机械设计课程设计。
设计说明书。
设计题目:二级减速器。
班级:11机械本1
组别:第一组。
姓名:朱炫炫。
一、 设计任务书3
二、 传动装置总体设计3
三、 v带的选择4
3.1带型选择及根数计算4
3.2带轮设计6
四、 各个齿轮设计8
4.1齿轮速比分配8
4.2齿轮参数选择,直径和模数9
五、 轴的结构设计17
5.1轴的最小直径计算,轴上零件安装顺序安装…… 18
5.2轴上各段直径和长度的选择20
5.3轴的受力分析23
5.4轴的强度和刚度校核26
六、 轴的设计28
6.1各个轴承选择28
6.2轴承寿命计算29
七、 主要尺寸及数据30
八、 设计图33
一。设计任务:
设计带式运输机传动装置(简图如下)
1— —电动机,2——联轴器,3——二级圆柱齿轮减速器,4——联轴器。
5——卷筒。
6——运输带。
原始数据:1.工作条件:连续单向运转,工作时有轻微震动,使用寿命期为10年,小批量生产,单班制工作8小时/天,运输速度允许误差为。
2.设计要求。
1.)传动装置的总体设计。
2.)传动装置及支承的设计计算。
3.)减速器装配图及零件工作图。
4.)设计计算说明书编写。
二。 传动装置总体设计。
1. 电机的选择。
由原始数据知因为=t
所以=4.313kn
kw带式输送机可取=0.96
工作及所需功率kw
电动机至工作机的总工作效率。
分别代表v带、轴承、齿轮、联轴器、卷筒传动效率。
所需电动机功率kw
3.确定电动机的转速。
)=41.799r/min
由于同步转速低的电动机的磁极多,尺寸大,重量大,但可使传动系统的传动比和结构尺寸减小,从而降低传动装置制造成本。
查表可得y132m-4符合要求,故选用它。
y132m-4(同步转速,4极)的相关参数。
表1三.v带的设计。
2.1带型的选择及根数计算。
常用的制造v带轮的材料为灰铸铁、钢、铝合金或工程塑料,以灰铸铁应最为广泛。当带速v不大于25m/s时,采用ht150,v>25~30m/s时采用ht200,速度更高的带轮可采用球墨铸铁或铸钢,也可采用钢板冲压后焊接带轮。小功率传动可采用铸铝或工程塑料。
1. 确定计算功率。
由表8—7查得工作情况系数=1.1,故。
2. 选择v带的类型。
根据、满载转速由表8—10选用a型。
3. 确定带轮基准直径并验算带速。
1)初选小带轮的基准直径
由表8—6和表8—8 ,初选小带轮的基准直径
2)验算带速按式8—13验 m/s
因为5m/s(3)计算大带轮的基准直径根据式(8—15a)计算大带轮的基准直径。
mm根据表8—8,圆整为mm
4.确定v带的中心距和基准长度。
1) 根据式(8—20)初定中心距=500mm
2)由式(8—22)计算所需基准长度。
mm由表8—2选带的基准长度=1600mm
3)按式(8—23)计算实际中心距。
mm中心距的变化范围446-548mm
5.验算小带轮的包角。
6.计算v带的根数。
1)计算单根v带的额定功率。
由和,查表8—4a得。
根据和a型带,查表8—4得。
由表8—5得,由表8—2得。
于是=(1.064+0.17)
2)计算v带的根数z
z=取6根。
7.计算单根v带初拉力的最小值。
由表8—3得a型带的单位长度质量q=0.1kg/m
应使带的初拉力》
8.计算压轴力。
压轴力的最小值为。
2.2带轮的设计。
带轮由轮缘、轮辐、轮毂三部分组成。v带轮按轮辐结构不同分为四种型式,实心式、腹板式、孔板式、椭圆轮辐式。带轮基准直径dd≤2.
5d0(d0为带轮轴直径)时可采用s型(实心带轮);dd≤300mm时可采用p型(腹板式带轮);且当dd-d1≥100mm时,可采用h型(孔板式带轮);dd>300mm时可采用e型(轮辐式带轮)。每种型式根据轮毂相对腹板(轮辐)位置不同分为ⅰ、ⅱ等几种。安装带轮的轴的直径为32mm
根据v采用ht15—30的铸铁带轮。
1) 轮槽的设计。
由表8—10得。
2) 小带轮的设计。
因为<300mm,可采用腹板式。
有关尺寸确定:
3) 大带轮的设计。
因为。有关尺寸确定。
结构形如图8—6(d)
四.各齿轮的设计计算。
4.1.齿轮速比分配。
1.总传动比为。
2.分配传动比。
考虑润滑条件等因素,初定。
4.2.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数。
1)按图所示的传动方案,选用直齿圆柱齿轮传动。
2)运输装置为一般工作机器,速度不高,故选用7级精度。
3)材料选择:查表可选择小齿轮材料为40 (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。
4)选小齿轮齿数,大齿轮齿数。
5)选取螺旋角,初选螺旋角。
按齿面接触强度设计,按计算式试算即。
1)确定公式内的各计算数值。
试选,由图10-26,则有。
小齿轮传递转矩。
查图10-30可选取区域系数查表10-7可选取齿宽系数。
查表10-6可得材料的弹性影响系数。
查图10-21d得按齿面硬度选取小齿轮的接触疲劳强度极限,大齿轮的接触疲劳强度极限。
按计算式计算应力循环次数。
查图可选取接触疲劳寿命系数,。
计算接触疲劳许用应力。
取失效概率为1%,安全系数,按计算式(10-12)得。
2)计算相关数值。
试算小齿轮分度圆直径,由计算公式得。
计算圆周速度。
计算齿宽及模数。
计算纵相重合度。
计算载荷系数。
查表可得使用系数,根据,7级精度,查表10-8可得动载系数,由表10-4查得的值为1.419 ,,
故载荷系数。
按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,按计算式得。
计算模数。3、按齿根弯曲强度设计,按计算式(10-17)试算即。
1)确定公式内的各计算数值。
、计算载荷系数。
根据纵向重合度,查图10-28可得螺旋角影响系数。
查图可选取区域系数,,则有。
查表取应力校正系数,。
查表取齿形系数,。(线性插值法)
查图10-20c可得小齿轮的弯曲疲劳强度极限,大齿轮的弯曲疲劳强度极限。
查图可取弯曲疲劳寿命系数,。
计算弯曲疲劳许用应力 ,取弯曲疲劳安全系数,按计算式(10-22)计算得。
计算大、小齿轮的并加以计算。
大齿轮的数值较大。
2)设计计算。
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,故取,已可满足弯曲强度,但为了同时满足接触疲劳强度,需按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算应有的齿数,于是有。
取,则。4、几何尺寸计算。
1)计算中心距。
将中心距圆整为。
2)按圆整后的中心距修正螺旋角。
因值改变不多,故参数、、等不必修正。
3)计算大、小齿轮的分度圆直径。
4)计算齿轮宽度。
圆整后取,。
2、低速级齿轮。
1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数。
1)按图所示的传动方案,选用直齿圆柱齿轮传动。
2)运输装置为一般工作机器,速度不高,故选用7级精度。
3)材料选择,在同一减速器各级小齿轮(或大齿轮)的材料,没有特殊情况,应选用相同牌号,以减少材料品种和工艺要求,故查表可选择小齿轮材料为40 (调质),硬度为52hrc;大齿轮材料为45钢(调质),硬度为45hrc.
4)选小齿轮齿数,大齿轮齿数。
5)选取螺旋角,初选螺旋角。
2、按齿面接触强度设计,按计算式试算即。
1)确定公式内的各计算数值。
试选。小齿轮传递转矩。
查表10-7可选取齿宽系数, 查图10-26可选取区域系数,,,则有。
查表可得材料的弹性影响系数。
查图得按齿面硬度选取小齿轮的接触疲劳强度极限,大齿轮的接触疲劳强度极限。
按计算式计算应力循环次数。
查图可选取接触疲劳寿命系数,。
计算接触疲劳许用应力。
取失效概率为1%,安全系数,于是得。
2)计算相关数值。
试算小齿轮分度圆直径,由计算公式得。
计算圆周速度。
计算齿宽及模数。
计算纵相重合度。
计算载荷系数。
查表可得使用系数,根据,7级精度,查表可得动载系数,,,
故载荷系数。
按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,按计算式得。
计算模数。3、按齿根弯曲强度设计,按计算式试算即。
1)确定公式内的各计算数值。
计算载荷系数。
根据纵向重合度,查图可得螺旋角影响系数。
计算当量齿数。
查表可取齿形系数,。
查表可取应力校正系数,。(线性插值法)
查图可得小齿轮的弯曲疲劳强度极限,大齿轮的弯曲疲劳强度极限。
查图可取弯曲疲劳寿命系数,。
计算弯曲疲劳许用应力。
取弯曲疲劳安全系数,按计算式计算。
计算大、小齿轮的并加以计算。
大齿轮的数值较大。
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