減速器課程設(shè)計

1、目錄第一章任務(wù)書3課程設(shè)計3課程設(shè)計任務(wù)書3運動簡圖3原始數(shù)據(jù)3條件4設(shè)計工作量4第二章傳動裝置總體設(shè)計方案：5組成5特點5確定傳動方案5第三章電動機的選擇6選擇電動機的類型6選擇電動機的容量6確定電動機轉(zhuǎn)速7第四章確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比9分配減速器的各級傳動比9計算各軸的動力和動力參數(shù)9第五章傳動零件的設(shè)計計算11V帶設(shè)計11條件和設(shè)計內(nèi)容11設(shè)計步驟：11齒輪設(shè)計13高速級齒輪傳動計算13低速機齒輪傳動計算15圓柱齒輪傳動參數(shù)表18減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計19軸的設(shè)計及效核20初步估算軸的直徑20聯(lián)軸器的選取20初選軸承21軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計直徑,長度來歷21低速軸的校核23精確校核軸的疲勞強

2、度26軸承的壽命計算29鍵連接的選擇和計算30減數(shù)器的潤滑方式和密封類型的選擇31齒輪傳動的潤滑31潤滑油牌號選擇31密封形式31第六章設(shè)計總結(jié)32致謝32參考資料32第一章任務(wù)書課程設(shè)計本次設(shè)計為課程設(shè)計,通過設(shè)計二級齒輪減速器,學(xué)習(xí)機械設(shè)計的根本過程、步驟,標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)習(xí)和掌握設(shè)計方法,以學(xué)習(xí)的各種機械設(shè)計,材料,運動,力學(xué)知識為根底,以?機械設(shè)計?、?機械原理?、?機械制圖?、?機械設(shè)計課程設(shè)計手冊?、?制造技術(shù)根底?、?機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書?以及各種國標(biāo)為依據(jù),獨立自主的完成二級減速器的設(shè)計、計算、驗證的全過程.親身了解設(shè)計過程中遇到的種種問題和解決的方法,思考、分析最優(yōu)方案,這是第一次

3、獨立自主的完成設(shè)計過程,為畢業(yè)設(shè)計以及以后的就業(yè)工作做下鋪墊.課程設(shè)計任務(wù)書課程設(shè)計題目1:帶式運輸機運動簡圖原始數(shù)據(jù)號12345678910運輸帶工作拉力F(KN)4156運輸帶工作速度v(m/s)滾筒直徑D(mm)400450400400400450450450450450每日工作時數(shù)T(h)16161616161616161616使用折舊期(y)8a888888888條件1、工作情況：傳動不逆轉(zhuǎn),載荷平穩(wěn),允許運輸帶速度誤差為5%；2、滾筒效率：n尸(包括滾筒與軸承的效率損失)；3、工作環(huán)境：室內(nèi),灰塵較大,最高環(huán)境溫度35.C；4、動力來源：電力,三相交流,電壓380/220V；5、檢

4、修間隔期：四年一次大修,兩年一次中修,半年一次小修；6、制造條件及生產(chǎn)批量：一般機械廠生產(chǎn)制造,小批量.設(shè)計工作量1、減速器裝配圖1張(A0或A1)；2、零件工作圖13張；3、設(shè)計說明書1份.第二章傳動裝置總體設(shè)計方案:組成傳動裝置由電機、減速器、工作機組成.特點齒輪相對于軸承不對稱分布,故沿軸向載荷分布不均勻,要求軸有較大的剛度.確定傳動方案考慮到電機轉(zhuǎn)速高,傳動功率大,將V帶設(shè)置在高速級.其傳動方案如下:第三章電動機的選擇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.(2-1)選擇電動機的容量“a1000%其中：Pd為電動機功率,Pw為負(fù)載功率,%為

5、總效率.由電動機到傳輸帶的傳動總效率為圖3-1運動簡圖32人為v帶的效率,外一一為滾動軸承效率=0.983=0.94,由圖可知減速器只有3對軸承.卷筒滾動軸承效率包括在卷筒效率中%為閉式齒輪傳動效率=0.97?=0.941,九一一為聯(lián)軸器的效率=0.99,%卷筒效率二包括其支承軸承效率的損失九=0.96x0.983x0.972x0.99x0.96=0.81所以Pd=Fv1000%因載荷平穩(wěn),電動機額定功率P“,只需要稍大于Pd即可,按下表中Y系列的電動機數(shù)據(jù),選電動機的額定功率llkw.確定電動機轉(zhuǎn)速卷筒轉(zhuǎn)速為60xl000v60x1000x1.9.n=90/7mm7tD3.14x400/按推

6、薦的傳動比合理范圍,取V帶傳動的傳動比,=24二級圓柱齒減速器的傳動比為/2=8-40型號功率電流(A)電壓(V)轉(zhuǎn)速(r/min)效率(%)功率因數(shù)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩堵轉(zhuǎn)電流/額定電流最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩HPKWY160M1-215113802930Z27Y160M2-22015380293027Y160L-22538029308927Y160M-415113801460887Y160L-4201538014607-Y160M-610173809708622Y160L-615113809708722Y180M-2302238029408927那么從電動機到卷筒軸的總傳動比合理范圍為=16160

7、.故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為Hd=ijn=(16-160)x90=1440-14400r/miii可見,電動機同步轉(zhuǎn)速可選1500min、和3000r/min兩種.根據(jù)相同容量的兩種轉(zhuǎn)速,從上表中查出兩個電動機型號,再將總傳動比合理分配給V帶和減速器,就得到兩種傳動比方案,如下表所示.方案電動機型號額定功率Pcdkw電動機轉(zhuǎn)速r/niii電動機重量Kg傳動裝置的傳動比同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動比V帶減速器1Y160M1-2113000Y2930117162Y160M-411150014601238綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量和帶傳動、減速器的傳動比,選擇第1種方案,即電動機型號為Y160M-

8、4.電動機中央高H=160mm,外伸軸段DXE=42X110mm.第四章確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比分配減速器的各級傳動比按展開二級圓柱齒輪減速器推薦高速級傳動比.=(1.31.5斤2,取=lAi2,得j=J14=J1.4xl6=4.7316所以l2=7=473=計算各軸的動力和動力參數(shù)(1)計算各軸轉(zhuǎn)速1軸二展毀二/1n1nH軸n=Hl=70192=r/minZn或4.73/1n軸心二學(xué)黑；二r/l23.83卷通軸n二nr/min(2)計算各軸輸入功率、輸出功率I軸PPd,X=9kwn軸pm/Tx義二kwIII軸尸尸尸72二XX二kw卷筒軸尸Lpj久7二XX二kw各軸的輸出功率為輸入功

9、率乘軸承效率,分別為軸PPj1,=9X=kw【軸P=PJ/二義二kww軸Pd十kw卷筒軸?=x=kw(3)計算各軸的輸入、輸出轉(zhuǎn)矩.電動機軸輸出轉(zhuǎn)矩pQ387；=9550,=9550x=61.35Nmdnm1460pQ1軸輸入轉(zhuǎn)矩T.=9550=9550x=122.44Ntnnf701.92H軸輸入轉(zhuǎn)矩Tn=9550=9550x856=550.89e?nu148.39pQ4II軸輸入轉(zhuǎn)矩7；=9550j=9550x=2006.63NmnlH38.74p7Q卷筒機輸入轉(zhuǎn)矩T/v=9550匕=9550x=1947.47Nmnlv38.74各軸的輸出轉(zhuǎn)矩分別為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩乘軸承效率表4-1運動和動

10、力參數(shù)計算結(jié)果軸名功率P/KW轉(zhuǎn)距T/N*M轉(zhuǎn)速nr/min轉(zhuǎn)動比i效率n輸入輸出輸入輸出電機1460I軸9II軸01軸卷筒軸1第五章傳動零件的設(shè)計計算V帶設(shè)計條件和設(shè)計內(nèi)容設(shè)計v帶傳動時的條件包括：帶傳動的工件條件；傳動位置與總體尺寸限制;所需傳遞的額定功率P；小帶輪轉(zhuǎn)速?。淮髱л喸O(shè)計步驟：1、確定計算功率Pc根據(jù)工作條件一一載荷平穩(wěn),每天工作16小時由表1查Ka=,計算功率為Pea=KAPd=1.2X9.38=11.26KW2、選擇V帶的帶型根據(jù)計算功率Pca=11.26kw,小帶輪的轉(zhuǎn)速%=1460niii,由圖1選用A型帶.3、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗算帶速v初選小帶輪基準(zhǔn)直徑小根據(jù)v帶

11、的帶型,由表1和表1,取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd125mm.驗算帶速vyJ力典=125x293.=956Ms60x100060x1000由于5m/sv1126+0.10x9.562=177.6NKaZy0.92x6x9.569計算帶傳動的壓軸力R壓軸力的最小值為FPmm=2Z吊m1nsin苧=2x6x177.6xsin苫色=206932N8、把帶傳動的設(shè)計計算結(jié)果記入表下中帶傳動的設(shè)計參數(shù)帶型A中央距小帶輪直徑25包角大帶輪直徑65帶長1600帶的跟數(shù)6初拉力帶速壓軸力齒輪設(shè)計高速級齒輪傳動計算條件：輸入功率B=9kw,小齒輪轉(zhuǎn)速=%=701.92r/min傳動比工作壽命為8年年工作日250天,兩

12、班制.1選定齒輪類型、材料和齒數(shù)1選用斜齒圓柱齒輪傳動2材料選擇.由表1選擇小齒輪材料為40Cr調(diào)質(zhì),硬度為280HBs,大齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì),硬度為240HBS,二者材料硬度差為40HBS.3選擇小齒輪齒數(shù)曷=21,大齒輪齒數(shù)J一；號二X21=,取j=100.4由1142頁,初選螺旋角夕=142按齒面接觸強度設(shè)計由1公式知齒面接觸強度設(shè)計公式為/、Vkt1MifzwZZz/di23r1-丫匕“1確定上公式內(nèi)的各計算數(shù)值計算載荷系數(shù)4由1表查得使用系數(shù)K*l,由1134頁得Ky=,K#=L1,K.=1.1.由1公式得載荷系數(shù)舲KaKvKaKfi=lXXX=1計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩D9T=Xl0

13、6Kl=XXlOXlON*mm他701.92由表選取齒寬系數(shù)/1.由1圖按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞極限尸700MPa；大齒輪的接觸疲勞強度極限0/2=550MPa.計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)一M=60jjL/f=60XXIX16X25OX8=X19m=L348x10=xi84.73由1圖取接觸疲勞壽命系數(shù)Zn1=1；ZN2=計算接觸疲勞許用應(yīng)力由1表,取失效概率為1%,平安系數(shù)S=l,那么口“卜ZnQiuoi=ix700=700MPas匕“卜Zn?(7喏=x550=605MPa查1中：圖,得節(jié)點區(qū)域系數(shù)Z#=.參考1中143頁,取Z二；Z產(chǎn)Jcos/7=a/cos140=;由表查得材料的彈性影響系數(shù)

14、Ze=MPa.許用接觸應(yīng)力%=%=605MPa_(25+96)x4_o_arccos2a2x250修正螺旋角P后計算出修正后的齒輪幾何參數(shù)4=黯=演.29伽dpi4二X二mm、叱4+4103.29+395.60,工中央距：a=-=249.445mm22圓整中央距為5、0結(jié)尾的數(shù),取a=250mm齒輪寬度：由于b=3dd=lX=mm,故取bi=110mm；b2=105mm計算圓周速度,確定齒輪精度7td.n.4x103.29x148.39y1-o-60xl00060x1000參考1中圖(a),取齒輪精度8級.按齒根彎曲強度校核由1公式()知彎曲強度校核公式為)kt1)確定校核公式的計算參數(shù)載荷系

15、數(shù)(前面已經(jīng)得到)aKaKvKaKp=lXXX=參考1中143頁取螺旋角影響系數(shù)y.二；參考1中137頁取重合度系數(shù)Yr計算當(dāng)量齒數(shù)_Z_25_射cos3pcos314_Z2_96_scos3pcos314查1中表得取齒形系數(shù)Y=,Y,=查中表備取應(yīng),蓊正系數(shù)Ysl=tYS2=計算彎曲疲勞許用應(yīng)力查1中圖(b)得小齒輪的彎曲疲勞強度極限.Fg=280MPa；大齒輪的彎曲疲勞強度極限.M片220Mp查1中圖取彎曲疲勞壽命系數(shù)Yn產(chǎn)Y.=l,查1中表取彎曲疲勞平安系數(shù)S二那么OV1二X,iO7hmi二1x280=200MPaSL42二CTfu二1x220-卜仔1.42)校核計算)KT7x14S?x

16、55xlO5Z2T11111111InnnTm；nrrTTlTmTTHTTHnninnrmTrnTrnnfflJfflmmininn(4)校核軸的強度取a=,由表2查得b-i=60MPa,由表4-13查得t=7川加3bt(dT)2465320x7(65-7)2W=23338.477mm322d322x65aT2WY_加+()2工a-圖5-6軸的載荷分析圖b“二=MPabL=60MPa23338.4777M2+(ar)2_J(4.92xl()5+(o6x20x105、精確校核軸的疲勞強度(.判斷危險截面截面a,H,in,b只受扭矩作用,雖然鍵槽、軸肩過渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強度,

17、但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強度較為寬裕地確定的,所以截面A、H、in、B無需校核.從應(yīng)力集中對軸的疲勞強度的影響來看,截面IV和V處過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重,從受載的情況來看,截面C上應(yīng)力最大.截面V的應(yīng)力集中的影響和截面IV的相近,但是截面V不受扭矩作用,同時軸徑也較大,故不必做強度校核.截面C上雖然應(yīng)力最大,但是應(yīng)力集中不大,而且這里的軸的直徑最大,故C截面也不必做強度校核,截面VI和VH顯然更加不必要做強度校核.由第1章的附錄可知,鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過盈配合的小,因而,該軸只須校核截面IV左右兩側(cè)即可.截面IV左側(cè)抗彎截面模量按表1中公式計算W二/二X65、=27463抗扭截面模量

18、%=d3=x65=54925截面IV的左側(cè)的彎矩M為7353區(qū)5M=M1x-二211280.66Nmm73.5截面IV上的扭矩n為7；=2006.63Nm截面上的彎曲應(yīng)力州二211280.66=769M4,由于彎矩為對稱循環(huán),所以此處彎曲應(yīng)力的應(yīng)W27463力幅.1.b=;平均彎曲應(yīng)力.m=0MPa.截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力,max二支二2006630=36.53MP.,由于扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán),所以此處扭轉(zhuǎn)WT54925切應(yīng)力的應(yīng)力幅TXT小二X二;平均扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為tm二t尸截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)%和凡由第1章23頁圖可知,因17d=65=,D/d=70/65二,得cta=2.0,

19、ctr1.31又由第1章23頁圖可得軸的材料的敏性系數(shù)為qa=0.82,辦=0.85故有效應(yīng)力集中系數(shù)為h=1+%屹-1)=1.82kr=1+%(4-1)=L26由第1章(24頁圖)得尺寸系數(shù)0=0.67,扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)邑=0.82.軸按磨削加工,由第1章(24頁圖)得表現(xiàn)質(zhì)量系數(shù)為乩=&=0.92軸未經(jīng)外表強化處理,由第1章22頁公式()和()得綜合影響系數(shù)為:aPo等效系數(shù)為:尢=0.10.2取3r=0.050.1取于是,計算平安系數(shù)S.值,得275“(女2+4.2.8x7.69+0.1x0=12.77s二155QJdTa+必1.62x10.1+0.05xlO.l=9.19Sa12.77x9

20、.194sHS；V12.772+9.192=7/6遠大于S二所以它是平安的.(3) .截面IV右側(cè)抗彎截面模量按表中公式計算歸十=X7()3=34300抗扭截面模量截面IV的右側(cè)的彎矩M為7353區(qū)5M=MX二211280.66Nmm1 73.5截面IV上的扭矩豈為TNm截面上的彎曲應(yīng)力%二:二%二66MM由于彎矩為對稱循環(huán)所以此處彎曲應(yīng)力的應(yīng)力幅.產(chǎn).順否.產(chǎn)；平均彎曲應(yīng)力.m=0MPa截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力G二乙二200663.=29.25MP.,由于扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán),所以此處扭轉(zhuǎn)切WT68600應(yīng)力的應(yīng)力幅Ta=XTmax二X二;平均扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為T01=Ta=過盈配合處的h/J=3.16

21、憑/.=0.8x3.16=2.53軸按磨削加工,由第三章得表現(xiàn)質(zhì)量系數(shù)為軸未經(jīng)外表強化處理,由第1章得綜合系數(shù)為:Ge)d=5aPa(2梟于是,計算截面右側(cè)的平安系數(shù)為3.25x66+OxO=13.73Sr-if出)入十匕1552.62x8.1+0.05x8.1=7.16275Sa=6.34遠大于S=SSr13.73x7.16or_Js；+s；V13.732+7.162所以它是平安的.又因本傳動無大的瞬時過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)對稱性,故可略去靜強度校核.軸承的壽命計算1低速軸軸承壽命計算1預(yù)期壽命從減速器的使用壽命期限考慮,軸承使用期限為8年年工作日為250天.預(yù)期壽命X250X16=32000

22、h=X104h軸承所受的徑向載荷方“=1898.24N,pr2=4745.6N產(chǎn)刊=590.48,Fa?=3056.46N當(dāng)量動載荷P1和P2低速軸選用的軸承7012AC,查表1得到力,二=3,溫度系數(shù)常溫由表6-63得至=36.23,0=3L5KNVor查表得到所,F%5904%89824=0311ep=fpFrl=1.2x1898.24=2277.8887V%2=3056.4%7456=0-644乙鍵連接的選擇和計算1低速軸齒輪的鍵聯(lián)接1選擇類型及尺寸根據(jù)d=70mm,L=87mm,選用A型,bXh=20X12,L=70mm2鍵的強度校核鍵的工作長度1及鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k1=1-b=80-20=60mmk=6mm強度校核此處,鍵、軸和輪轂的材料都是鋼,取卜j=120MPakd=27；xUPldd2x20.06x1056x60x70=105.2MPa鍵平安合格2低速軸聯(lián)軸器的鍵聯(lián)接1選擇類型及尺寸根據(jù)d=65mm,L=132mm,選用C型,bXh=20X12,L=90mm2鍵的強度校核r鍵的工作長度1及鍵與輪轂鍵槽的接觸高度kl=L-b