其自动化班级:姓名:学号:目录一、设计任务书 (2)二、传动方案的分析及说明 (2)三、电动机的选择 (4)四、确定传动方案的总传动比及分配各级的传动比 (5)五、计算传动方案的运动和动力参数 (6)六、V带传动的设计计算 (8)七、齿轮传动的设计计算 (11)八、轴的设计计算 (21)九、滚动轴承的选择及计算 (32)十、键联接的选择及校核计算 (34)十一、联轴器的选择 (36)十二、附件的选择 (36)十三、减速器箱体的结构设计尺寸 (38)十四、润滑与密封 (38)十五、参考资料目录 (4)十六、设计小结 (40)一、设计任务书1、设计题目:带式输送机传动装置中的二级圆柱齿轮减速器2、技术参数:注:运输带与卷筒以及卷筒与轴承间的摩擦阻力已在F中考虑。
3、工作条件:单向连续转动,有轻微冲击载荷,室内工作,有粉尘。
一班制(每天8小时工作),使用三相交流电为动力,期限10年(每年按365天计算),三年可以进行一次大修。
小批量生产,输送带速度允许误差为±3%。
4、生产条件:中等规模机械厂,可加工7-8级精度的齿轮和蜗杆,进行小批量生产(或单件)。
二、传动方案的分析及说明根据要求及已知条件,对于传动方案的设计选择V带传动和二级闭式圆柱齿轮传动。
V带传动布置于高速级,能发挥它传动平稳、缓冲吸振和过载保护的优点。
二级闭式圆柱齿轮传动能适应在繁重及恶劣的条件下长期工作,且维护方便。
V带传动和二级闭式圆柱齿轮传动相结合,能承受较大的载荷且传动平稳,能实现一定的传动比,满足设计要求。
传动方案运动简图:取0A =112,于是得:53.3033.32355.611233110=⨯=≥n P A d mm 因为轴上应开2个键槽,所以轴径应增大10%-15%,取15%,故11.35%)151(53.30=+⨯≥d mm ,又此段轴与大带轮装配,综合考虑两者要求取min d =38mm 。
1 设计任务书1。
1设计数据及要求表1-1设计数据1.2传动装置简图图1—1 传动方案简图1.3设计需完成的工作量(1) 减速器装配图1张(A1)(2) 零件工作图1张(减速器箱盖、减速器箱座—A2);2张(输出轴-A3;输出轴齿轮-A3) (3) 设计说明书1份(A4纸)2 传动方案的分析一个好的传动方案,除了首先应满足机器的功能要求外,还应当工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率高、成本低廉以及使用维护方便。
要完全满足这些要求是困难的。
在拟定传动方案和对多种方案进行比较时,应根据机器的具体情况综合考虑,选择能保证主要要求的较合理的传动方案。
现以《课程设计》P3的图2-1所示带式输送机的四种传动方案为例进行分析。
方案a 制造成本低,但宽度尺寸大,带的寿命短,而且不宜在恶劣环境中工作。
方案b 结构紧凑,环境适应性好,但传动效率低,不适于连续长期工作,且制造成本高.方案c 工作可靠、传动效率高、维护方便、环境适应性好,但宽度较大。
方案d 具有方案c 的优点,而且尺寸较小,但制造成本较高。
上诉四种方案各有特点,应当根据带式输送机具体工作条件和要求选定。
若该设备是在一般环境中连续工作,对结构尺寸也无特别要求,则方案c a 、均为可选方案。
对于方案c 若将电动机布置在减速器另一侧,其宽度尺寸得以缩小。
故选c 方案,并将其电动机布置在减速器另一侧。
3 电动机的选择3.1电动机类型和结构型式工业上一般用三相交流电动机,无特殊要求一般选用三相交流异步电动机.最常用的电动机是Y 系列笼型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.此处根据用途选用Y 系列三相异步电动机3.2选择电动机容量3.2.1工作机所需功率w P 卷筒3轴所需功率:1000Fv P W ==100082.01920⨯=574.1 kw 卷筒轴转速:min /13.5914.326582.0100060100060r D v n w =⨯⨯⨯=⨯=π3。
二级减速器课程设计说明书一、引言二级减速器是一种用于降低机械设备速度和提高输出转矩的重要装置。
本课程设计说明书旨在介绍二级减速器的设计原理、结构和工作原理,并提供详细的步骤和指导,帮助学生完成二级减速器的课程设计。
二、设计背景在工程设计中,常常需要将高速运动的电机转速降低,同时增加输出扭矩以满足特定的工作需求。
二级减速器作为一种常用的传动装置,可以有效地实现这一目标。
由于二级减速器的设计和制造需要综合考虑多个因素,包括负载要求、轴承和齿轮的选择等,因此,本课程设计旨在增强学生对二级减速器设计的理解和应用。
三、设计目标本课程设计的目标是设计一台满足以下要求的二级减速器:1. 输入转速:500 rpm2. 输出转速:50 rpm3. 额定输出扭矩:1000 Nm4. 功率损失小于5%5. 整机尺寸紧凑,便于安装和维护四、设计过程1. 步骤一:确定输入和输出参数在设计二级减速器之前,首先需要明确输入和输出的转速和扭矩要求。
根据设计目标,确定输入转速为500 rpm,输出转速为50 rpm,额定输出扭矩为1000 Nm。
2. 步骤二:选择传动比根据输入和输出参数,计算所需的传动比。
传动比可以通过输出转速除以输入转速来计算。
在本案例中,传动比为50/500=0.1。
3. 步骤三:选择齿轮参数根据传动比,选择合适的齿轮组合。
需要考虑齿轮的模数、齿数、齿轮材料等因素。
同时,还需进行齿轮强度和齿面接触疲劳寿命的校核,确保设计的齿轮组合符合强度和寿命要求。
4. 步骤四:结构设计根据齿轮的选择,进行减速器结构的设计。
需要确定减速器的轴承类型、轴承尺寸、轴承布局等。
同时,还需进行结构强度校核,确保减速器在工作状态下能够承受额定扭矩和载荷。
5. 步骤五:优化设计对设计结果进行优化,考虑减速器整机的尺寸、重量和功率损失。
优化设计可以通过修改齿轮组合、调整传动比等方式来实现。
最终的设计结果应满足课程设计的要求,并在实际应用中具有较好的性能和可靠性。
燕山大学机械设计课程设计说明书题目:带式输送机传动装置学院(系):机械工程学院年级专业: 09级模具二班学号: 0901********学生姓名:刘文涛指导教师:白文普教师职称:教授目录一.设计任务书 (3)二. 电动机的选择及传动装置的参数计算 (4)三. 齿轮的设计计算 (6)四. 轴的计算 (12)五. 滚动轴承的选择和基本额定寿命计算 (17)六. 联轴器的选择 (18)七. 键联接的选择 (19)八. 润滑和密封的选择 (19)九. 其他技术说明 (20)十. 减速器附件 (20)十一. 设计小结 (21)十二. 参考资料 (21)18.43 19071.57δδ-= =104.36mm5) 计算弯曲疲劳许用应力 取失效概率为1%,安全系数S=1,由式6-24得[]11lim11450450F FN F K MPa σσ=•=⨯=[]22lim21390390F FN F K MPa σσ=•=⨯=6) 计算弯曲应力()133223.05.013.064.152.22407322.1423221+⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=F σ=53.76MPa<[]1F σ64.152.296.106.236.572⨯⨯⨯=F σ =56.04<[]2F σ ∴合适四. 轴的计算1) 高速轴的计算a.估算轴径d,参考式(10-2),取C=112(假设轴材料为45号钢),3n P C d ==396042.2112=15.24mm 单键联接增大3% 3.124.15⨯=d =19.8mmb.绘出锥齿轮的结构轮廓,锥齿轮的分度圆直径66mm ,齿根圆直径62.25mm ,联接联轴器的轴径25mm ,锥齿轮的根径小,采用齿轮轴结构。
c.锥齿轮有轴向力,高速轻载拟采用7207C 型单列角接触球轴承,结构尺寸见图。
综合考虑联轴器、轴承与轴的定位,轴承与锥齿轮之间的轴径采用35mm,两个轴承之间用套筒定位,套筒内径35mm ,外径41mm 。
机械设计基础课程设计计算说明书设计课题:卷扬机的减速器学校成都理工大学工程技术学院专业自动化系机械工程及自动化专业班级 2009级学号 xxxxxxxxx设计者 xxxxxxxxx指导老师董仲良谢欣然2011年12月2日机械设计课程设计是高等工业学校多数专业第一次全面的机械设计训练,是机械设计课的最后一个重要教育环节,其目的是:(1)培养学生综合运用机械设计及相关课程知识解决机械工程问题的能力,并使所学知识得到巩固和发展;(2)学习机械设计的一般方法和步骤;(3)进行机械设计基本技能的训练,如计算、绘图(其中包括计算机辅助设计)和学习使用设计资料、手册、标准和规范。
此外,机械设计课程设计还为专业课设计和毕业设计奠定了基础。
此书是我在完成此次课程设计之后对整个设计计算过程的整理和总结,主要包括整个设计的主要计算及简要说明,对于必要的地方,还有相关简图说明。
对于一些需要的地方,还包括一些技术说明,例如在装配和拆卸过程中的注意事项;传动零件和滚动抽成的润滑方式及润滑剂的选择。
使我们图纸设计的理论依据。
当然,由于我是第一次进行机械设计,还有很多考虑不到或不周的地方,有很多零件尺寸,材料选择的时候考虑不周全,希望老师在审阅时予以指正。
编者2011年12月2日一、设计任务书二、传动方案拟定三、电动机的选择四、计算传动装置的总传动比i并分配传动比五、高速级齿轮传动计算六、低速级齿轮传动计算七、齿轮传动参数表八、轴的结构设计九、轴的校核计算十、滚动轴承的选择与计算十一. 端盖的尺寸设计十二. 键联接选择及校核十三. 联轴器的选择与校核十四. 减速器附件的选择十五. 润滑与密封〃十六. 设计小结十七. 参考资料一 设计任务书(一)设计题目:原始数据:卷扬机起吊的重物为W=15KN,起吊为匀速提升,其提升速度为V=0.65m/s;卷筒与其制动装臵(mm 550Φ)一起用离合器与减速器输出轴相联。
卷筒直径为mm 400Φ。
设计项目计算及说明结果一、设计任务书二、传动系统方案拟定1、带式输送机传动系统方案如下图所示:2、原始数据3、工作设计带式输送机的传动系统,传动系统中含有两级圆柱齿轮减速器带式输送机由电动机驱动,电动机1通过联轴器2将动力传入两级圆柱齿轮减速器3,再经过联轴器4将动力传至输送机滚筒5,带动输送带6工作。
输送带有效拉力 F=4000N输送带工作速度 v=1.0m/s(允许误差±5%)输送带滚筒直径 d=400mm减速器设计寿命为8年,一年工作300天。
单班制工作,常温下连续工作;空载启动,工作载荷有轻微震动;电压三相交流电源为380/220V的。
设计项目计算及说明结果条件三、电动机的选择1、电动机容量的选择2、电动机转速的选择根据已知条件由计算得知工作机所需的有效功率KWFVPW0.410002.140001000=⨯==8505.098.099.096.052232434231201=⨯⨯=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=齿轮轴承联轴器卷筒总ηηηηηηηηηηw电动机的输出功率KWKWPPaWd703.28505.00.4===η由Y系列三相异步电动机技术数据中可以确定,满足dedPP〉条件的电动机,取电动机额定功率P m=5.5kw输送机滚筒轴的工作转速min/75.474000.160000rnw=⨯⨯=π由表3-2初选同步转速为1500r/min、1000r/min或750r/min的电动机,对于额定功率P m为5.5 kw的电动机型号应分别为Y132S-4型、Y132M2-6型或Y160M2-8型。
把这三种电动机有关技术数据及相应算得的总传动比列于下表:方案号电动机型号额定功率同步转速满载转速总传动比I Y132S-4 5.5 kw 1500r/min 1440r/min 25.12II Y132M2-6 5.5 kw 1000r/min 960r/min 16.75III Y160M2-8 5.5 kw 750r/min 720r/min 12.56方案I:12i=i3.1=5.1723i=12ii=4.40KWPW0.4=858.0=总ηKWPd703.4=KWPm5.5=设计项目计算及说明结果3、电动机型号的确定四、传动比的分配方案II:12i=i3.1=4.6723i=12ii=3.59方案III:12i=i3.1=4.0423i=12ii=3.11通过对这三种方案比较可以看出,由于整个传动系统采用二级减速,高速级传动比12i应≤4.5,因此选择同步转速ns=750r/min的电动机为宜。
计 算 及 说 明结 果第一章 电动机的选择及功率的计算1电动机的选择(1)选择电动机的类型按工作要求选用Y 系列三相异步电动机,鼠笼式结构。
电源的电压为380V 。
(2)选择电动机功率根据已知条件,工作机所需要的有效功率为:6200 1.559.6110001000W FV P kw kw ⨯=== 其中 F: 运输带工作拉力V: 运输带工作速度电动机所需要的功率d P 为: wd p P η=式中η为传动系统的总功率:123ηηηηηη=带齿轮齿轮联轴器滚子轴承由[1]表2-5确定各部分效率为:轴承传动效率0.99η=球轴承,0.97η=高齿1,0.97η=低齿工作机传动效率0.97η=滚筒,联轴器效率,V 带效率0.96η=带代入上式得:0.868η= 电动机所需要的功率为:96111910868η===...wd p P kw kw9.61w P kw =0.868η=3.57d P kw =0.99η=联轴器计 算 及 说 明结 果因载有轻微振动,电动机额定功率ed P 应该大于d P .选电动机功率ed P 为15kw.(3)确定电动机转速 卷筒轴工作转速:601000601000 1.5563.02min min 470w V rr n D ππ⨯⨯⨯⨯===⨯⨯ 选取电动机型号为Y160L-4,其主要参数见表1: 额定功率/kw满载转速/r/m同步转速/r/m1514601500第二章 传动比的分配及参数的计算1.总传动比146023.1763.02m a n i n ω=== 2.分配传动装置各级传动比2=D i 231711592===减..a D i i i 因为选用同轴式减速器,高速级和低速级传动比相等, 所以 121159340====减..i i i得出 高速级传动比:1340=.i低速级传动比: 2340=.i102.37/min w n r =23.17a i =1340=.i 2340=.i计 算 及 说 明结 果3.传动装置的运动和动力参数计算传动系统各轴的转速,功率和转矩计算如下: (1) Ⅰ轴(高速轴)/730/min D m n n i r I ==1150961440η==⨯=带..ed p p kw kw1111449550955018838730==⨯=...p T N m n (2) Ⅱ轴(中间轴)1730214.71/min 3.40n n r i I ∏=== 1440990971383ηη∏I ==⨯⨯=1轴轴承高齿轮....p p kw 32138395509550106151421471∏∏==⨯⨯=⋅...p T N m n (3) Ⅲ轴(低速轴)2214.7163.15/min 3.40III III n n r i ===13830990971328ηη∏==⨯⨯=2轴轴承低齿轮....III p p kw 1328955095502008306315==⨯=⋅...III III III p T N m n 将上述计算结果列表2-1中,以供查询1730=/min n r 1144=.p kw118838=⋅.T N m21471∏=./min n r 1383∏=.P kw 61514∏=⋅.T N m6315=./min III n r 1328=.III p kw200830=⋅.III T N m计 算 及 说 明结 果传动系统的运动和动力参数参数 Ⅰ轴(高速轴)Ⅱ轴(中间轴) Ⅲ轴(低速轴) 转速 n r/min 730 214.71 63.15 功率 P (kw) 14.4 13.83 13.28 转矩 T (N.m) 188.38 615.142008.30 传动比i3.403.40---第三章 V 带传动设计1.确定计算功率ca P15ed P kw =,1460/min m n r =,查《机械设计》表8-8得工作情况系数K A =1.3,则 1.31519.5ca P kw =⨯=。
目录设计任务 ________________________________________ 3一.设计题目 (3)二.设计任务 (3)三.具体作业 (3)四.数据表 (4)第一章选择电动机,确定传动方案及计算运动参数 ___ 5一.电动机的选择 (5)二.方案选择 (6)三.传动比的分配 (6)四.减速器各轴功率,转速,转矩的计算 (7)第二章蜗轮蜗杆设计 _____________________________ 8一、蜗杆传动的失效形式 (8)二、蜗杆传动的材料的选择 (8)三.按齿面接触疲劳强度进行设计 (8)四.蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 (9)五.校核齿根弯曲疲劳强度 (10)六、精度等级公差和表面粗糙度的确定 (11)七、热平衡核算 (12)第三章直齿圆柱齿轮设计 _______________________ 13一.选择材料与齿数 (13)二.按齿面接触强度设计 (13)三.按齿根弯曲强度设计 (15)四.几何尺寸计算 (16)第四章轴的设计 _______________________________ 18一.高速轴的设计 (18)二.中间轴的设计 (19)三.低速轴的设计 (23)第五章滚动轴承的选择与寿命验算 _______________ 25一.高速轴滚动轴承的选择与寿命验算 (25)二.中间轴滚动轴承的选择与寿命验算 (25)第六章键的选择 _______________________________ 27第七章联轴器的选择 ___________________________ 28一.高速轴输入端联轴器的选择 (28)二.低速轴输出端联轴器的选择 (28)第八章减速器箱体的设计 _______________________ 29一、箱体结构设计 (29)二.箱体上附件的设计 (30)第九章课程设计心得体会 ________________________ 33第十章参考文献 ________________________________ 34设计任务用于建筑工地提升物料,空载启动,连续运转,三班制工作,工作平稳。
目录第一章设计任务书…………………………………………………………§1设计任务………………………………………………………………………第二章传动系统方案的总体设计…………………………………§1 电动机的选择……………………………………………………………§2 传动比的分配…………………………………………………………………§3 传动装置的运动和动力参数计算………………………………………第三章高速级斜齿圆柱齿轮传动§1 选定齿轮类型、精度、等级材料………………………………………§2 初计算传动的主要尺寸…………………………………………………§3 确定传动尺寸………………………………………………………………第四章低速级直齿圆柱齿轮的设计…………………………………§1 选定齿轮类型、精度、等级材料……………………………………§2 按齿面接触强度设计…………………………………………………§3 修正计算……………………………………………………………………§4 几何尺寸计算…………………………………………………………第五章圆柱齿轮上的受力分析§ 1高速级齿轮传动的作用力…………………………………………………§ 2低速级齿轮传动的作用力…………………………………………………第六章中间轴设计方案§1 选择轴的材料………………………………………………………………§2 初算轴径§ 2初算轴径…………………………………………………§3 结构设计………………………………………………………………………§4 键连接………………………………………………………………………§5 轴的受力分析………………………………………………………………§6 校核轴的强度………………………………………………………………§7 校核键的连接………………………………………………………………§8 校核轴承寿命…………………………………………………………………第七章高速轴设计方案§1 选择轴的材料……………………………………………………………§2 初选最小轴径………………………………………………………………§3 结构设计………………………………………………………………………§4 轴的受力分析………………………………………………………………§5 校核轴的强度………………………………………………………………§6 校核轴承寿命…………………………………………………………………第八章低速轴设计方案§1 选择轴的材料…………………………………………………………………§2 计算轴径……………………………………………………………………§3 结构设计……………………………………………………………………§4 键连接………………………………………………………………………§5 轴的受力分析……………………………………………………………………§6 校核轴的强度……………………………………………………………………§7 校核键的连接……………………………………………………………………§8 校核轴承寿命……………………………………………………………………第九章减速器铸造箱体的结构尺寸§1 减速器铸造箱体的结构尺寸……………………………………………………参考文献…………………………………………………………………………………第一章设计任务书§1设计任务书一、设计题目:设计带式输送机的传动系统,采用两级圆柱齿轮减速器的齿轮传动。
《机械设计》课程设计设计题目:带式输送机传动装置的设计内装:1、设计计算说明书一份2、减速器装配图一张3、轴零件图一张4、齿轮零件图一张目录一课程设计任务书二设计要求三设计步骤1. 传动装置总体设计方案2. 电动机的选择3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比4. 计算传动装置的运动和动力参数5. 设计V带和带轮6. 齿轮的设计7. 滚动轴承和传动轴的设计8. 键联接设计9. 箱体结构的设计10.润滑密封设计11.联轴器设计四设计小结五参考资料传动装置总体设计方案传动装置总体设计方案课程设计题目:设计带式运输机传动装置(简图如下)1——V带传动2——运输带3——单级斜齿圆柱齿轮减速器4——联轴器5——电动机6——卷筒已知条件1)工作条件:三班制,连续单向运转,载荷较平稳,室内工作,有粉尘。
2)使用期限:10年,大修期3年。
3)生产批量:10台4)生产条件:中等规模机械厂,可加工7-8级精度的齿轮。
5)动力来源:电力,三相交流(220/380V)设计要求1.减速器装配图一张。
2.绘制轴、齿轮零件图各一张。
3.设计说明书一份。
避免浪费。
(5).结构设计及绘制齿轮零件图首先考虑大齿轮,因齿轮齿顶圆直径大于160mm,而又小于500mm,故以选用腹板式结构为宜。
绘制大齿轮零件图如下。
其次考虑小齿轮,由于小齿轮齿顶圆直径较小,若采用齿轮结构,不宜与轴进行安装,故采用齿轮轴结构,其零件图见滚动轴承和传动轴的设计部分。
mmm2=251=z1032=z滚动轴承和传动轴(一).轴的设计Ⅰ.输出轴上的功率I I IP、转速I I In和转矩I I IT由上可知kwP56.2=I I I,min2.87rn=I I I,mmNT⋅⨯=I I I51082.2Ⅱ.求作用在齿轮上的力因已知低速大齿轮的分度圆直径mmmmzmd37.21248.14cos1032cos22=︒⨯==βⅣ.轴的结构设计(1).根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1).为了满足半联轴器的轴向定位要求,Ⅰ-Ⅱ段右端需制出一轴肩,故取Ⅱ-Ⅲ段的直径mm d 42=-ⅢⅡ;左端用轴端挡圈定位。
1.传动方案的拟定减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置,用来降低转速和增大转矩以满足各种工作的机械的需要。
减速器按照传动形式不同可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星减速器;按照传动的级数可分为单级和多级减速器;按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式。
本次课程设计拟定展开式减速器,根据工作机的转速要求选择二级齿轮传动。
同轴式减速器横向尺寸较小,但轴向尺寸和重量较大,且中间轴较长、刚度差,沿齿宽载荷分布不均匀。
展开式结构简单,高速级齿轮布置在远离输入端,这样轴在转矩作用下产生的扭转变形和在载荷作用下产生的弯曲变形可部分的相互抵消,以减缓沿齿宽载荷分布不均的现象,一般适用于载荷比较均匀的场合。
传动方案简图如下:二级展开式圆柱齿轮减速器2.电动机的选择2.1计算负载功率效率、电机功率记工作机实际需要的输入功率P w ,工作机实际需要的电动机输入功率为P d ,则:其中η为总的效率,ηw 为工作机的效率,由指导书P4表1-5,卷筒效率为0.96。
则:w 1800 2.54.6875100010000.96w Fv P KW η⨯===⨯ 由指导书P4表1-5,有弹性元件的挠性联轴器效率为0.99,球轴承效率为0.99(一对);很好跑合的7级精度齿轮传动(油润滑)效率为0.98。
总的效率η为:11232=0.990.990.980.990.980.990.99=0.9133ηηηηηηηη=⨯⨯⨯⨯⨯⨯联轴器轴轴承高齿轴轴承低齿轴轴承联轴器则工作机所需的电动机输出功率为:KW P P d 1323.59133.06875.4w===η工作机转速n (r/min ):600060000 2.5n 91.82r /min 520v D ππ⨯===⨯ 2.2选择电机型号电动机一般是选择Y 系列三相异步电动机,标准电动机的容量由额定功率表示,所选电动机的额定功率应等于或稍大于工作机工作要求的功率,容量过低工作机不能正常工作,容量过大则Pd=5.1323KWn=91.82r/min(1)、按图所示传动方案,选用斜齿圆柱齿轮,压力角为α取20 º,螺旋角β取14 º (2)、带式输送机为一般工作机器,参考课本P205表10-6,选择7级精度 (3)、材料选择,由表10-1,选择小齿轮材料为45钢(调质),平均取齿面硬度为240HBS ,大齿轮材料为HT350,平均取齿面硬度为200HBS 。
机械设计课程设计设计题目:展开式双级斜齿圆柱齿轮减速器机械学院机械专业班级机械二班学号。
设计人段。
指导教师—完成日期2009年—月—日、设计任务书(一)课程目的:1通过机械设计课程设计,综合运用机械设计课程和其它有关选修课程的理论和生产实际知识去分析和解决机械设计问题,并使所学知识得到进一步地巩固、深化和发展。
2、学习机械设计的一般方法。
通过设计培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力进行机械设计基本技能的训练,如计算、绘图、查阅设计资料和手册,熟悉标准和规范。
(二)题目:题目4.设计一用于带式运输机传动装置中的三轴线双级斜齿圆柱齿轮减速器。
设计基础数据如下:总体布置:】一电切机1 2—罪轴猛】3—齿轮疋連益;4誓式运精拇;3—联粘器:设计任务(二)设计内容:1. 电动机的选择与运动参数设计计算;2. 斜齿轮传动设计计算;3. 轴的设计;4. 装配草图的绘制5. 键和联轴器的选择与校核;6. 滚动轴承的选择;7. 装配图、零件图的绘制;8. 设计计算说明书的编写。
(四)设计进度:1、第一阶段:总体计算和传动件参数计算2、第二阶段:轴与轴系零件的设计3、第三阶段:轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制4、第四阶段:装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写传动方案的拟订及说明设计计算:4,电动机的技术数据和外形,安装尺寸。
由表20—1、表20- 2查出Y132M2-6型电动机的主要技术数据和外形、 安装尺寸。
尺寸 D=38mm ,中心高度H=132mm ,轴伸长E=80mm 。
(三) 计算传动装置总传动比和各级传动比1,传动装置的总传动比i 皿21.28n w 45.122,分配各级传动比因为是展开式二级齿轮传动,故h 1.1 ~1.5i 2,现取1.1,则两级齿轮减速器高速级的传动比为:2,各轴的输入功率2,选定电动机型号为 丫132M2-6。
由表中数 据可知三个方 案均可行,但 方案2传动比 比较小,传动 装置结构尺寸 较小,而且质 量合理。
二级减速器课程设计说明书一、设计任务本次课程设计的任务是设计一个用于特定工作条件的二级减速器。
该减速器需要将输入的转速降低到指定的输出转速,并传递一定的扭矩。
二、设计要求1、确定传动方案,包括齿轮类型、轴的布置等。
2、完成零部件的设计计算,如齿轮、轴、轴承等。
3、绘制装配图和零件图。
三、传动方案的确定1、考虑到传动比、效率和结构紧凑性等因素,选择了展开式二级圆柱齿轮减速器。
2、第一级为斜齿圆柱齿轮传动,第二级为直齿圆柱齿轮传动。
3、电机通过联轴器与高速轴相连,低速轴通过联轴器输出动力。
四、电机的选择1、根据工作机的功率要求和工作条件,初选电机型号。
2、计算电机的转速,以确定传动比的分配。
五、传动比的分配1、综合考虑齿轮的强度、尺寸和润滑等因素,合理分配各级传动比。
2、计算实际总传动比,并与理论传动比进行比较。
六、齿轮的设计计算1、第一级斜齿圆柱齿轮确定齿轮的材料、精度等级。
按齿面接触强度进行初步设计计算。
按齿根弯曲强度进行校核计算。
确定齿轮的主要参数,如模数、齿数、螺旋角等。
2、第二级直齿圆柱齿轮同样按照上述步骤进行设计和校核计算。
七、轴的设计计算1、高速轴初步估算轴的直径。
进行轴的结构设计,确定轴上各段的长度和直径。
进行强度校核计算,包括弯扭合成强度和疲劳强度校核。
2、中间轴和低速轴重复上述步骤进行设计和校核。
八、轴承的选择与校核1、根据轴的受力情况,选择合适类型的轴承。
2、计算轴承的寿命,确保其满足使用要求。
九、键的选择与校核1、选择合适尺寸的键,用于连接轴与齿轮等零件。
2、对键进行强度校核。
十、箱体及附件的设计1、设计箱体的结构和尺寸,保证足够的强度和刚度。
2、选择合适的密封方式、通气器、油标等附件。
十一、装配图的绘制1、按照机械制图标准,绘制减速器的装配图。
2、清晰表达各零部件的装配关系和结构形状。
十二、零件图的绘制1、选取重要的零件,如齿轮、轴等,绘制零件图。
2、标注尺寸、公差、表面粗糙度等技术要求。
机械课程设计目录一课程设计书 2二设计要求2三设计步骤21. 传动装置总体设计方案 32. 电动机的选择 43. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 54. 计算传动装置的运动和动力参数 55. 设计V带和带轮 66. 齿轮的设计 87. 滚动轴承和传动轴的设计 198. 键联接设计 269. 箱体结构的设计 2710.润滑密封设计 3011.联轴器设计 30四设计小结31五参考资料32一. 课程设计书设计课题:设计一用于带式运输机上的两级展开式圆柱齿轮减速器.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表一:二. 设计要求1.减速器装配图一张(A1)。
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。
3.设计说明书一份。
三. 设计步骤1. 传动装置总体设计方案2. 电动机的选择3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比4. 计算传动装置的运动和动力参数5. 设计V带和带轮6. 齿轮的设计7. 滚动轴承和传动轴的设计8. 键联接设计9. 箱体结构设计10. 润滑密封设计11. 联轴器设计1.传动装置总体设计方案:1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。
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,要求轴有较大的刚度。
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。
其传动方案如下:η2η3η5η4η1I IIIIIIVPdPw图一:(传动装置总体设计图)初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。
选择V 带传动和二级圆柱斜齿轮减速器(展开式)。
传动装置的总效率a η5423321ηηηηηη=a =0.96×398.0×295.0×0.97×0.96=0.759;1η为V 带的效率,1η为第一对轴承的效率, 3η为第二对轴承的效率,4η为第三对轴承的效率,5η为每对齿轮啮合传动的效率(齿轮为7级精度,油脂润滑. 因是薄壁防护罩,采用开式效率计算)。
2.电动机的选择电动机所需工作功率为: P =P /η=1900×1.3/1000×0.759=3.25kW, 执行机构的曲柄转速为n =D π60v1000⨯=82.76r/min ,经查表按推荐的传动比合理范围,V 带传动的传动比i =2~4,二级圆柱斜齿轮减速器传动比i =8~40,则总传动比合理范围为i =16~160,电动机转速的可选范围为n =i ×n =(16~160)×82.76=1324.16~13241.6r/min 。
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, 选定型号为Y112M —4的三相异步电动机,额定功率为4.0 额定电流8.8A ,满载转速=m n 1440 r/min ,同步转速1500r/min 。
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比(1) 总传动比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a i =n /n =1440/82.76=17.40(2) 分配传动装置传动比a i =0i ×i式中10,i i 分别为带传动和减速器的传动比。
为使V 带传动外廓尺寸不致过大,初步取0i =2.3,则减速器传动比为i =0/i i a =17.40/2.3=7.57根据各原则,查图得高速级传动比为1i =3.24,则2i =1/i i =2.334.计算传动装置的运动和动力参数(1) 各轴转速n =0/i n m =1440/2.3=626.09r/min Ⅱn =1/ Ⅰi n =626.09/3.24=193.24r/min Ⅲn = Ⅱn / 2i =193.24/2.33=82.93 r/min方案 电动机型号额定功率 P ed kw电动机转速minr电动机重量 N参考价格 元传动装置的传动比同步转速 满载转速 总传动比V 带传动减速器 1Y112M-4 41500 1440 47023016.152.37.02中心高外型尺寸 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 ×GD132515× 345× 315216 ×1781236× 8010 ×41Ⅳn =Ⅲn =82.93 r/min(2) 各轴输入功率ⅠP =d p ×1η=3.25×0.96=3.12kWⅡP =Ⅰp ×η2×3η=3.12×0.98×0.95=2.90kW ⅢP =ⅡP ×η2×3η=2.97×0.98×0.95=2.70kWⅣP =ⅢP ×η2×η4=2.77×0.98×0.97=2.57kW则各轴的输出功率:'ⅠP =ⅠP ×0.98=3.06 kW 'ⅡP =ⅡP ×0.98=2.84 kW 'ⅢP =ⅢP ×0.98=2.65kW 'ⅣP =ⅣP ×0.98=2.52 kW(3) 各轴输入转矩 1T =d T ×0i ×1η N·m 电动机轴的输出转矩d T =9550mdn P =9550×3.25/1440=21.55 N· 所以: ⅠT =d T ×0i ×1η =21.55×2.3×0.96=47.58 N·mⅡT =ⅠT ×1i ×1η×2η=47.58×3.24×0.98×0.95=143.53 N·mⅢT =ⅡT ×2i ×2η×3η=143.53×2.33×0.98×0.95=311.35N·m ⅣT =ⅢT ×3η×4η=311.35×0.95×0.97=286.91 N·m输出转矩:'ⅠT =ⅠT ×0.98=46.63 N·m'ⅡT =ⅡT ×0.98=140.66 N·m 'ⅢT =ⅢT ×0.98=305.12N·m'ⅣT =ⅣT ×0.98=281.17 N·m运动和动力参数结果如下表6.齿轮的设计(一)高速级齿轮传动的设计计算1.齿轮材料,热处理及精度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 (1) 齿轮材料及热处理① 材料:高速级小齿轮选用45#钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数1Z =24 高速级大齿轮选用45#钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z 2=i ×Z 1=3.24×24=77.76 取Z 2=78. ② 齿轮精度按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸按齿面接触强度设计2131)][(12H E H d t t Z Z u u T K d σεφα⨯±⨯≥确定各参数的值: ①试选t K =1.6查课本215P 图10-30 选取区域系数 Z H =2.433 由课本214P 图10-26 78.01=αε 82.02=αε则6.182.078.0=+=αε②由课本202P 公式10-13计算应力值环数N 1=60n 1j h L =60×626.09×1×(2×8×300×8) =1.4425×109hN 2= =4.45×108h #(3.25为齿数比,即3.25=12Z Z ) ③查课本203P 10-19图得:K 1H N =0.93 K 2H N =0.96 ④齿轮的疲劳强度极限取失效概率为1%,安全系数S=1,应用202P 公式10-12得: [H σ]1=SK H HN 1lim 1σ=0.93×550=511.5 MPa[H σ]2=S K H HN 2lim 2σ=0.96×450=432 MPa 许用接触应力MPa H H H 75.4712/)4325.511(2/)][]([][21=+=+=σσσ⑤查课本由198P 表10-6得:E Z =189.8MP a 由201P 表10-7得: d φ=1T=95.5×105×11/n P =95.5×105×3.19/626.09=4.86×104N.m3.设计计算①小齿轮的分度圆直径d t 12131)][(12H E H d t t Z Z u u T K d σεφα⨯+⨯≥=mm 53.49)75.4718.189433.2(25.324.46.111086.46.12243=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯②计算圆周速度υ=⨯=10006011 n d t πυs m /62.110006009.62653.4914.3=⨯⨯⨯③计算齿宽b 和模数nt m计算齿宽bb=t d d 1⨯φ=49.53mm 计算摸数m n 初选螺旋角β=14︒nt m =mm Z d t 00.22414cos 53.49cos 11=⨯=β ④计算齿宽与高之比hb齿高h=2.25 nt m =2.25×2.00=4.50mmh b =5.453.49 =11.01 ⑤计算纵向重合度βε=0.3181Z Φd ο14tan 241318.0tan ⨯⨯⨯=β=1.903 ⑥计算载荷系数K 使用系数A K =1根据s m v /62.1=,7级精度, 查课本由192P 表10-8得 动载系数K V =1.07,查课本由194P 表10-4得K βH 的计算公式: K βH =)6.01(18.012.12d φ++ 2d φ⨯+0.23×103-×b =1.12+0.18(1+0.6⨯1) ×1+0.23×103-×49.53=1.42 查课本由195P 表10-13得: K βF =1.35 查课本由193P 表10-3 得: K αH =αF K =1.2 故载荷系数:K =K K K αH K βH =1×1.07×1.2×1.42=1.82 ⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径d 1=d t1tK K /3=49.53×6.182.13=51.73mm⑧计算模数n mn m =mm Z d 09.22414cos 73.51cos 11=⨯=β 4. 齿根弯曲疲劳强度设计由弯曲强度的设计公式n m ≥)][(cos 212213F S F ad Y Y Z Y KT σεφββ∂∂⑴ 确定公式内各计算数值 ① 小齿轮传递的转矩=48.6kN·m确定齿数z因为是硬齿面,故取z =24,z =i z =3.24×24=77.76 传动比误差 i =u =z / z =78/24=3.25 Δi =0.032%5%,允许 ② 计算当量齿数z =z /cos =24/ cos 314︒=26.27 z =z /cos=78/ cos 314︒=85.43③ 初选齿宽系数按对称布置,由表查得=1④ 初选螺旋角 初定螺旋角 =14⑤ 载荷系数KK =K K KK =1×1.07×1.2×1.35=1.73⑥ 查取齿形系数Y 和应力校正系数Y查课本由197P 表10-5得: 齿形系数Y=2.592 Y=2.211应力校正系数Y =1.596 Y=1.774⑦ 重合度系数Y 端面重合度近似为=[1.88-3.2×(2111Z Z +)]βcos =[1.88-3.2×(1/24+1/78)]×cos14︒=1.655 =arctg (tg/cos)=arctg (tg20/cos14︒)=20.64690 =14.07609因为=/cos ,则重合度系数为Y =0.25+0.75 cos /=0.673⑧ 螺旋角系数Y 轴向重合度 =09.214sin 53.49⨯⨯πo =1.825,Y =1-=0.78⑨ 计算大小齿轮的][F S F F Y σαα安全系数由表查得S =1.25工作寿命两班制,8年,每年工作300天小齿轮应力循环次数N1=60nkt =60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 大齿轮应力循环次数N2=N1/u =6.255×10/3.24=1.9305×10 查课本由204P 表10-20c 得到弯曲疲劳强度极限 小齿轮a FF MP 5001=σ 大齿轮a FF MP 3802=σ 查课本由197P 表10-18得弯曲疲劳寿命系数: K 1FN =0.86 K 2FN =0.93 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4[F σ]1=14.3074.150086.011=⨯=S K FF FN σ [F σ]2=43.2524.138093.022=⨯=S K FF FN σ 01347.014.307596.1592.2][111=⨯=F S F F Y σαα01554.043.252774.1211.2][222=⨯=F S F F Y σαα大齿轮的数值大.选用.⑵ 设计计算 ① 计算模数mm mm m n 26.1655.124101554.014cos 78.01086.473.122243=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯≥对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m n 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m n =2mm 但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d 1=51.73mm 来计算应有的齿数.于是由:z 1=n m ︒⨯14cos 73.51=25.097 取z 1=25那么z 2=3.24×25=81 ② 几何尺寸计算计算中心距 a=βcos 2)(21n m z z +=︒⨯+14cos 22)8125(=109.25mm将中心距圆整为110mm 按圆整后的中心距修正螺旋角β=arccos01.1425.10922)8125(arccos 2)(21=⨯⨯+=Z +Z αn m因β值改变不多,故参数αε,βk ,h Z 等不必修正.计算大.小齿轮的分度圆直径 d 1=01.14cos 225cos 1⨯=βn m z =51.53mm d 2=01.14cos 281cos 2⨯=βn m z =166.97mm 计算齿轮宽度B=mm mm d 53.5153.5111=⨯=Φ 圆整的 502=B 551=B(二) 低速级齿轮传动的设计计算⑴ 材料:低速级小齿轮选用45#钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数1Z =30 速级大齿轮选用45#钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS z 2=2.33×30=69.9 圆整取z 2=70. ⑵ 齿轮精度按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。