带式运输机传动系统中的一级圆柱齿轮减速器毕业论文.doc
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1、带式运输机传动系统中的一级圆柱齿轮减速器毕业论文目录第一章 绪论第二章 设计任务书及主要技术参数说明2.1 机械零件课程设计任务书2.2传动方案分析及主要技术参数说明第三章 减速器结构选择及相关性能参数计算3.1 减速器结构3.2电动机的选择3.3 传动比分配3.4 动力运动参数计算第四章 齿轮的设计计算4.1闭式齿轮传动设计4.2闭式齿轮的设计计算与强度校核4.2.1齿面接触强度设计4.2.2按齿根弯曲强度的设计公式4.2.3几何尺寸计算4.3闭式齿轮的结构设计数据第五章 轴的设计计算5.1主动轴电动机轴的尺寸设计5.1.1主动轴的材料和热处理的选择5.1.2主动轴几何尺寸的设计计算5.2传
2、动轴的尺寸设计和强度校核5.2.传动轴的强度校核5.3传动轴的材料和热处理的选择第六章 轴承、键和联轴器的选择6.1 轴承的选择及校核6.1.1从动轴承6.1.2主动轴承6.2 键的选择计算及校核6.3 联轴器的选择第七章 减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算7.1 润滑的选择确定7.2 密封的选择确定7.3箱体主要结构尺寸计算7.4减速器附件的选择确定第八章 链传动8.1设计链传动8.2计算轴压力第九章 总结参考文献部分参照表第一章 绪论 本论文主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算,在设计计算中运用到了机械设计基础、机械制图、工程力学、公差与互换性等多门课程知识,并运
3、用AUTOCAD软件进行绘图,因此是一个非常重要的综合实践环节,也是一次全面的、 规范的实践训练。通过这次训练,使我们在众多方面得到了锻炼和培养。主要体现在如下几个方面: 1培养了我们理论联系实际的设计思想,训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力,巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。 2通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计,使我们掌握了一般机械设计的程序和方法,树立正确的工程设计思想,培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。 3另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处
4、理、计算机辅助设计方面的能力。 4加强了我们对Office软件中Word功能的认识和运用。第二章 设计任务书及主要技术参数说明2.1 机械零件课程设计任务书a.设计题目:带式运输机传动系统中的一级圆柱齿轮减速器b.系统简图:c.工作条件:传动不逆转,载荷平稳,起动载荷为名义载荷的1.25倍,输送带速度容许误差为5%。d.原始数据:第四组已知条件题号1234输送拉力F3200300028002600输送速度vm/s1.71.71.71.7滚筒直径Dmm450450450450每天工作时数T 小时16161616传动工作年限年10101010e.设计工作量 1.设计说明书1份2.减速器装配图1张3
5、.减速器零件图23张2.2传动方案分析及主要技术参数说明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,第一级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器,第二级传动为链传动。链传动与带传动相比能保持准确的平均传动比;没有弹性滑动和打滑;需要的张紧力小;能在温度较高、有油污等恶劣环境下工作。与齿轮传动相比,链传动的制造和安装精度要求较低;中心距较大时其传动结构简单。瞬时链速和瞬时传动比不是常数,因此传动平稳性较差,工作中有一定的冲击和噪声。链传动平均传动比准确,传动效率高,轴间距离适应范围较大,能在温度较高、湿度较大的环境中使用;但链传动一般只能用作平行轴间传动,且其瞬时传动比波动,传动噪
6、声较大。 由于链节是刚性的,因而存在多边形效应即运动不均匀性,这种运动特性使链传动的瞬时传动比变化并引起附加动载荷和振动,在选用链传动参数时须加以考虑。链传动广泛用于交通运输、农业、轻工、矿山、石油化工和机床工业等。用于平行轴间的传动,一般传动比单级可到8,最大20,两级可到45,最大60,三级可到200,最大300。传递功率可到10万千瓦,转速可到10万转/分,圆周速度可到300米/秒。单级效率为0.960.99。直齿轮传动适用于中、低速传动。斜齿轮传动运转平稳,适用于中、高速传动。工作条件:传动不逆转,载荷平稳,起动载荷为名义载荷的1.25倍,输送带速度容许误差为5%。输送拉力F2800,
7、输送速度vm/s1.7,滚筒直径Dmm450,每天工作时数T 小时16,传动工作年限年10。第三章 减速器结构选择及相关性能参数计算3.1 减速器结构3.2电动机的选择1选择电机类型:根据工作要求选用Y系列IP44封闭式笼型三相异步电动机。2确定电动机功率计算电机所需的工作功率:,式中=2800N,=1.7m/s,工作装置的效率考虑胶带卷筒及其轴承的效率取。带入上式得:kw电动机的输出功率,式中,为电动机至卷筒轴的传动装置总效率。由,取滑块联轴器效率,滚动轴承效率,8级精度齿轮传动稀油润滑效率,滚子链传动效率,则故kw因载荷平稳,电动机额定功率只需略大于即可,按表8-169中Y系列电动机技术数
8、据选电动机的额定功率为7.5kW。3) 确定电动机转速卷筒轴作为工作轴,其转速为 按机械设计课程设计表2-1推荐的各传动机构传动比范围:单级圆柱齿轮传动比范围,滚子链传动比范围。则总传动比应为,可见电机的转速范围:符合这一范围的同步转速有750r/min、1000r/min、1500r/min、3000r/min四种,为减少电动机的重量和价格,表8-169选常用的同步转速为1000r/min的Y系列电动机Y160M-6,其满载转速。电动机的中心高,外形尺寸,轴伸尺寸等由机械设计课程设计表8-170中查到。3.3 传动比分配传动装置总传动比 分配传动装置各级传动比 由式,取滚子链传动比,则齿轮传
9、动比。3.4 动力运动参数计算1各轴转速主动轴:传动轴:工作轴:2各轴输入功率主动轴:传动轴:工作轴:3) 各轴输入转矩 主动轴: 传动轴: 工作轴:电动机输出转矩:将以上算得的运动和动力参数列表如下:参数 轴名 电动机轴主动轴传动轴工作轴转速nr/min970970291.7372.93功率kW5.625.515.325.26转矩Nm55.3354.25174.15688.78传动比i1.003.3254效率 0.980.9600.96 表1.运动和动力参数列表 第四章 齿轮的设计计算4.1闭式齿轮传动设计 闭式齿轮选材 1按图所示传动方案,选用直齿圆柱齿轮传动。 2选用8级精度。 3材料选
10、择。由机械设计表10-1选择小齿轮材料为40Cr调质,硬度为280HBS,大齿轮材料45钢调质,硬度为240HBS,两者材料的硬度差为40HBS。4选小齿轮齿数,大齿轮齿数,取。4.2闭式齿轮的设计计算与强度校核4.2.1齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算,即:(1) 确定公式内的各计算数值1) 试选载荷系数 。2) 计算小齿轮传递转矩:3) 由机械设计表10-7选取齿宽系数。4) 由机械设计表10-6查得材料的弹性影响系数。5) 由机械设计表图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限,大齿轮的接触疲劳强度极限。6) 由机械设计式10-13计算应力循环次数 7) 由机械设计图10
11、-19取接触疲劳寿命系数;。8) 计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1%,安全系数S=1,由机械设计式10-12得:(2) 计算1) 试算小齿轮分度圆直径,代入中较小的值: =2) 计算圆周速度v。3) 计算齿宽b。4) 计算齿宽与齿高比。模数: 齿高: 5) 计算载荷系数。根据,8级精度,由机械设计基础表5-12查得动载系数;直齿轮,。由机械设计表10-2查得使用系数。由机械设计表10-4用插值法查得8级精度、小齿轮相对支承对称布置时,。 由,查机械设计图10-13得,。 故载荷系数:6) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径由机械设计式10-10a得:7) 计算模数m:4.2.2按齿根弯曲
12、强度的设计公式由机械设计式10-5得弯曲强度的设计公式为(1) 确定公式内的各计算数值。1) 由机械设计图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限;大齿轮的弯曲强度极限。2) 由机械设计图10-18去弯曲疲劳寿命系数,。3) 计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数S=1.4,由机械设计式10-12得4) 计算载荷系数K。5) 查取齿形系数。由机械设计表10-5查得;。6) 查取应力校正系数。由机械设计表10-5查得;。7) 计算大、小齿轮的并加以校正。大齿轮的数值大。(2) 设计计算对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数m的大小主要取决于弯
13、曲强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮直径有关,可取弯曲强度算得的模数1.93并就近圆整为标准值m=2mm,按接触强度算得的分度圆直径,算出: 大齿轮齿数 4.2.3几何尺寸计算(1) 计算分度圆直径(2) 计算中心距(3) 计算齿轮宽度取,。4.3闭式齿轮的结构设计数据名称代号小齿轮大齿轮模数压力角分度圆直径齿顶高齿根高齿全高齿顶圆直径齿根圆直径中心距齿宽表2.齿轮几何尺寸第五章 轴的设计计算 不论何种具体条件,轴的结构都应满足:轴和装在轴上的零件要有准确的位置;轴上零件应便于装拆和调整;轴应具有良好的制造工艺性等。5.1主动轴电动机轴的尺寸设计 按承载性质,减
14、速器中的轴属于转轴。因此,一般在进行轴的结构设计前先按纯扭转对轴的直径进行估算,然后根据结构条件定出轴的形状和几何尺寸,最后校核轴的强度。这里因为从动轴为轴,故只对轴进行强度的校核,对两根轴进行尺寸的设计计算过程。 5.1.1主动轴的材料和热处理的选择 电动机轴的材料选择、热处理方式,许用应力的确定。选择45钢正火。硬度达到170217HBS,抗拉强度=600MPa,屈服强度=355MPa。=55MPa,调制处理。5.1.2主动轴几何尺寸的设计计算 一、初步计算各轴段直径 1计算d1,按下列公式初步计算出轴的直径,输出轴的功率P和扭矩T : 最小直径计算查机械设计基础教材表153 取 c=11
15、0考虑键槽选择标准直径 2计算因必须符合轴承密封元件的要求,经查表,取; 3计算 ,且必须与轴承的内径一致,圆整,初选轴承型号6206轴承,其尺寸为。其基本额定动载荷为,基本额定静载荷。 4计算,为装配方便而加大直径,应圆整为标准直径,一般取0,2,5,8尾数,取; 5计算,取 ; 6计算 ,同一轴上的轴承选择同一型号,以便减少轴承座孔镗制和减少轴承类型。 电动机轴各阶梯轴直径列表如下: 名称直径mm212530354030 二、计算轴各段长度 1计算 半联轴器的长度l=52mm,为保证轴端挡圈只压在半联轴器上,而不压在轴的端面上,故第一段的长度应比l略短一些,取 ; 2计算 , 轴承端盖采用
16、凸缘式轴承端盖,取,其中为螺钉直径M8,由轴承外径D=62mm,查表,取d3=7mm,其中由公式可得式子:式中,为箱体壁厚,取=8mm, 取轴旁连接螺栓的直径为10mm,查得;由于轴承的轴颈直径和转速的乘积1.52105,故轴承采用脂润滑,取 =9mm, 所以m=8+16+14+8-9-17=4mm, 所以 取 =33mm; 3计算式中,为大齿轮端面至箱体内壁距离,应考虑两个齿轮的宽度差,两齿轮的宽度差为5mm,取小齿轮至箱体内壁的距离为10mm,则 取 L3=45mm(4) 计算,取齿宽80mm 5计算取L5=6mm 6计算;取 各段轴长度列表如下:名称长度/mm503345806325.2
17、传动轴的尺寸设计和强度校核 1按下列公式初步计算出轴的直径,输出轴的功率P和扭矩T最小直径计算查机械设计基础教材表142 取 c=110考虑键槽 ,选择标准直径 。 2计算 因必须符合轴承密封元件的要求,经查表,取=35mm; 3计算 ,且必须与轴承的内经一致,圆整=40mm,初选轴承型号为63008 ,查附表可知,尺寸:40mm68mm21mm,; 4计算 ,为装配方便而加大直径,应圆整为标准直径,一般取0,2,5,8尾数,取=45mm; 5计算取 =54mm; 6计算,同一轴上的轴承选择同一型号,以便减少轴承座孔镗制和减少轴承类型。 传动轴各阶梯轴直径列表如下: 名称直径mm3045404
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