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文档简介
1、课 程 设 计减 速 器 设 计 说 明 书学院: 机电学院 专业: 机械工程自动化 班级: 110105 姓名: 学号: 指导老师: 设计时间: 2014-1-52014-1-10 目录一 设计任务书 3 二. 传动装置总体设计 3三 电动机的选择 5 四 v带设计 7五带轮的设计 9六齿轮的设计及校核 9七高速轴的设计校核 14八低速轴的设计和校核 20九 .轴承强度的校核 28十键的选择和校核 29十一.减速箱的润滑方式和密封种类的选择 31十二. 箱体的设置 32十三. 减速器附件的选择 33十四.设计总结 35十五。参考文献 36一任务设计书题目a:设计用于带式运输机的传动装置二.
2、传动装置总体设计设计工作量:1.减速器装配图一张(a3) 2.零件图(13) 3.设计说明书一份个人设计数据: 运输带的工作拉力 t(n/m)_850_ 运输机带速v(m/s) _1.60_卷筒直径d(mm) _270_已给方案三选择电动机1传动装置的总效率:=122345式中:1为v带的传动效率,取1=0.96;22为两对滚动轴承的效率,取2=0.99;3为一对圆柱齿轮的效率,取3=0.97;为弹性柱销联轴器的效率,取4=0.99;5为运输滚筒的效率,取5=0.96。所以,传动装置的总效率=0.96*0.99*0.99*0.97*0.98*0.96=0.859电动机所需要的功率 p=fv/=
3、850*1.6/(0.8591000)=1.58kw2卷筒的转速计算 nw=60*1000v/d=60*1000*1.6/3.14*500=119.37r/min v带传动的传动比范围为;机械设计第八版142页一级圆柱齿轮减速器的传动比为i23,5;机械设计第八版413页总传动比的范围为6,20;则电动机的转速范围为716,2387;3选择电动机的型号:根据工作条件,选择一般用途的y系列三相异步电动机,根据电动机所需的功率,并考虑电动机转速越高,总传动比越大,减速器的尺寸也相应的增大,所以选用y100l1-4型电动机。额定功率2.2kw,满载转速1430(r/min),额定转矩2.2(n/m)
4、,最大转矩2.3(n/m) 4、计算传动装置的总传动比和分配各级传动比总传动比ia=n/nw=1430/119.37=12.00式中:为电动机满载转速;为工作机轴转速。取v带的传动比为i1=3,则减速器的传动比i2=ia/3=4.00;5计算传动装置的运动和动力参数6.计算各轴的转速。o轴:n0=1430 r/min;轴:n1=n1/i01=1430/3=476.67 r/min;轴:n2=n2/i12=115.27 r/min卷筒轴:n3=n2=115.27 r/min7.计算各轴的功率o轴:p0=2.2(kw);轴:p1=p1=2.20.96=2.11(kw);轴p2=p123=2.110
5、.990.97=2.03(kw);iii轴(卷筒轴)的输入功率:p3=p22=2.030.980.99=2.00(kw)8计算各轴的转矩电动机轴的输出转转矩:t1=9550p1/n1=95502.11/476.67=42,27nm轴的转矩:t2=t1*i1*1*2=68.5*3*0.96*0.99=168.18 nm轴的转矩:t3=t2i2*23=195.36.760.990.97=165.70nm 第二部分 传动零件的计算四.v型带零件设计 1.计算功率: -工作情况系数,查表取值1.3;(机械设计第八版156页)-电动机的额定功率2.选择带型根据,n=1430,可知选择b型; (机械设计第
6、八版157页)由表86和表88取主动轮基准直径 则从动轮的直径为 3.验算带的速度=7.5m/s机械设计第八版157页v带的速度合适4、确定普通v带的基准长度和传动中心矩根据0.7(+)s=1.6(因计算精度较低,材料不够均匀,故选取s1.6)故该轴在截面v左侧的强度也是足够的。因无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称性,故可略去静强度校核。八低速轴的计算1.轴的材料选取选取45钢,调制处理,参数如下:硬度为hbs220抗拉强度极限b650mpa屈服强度极限s360mpa弯曲疲劳极限1270mpa剪切疲劳极限1155mpa许用弯应力1=60mpa 2.初步估计轴的最小直径轴上的转速 功率由以上机
7、械装置的运动和动力参数计算部分可知 =115.27;=2.03 取=11529.9输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径.为了使所选的轴的直径与联轴器的孔径相适应,故需要同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩,查表14-1,考虑到转矩变化小,故取.则=252270按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件。查机械设计手册(软件版)r2.0,选hl5型弹性套柱销连轴器,半联轴器孔的直径,长度l50mm,半联轴器与轴配合的毂孔长度。故取40mm3.拟定轴的装配方案4. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度。(1)选取d=30mm, 。因i-ii轴右端需要制出一个定位轴肩,故取(2)初选滚动轴承。因
8、轴承只受径向力的作用,故选用深沟球轴承,参照工作要求, 由轴知其工作要求并根据d38mm,选取深沟球轴承6208 轴承直径:d40mm ; 轴承宽度:b18mm,d=80mm 所以, (3)右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位。取33215型轴承的定位轴肩高度h=2mm,因此,取(4)取做成齿轮处的轴段-的直径45mm;齿轮的右端与右轴承之间采用套筒定位,齿轮的宽度为40mm,取(5)轴承端盖的总宽度为20mm。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与带轮右端面间的距离l 30mm, 故取(6)因为低速轴要和高速轴相配合,其两个齿轮应该相重合,所以取=30mm.=28 mm
9、.(7)轴上零件的周向定位。齿轮、带轮与轴的周向定位均采用平键联接(详细选择过程见后面的键选择)。(8)确定轴上的圆角和倒角尺寸参考课本表152,取轴端倒角为145,各轴肩处的圆角半径为r1.2mm参考课本表152,取轴端倒角为145,各轴肩处的圆角半径为r1.2mm4.计算过程1.根据轴上的结构图作出轴的计算简图。确定轴承的支点位置大致在轴承宽度中间。故 因此作为简支梁的支点跨距 计算支反力 作用在低速轴上的=6220n=2263.8n水平面方向 mb0, 故 =0, 垂直面方向 mb0, 故f0,2)计算弯距水平面弯距= =185295垂直面弯矩6745767430合成弯矩=197190=
10、197190根据轴的计算简图做出轴的弯距图和扭距图。可看出c截面为最危险截面,现将计算出的截面c处的及m的值列于下表3:载荷水平面h垂直面v支反力弯距m总弯距扭距tt1307.2 nm5.按弯扭合成应力校核轴的硬度进行校核时,通常只校核轴上承受最大弯距和扭距的截面(即危险截面c)的强度。根据课本式155及上表中的值,并扭转切应力为脉动循环变应力,取0.6,轴的计算应力 mpa13.166 mpa已由前面查得许用弯应力1=60mpa,因s1.6(因计算精度较低,材料不够均匀,故选取s1.6)故该轴在截面右侧的强度也是足够的。因无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称性,故可略去静强度校核。 九.轴承
11、强度的校核1.高速轴上的轴承校核按照以上轴的结构设计,初步选用6208深沟球轴承。1)轴承的径向载荷轴承d 1228.317n轴承b 1228.317n求两轴承的计算轴向力对于32007型轴承,按表13-7,轴承派生轴向力,其中e为判断系数,其值由的大小来确定,但现在轴承轴向力n则查机械设计手册(软件版)r2.0得32007型轴承的基本额定动载荷c70.5kn。按照表13-5注1),取则相对轴向载荷为,在表中介于0.1720.345之间,对应的e值为0.190.22,y值为1.992.30。用线性插值法求y值y1.99+(2.30-1.99)(0.345-0.279)/(0.345-0.172
12、)2.108故 x=0.4 y2.1083)求当量动载荷p 4)验算轴承寿命,根据式(13-5)h已知轴承工作寿命为因为,故所选轴承满足工作寿命要求。2.低速轴上的轴承的校核选用深沟球轴承61812,查机械设计手册(软件版)r2.0得基本额定动载荷轴承的径向力计算:轴承1 1290.32n轴承2 1825.35n 因为 48000h所选轴承合适。十键的选择和校核1.选择键的链接和类型一般8级以上精度的齿轮有定心精度要求。应选用平键联接。由于齿轮不在轴端,故选用圆头普通平键(a型)根据d30mm,从表6-1中查得键的截面尺寸为:宽度b6mm,键高h=6mm,由轮毂宽度并参考键的长度系列,取键长l
13、25mm2.校核键连接的强度键、轴、轮毂的材料都是钢,由表6-2查得许用挤压应力=100-120mpa,取其平均值。110mpa.键的工作长度ll-b=19mm键与轮毂键槽的接触高度k0.5h=0.56=3mm由式(6-1)得,故合适。键的类型为键8x25 gb/10963.带轮上的键的选择带轮处键位于轴端,选择 键 c825 gb/t1096,查表得公称尺寸bh=87 长度l=25mm,键材料用45钢,查课本得许用挤压应力100120mpa,取键的工作长度ll-b30-822mmk0.5h0.573.5mm。 故合适。4.大齿轮上的键的选择选择 键 838 gb/t1096,查表得公称尺寸b
14、h=87 长度l=38mm,键材料用45钢,查课本得许用挤压应力100120mpa,取键的工作长度ll-b38-830mmk0.5h0.573.5mm。故合适。十一减速箱的润滑方式和密封种类的选择1.润滑方式的选择在减速器中,良好的润滑可以减少相对运动表面间的摩擦磨损和发热,还可起到冷却散热防锈冲洗金属磨粒和降低噪声的作用,从而保证减速器的正常工作及寿命。齿轮圆周速度:高速齿轮v1=d1n1/(601000) =0.5m/s2m/s低速齿轮 v2=d2n2/(601000)=0.16 m/s2m/s由于v均小于2m/s,而且考虑到润滑脂承受的负荷能力较大、粘附性较好、不易流失。所以轴承采用脂润
15、滑,齿轮靠机体油的飞溅润滑。2.润滑油的选择由于该减速器是一般齿轮减速器,故选用n200工业齿轮油,轴承选用zgn2润滑脂。3.密封方式的选择输入轴和输出轴的外伸处,为防止润滑脂外漏及外界的灰尘等造成轴承的磨损或腐蚀,要求设置密封装置。因用脂润滑,所以采用毛毡圈油封,即在轴承盖上开出梯形槽,将毛毡按标准制成环形,放置在梯形槽中以与轴密合接触;或在轴承盖上开缺口放置毡圈油封,然后用另一个零件压在毡圈油封上,以调整毛毡密封效果,它的结构简单。所以用毡圈油封。 十二箱体的设置名称计算公式结 果机座壁厚=0.025a+188mm机盖壁厚11=0.02a+188mm机座凸缘壁厚b=1.512 mm机盖凸
16、缘壁厚b1=1.5112 mm机座底凸缘壁厚b2=2.520mm地脚螺钉直径df =0.036a+12=17.90418mm地脚螺钉数目a1.212 mm齿轮端面与箱体内壁距离2210 mm十三减速器附件的选择1.观察孔盖由于减速器属于中小型,查表确定尺寸如下检查孔尺寸(mm)检查孔盖尺寸(mm)blb1l1b2l2r孔径d4孔数n681201001508413556.542.通气器设在观察孔盖上以使空气自由溢出,现选通气塞。查表确定尺寸如下:ddd1sllad1m201.53025.4222815463.游标选游标尺,为稳定油痕位置,采用隔离套。查表确定尺寸如下:dd1d2d3habcdd1
17、m12412628106420164.油塞dd0lhbdsed1hm181.52527153282124.215.826.定位销为保证箱体轴承座的镗制和装配精度,需在箱体分箱面凸缘长度方向两侧各安装一个圆锥定位销。定位销直径d=(0.70.8)d2, d2为凸缘上螺栓直径,长度等于分箱面凸缘总厚度。7.起盖螺钉为便于开启箱盖,在箱盖侧边凸缘上安装一个起盖螺钉,螺钉螺纹段要高出凸缘厚度,螺钉端部做成圆柱形。十四.设计总结经过了一学期的学习,我对与机械设计的过程有了较为系统的理解。同样是减速器,大一时我们是按照大部分给定了的尺寸来设计,而大二时我们则是注重减速器各个部分的公差配合尺寸的设计。到了大三,经过一学期的机械设计课程的学习,我已经能够根据工况及实际需要来对减速器的各个零件进行设计了。在设计之初,我还觉得设计一个减速器应该不是很难,只要查查手册就应该能得到各部分的尺寸了,但是后来我把首次设计的尺寸给老师看时,却发现了不少问题,比如轴的设计,我的设计尺寸虽然符合强度要求,但是有好多地方没必要做的很粗,轴间本来留2mm就足够了,我却留了5mm,还有轴承的设计,本来6208就可以了,我却选择了6209,尺寸太大,不仅容易造成干涉,而且稳定性也不好。像此类的问题在我第一次的设计中还有很
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