同济大学机械设计机械设计课程设计减速器
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机械设计课程设计—同轴式二级圆柱齿轮减速器目录一、设计任务书 (1)二、传动方案的拟定及说明 (1)三、电动机的选择 (3)四、计算传动装置总传动比和分配各级传动比 (3)五、计算传动装置的运动和动力参数 (4)六、传动件的设计计算 (5)1. V带传动设计计算 (5)2. 斜齿轮传动设计计算 (7)七、轴的设计计算 (12)1. 高速轴的设计 (12)2. 中速轴的设计 (15)3. 低速轴的设计 (19)精确校核轴的疲劳强度 (22)八、滚动轴承的选择及计算 (26)1. 高速轴的轴承 (26)2. 中速轴的轴承 (27)3. 低速轴的轴承 (29)九、键联接的选择及校核计算 (31)十、联轴器的选择 (32)十一、减速器附件的选择和箱体的设计 (32)十二、润滑与密封 (33)十三、设计小结 (34)十四、参考资料 (35)设计计算及说明 结果一、 设计任务书设计一用于带式运输机上同轴式二级圆柱齿轮减速器 1. 总体布置简图2. 工作情况工作平稳、单向运转 3. 原始数据运输机卷筒扭矩(N•m) 运输带速度(m/s)卷筒直径(mm)带速允许偏差(%)使用年限(年)工作制度(班/日)13500.7032051024. 设计内容(1) 电动机的选择与参数计算 (2) 斜齿轮传动设计计算 (3) 轴的设计(4) 滚动轴承的选择(5) 键和联轴器的选择与校核 (6) 装配图、零件图的绘制 (7) 设计计算说明书的编写 5. 设计任务(1) 减速器总装配图1张(0号或1号图纸) (2) 齿轮、轴零件图各一张(2号或3号图纸) (3) 设计计算说明书一份二、 传动方案的拟定及说明如任务书上布置简图所示,传动方案采用V 带加同轴式二级圆柱齿轮减速箱,采用V带可起到过载保护作用,同轴式可使减速器横向尺寸较小。
设计计算及说明 结果2)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V 带轮的轴向定位,Ⅰ‐Ⅱ轴段右端需制出一轴肩,故取Ⅱ‐Ⅲ段的直径d Ⅱ‐Ⅲ=32mm 。
一2二221. 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派传动比 54. 盘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. 转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 303132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,载荷变革不大, 空载起动,卷筒效率为 0.96(包罗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),两班制事情,运输容许速度误差为 5%,车间有三相交换,电压 380/220V表一:1.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。
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派传动比4. 盘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. 转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. 组成:传动装置由机电、减速器、事情机组成。
题号参数运输带事情拉力 (kN)运 输 带 事 情 速 度 (m/s) 卷筒直径(mm)1250 2250 3250 4300 53002. 特点:齿轮相对付轴承不对称漫衍,故沿轴向载荷漫衍不均匀,要求轴有较大的刚度。
3. 确定传动方案:考虑到机电转速高,传动功率大,将 V 带设置在高速级。
其传动方案如下:η1 IIIη2η3η5PdIIIη4 PwIV图一:(传动装置总体设计图)开端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νaν = ν ν 3ν 2ν ν =6×0.983 × 0.952 ×7×6=;a 1 2 3 4 5ν 为V 带的效率,ν 为第一对轴承的效率,1 1ν 为第二对轴承的效率,ν 为第三对轴承的效率,3 4ν 为每对齿轮啮合传动的效率(齿轮为7 级精度,油脂润滑.5因是薄壁防护罩,接纳开式效率盘算)。
机械设计课程设计计算说明书—同轴式减速箱设计计算及说明主要结果一、设计任务书设计一用于带式运输机上同轴式二级圆柱齿轮减速器(一)总体布置简图(二)工作情况工作平稳、单向运转(三)原始数据运输机卷运输带鼓轮直带速允使用年工作制筒扭矩〔N 速度径许偏差限〔年〕度〔班/?m〕〔m/s〕〔mm〕〔%〕日〕1450 350 5 10 2(四)设计内容电动机的选择与参数计算斜齿轮传动设计计算轴的设计滚动轴承的选择键和联轴器的选择与校核装配图、零件图的绘制设计计算说明书的编写(五)设计任务1. 减速器总装配图1张1机械设计课程设计计算说明书—同轴式减速箱齿轮、轴零件图各一张设计计算说明书一份二、传动方案的分析与论证本传动方案采用同轴式二级圆柱齿轮减速器,下面对该传动方案的优缺点进行分析:由条件计算驱动卷筒的转速n w,即601000v w601000n w44rminn wrmin44rmin D350一般选用同步转速为1000rmin或1500rmin的电动机为原动机,因此传动装置的总传动比约为23或34。
根据总传动比的数值可知应选择二级传动。
同轴式作为常用的二级减速器传动方案,其常用传动比为8~40,符合要求。
减速器横向尺寸较小,两大齿轮浸油深度可以大致相同。
并且此传动方案采用电动机在高速端通过V带传动与减速器相连,有利于整个传动系统结构紧凑、匀称,并且V带传动有缓冲减振,传动平稳,过载保护和减小噪声的优点。
但是同轴式结构较复杂,轴向尺寸大,中间轴长,刚度差,且中间轴承润滑较困难。
三、电动机的选择计算(一)电动机类型和结构形式按工作要求和工作条件,选用一般用途的Y〔IP44〕系列的三相异步电动机,它为卧式封闭结构。
(二)电动机的容量、卷筒轴所需功率Pw1取工作机的传动效率为w,那么卷筒轴所需功率P wTw n w145044kWPw 9550w95502、电动机输出功率P dP dPwPw324式中,1、2、3、4分别是从电动机到卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。
机械设计课程设计 减速器一、课程目标知识目标:1. 学生能理解减速器的基本原理及其在机械设计中的应用。
2. 学生能掌握减速器的分类、结构特点及其设计计算方法。
3. 学生能了解减速器在工程实际中的应用案例,理解其重要性和适用范围。
技能目标:1. 学生具备运用减速器设计原理进行简单减速器设计的能力。
2. 学生能够运用相关软件(如CAD)进行减速器零件图的绘制和装配图的制作。
3. 学生能够通过实验和数据分析,评估减速器设计的合理性。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对机械设计学科的兴趣,激发其创新意识和探索精神。
2. 增强学生的团队合作意识,使其在项目实施过程中学会互相尊重、协作与沟通。
3. 培养学生严谨的科学态度和良好的工程伦理观念,使其在设计过程中注重安全、环保和经济效益。
课程性质:本课程为机械设计课程设计,以实践为主,结合理论,培养学生的实际操作能力和工程设计能力。
学生特点:高年级本科生,已具备一定的机械设计理论基础,具有较强的动手能力和自主学习能力。
教学要求:注重理论与实践相结合,强化学生的动手操作能力和工程设计能力,提高学生在实际工程中的应用能力。
通过课程目标的分解,使学生在完成课程学习后能够达到预期的学习成果,为将来的工作和发展奠定基础。
二、教学内容1. 理论教学:a. 介绍减速器的工作原理、分类及结构特点。
b. 讲解减速器设计的基本计算方法,包括传动比、模数、齿数等参数的确定。
c. 分析减速器在机械系统中的应用,以及选用原则和注意事项。
2. 实践教学:a. 利用CAD软件进行减速器零件图和装配图的绘制。
b. 结合实际案例,进行减速器设计计算,指导学生完成设计任务。
c. 组织学生进行减速器装配和调试,分析实验数据,评估设计合理性。
3. 教学大纲:a. 第一章:减速器概述(对应教材第X章)1) 减速器的基本概念2) 减速器的工作原理及分类3) 减速器的结构特点及应用b. 第二章:减速器设计计算(对应教材第X章)1) 传动比、模数、齿数的确定2) 齿轮啮合原理及强度计算3) 其他零部件的设计计算c. 第三章:减速器设计实践(对应教材第X章)1) CAD软件应用2) 设计计算案例分析3) 实验教学及数据分析4. 教学进度安排:a. 理论教学:共X学时,每周X学时。
机电工程学院《机械设计基础课程设计》说明书课题名称:精压机传动系统设计学生姓名:薛傲学号:20110601132 专业:材料成型及其控制工程班级:11材控1 成绩:指导教师签字:2013年6月28日目录一.传动系统方案设计与分析 (2)二.传动装置的总体设计 (3)1.电动机的选择 (3)2.传动比的分配 (4)3.计算传动装置运动和动力参数 (4)三.传动零件设计计算 (5)1.带传动的设计 (5)2.齿轮传动的设计 (7)四.轴系结构部件的设计 (11)1.轴的设计与弯扭合成强度计算 (11)2.滚动轴承的选用与验算 (13)3.联轴器的选用 (15)4.键连接的选择 (15)五.润滑方式的选择 (16)六.箱体的设计 (17)七.减速器装配图和零件图 (21)八.总结 (23)九.参考文献 (24)计算说明图1 带式输送机的传动装置简图1、电动机;2、三角带传动;3、减速器;4、联轴器;5、传动滚筒;6、皮带运输机一.传动系统方案设计与分析设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动(1)工作条件:使用年限8年,工作为2班工作班制,载荷变动较大,运输带速度允许误差5%。
(2)原始数据:滚筒圆周力F=1500N;输送带速度V=1.8m/s;滚筒直径D=250mm。
二.传动装置的总体设计1.电动机的选择电动机类型的选择:Y系列三相异步电动机电动机功率选择;(1)传动装置的总功率:n总=n带*n轴承*n轴承*n齿轮*n联轴器*n滚筒=0.96*0.98*0.98*0.97*0.99*0.96=0.885(2)电机所需的工作功率:P工作=PV/(1000n总)=1500*1.8/(1000*0.885)=3.05KW确定电动机转速:计算滚动工作转速n筒=60*1000V/(3.14D)=60*1000*1.8/(3.14*250)=137.51r/min根据书中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I’a=3~5.取V带传动比I1=2~4,则总传动比理时范围为I’a=6~20.故电动机转速的可选范围为Id=Ia*n筒=(6~20)*137.51=825.06~2750.2r/min符合这一范围的同步转速有1000和1500r/min.根据容量和转速,由有关书籍查出有三种适用的电动机型号:因此有三种传支比方案,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,可见应选n=1000r/min。
机械设计基础课程设计-一级齿轮减速器设计说明书正文:一级齿轮减速器设计说明书设计目标:本次设计旨在设计一个一级齿轮减速器,实现指定输入转速和输出转速之间的减速比。
同时,考虑到传动效率、轴向和径向载荷的承载能力以及噪音等因素。
1.引言1.1 背景介绍在机械传动领域中,齿轮减速器是一种常用的传动装置。
通过合理的齿轮设计,可以实现高效的转速调节和转矩变化。
一级齿轮减速器作为齿轮传动系统的基本组成部分,在工程领域中得到广泛应用。
1.2 设计范围本设计范围包括齿轮的型号选择、齿轮几何参数的计算与设计、强度校核、噪声分析以及轴承和润滑油的选择等内容。
2.齿轮型号选择与齿轮几何参数计算2.1 输入参数2.1.1 输入转速:N1 = 1500 rpm2.1.2 输出转速:N2 = 300 rpm2.1.3 传动功率:P = 10 kW2.2 齿轮型号选择根据输入转速和输出转速的减速比以及传动功率的要求,选择适当的齿轮型号。
2.3 齿轮几何参数计算2.3.1 主传动齿轮参数计算根据减速比和输入、输出转速的关系,计算主传动齿轮的模数、齿数等几何参数。
2.3.2 从动齿轮参数计算根据主传动齿轮参数和减速比,计算从动齿轮的几何参数。
3.齿轮强度校核3.1 材料选择根据齿轮所承载的传动功率和工作条件,选择合适的材料。
3.2 强度计算根据齿轮几何参数、材料性能和工作条件,进行应力和变形的计算,检查设计的齿轮是否满足强度要求。
4.噪声分析与控制4.1 噪声来源分析通过对齿轮传动系统的分析,确定噪声的主要来源。
4.2 噪声控制措施针对噪声来源,提出相应的控制措施,以降低噪声水平。
5.轴承与润滑油选择5.1 轴承选择根据齿轮传动系统的径向和轴向载荷要求,选择相应的轴承类型和规格。
5.2 润滑油选择根据齿轮传动系统的工作条件和轴承要求,选择合适的润滑油类型。
6.结论通过对一级齿轮减速器的设计、强度校核、噪声分析以及轴承和润滑油的选择等方面的研究,本次设计满足了预期的减速比要求,并具备足够的强度和稳定性,同时在噪声和摩擦方面也做出了相应的控制。
目录第一章传动装置的总体设计一、电动机选择1.选择电动机的类型2.选择电动机的功率3.选择电动机的转速4.选择电动机的型号二、计算总传动比和分配各级传动比三、计算传动装置的运动和动力参数1.各轴转速2.各轴功率3.各轴转矩4.运动和动力参数列表第二章传动零件的设计一、减速器箱体外传动零件设计1.带传动设计二、减速器箱体内传动零件设计1.高速级齿轮传动设计2.低速级齿轮传动设计三、选择联轴器类型和型号1.选择联轴器类型2.选择联轴器型号第三章装配图设计一、装配图设计的第一阶段1.装配图的设计准备2.减速器的结构尺寸3.减速器装配草图设计第一阶段二、装配图设计的第二阶段1.中间轴的设计2.高速轴的设计3.低速轴的设计三、装配图设计的第三阶段1.传动零件的结构设计2.滚动轴承的润滑与密封四、装配图设计的第四阶段1.箱体的结构设计2.减速器附件的设计3.画正式装配图第四章零件工作图设计一、零件工作图的内容二、轴零件工作图设计三、齿轮零件工作图设计第五章注意事项一、设计时注意事项二、使用时注意事项第六章设计计算说明书编写第一章 传动装置总体设计一、电动机选择1.选择电动机的类型电动机有直流电动机和交流电动机。
直流电动机需要直流电源,结构复杂,价格较高;当交流电动机能满足工作要求时,一般不采用直流电动机,工程上大都采用三相交流电源,如无特殊要求应采用三相交流电动机。
交流电动机又分为异步电动机和同步电动机,异步电动机又分为笼型和绕线型,一般常用的是Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机,它具有防止灰尘、铁屑或其他杂物侵入电动机内部的特点,适用于没有特殊要求的机械上,如机床、运输机、搅拌机等。
所以选择Y 系列三相异步电动机。
2.选择电动机的功率电动机的功率用额定功率P ed 表示,所选电动机的额定功率应等于或稍大于工作机所需的电动机输出功率P d 。
功率小于工作要求则不能保证工作机正常工作,或使电动机长期过载,发热大而过早损坏;功率过大,则增加成本,且由于电动机不能满载运行,功率因素和效率较低,能量不能充分利用而造成浪费。
机械课程设计目录一课程设计书 2设计要求 2二三设计步骤 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: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: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=0.96X 0.983 X 0.952 X 0.97X 0.96= 0.759;1为V带的效率,!为第一对轴承的效率,3为第二对轴承的效率,4为第三对轴承的效率,5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)。
机械设计基础课程设计减速器
一.电动机的选择:
1.选择电动机的类型:
2.电动机功率选择:
折算到电动机的功率为:
3.确定电动机型号:
二、确定传动装置的总传动比和分配传动比
1.减速器的总传动比为:
2、分配传动装置传动比:
按手册表1,取开式圆柱齿轮传动比
因为,所以闭式圆锥齿轮的传动比
三.运动参数及动力参数计算:
1.计算各轴的转速:
I轴转速:
2.各轴的输入功率
电机轴:
I轴上齿轮的输入功率:
II轴输入功率:
III轴输入功率:
3.各轴的转矩
电动机的输出转矩:
四、传动零件的设计计算
1.皮带轮传动的设计计算:
2、齿轮传动的设计计算:
五、轴的设计计算及校核:
六. 轴承的选择及计算
七.键的选择和计算
八.联轴器的选择
九.减数器的润滑方式和密封类型的选择
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考,感谢您的配合和支持)。
目录机械设计课程设计任务书 (5)传动方案的拟定及说明 (6)电动机的选择 (6)电动机类型选择 (6)电动机功率的选择 (7)电动机转速的选择 (7)电动机型号的确定 (7)计算传动装置总传动比和分配各级传动比 (7)传动装置总传动比 (7)传动比分配原则 (8)分配各级传动比 (8)计算传动装置的运动和动力参数 (8)各轴转速 (8)各轴输入功率 (8)各轴输入转矩 (9)传动件的设计计算与校核 (9)高速级齿轮传动设计 (9)低速级齿轮传动设计 .................................错误!未定义书签。
传动件设计校核..........................................错误!未定义书签。
轴的设计计算 .. (20)低速轴的设计 (20)中间轴的设计.................... 错误!未定义书签。
高速轴的设计 ...................... 错误!未定义书签。
轴、轴承及键联接的校核计算.............................错误!未定义书签。
轴的校核计算 (27)滚动轴承的的校核计算.............................错误!未定义书签。
键联接的校核计算......................................错误!未定义书签。
联轴器的选择 ...........................................................错误!未定义书签。
减速器结构尺寸设计 ..............................................错误!未定义书签。
箱体结构尺寸 ..............................................错误!未定义书签。
减速器零件的位置尺寸 (45)减速器附件的选择 (45)吊耳 (45)油塞 (46)油面指示器(游标尺) (46)窥视孔、视孔盖 (46)通气器 (47)定位销 (47)轴承盖 (47)起盖螺钉 (48)润滑与密封 (48)润滑设计 (48)密封设计 (49)维护保养要求 (50)设计小结 (50)参考资料目录 (51)一、 机械设计课程设计任务书(一) 设计题目: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。
机械课程设计减速器说明书全文目录一、电机的选择 (1)1.1 选择电机的类型和结构形式: (1)1.2 电机容量的选择 (2)1.3 电机转速确定 (2)二、传动装置的运动和动力参数计算 (2)2.1 分配传动比及计算各轴转速 (2)2.2 传动装置的运动和动力参数计算 (2)三、V带传动设计 (3)3.1 确定计算功率 (3)3.2 选择普通V带型号 (3)3.3 确定带轮基准直径并验算带速 (3)3.4 确定V带中心距和基础长度 (4)3.5 验算小带轮包角 (4)3.6 计算V带根数Z (4)3.7 计算压轴力 (4)四、设计减速器内传动零件(直齿圆柱齿轮) (4)4.1 高速级齿轮传动设计计算 (4)4.2 低速级齿轮传动设计计算 (8)4.3 传动齿轮的主要参数 (12)五、轴的结构设计计算 (13)5.1 高速轴的计算(1轴) (13)5.2 中间轴的计算(2轴) (14)5.3 低速轴的计算(3轴) (16)六、轴的强度校核 (18)6.1 高速轴校核 (18)6.2 中间轴校核 (19)6.3 低速轴校核 (20)七、校核轴承寿命 (22)6.1 高速轴 (22)6.2 中间轴 (22)6.3 低速轴 (22)八、键连接的选择和计算 (23)九、箱体的设计 (23)一、电机的选择1.1 选择电机的类型和结构形式:依工作条件的要求,选择三相异步电机:封闭式结构U=380 V Y 型1.2 电机容量的选择工作机所需的功率P W =Fv /1000= 3.36 kW V 带效率η1: 0.96滚动轴承效率(一对)η2: 0.99闭式齿轮传动效率(一对)η3: 0.97 联轴器效率η4: 0.99工作机(滚筒)效率η5(ηw ): 0.96 传输总效率η= 0.825则,电动机所需的输出功率P d =P W /η= 4.1 kW1.3 电机转速确定卷筒轴的工作转速W 601000πvn D⨯== 38.2 r/min V 带传动比的合理范围为2~4,两级圆柱齿轮减速器传动比的合理范围为8~40,则总传动比的合理范围为'i =16~160,故电动机转速的可选范围为:d W 'n i n =⋅= 611.2 ~ 6112 r/min在此范围的电机的同步转速有:750r/min 1000r/min 1500r/min 3000r/min 依课程设计指导书表18-1:Y 系列三相异步电机技术参数(JB/T9616-1999)选择电动机型 号: Y112M-4 额定功率P ed : 4kW 同步转速n : 1500r/min 满载转速n m : 144r/min二、传动装置的运动和动力参数计算总传动比:mWn i n == 37.7 2.1 分配传动比及计算各轴转速取V 带传动的传动比i 0= 3 则减速器传动比i =i /i 0= 12.57取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比1i == 4.2 则低速级传动比21i i == 32.2 传动装置的运动和动力参数计算0轴(电动机轴)0d P P == 4.1 kW0m n n == 1440 r/min0009550PT n == 27.2 N ⋅m1轴(高速轴) 101P P η=⋅= 4 kW 010nn i == 480 r/min1119550PT n == 79.6 N ⋅m2轴(中间轴) 2123P P ηη=⋅⋅= 3.84 kW121n n i == 144.29 r/min 2229550PT n == 320.87 N ⋅m3轴(低速轴) 3223P P ηη=⋅⋅= 3.69 kW 232nn i == 38.5 r/min3339550PT n == 924.92 N ⋅m4轴(滚筒轴) 4324P P ηη=⋅⋅= 3.62 kW43W n n n === 38.5 r/min4449550PT n == 905 N ⋅m以上功率和转矩为各轴的输入值,1~3轴的输出功率或输出转矩为各自输入值与轴承效率的乘积。
目录摘要------------------------------------------------------2 第一部分传动方案的拟定----------------------------------3 第二部分电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算------3 第三部分传动零件的设计计算------------------------------5 第四部分主要尺寸及数据----------------------------------12第五部分润滑油及润滑方式的选择--------------------------13 第六部分轴的设计及校核----------------------------------13 结论------------------------------------------------------29 参考文献--------------------------------------------------29摘要机械设计课程设计是在完成机械设计课程学习后,一次重要的实践性教学环节。
是高等工科院校大多数专业学生第一次较全面的设计能力训练,也是对机械设计课程的全面复习和实践。
其目的是培养理论联系实际的设计思想,训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论,结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力,巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识。
本次设计的题目是带式运输机的减速传动装置设计。
根据题目要求和机械设计的特点作者做了以下几个方面的工作:①决定传动装置的总体设计方案,②选择电动机,计算传动装置的运动和动力参数,③传动零件以及轴的设计计算,轴承、联接件、润滑密封和联轴器的选择及校验计算,④机体结构及其附件的设计和参数的确定,⑤绘制装配图及零件图,编写计算说明书。
关键词:减速器机械设计带式运输机。
目录一、选择电动机二、确定传动装置的总传动比和分配传动比三、计算传动装置的运动和动力参数四、减速器的结构五、传动零件的设计计算六、轴的计算七、键的选择和校核八、轴承的的选择与寿命校核九、联轴器的选择十、润滑方法、润滑油牌号设计带式输送机传动装置参考传动方案:原始数据:题号7 参数运输带工作拉力F(kN) 2500运输带工作速度υ(m/min) 1.1卷筒直径D(mm) 400 已知条件:1.滚筒效率ηj=0.96(包括滚筒与轴承的效率损失);2.工作情况两班制,连续单向运转,载荷较平稳;3.使用折旧期 3年一次大修,每年280个工作日,寿命8年;4.工作环境室内,灰尘较大,环境最高温度35℃;5.制造条件及生产批量一般机械厂制造,小批量生产。
计算及说明一、选择电动机(1) 选择电动机的类型按工作要求和条件,选用三相笼式式异步电动机,封闭式结构,电压380V ,Y 型。
(2) 选择电动机的容量电动机所需功率计算工式为:(1)P d =waP η KW ,(2) P w =1000FvKw 因此 P d =1000aFvη Kw所以由电动机至卷筒的传动总功率为:3212345a ηηηηηη=式中:1η,2η,3η,4η,5η分别为带传动、轴承、齿轮传动、连轴器和卷筒的传动效率。
取1η=0.96(带传动),2η=0.98(滚子轴承),3η=0.97, 4η=0.99, 5η=0.94. 则:a η=0.96⨯30.98⨯20.97⨯0.99⨯0.94=0.79 又因为: V =1.1m/s 所以: P d =1000a Fv η=2500 1.110000.79⨯⨯=3.48 Kw(3) 确定电动机的转速 卷筒轴工作转速为方案电动机型号额定功率 ed P Kw电动机转速 r/min电动机质量Kg同步转速 异步转速 1 Y112M -2 4 3000 2890 452Y112M - 441500144043n =601000601000 1.152.553.14400v D π⨯⨯⨯==⨯r/min按表1推荐的传动比合理范围,取一级齿轮传动的传动比'1i =2~4,二级圆柱齿轮减速器的传动比'2i =8~40,则总的传动比范围为 'a i =16~160 ,所以电动机转速的可选范围为: 'd n ='a i n = (16~160) ⨯52.55= 841~8408 r/min符合这一范围的同步转速有: 1000r/min 、1500r/min 、3000r/min根据容量和转速,由机械设计课程设计手册查出有三种适用的电动机型号,因此有四种传动比方案,如下表:选用Y112M-2电动机:型号额定功率满 载 时起动电流 额定电流 起动转矩 额定转矩 最大转矩 额定转矩转速r/min电流(380v 时) 效率% 功率因数 Y132S1 -2 5.5 290038.7780.805.2 2.2 1.8低转速电动机的级对数多,外廓尺寸用重量都较大,价格较高,但也以使传动装置总传动比减小,使传动装置的体积、重量较小;高转速电动机则相反。
机械设计课程设计说明书设计题目二级圆柱斜齿轮减速器工学院机械设计及其制造专业班级机械083班学号08550302设计人徐梦晨指导老师温建明日期2010年12月29日目录设计任务书 (3)电动机的选择 (3)计算传动装置的运动和动力参数 (4)传动件的设计计算 (6)轴的设计计算 (14)滚动轴承的选择及计算 (22)键联接的选择及校核计算 (26)联轴器的选择 (27)减速器附件的选择 (27)润滑与密封 (29)设计小结 (29)参考资料目录 (30)一、设计任务书设计一用于带式运输机上的两级圆柱斜齿轮减速器,用于传送清洗零件,带速v=0.75m/s,卷筒直径D=330mm,运输带所需扭矩为370Nm,输送机工作有轻震,单向运转。
工作寿命12年(设每年工作300天),单班制工作。
二、选择电动机1)电动机类型和结构型式按工作要求和工作条件,选用一般用途的Y(IP44)系列三相异步电动机。
它为卧式封闭结构。
2)电动机容量(1)卷筒的输出功率PωPw=F v/1000ηw=2Tv/D/1000ηw =2×370×0.75/330×1000/1000×0.95=1.7703kW带式运输机ηw=0.95(2)电动机输出功率d Pd PPωη=传动装置的总效率η=η1*η2*η2*η3*η3*η3*η5式中1η、2η…为从电动机至卷筒轴的各传动机构和轴承的效率。
由《机械设计(机械设计基础)课程设计》表12-8查得:联轴器1η=0.99;滚动轴承2η=0.99;圆柱齿轮传动3η=0.98;滚动轴承4η=0.99;圆柱齿轮传动5η=0.98;滚动轴承6η=0.99;联轴器η7=0.99;卷筒η8=0.96;则η=0.99×0.99×0.98×0.99×0.98×0.99×0.99×0.96=0.877故Pd=1.875/0.877=2.14kW(3)电动机额定功率edP由《机械设计(机械设计基础)课程设计》表19-1选取电动机额定功率Ped=2.2kW 。
一.课程设计计划说明书 1).设计内容1. 电动机的选择与运动参数计算(计算电动机所需功率,选择电动机,分配各级传动比,计算各轴转速,功率和转矩);2. 齿轮传动设计计算;3. 轴的设计;4. 滚动轴承的选择和计算;5. 键联结的选择与计算;6. 联轴器的选择;7. 润滑与密封的选择,润滑剂牌号和装油量; 8. 装配图、零件图的绘制 9.设计计算说明书的编写2).设计任务2. 减速器总装配图一张 3. 齿轮、轴零件图各一张 4. 设计说明书一份3).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:轴与齿轮等零件的设计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二.电动机的选择1.电动机类型和结构的选择本传动的工作状况是:载荷轻微振动、双向旋转。
电动机容量的选择:(公式见课程设计课本11-13页)0.990.970.950.9150.98=====联齿开齿链轴承η,η,η,η,η 1) 工作机所需功率P w =Fv/1000P w =1.8kW2) 电动机的输出功率 Pd =Pw/ηη=522联齿开齿链 轴承ηηηηη=0.725 Pd =2.48kW2.电动机转速的选择nd =(i1’·i2’…in ’)n i 3--6i 3--6==开齿齿,nd=( 2i *i 齿开齿)nv=n*z*p/(60 *1000) n=17.14r/min 462.78<nd<3702.24初选为同步转速为1500r/min 的电动机3.电动机型号的确定由表2-167查出电动机型号为Y100L2-4,其额定功率为3kW ,满载转速1420r/min 。
基本符合题目所需的要求。
三.计算传动装置的运动和动力参数1).传动装置的总传动比及其分配1.计算总传动比由电动机的满载转速nm 和工作机主动轴转速nw 可确定传动装置应有的总传动比为:a i =nm/nnw =17.14a i =82.42.合理分配各级传动比(公式见课设课本13-15页) 由于减速箱是同轴式布置i1≈i2a i =82.4,取i 开齿=5,i1=4.03,i2=4.12).动力参数计算各轴转速、输入功率、输入转矩各轴转速 各轴输入功率 0轴:0m n n 1420r /min == 0d p p 2.48kw ==1轴:1n 1420r /min = 10p p * 2.4061kw ==联轴承η*η 2轴: 21n n /i1346.34r /min == 21p p * 2.287kw ==齿轴承η*η 3轴:32n n /i284.5r /min == 32p p * 2.174kw ==齿轴承η*η 4轴43n n 84.5r /min == 43p p * 2.109kw ==联轴承η*η 5轴54n n /i 16.9r /min == 54p p * 1.964kw ==开齿轴承η*η 各轴转矩 d d m T 9550*p /n 16.68==0轴 0d T T 16.68N m ==.1轴 10T T 16.18N m ==.联轴承*ηη 2轴 21T T *i163.06N m ==.齿轴承*ηη 3轴 32T T *i2245.77N m ==.齿轴承*ηη 4轴 43T T 238.45N m ==.联轴承*ηη 5轴 54T T *i 1109.98N m ==.开齿轴承*ηη四.传动件设计计算1.第一级齿轮1. 选精度等级、材料及齿数1) 材料及热处理;选择小齿轮材料为40Cr (调质),硬度为280HBS ,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS ,二者材料硬度差为40HBS 。
2) 精度等级选用8级精度;3) 试选小齿轮齿数z1=20,大齿轮齿数z2=82;2.按齿面接触强度设计(公式参考《机械设计》)低速级的载荷大于高速级的载荷,用低速级的数据进行计算 按式(5—12)试算,即d 1) 确定公式内的各计算数值 (1) 取K K=A v K K K K αβ由表5-11A K =1.25;初估v=4m/s vz/100=1.28 由图5-10 v K =1.10 由图5-13 K β=1.14r 1.88 3.2(1/z11/z2)ε=-±=1.68由图5-15 K α=1.20K=1.881 (2) 由图5-18选取区域系数ZH =2.5 (3) 取尺宽系数φd =1 (4) 由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE =189.8Mpa (5) 计算重合度系数Z ε=0.879==(6) 由图5-23按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1=600MPa ;大齿轮的解除疲劳强度极限σHlim2=540MPa ; (7) 由式10-13计算应力循环次数设工作时间为10000小时,8e n h N 60a t 8.52*10==(8) 由图5-24查得接触疲劳寿命系数ZN1=1;ZN2=1.07 (9) 计算接触疲劳许用应力 [σH ]= σHlim *N Z /S取失效概率为1%,安全系数S =1,得 [σH ]1=600MPa [σH ]2=577.8MPa2) 试算小齿轮分度圆直径d1'd1==33.7(1) 计算圆周速度v=11601000d n ⨯π=33.71420601000⨯⨯⨯π=2.5m/s修正小齿轮直径vz/100=0.5按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径'3'3'v v v K 1.07,d1=d1K /K ,=d1= 1t d 33.7mm=33.4mm(2) 计算模数mm=d1/z1=33.4/20=1.67 查表5-3标准模数m=1.75不改变模数的情况下增大齿数z1=32,z2=129小齿轮分度圆直径d1=m*z1=1.75*32=56大齿轮分度圆直径d2=m*z2=1.75*129=225.75 齿宽b1=60,b2=56;中心距a=(b1+b2)/2=(56+225.75)/2=140.875;圆整为'a =140,变位系数∏= ('a -a )/m∏=(140-140.875)/1.75= -0.53.按照齿根弯曲疲劳强度校核计算许用应力[σF ]NF1=Nr1=7.2*810 NF2=NF1/i=7.2*810/4.1=1.76*810 查寿命系数YN1=YN2=1弯曲疲劳极限σFlim1=225MPa ;σFlim2=200MPa 尺寸系数查表5-26 Yx1=Yx2=1 S1=S2=1.4[σF]=2σ* */N X Y Y S[σF1]=0.7*2*225/1.4=224.98MPa [σF2]=0.7*2*200/1.4=200MPa查得齿形系数YFa1=2.28;YFa2=2.09 查取应力修正系数查得Ysa1=1.75;Ysa2=1.87r 1.88 3.2(1/z11/z2)ε=-±=1.88-3.2(1/32+1/129)=1.76重合度系数Y ε=0.25+0.75/a ε Y ε=025+0.75/1.76=0.679 Fa F=2KTY /Sa Y Y bdm εσσF1=2*1.89*1.62*10000*2.28*1.75*0.679/(56*56*1.75)=31MPa<[σF1] σF2=σF1 *Fa22Fa11Y /(Y )Sa Sa Y Y =31*1.87*2.09/(2.28*1.75)=30.6<[σF2] 故弯曲强度足够。
第二级齿轮1.材料,精度等级及热处理;选择小齿轮材料为40Cr (调质),硬度为280HBS ,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS ,二者材料硬度差为40HBS; 精度等级选用8级精度;试选小齿轮齿数z1=20,大齿轮齿数z2=82;2.按齿面接触强度设计(公式参考《机械设计》)低速级的载荷大于高速级的载荷,用低速级的数据进行计算 按式(5—12)试算,即d1)确定公式内的各计算数值 取K K=A v K K K K αβ 由表5-11A K =1.25; 初估v=4m/s vz/100=1.28 由图5-10 v K =1.10 由图5-13 K β=1.14r 1.88 3.2(1/z11/z2)ε=-±=1.88-3.2(1/20+1/82)=1.68由图5-15 K α=1.20K=1.881.由图5-18选取区域系数ZH =2.5 取尺宽系数φd =1由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE =189.8Mpa 计算重合度系数Z ε0.879==由图5-23按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1=600MPa ;大齿轮的解除疲劳强度极限σHlim2=540MPa ; 由式10-13计算应力循环次数设工作时间为10000小时,8e n h N 60a t 8.52*10==由图5-24查得接触疲劳寿命系数ZN1=1;ZN2=1.07 计算接触疲劳许用应力 [σH ]= σHlim *N Z /S取失效概率为1%,安全系数S =1,得 [σH ]1=600MPa [σH ]2=577.8MPa2).试算小齿轮分度圆直径d1t'd1==53.5计算圆周速度v=11601000d n ⨯π= 53.5346.34601000⨯⨯⨯π=0.97m/s修正小齿轮直径vz/100=0.31按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径'3'3'v v v K 1.001,d1=d1K /K ,=d1= 1t d 53.5计算模数mm=d1/z1=51.8/20=2.59 查表5-3标准模数m=2.75小齿轮分度圆直径d1=m*z1=2.75*20=55 大齿轮分度圆直径d2=m*z2=2.75*82=225.5 齿宽b1=60,b2=55;中心距a=(b1+b2)/2=(55+225.5)/2=140.25;圆整为'a =140,变位系数∏= ('a -a)/m∏=(140-140.25/2.75= -0.13.按照齿根弯曲疲劳强度校核计算许用应力[σF ]NF1=Nr1=7.2*810 NF2=NF1/i=7.2*810/4.1=1.76*810 查寿命系数YN1=YN2=1弯曲疲劳极限σFlim1=225MPa ;σFlim2=200MPa 尺寸系数查表5-26 Yx1=Yx2=1 S1=S2=1.4[σF]=2σ* */N X Y Y S[σF1]=0.7*2*225/1.4=224.98MPa [σF2]=0.7*2*200/1.4=200MPa查得齿形系数YFa1=2.97;YFa2=2.26 查取应力修正系数查得Ysa1=1.5;Ysa2=1.74重合度系数Y ε=0.25+0.75/a ε Y ε=025+0.75/1.68=0.696 Fa F=2KTY /Sa Y Y bdm εσσF1=2*1.89*63.06*1000*2.97*1.5*0.696/(55*55*2.75)=88.8MPa<[σF1] σF2=σF1 *Fa22Fa11Y /(Y )Sa Sa Y Y =88.8*1.74*2.26/(2.97*1.5)=78.4<[σF2] 故弯曲强度足够。