減速器畢業(yè)設(shè)計
減速器畢業(yè)設(shè)計,減速器,畢業(yè)設(shè)計
設(shè) 計 說 明 書 一、前 言 ()課程設(shè)計的目的(參照第1頁) 機械零件課程設(shè)計是學生學習機械技術(shù)(上、下)課程后進行的一項綜合訓練,其主要目的是通過課程設(shè)計使學生鞏固、加深在機械技術(shù)課程中所學到的知識,提高學生綜合運用這些知識去分析和解決問題的能力。同時學習機械設(shè)計的一般方法,了解和掌握常用機械零部件、機械傳動裝置或簡單機械的設(shè)計方法與步驟,為今后學習專業(yè)技術(shù)知識打下必要的基礎(chǔ)。 (二)傳動方案的分析(參照第10頁) 機器一般是由原動機、傳動裝置和工作裝置組成。傳動裝置是用來傳遞原動機的運動和動力、變換其運動形式以滿足工作裝置的需要,是機器的重要組成部分。傳動裝置是否合理將直接影響機器的工作性能、重量和成本。合理的傳動方案除滿足工作裝置的功能外,還要求結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護方便。 本設(shè)計中原動機為電動機,工作機為皮帶輸送機。傳動方案采用了兩級傳動,第一級傳動為帶傳動,第二級傳動為單級直齒圓柱齒輪減速器。 帶傳動承載能力較低在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時,結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大,但有過載保護的優(yōu)點,還可緩和沖擊和振動,故布置在傳動的高速級,以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩,減小帶傳動的結(jié)構(gòu)尺寸。 齒輪傳動的傳動效率高,適用的功率和速度范圍廣,使用壽命較長,是現(xiàn)代機器中應用最為廣泛的機構(gòu)之。本設(shè)計采用的是單級直齒輪傳動(說明直齒輪傳動的優(yōu)缺點)。 說明減速器的結(jié)構(gòu)特點、材料選擇和應用場合(如本設(shè)計中減速器的箱體采用水平剖分式結(jié)構(gòu),用HT200灰鑄鐵鑄造而成)。設(shè)計說明書 二、傳動系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計 已知輸送帶的有效拉力Fw2350,輸送帶的速度Vw=1.5,滾筒直徑D=300。連續(xù)工作,載荷平穩(wěn)、單向運轉(zhuǎn)。 1)選擇合適的電動機;2)計算傳動裝置的總傳動比,分配各級傳動比;3)計算傳動裝置的運動參數(shù)和動力參數(shù)。 解:1、選擇電動機 (1)選擇電動機類型:按工作要求和條件選取Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機。 (2)選擇電動機容量 工作機所需功率: ,其中帶式輸送機效率w=0.94。電動機輸出功率: 其中為電動機至滾筒、主動軸傳動裝置的總效率,包括V帶傳動效率b、一對齒輪傳動效率g、兩對滾動軸承效率r2、及聯(lián)軸器效率c,值計算如下:=b g r 2c=0.90 由表101(134頁)查得各效率值,代入公式計算出效率及電機輸出功率。使電動機的額定功率Pm(11.3)Po,由表10110(223頁)查得電動機的額定功率Pm=5.5。(3)選擇電動機的轉(zhuǎn)速計算滾筒的轉(zhuǎn)速:95.49 根據(jù)表31確定傳動比的范圍:取V帶傳動比ib24,單級齒輪傳動比ig35,則總傳動比的范圍:i(2X3)(4X5)620。電動機的轉(zhuǎn)速范圍為n=inw(620)nw=592.941909.8在這個范圍內(nèi)電動機的同步轉(zhuǎn)速有1000rmin和1500rmin,綜合考慮電動機和傳動裝置的情況,同時也要降低電動機的重量和成本,最終可確定同步轉(zhuǎn)速為1000,根據(jù)同步轉(zhuǎn)速確定電動機的型號為Y132M2-6,滿載轉(zhuǎn)速960。(223頁)型號額定功率滿載轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速1000 2、計算總傳動比并分配各級傳動比 (1)計算總傳動比:i=nmnW=814 (2)分配各級傳動比:為使帶傳動尺寸不至過大,滿足ibig,可取ib23,則齒輪傳動比igiib(在4左右,取小數(shù)點后兩位,不隨意取整)。3、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) (1)各軸的轉(zhuǎn)速:n1=nm/ib n11=n1/ig nw=n11(2)各軸的功率:P1=Pmb P11=P1rg Pw=P11rc(3)各軸的轉(zhuǎn)矩:T0=9550Pm/nm T1=9550P1/n1 T11=9550P11/n11 Tw=9550Pw/nw最后將計算結(jié)果填入下表:參數(shù)軸名電機軸I軸II軸滾筒軸轉(zhuǎn)速n(r/min)nm=960n1=384n11=96nw=96功率P(kW)Pm=5.5P1=5.28P11=5.08Pw=4.99轉(zhuǎn)矩T(Nm)T0=54.71T1=131.31T11=505.67Tw=496.5傳動比iib=2.5ig=4.021效率b=0.96nbr=0.96rc=0.98三、帶傳動的設(shè)計計算已知帶傳動選用Y系列異步電動機,其額定功率Pm=5.5,主動輪轉(zhuǎn)速nw=960,從動輪的轉(zhuǎn)速n1=384,ib=2.5。單班制工作。有輕度沖擊。計算項目計算內(nèi)容計算結(jié)果 確定設(shè)計功率 選V帶型號 確定帶輪直徑 驗算帶速 確定帶的基準長度和 驗算小帶輪包角 計算帶的根數(shù) 計算初拉力 計算對軸的壓力帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計繪工作圖 查表343,取KA:12,故 Pd=KAP=12 11=6.05kW根據(jù)Pd和nl查圖349,選B型普通V帶由表344,取小帶輪基準直徑ddl=125mm傳動比 2.5大帶輪基準直徑dd2=idd1 2.94125=312.5mm圓整da2=315mm驗算 = 由0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)初定中心距a0700mm帶的基準長度為傳動中心距 Ld02700+(125+375)+(375-125)2=2208mm查表342,取Ld=2800mm由式(349),實際中心距 a=a0+ =647mma1180-57.3155由式(3411),z=由ddl=125mm,n1=960rmin,查表345,P1=0.8kW 查表346,B型帶,Kb=26710-3,查表347,由I=25,得Ki=114P1=2.6710-3960=0.32kWKa=1.25(1-5-a1/180)=1.25(1-5-160/180)=0.937查表342,由Ld=2800mm,得KL=1.03則Z=6.7取c7根 查表341,B型帶,q=017kgm;由式(3413)得F0=5000.176.352=249.1N由式(34-14)得=2zFosin251sin3434。4NPd=6.05kwB型dd1=125mmdd2=375mmV=628ms合適2800mma=700mma1=155合適Z=3四、齒輪的設(shè)計計算已知傳遞的名義功率P15.28,小齒輪轉(zhuǎn)速n436.36,傳動比ig4.05連續(xù)單向運轉(zhuǎn),傳動尺寸無嚴格限制;電動機驅(qū)動。計算項目計算內(nèi)容計算結(jié)果1. 選精度等級、材料及齒數(shù)2. 按齒面接觸強度設(shè)計3傳動尺寸計算1) 精度等級選用8級精度;2) 試選小齒輪齒數(shù)z124,大齒輪齒數(shù)z296的;因為低速級的載荷大于高速級的載荷,所以通過低速級的數(shù)據(jù)進行計算按式(1021)試算,即 dt按式查表35-12得Ka=1初估速度=4由圖35-30b查得Kv=1.1取=0由式=1.88-3.2(+ )cos =1.713取=1由圖35-31得,K=1.46由圖35-32得,K=1.05所以K=1.364d61.4v= =3.08因與初估圓周速度相差較大,故應修正載荷系數(shù)及小齒輪直徑由圖35-30b得Kv=1.03,K=1.276,d1=59.5,=147.6,取150mm=2.48,取m=2.5d1= =60d2=ud1=240b= =取b1=70,b2=603) 結(jié)構(gòu)設(shè)計以大齒輪為例。因齒輪齒頂圓直徑大于160mm,而又小于500mm,故以選用腹板式為宜。其他有關(guān)尺寸參看大齒輪零件圖。Z1=24Z2=96五、軸的設(shè)計計算(一)主動軸的設(shè)計計算已知傳遞的功率為P1=5.28,主動軸的轉(zhuǎn)速為n1=384,小齒輪分度圓直徑d1=60,嚙合角d=20,輪轂寬度B小齒輪700mm,工作時為單向轉(zhuǎn)動。解:1、選擇軸的材料、熱處理方式,確定許用應力(按教材表391、398)軸名材料熱處理硬度抗拉強度許用彎曲應力主動軸45號鋼調(diào)制217255650MPa60MPa2、畫出軸的結(jié)構(gòu)示意圖:3、計箅軸各段直徑 計算項目 計 算 內(nèi) 容計算結(jié)果1、計算d12、計算d23、計算d:4、計算山5、計算d5由教材表39-7得:A=118106,取A=118(取較大值)d127.14,軸上有一個鍵槽,故軸徑增大d1=d1”(1+5%)28.50 按138頁圓整dl=30 d2=d1+2a=d1+2(007-01)d1=34.2-36,因d2必須符合軸承密封元件的要求,取d2=35。(191頁) d3=d2(15)mm36-40,d3必須與軸承的內(nèi)徑一致,圓整d340。所選軸承型號為6208,B18,D80,G22.8,C0r=15.8 d4=d3+(1-5)mm=41-45,為裝配方便而加大直徑,應圓整為標準直徑;一般取0,2,5,8為尾數(shù)。取d4=45 d5=d3=40,同一軸上的軸承選用同一型號,以便于軸承座孔鏜制和減少軸承類型。d1=30d2=35d3=40d4=45d5=404、計笪軸各段長度 計算項目 計 算 內(nèi) 容 計算結(jié)果1、計算Ll2、計算L23、計算L34、計算L45、計算L5B帶輪=(Z一1)e+2f=,e、f值查教材表34-8L1=(1.52)d1,按138頁取Ll=58L2=l1+e+m=50e=1.2d3,其中d3為螺釘直徑,查表51(23頁)m=L-3-B軸承小=6+C1+C2+(38)-3小一B軸承小=20式中6、Cl、C2查表51。l1、3小查表68(75頁,按凸緣式端蓋查l1),若me取m=e即可。L3=B軸承小+2小+3小,2小查表68(75頁)1015,故小齒輪做成齒輪軸,L4B小齒輪L5=L3L1=58L2=50L3=40L4=70L5=405、校核軸的強度 計算項目 計 算 內(nèi) 容 計算結(jié)果1 求軸上的載荷Mm=316767N.mmT=925200N.mm6. 彎扭校合6、畫出軸的工作圖,標出具體尺寸和公差(二)從動軸的設(shè)計計算 已知傳遞的功率為P11=5.08,從動軸的轉(zhuǎn)速為n11=96,大齒輪分度圓直徑d2=240嚙合角=20輪轂寬度B大齒輪600mm,工作時為單向轉(zhuǎn)動。 解:1、選擇軸的材料、熱處理方式,確定許用應力(按教材表391、398) 軸名 材料熱處理 硬度抗拉強度ob許用彎曲應力o川b從動軸45號鋼正火170-217600MPa55MPa畫出軸的結(jié)構(gòu)示意圖計算軸各段直徑 計算項目 計 算 內(nèi) 容計算結(jié)果1、計算d,2、計算d23、計算d34、計算d45、計算d56、計算d6由教材表39-7得:A=118106,取A=115 (取較大值) d1,軸上有一個鍵槽,故軸徑增大5d1=d1”(1+5%)45,為使所選軸徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應,故需同時選取聯(lián)軸器。查184頁,相配合的聯(lián)軸器選 HL4 型彈性柱銷聯(lián)軸器,軸徑相應圓整為dl,半聯(lián)軸器長l=112。 d2=d1+2a1=d1十2(0.07-0.1)dl=36.48-38.4,因d2必須符合軸承密封元件的要求,取d2=55。(191頁) d3=d2+(15)mm=41-45,d3必須與軸承的內(nèi)徑一致,圓整d3=。所選軸承型號為6212,B=22,D=110,Cr=36.8,Cor=27.8 d4=d3+(15)mm=,為裝配方便而加大直徑,應圓整為標準直徑:一般取0,2,5,8為尾數(shù)。取d4=62 d5=d4+2a4=d4+2(0.07-0.1)d4,d5=75(取整) d6=d3=60,同一軸上的軸承選用同一型號,以便于軸承座孔鏜制和減少軸承類犁。d1=45d2=55d3=60d4=62d5=75d6=60 計算項目 計 算 內(nèi) 容 計算結(jié)果 1、計算Ll 2、計算L2 3、計算13 4、計算L4 5、計算L5 6,計算L6 半聯(lián)軸器的長度l=112,為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上,而不壓在軸的端面上,故第1段的長度應比l略短一些,按138頁取L1=82 l2=l1+e+m=50 e=12d3,其中d3為螺釘直徑,查表51(23頁) m=L-3-B軸承小=6+C1+C2+(38)-3小一B軸承小=20式中6、Cl、C2查表51。l1、3小查表68(75頁,按凸緣式端蓋查l1),若me取m=e即可。L3=B軸承大+2大+3大,2大2小=54(公式中為齒輪寬度) L4=B大齒輪一260 L5=b=1.4a4=12取整) L6=Bz軸承大2大+3大L5=31L1=82L2=50L3=54L4=58L5=22L6=455、校核軸的強度 計算項目 計 算 內(nèi) 容 計算結(jié)果2 求軸上的載荷Mm=316767N.mmT=925200N.mm6. 彎扭校合6、畫出軸的工作圖,標出具體尺寸和公差(例圖) 略計算注意事項:1、主動軸與從動軸的e應相等,2、主、從動軸m+3+B螈應相等(一)主動軸外伸端處鍵的校核 已知軸與帶輪采用鍵聯(lián)接,傳遞的轉(zhuǎn)矩為T1131,軸徑為d1=30,軸長L1=58帶輪材料為鑄鐵,軸和鍵的材料為45號鋼,有輕微沖擊六、鍵的選擇與驗算 計算項目 計 算 內(nèi) 容 計算結(jié)果1)鍵的類型 及其尺寸 選擇2)驗算擠壓 強度3)確定鍵槽尺寸及相應的公差帶輪傳動要求帶輪與軸的對中性好,故選擇A型平鍵聯(lián)接。根據(jù)軸徑d=30,由表10-33(165頁),查得:鍵寬b=8,鍵高h=7,因軸長L1=58,故取鍵長L=50將I=Lb,k=0.4h代入公式得擠壓應力為 53.82Mpa由教材表333查得,輕微沖擊時的許用擠壓應力5060MPa,ap,故擠壓強度足夠。 (以為例)由附表10-33(165頁)得,軸槽寬為20N9-0520,軸槽深t=75mm,r6對應的極限偏差為:。轂槽寬為20Js90.026,轂槽深h=4.9 mm。H7對應的極限偏差為0.030 鍵bh 鍵長L=5053.58apOp強度足夠4)繪制鍵槽工作圖 (二)從動軸外伸端處鍵的校核 已知軸與聯(lián)軸器采用鍵聯(lián)接,傳遞的轉(zhuǎn)矩為T11=505軸徑為d1=45,寬度L1=82。聯(lián)軸器、軸和鍵的材料皆為鋼,有輕微沖擊 計算項目 計 算 內(nèi) 容 計算結(jié)果1)鍵的類型 及其尺寸 選擇2)驗算擠壓 強度3)確定鍵槽尺寸及相應的公差帶輪傳動要求帶輪與軸的對中性好,故選擇A型平鍵聯(lián)接。根據(jù)軸徑d=45,由表10-33(165頁),查得:鍵寬b=12,鍵高h=8,因軸長L1=82,故取鍵長L=70將I=Lb,k=0.4h代入公式得擠壓應力為 52.41Mpa由教材表333查得,輕微沖擊時的許用擠壓應力5060MPa,ap,故擠壓強度足夠。 (以為例)由附表10-33(165頁)得,軸槽寬為20N9-0520,軸槽深t=75mm,r6對應的極限偏差為:。轂槽寬為20Js90.026,轂槽深h=4.9 mm。H7對應的極限偏差為0.030 鍵bh 鍵長L=7052.41apOp強度足夠 (三)從動軸齒輪處鍵的校核 已知軸與齒輪采用鍵聯(lián)接,傳遞的轉(zhuǎn)矩為T11=505,軸徑為d1=52,寬度L4=58。齒輪、軸和鍵的材料皆為鋼,有輕微沖擊 計算項目 計 算 內(nèi) 容 計算結(jié)果1)鍵的類型 及其尺寸 選擇2)驗算擠壓 強度3)確定鍵槽尺寸及相應的公差帶輪傳動要求帶輪與軸的對中性好,故選擇A型平鍵聯(lián)接。根據(jù)軸徑d=30,由表10-33(165頁),查得:鍵寬b=14,鍵高h=9,因軸長L1=60,故取鍵長L=45將I=Lb,k=0.4h代入公式得擠壓應力為 59.17Mpa由教材表333查得,輕微沖擊時的許用擠壓應力5060MPa,ap,故擠壓強度足夠。 (以為例)由附表10-33(165頁)得,軸槽寬為20N9-0520,軸槽深t=75mm,r6對應的極限偏差為:。轂槽寬為20Js90.026,轂槽深h=4.9 mm。H7對應的極限偏差為0.030 鍵bh 鍵長L=4559.17apLh,合適 (二)從動軸承的選擇與驗算 已知軸頸直徑d3=60,n11=96,RvA=3063,Rw=3063,運轉(zhuǎn)過程中有輕微沖擊 計算項目 計算內(nèi)容 計算結(jié)果 1、確定軸承的基本參數(shù) 2、計算當量動負荷P 3、計算基本額定壽命 由軸承型號查課程設(shè)計附表得軸承的基本參數(shù) P二RvA、R中較大者 因球軸承,故c二3,查教材表38-10,取fd=1, 查教材表38-11,取gT=1 代入計算得:Lh= 故所選軸承合適。(1h可查表或按大修期確定)P=1.2LhLh,合適注意:如壽命過大,則重選軸承型號,取輕或特輕系列八、聯(lián)軸器的選擇與驗算 已知聯(lián)軸器用在減速器的輸出端,從動軸轉(zhuǎn)速nh=96,傳遞的功率為P11=5.08傳遞的轉(zhuǎn)矩為T=505 ,軸徑為d1=45 計算項目 計算內(nèi)容 計算結(jié)果1、類犁選擇 2、計算轉(zhuǎn)矩 3、型號選擇為減輕減速器輸出端的沖擊和振動,選擇彈性柱銷聯(lián)軸器,代號為HL。由教材表43-l,選擇工作情況系數(shù)K=1.25Tc=KT=631.96按計算轉(zhuǎn)矩、軸徑、轉(zhuǎn)速,從標準中選取HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器,采用短圓柱形軸孔。公稱轉(zhuǎn)矩:Tn=630Tc許用轉(zhuǎn)速:n1=1000n11主動端:了型軸孔、A型鍵槽、軸徑d1=,半聯(lián)軸器長度L:HL彈性柱銷聯(lián)軸器Tc=631.96聯(lián)軸器的選擇結(jié)果 型 號 軸孔直徑 軸孔長度 公稱轉(zhuǎn)矩 許用轉(zhuǎn)速HL44511212504000九、箱體、箱蓋主要尺寸計算箱體采用水平剖分式結(jié)構(gòu),采用HT200灰鑄鐵鑄造而成。箱體主要尺寸計算如下:名稱符號尺寸箱體厚度具體內(nèi)容參照23頁表5-18mm十、齒輪和滾動軸承潤滑與密封方式的選擇(一)減速器的潤滑1、齒輪的潤滑:根據(jù)齒輪的圓周速度6.28 選擇10mm 潤滑,浸油深度 ,(36頁)潤滑油粘度為59 。(41頁)2、軸承的潤滑:滾動軸承根據(jù)軸徑 選擇 脂 潤滑,潤滑脂的裝填量 ,潤滑脂的類型為鈣基2號 鈉基2號 。(39-40頁)(-2:)減速器的密封(4246頁)1、軸伸出處密封:軸伸出處密封的作用是使?jié)L動軸承與箱外隔絕防止?jié)櫥停ㄖ┞┏龊拖渫怆s質(zhì),水基灰塵等侵入軸承室避免軸承急劇磨損和腐蝕,采用墊圈密封方式2、軸承室內(nèi)側(cè)密封:采用擋油環(huán)密封方式,其作用是防止過多的油,雜質(zhì)以及嚙合處的熱油沖入軸承室3、箱蓋與箱座接合面的密封:采用密封條密封方法畫出封油環(huán)與氈圈示意圖(46頁與191頁)十一、減速器附件的設(shè)計說明:按課程設(shè)計4753頁進行設(shè)計,對每一種附件,說明其作用,并畫出結(jié)構(gòu)示意圖。(一)窺視孔蓋和窺視孔的設(shè)計作用:檢查傳動件的嚙合、潤滑、接觸斑點、齒側(cè)間隙及向箱內(nèi)注入潤滑油 結(jié)構(gòu)示意圖窺視孔開在機蓋的頂部,應能看到傳動零件嚙合,并有足夠的大小,以便于檢修。(二)排油孔與油塞作用:排放污油,設(shè)在箱座底部結(jié)構(gòu)示意圖放油孔的位置應在油池最低處,并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè),以便于放油,放油孔用螺塞堵住,其結(jié)構(gòu)如圖 十二、設(shè)計參考資料目錄所用到的參考資料都可以列出,如:1、機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計:張建中主編,徐州:中國礦業(yè)大學出版社,2、 一一一” 十三、結(jié)束語由于時間緊迫,所以這次的設(shè)計存在許多缺點,比如說箱體結(jié)構(gòu)龐大,重量也很大。齒輪的計算不夠精確等等缺陷,我相信,通過這次的實踐,能使我在以后的設(shè)計中避免很多不必要的工作,有能力設(shè)計出結(jié)構(gòu)更緊湊,傳動更穩(wěn)定精確的設(shè)備。
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