机械设计课程设计

发布 2022-10-01 17:42:28 阅读 6604

一级直齿轮减速器说明书和装配。

技术数据 滚筒圆周力:f=1200n

带速:v=2.1m/s

滚筒直径:d=400mm

全题目:一级圆柱直齿轮减速器

参考书目:《机械设计基础》任成高

简明机械零件设计实用手册》 胡家秀

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不过你也可以到我的博客里面看看哦。 机械设计课程--带式运输机传动装置中的同轴式1级圆柱齿轮减速器目录

设计任务书1

传动方案的拟定及说明4

电动机的选择4

计算传动装置的运动和动力参数5

传动件的设计计算5

轴的设计计算8

滚动轴承的选择及计算14

键联接的选择及校核计算16

连轴器的选择16

减速器附件的选择17

润滑与密封18

设计小结18

参考资料目录18

机械设计课程设计任务书

题目:设计一用于带式运输机传动装置中的同轴式二级圆柱齿轮减速器

一. 总体布置简图

1—电动机;2—联轴器;3—齿轮减速器;4—带式运输机;5—鼓轮;6—联轴器

二. 工作情况:

载荷平稳、单向旋转

三. 原始数据

鼓轮的扭矩t(nm):850

鼓轮的直径d(mm):350

运输带速度v(m/s):0.7

带速允许偏差(%)5

使用年限(年):5

工作制度(班/日):2

四. 设计内容

1. 电动机的选择与运动参数计算;

2. 斜齿轮传动设计计算

3. 轴的设计

4. 滚动轴承的选择

5. 键和连轴器的选择与校核;

6. 装配图、零件图的绘制

7. 设计计算说明书的编写

五. 设计任务

1. 减速器**配图一张

2. 齿轮、轴零件图各一张

3. 设计说明书一份

六. 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

传动方案的拟定及说明

由题目所知传动机构类型为:同轴式二级圆柱齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析论证。

本传动机构的特点是:减速器横向尺寸较小,两大吃论浸油深度可以大致相同。结构较复杂,轴向尺寸大,中间轴较长、刚度差,中间轴承润滑较困难。

电动机的选择

1.电动机类型和结构的选择

因为本传动的工作状况是:载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式y(ip44)系列的电动机。

2.电动机容量的选择

1) 工作机所需功率pw

pw=3.4kw

2) 电动机的输出功率

pd=pw/η

pd=3.76kw

3.电动机转速的选择

nd=(i1’i2’…in’)nw

初选为同步转速为1000r/min的电动机

4.电动机型号的确定

由表20-1查出电动机型号为y132m1-6,其额定功率为4kw,满载转速960r/min。基本符合题目所需的要求

计算传动装置的运动和动力参数

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:

i=nm/nw

nw=38.4

i=25.14

2.合理分配各级传动比

由于减速箱是同轴式布置,所以i1=i2。

因为i=25.14,取i=25,i1=i2=5

速度偏差为0.5%<5%,所以可行。

各轴转速、输入功率、输入转矩

项目电动机轴高速轴i 中间轴ii 低速轴iii 鼓轮

转速(r/min) 960 960 192 38.4 38.4

功率(kw) 4 3.96 3.84 3.72 3.57

转矩(nm) 39.8 39.4 191 925.2 888.4

传动比 1 1 5 5 1

效率 1 0.99 0.97 0.97 0.97

传动件设计计算

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7级精度;

3) 试选小齿轮齿数z1=20,大齿轮齿数z2=100的;

4) 选取螺旋角。初选螺旋角β=14°

2.按齿面接触强度设计

因为低速级的载荷大于高速级的载荷,所以通过低速级的数据进行计算

按式(10—21)试算,即

dt≥ 1) 确定公式内的各计算数值

1) 试选kt=1.6

2) 由图10-30选取区域系数zh=2.433

3) 由表10-7选取尺宽系数φd=1

4) 由图10-26查得εα1=0.75,εα2=0.87,则εα=1+εα2=1.62

5) 由表10-6查得材料的弹性影响系数ze=189.8mpa

6) 由图10-21d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=550mpa;

7) 由式10-13计算应力循环次数

n1=60n1jlh=60×192×1×(2×8×300×5)=3.32×10e8

n2=n1/5=6.64×107

8) 由图10-19查得接触疲劳寿命系数khn1=0.95;khn2=0.98

9) 计算接触疲劳许用应力

取失效概率为1%,安全系数s=1,由式(10-12)得

σh]1==0.95×600mpa=570mpa

σh]2==0.98×550mpa=539mpa

σh]=[h]1+[σh]2/2=554.5mpa

2) 计算

1) 试算小齿轮分度圆直径d1t

d1t≥ =67.85

2) 计算圆周速度

v= =0.68m/s

3) 计算齿宽b及模数mnt

b=φdd1t=1×67.85mm=67.85mm

mnt= =3.39

h=2.25mnt=2.25×3.39mm=7.63mm

b/h=67.85/7.63=8.89

4) 计算纵向重合度εβ

β= 0.318×1×tan14 =1.59

5) 计算载荷系数k

已知载荷平稳,所以取ka=1

根据v=0.68m/s,7级精度,由图10—8查得动载系数kv=1.11;由表10—4查的khβ的计算公式和直齿轮的相同,

故 khβ=1.12+0.18(1+0.6×1 )1×1 +0.23×10 67.85=1.42

由表10—13查得kfβ=1.36

由表10—3查得khα=khα=1.4。故载荷系数

k=kakvkhαkhβ=1×1.03×1.4×1.42=2.05

6) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径,由式(10—10a)得

d1= =mm=73.6mm

7) 计算模数mn

mn = mm=3.74

3.按齿根弯曲强度设计

由式(10—17 mn≥

1) 确定计算参数

1) 计算载荷系数

k=kakvkfαkfβ=1×1.03×1.4×1.36=1.96

2) 根据纵向重合度εβ=0.318φdz1tanβ=1.59,从图10-28查得螺旋角影响系数 yβ=0。88

3) 计算当量齿数

z1=z1/cos β=20/cos 14 =21.89

z2=z2/cos β=100/cos 14 =109.47

4) 查取齿型系数

由表10-5查得yfa1=2.724;yfa2=2.172

5) 查取应力校正系数

由表10-5查得ysa1=1.569;ysa2=1.798

6) 计算[σf]

f1=500mpa

f2=380mpa

kfn1=0.95

kfn2=0.98

σf1]=339.29mpa

σf2]=266mpa

7) 计算大、小齿轮的并加以比较

大齿轮的数值大。

2) 设计计算

mn≥ =2.4

mn=2.5

4.几何尺寸计算

1) 计算中心距

z1 =32.9,取z1=33

z2=165

a =255.07mm

a圆整后取255mm

2) 按圆整后的中心距修正螺旋角

=arcos =13 55’50”

3) 计算大、小齿轮的分度圆直径

d1 =85.00mm

d2 =425mm

4) 计算齿轮宽度

b=φdd1

b=85mm

b1=90mm,b2=85mm

5) 结构设计

以大齿轮为例。因齿轮齿顶圆直径大于160mm,而又小于500mm,故以选用腹板式为宜。其他有关尺寸参看大齿轮零件图。

轴的设计计算

拟定输入轴齿轮为右旋

ii轴: 1.初步确定轴的最小直径

d≥ =34.2mm

2.求作用在齿轮上的受力

ft1= =899n

fr1=ft =337n

fa1=fttanβ=223n;

ft2=4494n

fr2=1685n

fa2=1115n

3.轴的结构设计

1) 拟定轴上零件的装配方案

i. i-ii段轴用于安装轴承30307,故取直径为35mm。

ii. ii-iii段轴肩用于固定轴承,查手册得到直径为44mm。

iii. iii-iv段为小齿轮,外径90mm。

iv. iv-v段分隔两齿轮,直径为55mm。

v. v-vi段安装大齿轮,直径为40mm。

vi. vi-viii段安装套筒和轴承,直径为35mm。

2) 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度

1. i-ii段轴承宽度为22.75mm,所以长度为22.75mm。

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