一級錐齒輪(鏈傳動)減速器設(shè)計 [F=2400 V=1.7 D=300]【CAD圖紙和說明書】
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任務(wù)書里的 紅色加粗部分 即為設(shè)計的最后交稿內(nèi)容 設(shè)計題目: 一級錐齒輪減速器啊 初始數(shù)據(jù): 輸送帶工作拉力F=2400 N 輸送帶速度v=1.7(m/s) 卷軸直徑D=300mm (例如FVD、Pn、TVD等) 工作年限或壽命(年) 使用年限10 每天工作班制或小時數(shù) 兩班制 減速器類型 (一級或二級) 一級 確定交貨日期(月/日) 是否需要繪圖? 是 繪圖張數(shù)規(guī)格和所繪零件都是什么? 減速器齒輪類型 直齒輪/斜齒輪 斜齒輪(錐齒輪) 拍下商品價格(元) 拍下寶貝所用旺旺賬號名稱 輕狂書生520928 客戶QQ 結(jié)構(gòu)簡圖(沒有電子的可拍照后粘貼進(jìn)來) 圖上三角形為要畫的軸和齒輪 特殊要求 (與客服聯(lián)系洽談后請將所談特殊要求填寫進(jìn)來) 輸送帶速度允許誤差+5%到-4% 完成: 一份WORD設(shè)計說明書 一份手畫裝配草圖(畫在坐標(biāo)紙) 總裝配圖一張(CAD,A0或A1)[明細(xì)欄 .中心距. 配合 要最標(biāo)準(zhǔn)的裝配圖樣式] 零件圖3張,至少A1(箱體CAD 軸. 齒輪(手畫)【大齒輪軸 大錐齒輪】 課程設(shè)計(說明書) 一級錐齒輪減速器設(shè)計 (說明書) 學(xué)生姓名 學(xué)院名稱 專業(yè)名稱 指導(dǎo)教師 2013年 1月 7日 目 錄 1 設(shè)計任務(wù)書 2 2 減速器傳動裝置設(shè)計 3 2.1電動機(jī)的選擇 3 2.2確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 5 3 齒輪傳動的設(shè)計計算 8 4 減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計 12 5 軸的設(shè)計及校核計算 14 6 鍵連接的選擇和計算 22 7 聯(lián)軸器的選擇 23 8 結(jié) 論 23 9致 謝 23 10 參考文獻(xiàn) 24 1 設(shè)計任務(wù)書 一、 課程設(shè)計題目: 設(shè)計一鏈?zhǔn)竭\輸機(jī)用的減速器(簡圖如下) 原始數(shù)據(jù): 已知條件:輸送帶工作拉力F (N) 2400 輸送帶速度V(m/s) 1.7 卷軸直徑D (mm) 300 工作條件: 設(shè)計一用于鏈?zhǔn)竭\輸機(jī)上的圓錐齒輪減速器。工作平穩(wěn),經(jīng)常滿載,兩班制工作,引鏈容許速度誤差為-4%到5%。減速器小批生產(chǎn),使用期限10年。 2 減速器傳動裝置設(shè)計 2.1電動機(jī)的選擇 1、選擇電動機(jī)的類型: 按工作要求和條件,選用三機(jī)籠型電動機(jī),封閉式結(jié)構(gòu),電壓380V,Y型。 2、選擇電動機(jī)容量 : 電動機(jī)所需的功率為: (其中:為電動機(jī)功率,為負(fù)載功率,為總效率。) 而KW, 所以KW 傳動效率分別為: 聯(lián)軸器效率 滾動軸承的效率 圓錐齒輪傳動效率 鏈輪的傳動效率 卷筒傳動效率 傳動裝置的總效率應(yīng)為組成傳動裝置的各部分運動副效率之乘積,即: 所以 KW 所以 3、確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速 卷筒軸工作轉(zhuǎn)速為 查表可得:一級圓錐齒輪減速器傳動比,鏈傳動比,則總傳動比合理范圍為,故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750,1000和1500 根據(jù)這個查表可以選擇的電動機(jī)有以下幾種: 表1 方案 電動機(jī)型號 額定功率 P KW 電動機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min 電動機(jī)重量 Kg 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 1 Y132S– 4 5.5 1500 1440 68 2 Y132M2 – 6 5.5 1000 960 84 3 Y160M2– 8 5.5 750 710 119 綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、重量、價格和減速器的傳動比可見第2個方案比較合適因此選定電動機(jī)型號為Y132M 2– 6,轉(zhuǎn)速為960r/min ,功率為5.5KW 。 2.2確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 1、 總傳動比 由選定的的電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)主動軸轉(zhuǎn)速n,可得傳動裝置的總傳動比為 = (1) 電動機(jī)型號為Y132SM2-6 ,滿載轉(zhuǎn)速 = 960r/m ,且工作機(jī)主動軸轉(zhuǎn)速n = 108.28r/min,則由上面公式(1)可得: 2、分配傳動比 總傳動比為各級傳動比的乘積,即 (2) 設(shè)分別為圓錐齒輪的傳動比和鏈傳動的傳動比,在鏈傳動的傳動比范圍內(nèi)取 則由公式 (2)可得 =8.866 所以圓柱齒輪減速器的傳動比: 當(dāng)前總傳動比為 傳動后運輸鏈速度的誤差為Δ: Δ=,在運輸鏈允許誤差±5%內(nèi)。 3、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) (1)、各軸轉(zhuǎn)速 Ⅰ軸 Ⅱ軸 Ⅲ軸 (2)、各軸輸入功率 Ⅰ軸 Ⅱ軸 Ⅲ軸 (3)、各軸輸入轉(zhuǎn)矩 電機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩 所以各軸輸出轉(zhuǎn)矩為: Ⅰ軸 Ⅱ軸 Ⅲ軸 軸名 效率P KW 轉(zhuǎn)矩T N*M 轉(zhuǎn)速 n r/m 電動機(jī)軸 5.5 54.71 960 I軸 5.34 53.08 960 II軸 5.02 109.86 436.36 III軸 4.63 404.94 109 3 齒輪傳動的設(shè)計計算 1.選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) (1)運輸機(jī)為一般工作機(jī)器,速度不高,故選用8級精度,齒形角,齒頂高系數(shù),頂隙系數(shù)。 (2)材料選擇,小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì)),硬度為280HBS,大齒輪材料為45剛(調(diào)質(zhì)),硬度為240HBS,二者材料硬度相差40HBS。 2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計 公式: (1)、確定公式內(nèi)的各計算值 1)查得材料彈性影響系數(shù),節(jié)點區(qū)域系數(shù)。 2)按齒面的硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限,大齒輪的接觸疲勞極限。 3)計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 小齒輪: 大齒輪: 4)查表得到: ,. 5) 查得接觸批量壽命系數(shù) 6)計算接觸疲勞許用應(yīng)力 7)可以選取,,,; 所以 8) 9) 10) (2)計算 1)試算小齒輪的分度圓直徑,帶入許用應(yīng)力中的較小值 得: = 2)計算圓周速度v 3)齒數(shù),由公式得大齒輪齒數(shù) ,c=18 所以 取。則大齒輪 4)模數(shù) 大端模數(shù) 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)為4 5)大端分度圓直徑 6)節(jié)錐頂距 7)節(jié)圓錐角(未變位時,與分度圓錐角相等) 18.664968°=18°39′54″ 71.335032°=71°20′6″ 8)大端齒頂圓直徑 小齒輪 大齒輪 9)齒寬 取 10)進(jìn)行強(qiáng)度校核計算 <444.6MPa 所以強(qiáng)度符合。 3、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計公式: (1) 確定公式內(nèi)的各計算值 1)查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限,大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度。 2)查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 3)計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞系數(shù)S=1.6則 4)查取齒形系數(shù) , 5)應(yīng)力校正系數(shù) , 6)計算大小齒輪的,并加以比較: 大齒輪大所以取0.01836 (2)、帶入以上數(shù)據(jù)可以求得 (3)進(jìn)行強(qiáng)度校核計算帶入公式 <213.75MPa所以符合。 7)、數(shù)據(jù)整理 名稱 符號 公式 直齒圓錐小齒輪 直齒圓錐大齒輪 齒數(shù) 30 66 模數(shù) m m 4 傳動比 i i 2.2 分度圓錐度 , 分度圓直徑 120 264 4 減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計 名稱 符號 減速器型式及尺寸關(guān)系/mm 箱座壁厚 8 箱蓋壁厚 8 箱蓋凸緣厚度 12 箱座凸緣厚度 12 箱座底凸緣厚度 20 地腳螺釘直徑 12 地腳螺釘數(shù)目 4 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 9 機(jī)蓋與座聯(lián)接螺栓直徑 7 聯(lián)接螺栓的間距 180 軸承端蓋螺栓直徑 5 視孔蓋螺釘直徑 4 定位銷直徑 5 、、到外箱壁距離 18、16、13 、至凸緣邊緣距離 16、14、11 軸承旁凸臺半徑 凸臺高度 外箱壁至軸承座端面距離 30 大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離 12 齒輪端面與內(nèi)箱壁距離 10 箱蓋、箱座肋厚 、 ; 軸承端蓋外徑 軸承端蓋凸緣厚度 9 軸承旁聯(lián)接螺栓距離 5 軸的設(shè)計及校核計算 (一)、選擇軸的材料 初選軸的材料為45剛,調(diào)質(zhì)處理,其機(jī)械性能查表可得: 。 (二)、軸的尺寸計算 1、求輸出軸上的功率,轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 由前面的計算可得 2、初步確定軸的最小直徑 查得 3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 下圖為軸的裝配方案: 4、初步選擇滾動軸承 軸承同時承載徑向力和軸向力,但軸向力較小,故選用單列滾子軸承。 參照工作要求,并根據(jù)尺寸,選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列滾子軸承 NF206,其尺寸為。從而可以知道: 。 6、由經(jīng)驗公式算肩高度: 故取h=4mm,從而確定 由書上公式要求得:,取 7、根據(jù)軸承安裝方便的要求,取,均比小1mm,則: 根據(jù)安裝軸承旁螺栓的要求取。 根據(jù)齒輪與內(nèi)壁的距離要求,取 所以 8、根據(jù)齒輪孔的軸徑和長度,確定 至此,已初步確定了軸的各段直徑和長度。 9、軸上零件的周向定位 齒輪、聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按手冊查得,半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接處的平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長為50mm(標(biāo)準(zhǔn)鍵長見)。 為了保證聯(lián)軸器與軸配合有良好的對中性,故選擇聯(lián)軸器輪轂與軸配合為H7/k6。齒輪與軸的聯(lián)接處的平鍵截面 (),鍵槽用鍵槽銑刀加工,長為26mm準(zhǔn)鍵長見)。為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性,故選擇齒輪輪轂與軸配合為H7/n6。滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的,此處選軸的直徑尺寸公差為m6。 10、確定軸上的圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為2×45°,各軸肩處的圓角半徑見圖 (三)、求軸上的載荷及其校核 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖,做出軸的計算簡圖: (齒輪取齒寬中點處的分度圓直徑作為力的作用點,軸承在寬度中點為作用點)。 軸承1和軸承2之間的距離為88mm,軸承2和錐齒輪間的距離為51.5mm 1、 計算作用在齒輪上的力 圓錐大齒輪 圓錐大齒輪 2、 求作用在軸上的支反力 , , , 所以 所以 3、校核軸承壽命: 查手冊得NF206型滾子軸承參數(shù) 查表8.6得 (1) 計算軸承所承受的軸向載荷 因為軸承1固定,軸承2游離,結(jié)合受力分析圖可知,軸承1被“壓緊”,軸承2被“放松”。由此可得軸承2不受軸向力,所以 , (2) 計算當(dāng)量動負(fù)荷 軸承1: ,由表8.5,用線性插值法可求得: 由查表8.5,并用線性插值法求得:,由此可得 軸承2: 由表8.5,用線性插值法可得: 由差表8.5,用線性插值法求得,由此可得 (3)軸承壽命計算 因為,所以按軸承2計算軸承的壽命 所選軸承NF206滾子軸承合格 (2) 做彎矩圖 根據(jù)上述的圖,求出總的彎矩和做出彎矩圖 (4)作扭矩圖 扭矩圖如圖11.2(機(jī)械設(shè)計課本)所示,為了使扭矩圖符合下述強(qiáng)度計算公式,圖中已把T這算成的含義見前面,并且取 (5)作出計算彎矩圖 根據(jù)以作的總彎矩圖和扭矩圖,求出計算彎矩圖,的計算公式為 (6)、校核軸的強(qiáng)度 只需校核軸上最大彎矩截面的強(qiáng)度: ,故安全。 6 鍵連接的選擇和計算 根據(jù)軸的各個階梯的直徑和長度尺寸選取鍵的尺寸,查有關(guān)資料如下: 本減速器的工作條件為有輕度沖擊載荷,選擇鍵如下: 鍵名 國標(biāo) 1 軸I(聯(lián)軸器) 鍵10X8GB1096-2003 A型 2 軸I(齒輪處) 鍵 10X8 GB1096-2003 A型 3 軸II(聯(lián)軸器) 鍵 8X7 GB1096-2003 A型 4 軸II(齒輪處) 鍵10X8 GB1096-2003 A型 查表的鋼的靜聯(lián)接在時的許用應(yīng)力[ ]=125~150MPa 校核鍵1 =17.23MPa〈 [] d = 35mm L = 48mm 校核鍵2 = 19.24 MPa〈[] d = 33 mm L = 46mm 校核鍵3 = 63.28 MPa〈[] d = 30 mm L = 48mm 校核鍵4 =37.5 MPa〈[] d = 30mm L = 50 mm 所以所有鍵均符合設(shè)計要求,可用。 7 聯(lián)軸器的選擇 考慮到電動機(jī)轉(zhuǎn)軸直徑、軸的最小直徑、傳動轉(zhuǎn)矩選取聯(lián)軸器 聯(lián)軸器為凸緣聯(lián)軸器:型號如下 GY5聯(lián)軸器 (GB/T5843-2003) 公稱轉(zhuǎn)矩T=400N/m 額定轉(zhuǎn)速 n=8000r/min 質(zhì)量 5.43Kg D=120㎜ 8 結(jié) 論 減速器的設(shè)計是一個較為復(fù)雜的過程,期間設(shè)計計算、繪制工程圖、編制工藝等等,都是較為繁瑣的事情。但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展這些過程都變的簡單化。為了適應(yīng)現(xiàn)代市場的需求,就必須運用計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)解決過去計算繁瑣,繪圖工作量大及工作效率低,更新速度慢的問題。 通過本設(shè)計我對各種減速器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計步驟有了一個大概的了解,對以前所學(xué)的專業(yè)知識作了一個很好的總結(jié),設(shè)計中尚有很多不合理和不理解的地方,以待在今后的學(xué)習(xí)工作中來彌補(bǔ)。 9致 謝 感謝學(xué)校和系里為我們學(xué)生提供了優(yōu)越的學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)條件,使我們能夠順利的完成設(shè)計的任務(wù)。我要對所有幫助過我的老師我同學(xué)說一聲感謝,你們都辛苦了! 10 參考文獻(xiàn) [1].王旭主編 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 機(jī)械工業(yè)出版社 2006. [2].徐錦康主編 機(jī)械設(shè)計 高等教育出版社 2006. [3].沈世德主編 機(jī)械原理 機(jī)械工業(yè)出版社 2007. [4].單祖輝主編 工程力學(xué) 高等教育出版社 2004. [5].王章忠主編 機(jī)械工程材料 機(jī)械工業(yè)出版社 2007. [6].王伯平主編 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 機(jī)械工業(yè)出版社 2009. [7].左曉明主編 工程制圖 機(jī)械工業(yè)出版社 2007. [8].吉衛(wèi)喜主編 機(jī)械制造技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社 2008. [9].丁國琴主編 計算機(jī)輔助設(shè)計組合機(jī)床主軸箱.山東農(nóng)機(jī). 2002. [10].姚永明主編 非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計 上海交通大學(xué)出版社 1999. [11]葉偉昌.機(jī)械工程及自動化簡明設(shè)計手冊(上冊).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001 [12]徐錦康.機(jī)械設(shè)計.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001 [13]成大先.機(jī)械設(shè)計手冊(第四版 第四卷).北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002壓縮包目錄 | 預(yù)覽區(qū) |
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