单级直齿圆柱齿轮减速器的优化设计_百度文库
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单级直齿圆柱齿轮减速器的优化设计|这​个​设​计​获​得​优​秀​奖​!​!​!
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题目 设计用于链式运输机的圆锥 圆柱斜齿轮减速器
运输链工作拉力 F=3500N
运输链工作速度 V=0.84m/s
运输链链轮齿数 Z=10
运输链节距
P=60mm工作条件：两班制工作，单向、连续运转
工作中有轻微震动
运输带允许速度误差为正负5%使用期限
工作期限十年
检修期间隔为三年生产批量及加工条件：小批量生产设计任务
选择电动机型号
设计减速器
选择联轴器
补充：麻烦有CAD图纸的最好
麻烦发到我的邮箱
不区分大小写匿名
仅供参考啊
一、前言 (一) 设计目的： 通过本课程设计将学过的基础理论知识进行综合应用，培养结构设计，计算能力，熟悉一般的机械装置设计过程。 (二) 传动方案的分析 机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。 本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。 带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。 齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是单级直齿轮传动。 减速器的箱体采用水平剖分式结构，用HT200灰铸铁铸造而成。 二、传动系统的参数设计 原始数据：运输带的工作拉力F=0.2 KN；带速V=2.0m/s；滚筒直径D=400mm（滚筒效率为0.96）。 工作条件：预定使用寿命8年，工作为二班工作制，载荷轻。 工作环境：室内灰尘较大，环境最高温度35°。 动力来源：电力，三相交流380/220伏。 1 、电动机选择 （1）、电动机类型的选择： Y系列三相异步电动机 （2）、电动机功率选择： ①传动装置的总效率： =0.98×0.99 ×0.96×0.99×0.96 ②工作机所需的输入功率： 因为 F=0.2 KN=0.2 KN= 1908N =FV/1000η =0×0.96 =3.975KW ③电动机的输出功率： =3.975/0.87=4.488KW 使电动机的额定功率P ＝（1～1.3）P ，由查表得电动机的额定功率P ＝ 5.5KW 。 ⑶、确定电动机转速： 计算滚筒工作转速： =（60×v）/（2π×D/2） =（60×2）/（2π×0.2） =96r/min 由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’ =3~6。取V带传动比I’ =2~4，则总传动比理时范围为I’ =6~24。故电动机转速的可选范围为n’ =（6~24）×96=576~2304r/min ⑷、确定电动机型号 根据以上计算在这个范围内电动机的同步转速有1000r/min和1500r/min，综合考虑电动机和传动装置的情况，同时也要降低电动机的重量和成本，最终可确定同步转速为1500r/min ，根据所需的额定功率及同步转速确定电动机的型号为Y132S-4 ，满载转速 1440r/min 。 其主要性能：额定功率：5.5KW，满载转速1440r/min，额定转矩2.2，质量68kg。 2 、计算总传动比及分配各级的传动比 （1）、总传动比：i = （2）、分配各级传动比： 根据指导书，取齿轮i =5（单级减速器i=3~6合理） =15/5=3 3 、运动参数及动力参数计算 ⑴、计算各轴转速（r/min） =960r/min =(r/min) =480/5=96(r/min) ⑵计算各轴的功率（KW） 电动机的额定功率Pm=5.5KW 所以 P =5.5×0.98×0.99=4.354KW =4.354×0.99×0.96 =4.138KW =4.138×0.99×0.99=4.056KW ⑶计算各轴扭矩（Nomm） TI=9550×PI/nI=/480=86.63Nom =/96 =411.645Nom =/96 =403.486Nom 三、传动零件的设计计算 （一）齿轮传动的设计计算 （1）选择齿轮材料及精度等级 考虑减速器传递功率不大，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40Cr调质，齿面硬度为240~260HBS。大齿轮选用45#钢，调质，齿面硬度220HBS；根据指导书选7级精度。齿面精糙度R ≤1.6~3.2μm （2）确定有关参数和系数如下： 传动比i 取小齿轮齿数Z =20。则大齿轮齿数： =5×20=100 ，所以取Z 实际传动比 i =101/20=5.05 传动比误差：（i -i）/I=（5.05-5）/5=1%&2.5% 可用 齿数比： u=i 取模数：m=3 ；齿顶高系数h =1；径向间隙系数c =0.25；压力角 =20°； 则 h *m=3，h ）m=3.75 h=（2 h ）m=6.75，c= c 分度圆直径：d =×20mm=60mm d =3×101mm=303mm 由指导书取 φ 齿宽： b=φ =0.9×60mm=54mm =60mm ， b 齿顶圆直径：d ）=66， d 齿根圆直径：d ）=52.5， d ）=295.5 基圆直径： d cos =56.38， d cos =284.73 (3)计算齿轮传动的中心矩a： a=m/2(Z )=3/2(20+101)=181.5mm 液压绞车≈182mm （二）轴的设计计算 1 、输入轴的设计计算 ⑴、按扭矩初算轴径 选用45#调质，硬度217~255HBS 根据指导书并查表，取c=110 所以 d≥110 (4.354/480) 1/3mm=22.941mm d=22.941×(1+5%)mm=24.08mm ∴选d=25mm ⑵、轴的结构设计 ①轴上零件的定位，固定和装配 单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩和大筒定位，则采用过渡配合固定 ②确定轴各段直径和长度 Ⅰ段：d =25mm ， L =（1.5～3）d ，所以长度取L ∵h=2c c=1.5mm +2h=25+2×2×1.5=31mm 考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为20mm，通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定，为此，取该段长为55mm，安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故II段长： L =（2+20+55）=77mm III段直径： 初选用30207型角接触球轴承，其内径d为35mm,外径D为72mm，宽度T为18.25mm. =d=35mm，L =T=18.25mm，取L Ⅳ段直径： 由手册得：c=1.5 h=2c=2×1.5=3mm 此段左面的滚动轴承的定位轴肩考虑，应便于轴承的拆卸，应按标准查取由手册得安装尺寸h=3.该段直径应取：d =（35+3×2）=41mm 因此将Ⅳ段设计成阶梯形，左段直径为41mm +2h=35+2×3=41mm 长度与右面的套筒相同，即L Ⅴ段直径：d =50mm. ，长度L =60mm 取L 由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=80mm Ⅵ段直径：d =41mm， L Ⅶ段直径：d =35mm， L ＜L3，取L 2 、输出轴的设计计算 ⑴、按扭矩初算轴径 选用45#调质钢，硬度（217~255HBS） 根据课本P235页式（10-2），表（10-2）取c=110 =110× (2.168/76.4) =38.57mm 考虑有键槽，将直径增大5%，则 d=38.57×(1+5%)mm=40.4985mm ∴取d=42mm ⑵、轴的结构设计 ①轴的零件定位，固定和装配 单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面用轴肩定位，右面用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶状，左轴承从左面装入，齿轮套筒，右轴承和皮带轮依次从右面装入。 ②确定轴的各段直径和长度 初选30211型角接球轴承，其内径d为55mm，外径D=100mm，宽度T为22.755mm。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，则取套筒长为20mm，则该段长42.755mm，安装齿轮段长度为轮毂宽度为2mm。 则 d =42mm L = 50mm L = 55mm L = 60mm L = 68mm L =55mm L 四、滚动轴承的选择 1 、计算输入轴承 选用30207型角接触球轴承，其内径d为35mm,外径D为72mm，宽度T为18.25mm. 2 、计算输出轴承 选30211型角接球轴承，其内径d为55mm，外径D=100mm，宽度T为22.755mm 五、键联接的选择 1 、输出轴与带轮联接采用平键联接 键的类型及其尺寸选择： 带轮传动要求带轮与轴的对中性好，故选择C型平键联接。 根据轴径d =42mm ，L =65mm 查手册得，选用C型平键，得： 卷扬机 装配图中22号零件选用GB1096-79系列的键12×56 则查得：键宽b=12，键高h=8，因轴长L ＝65，故取键长L=56 2 、输出轴与齿轮联接用平键联接 =60mm,L 查手册得，选用C型平键，得： 装配图中 赫格隆36号零件选用GB1096-79系列的键18×45 则查得：键宽b=18，键高h=11，因轴长L ＝53，故取键长L=45 3 、输入轴与带轮联接采用平键联接 =25mm L 查手册 选A型平键，得： 装配图中29号零件选用GB1096-79系列的键8×50 则查得：键宽b=8，键高h=7，因轴长L ＝62，故取键长L=50 4 、输出轴与齿轮联接用平键联接 =50mm L 查手册 选A型平键，得： 装配图中26号零件选用GB1096-79系列的键14×49 则查得：键宽b=14，键高h=9，因轴长L ＝60，故取键长L=49 六、箱体、箱盖主要尺寸计算 箱体采用水平剖分式结构，采用HT200灰铸铁铸造而成。箱体主要尺寸计算如下： 七、轴承端盖 主要尺寸计算 轴承端盖：HT150 d3=8 n=6 b=10 八、减速器的 减速器的附件的设计 1 、挡圈 ：GB886-86 查得：内径d=55，外径D=65，挡圈厚H=5，右肩轴直径D1≥58 2 、油标 ：M12：d =6，h=28，a=10,b=6，c=4，D=20，D 3 、角螺塞 M18 × 1.5 ：JB/ZQ4450-86 九、 设计参考资料目录
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课程设计任务书
课程设计的性质和目的:
机械设计课程设计是为机械类专业和进机械类专业的学生把学过的各学科的理论较全面地综合应用到实际工程中去,力求从课程内容上、从分析问题和解决问题的方法上,从设计思想上培养我们的工程设计能力,课程设计有以下几个方面的主要目的和要求:
1.培养综合运动机械设计课程和其他先修课程的基础理论和基础知识,以及结合生产实践分析和解决工程实际问题的能力使所学的知识得以融会贯通,调协应用。
2.通过课程设计,学习和掌握一般机械设计的程序和方法,树立正确的工程设计的思想,培养独立的、全面的、科学的工程设计能力。
3.在课程设计的实践中学会查找、翻阅、使用标准、规范,手册,图册和相关的技术资料等。熟悉个掌握机械设计的基本技能。
4.通过机械原理课程设计,可以进一步的巩固,掌握并初步运用机械原理的理论和知识,使学生受到确定运动方案的初步训练,掌握运动方案的和机构设计的思想和方法。
5.在机械课程设计的中,增强了学生运用计算机和网络的能力,及早地树立工程设计的观点,激发创新的精神,培养自学的能力,独立工作和创造的能力。
6.通过编写设计说明书,培养了学生的表达,归纳,总结和独立思考与相互沟通的能力。
课程设计的内容
带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器
传动不逆转,载荷平稳,起动载荷的名义载荷的1.25倍,使用期限10年,两班制工作,输送带速度容许误差为±5%,输送带效率一般为0.94~0.96。
4.原始数据:
已知条件题号2
输送带拉力FN
输送带速度vm/s1.7
滚筒直径Dmm450
课程设计课题分析
完成工作量
设计说明书1份
减速器装配图1张
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课程设计---同轴式二级直齿圆柱齿轮减速器
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