2022年链传动一圆柱齿轮减速器方案说明书Ⅰ.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学号0908490112 成果个人资料整理仅限学习使用课程设计说明书设计名称 机械设计基础课程设计设计题目 一级减速器设计设计时间 2022.7.02 2022.7.15 学 院 交通与机械工程学院专 业 物流工程班 级 09-1 班姓 名 张赛朋指导老师 赵德宏2022 年 7 月 14 日名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用机械课程设计任务书班级 物流 09-1姓名 张赛朋学号 0908490112题目： 皮带运输机的一级直齿圆柱齿轮减速

2、器设计一、传动简图二、原始数据：输送带工作拉力F1500 N ,滚筒直径D 300mm,三、工作条件：输送带速度V 1.6m/s；25 C；单班制,连续单向运转,有轻度冲击,环境温度四、使用年限：寿命 10 年；五、输送带速度：答应误差5%；六、设计工作量1、减速器装配图 1 张A 1）；2、零件图 1 张A 3）；名师归纳总结 3、设计说明书1 份；第 2 页,共 16 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用目录1、传动方案拟定 . .2 2、电动机的挑选 . .2 3、运算总传动比及安排各级的传动比 . .4 4、运动参数及

3、动力参数运算 . .5 5、传动零件的设计运算 . .6 6、轴的设计运算 .12 7、滚动轴承的挑选及校核运算 . 19 8、键联接的挑选及运算 . 22 9、设计参考资料目录10、终止语名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理仅限学习使用结果运算过程及运算说明1、传动方案拟定 第三组：设计单级圆柱齿轮减速器和一级链传 动1.1 工作条件：使用年限10 年,工作为二班工F=1000N V=2.0m/s D=500mm L=500mm 作制,载荷稍有波动,环境多灰尘；1.2 原始数据：滚筒圆周力F=1500N

4、 ；带速V=1.6m/s；滚筒直径 D=300mm；滚筒长度 L=500mm ；1.3 传动简图 图 1）2、电动机挑选2.1 电动机类型的挑选：机Y 系列三相异步电动2.2 电动机功率挑选：2.2.1 传动装置的总功率： 总= 联 2 轴承 齿轮 链 滚筒 =0.99 0.98 2 0.97 0.90 0.95 0.96 =0.757 2.2.2 电机所需的工作功率：P工作=FV/1000 总=1500 1.6/1000 0.757 =3.17KW 图 1 n滚筒=76.4r/min 总=0.76 P工作=3.17KW 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 16 页精选学习

5、资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用2.2.3 确定电动机转速：运算滚筒工作转速：n筒=60 1000V/ D =60 1000 1.6/ 300 =101.9r/min 按手册 P7 表 1 举荐的传动比合理范畴,取圆电动机型号 Y132M1-6 柱齿轮传动一级减速器传动比范畴I a=36；取链 传 动 比 I 1=13 , 就 总 传 动 比 理 时 范 围 为I a=318；故电动机转速的可选范畴为n d=I an筒=318） 76.43=305.71834.2r/min 符合这一范畴的同步转速有750、 1000、和1500r/min；依据容量和转速,由

6、有关手册查出有三种适用的电动机型号：因此有三种传支比方案：如指导书 P15 页第一表；综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传 动 比 , 可 见 第2 方 案 比 较 适 合 , 就 选i总=9.42 据手册得 I链=2.5 i带=3.77 nI =960r/min nII=254.6r/min PI=3.96KW PII=3.76KW n=1000r/min ；2.2.4 确定电动机型号 依据以上选用的电动机类型,所需的额定功率及同步转速,选定电动机型号为Y132M1-6；其主要性能：额定功率：4.0KW ,满载转速 960r/min,额定转矩 2.0；质量 73kg；

7、3 运算总传动比及安排各级的伟动比 3.1 总传动比： i总=n 电动/n 筒=960/101.9=9.42 3.2 安排各级伟动比 据指导书 P7表 1,取链 i 链=2.5单级减速器i=36 合理）i 总=i 齿轮 I 链名师归纳总结 i 齿轮=i 总/ i 链=9.42/2.5=3.77 TI=39400N m m第 5 页,共 16 页4 运动参数及动力参数运算- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理仅限学习使用4.1 运算各轴转速 4.2 运算各轴的功率 KW ）PI=P电动机 联=4.0 0.99=3.96 KW PII=PI 轴 承

8、 齿 轮 =3.96 0.96 0.97=3.76KW 4.3 运算各轴扭矩 Nmm）TI=9.55 10 6PI/nI=9.55 10 6 3.96/960 =39400Nmm TII=9.55 10 6PII/nII =9.55 10 6 3.76/254.6 =141000Nmm 5 传动零件的设计运算5.1 齿轮传动的设计运算 按齿面接触疲惫强度设计确定有关参数如下：传动比i齿=3.77 取小齿轮齿数Z1=20；就大齿轮齿数：Z2=iZ 1=3.77 20=76 实际传动比 I0=76/20=3.8 传 动 比 误 差 ： i-i 0/I=3.8-3.77/3.77=0.79%转矩 T

9、1 T1=9.55 10 6 P/n1=9.55 106 3.96/960 =39400Nmm 4载荷系数 k H1=640Mpa H2=548Mpa F1=233 Mpa F2=188Mpa名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用由课本 P128表 6-7 取 k=1.5 5许用接触应力 H H1= 380+HBWMpa=380+260Mpa=640 d1=50mm d2=300mm b=45mm b1=50mm a =120mm Y Fa1=2.97 Y Fa2=2.23 Mpa H2= 3

10、80+0.7HBWMpa=380+0.7240Mpa=548Mpa F1= 155+0.3HBWMpa=380+0.78 260Mpa=233Mpa F2= 140+0.2HBWMpa=140+0.2240Mpa=188Mpa 6由 d176.43kT1u+1/ du H 2 1/3d176.43kT1u+1/ du H 2 1/3=76.431.5 39400 3.8+1/0.9 3.8 1/3mm =49.86mm 模数： m=d1/Z1=48.86/20=2.493mm 依据课本 P107 表 6-1 取标准模数： m=2.5mm 确定有关参数和系数分度圆直径： d1=mZ 1=2.5

11、20mm=50mm d2=mZ 2=2.5 76mm=300mm F1=233Mpa运算齿轮传动的中心矩a a=m/2Z1+Z2=2.5/220+76=120mm 依据课本 124 齿宽： b= dd1=0.9 50mm=45mm 取 b=45mm b1=50mm 7齿形系数 Y Fa 依据齿数 Z1=20,Z 2=76 由查表得 Y F1=2.97 YF2=2.23 F2=188MpaV =1.2m/s 8校核齿根弯曲疲惫强度 F1=2kT 1 Y F1/bd1m=2 1.5 39400 2.79/45 50 2.5=58.6MPa F1=233MPa F2= F1 YF2 / Y F1=4

12、6.8 MPa F2=188MPa 故轮齿齿根弯曲疲惫强度足够 9运算齿轮的圆周速度 V V= d1n1/60 1000=3.14 50 458.2/60 1000 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理=1.2m/s 圆周由课本 p124表 9-5 齿轮精度等级为仅限学习使用9 级6 轴的设计运算 6.1 输入轴的设计运算d=32mm 6.1.1 按扭矩初算轴径选用 45#调质,硬度 217255HBS 依据课程设计指导书P21例题d1=32mm L 1=90mm d2=34mm 1）、初步确定减速器外伸

13、段轴颈d=0.8 1.0） d电 机 =0.8 1.0） 38=30.438mm 2）、挑选联轴器 由传动装置工作条件拟选用弹簧柱销连轴器GB5014 85 ） ； 计 算 转 矩Tc =K AT=1.5 39.8=59.7Nm T=9.55P/n= 39.8Nm 其中 K A =1.25 1.5 此处 取 1.5 查表 2.51 及核对轴颈后挑选HL3 联轴器3）、最终确定减速器告知轴外伸段直径为 d=32mm 6.1.2 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支配在箱体中心,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,联接以平键作过渡协作固 定

14、,两轴承分别以轴肩和套筒定位,就采纳过 渡协作固定L 2=83mm d3=38mm L 3=48mm 2）确定轴各段直径和长度 工段： d1=32mm 长度取 L1=90 mm h=2c c=1mm II 段:d2=d1+2h=32+2 1=34mm d4=42mm L 4=5mm d5=34mm L 5=29mm L=255mm 初选用深沟球球轴承,其内径为35mm, 宽度为 17mm. 考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面和箱体内壁应有肯定距离；取套筒长为17mm ,通过密封盖轴段长应依据密封盖的宽度,并考虑联轴名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 16 页精选学习资料 -

15、- - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用器和箱体外壁应有肯定矩离而定,为此,取该段长为 64mm,安装齿轮段长度应比轮毂宽度 Ft =1579N 小 2mm,故 II 段长：Fr =573.6N L2=64+17+2 ）=83mm III 段直径 d3=38mm L3=50 -2=48mm 段直径 d3=38mm h=2c c=2mm d4=d3+2h=38+2 2=42 mm L=255mm FAY =286.8N 长度与右面的套筒相同,即L 4=5mm FBY =798.5N FAZ =798.5N 段直径 d5=34mm. 长度 L 5=29mm M C1=6.02N

16、m 由上述轴各段长度可算得轴支承跨距6.1.3 按弯矩复合强度运算求分度圆直径：已知d1=50mm 求转矩：已知T1=39400Nmm 求圆周力： Ft 依据课本 P1276-34）式得 Ft=2T2/d2=2 39400/50=1579N 求径向力 Fr依据课本 P127绘制轴受力简图 如图 a）2）绘制垂直面弯矩图 绘 制 水 平 面 弯 矩 图 如 图c ）T=141N m 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用Mec =142N m e =25.9MPa 绘制合弯矩图 1/2=6.02

17、 2+16.7621/2=17.8N m 5绘制扭矩图 如图 e）转矩： T=9.55 绘制当量弯矩图 2 1/2=17.89 2+1 141 21/2=142N m 7校核危急截面C 的强度由式 6-3） e=Mec/0.1d33=142/0.1 383=25.9MPa -1b=60MPa 该轴强度足够；名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 6.2 输出轴的设计运算个人资料整理仅限学习使用Ft =1484.2N 6.2.1 按扭矩初算轴径 选用 45#调质钢,硬度 217255HBW ）FAX =FBY=270.1

18、 N FAZ=FBZ=742.1N M C1=5.67N m M C2=15.58N m 根 据 课 本P235 页 式 10-2 ） , 表 1/3=29.44mm dcP3/n3取 d=34mm 6.2.2 轴的结构设计 1）轴的零件定位,固定和装配 单级减速器中,可以将齿轮支配在箱体中心,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,周向定位采纳键和过渡M C =5.08N m 协作,两轴承分别以轴承肩和套筒定位,周向Mec m 定位就用过渡协作或过盈协作,轴呈阶状,左=141.09N轴承从左面装入,齿轮套筒,右轴承从右面装入； 2）确定轴的各段直径和长度 e =25.7M

19、pa 按弯扭复合强度运算求分度圆直径：已知 d2=300mm 求转矩：已知 T2=141N m 求圆周力 Ft：依据课本 P1276-34）式得Ft=2T2/d2=2 141 10 3/190=1484.2N 求径向力 Fr 依据课本 P127求支反力 FAX 、FBY 、FAZ、FBZFAX =FBY=Fr/2=1484.2/2=270.1N 轴承估量寿命 29200h 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理FAZ=FBZ=Ft/2=540.2/2=742.1N 仅限学习使用 2由两边对称,书籍截C 的

20、弯矩也对称截面 C 在垂直面弯矩为M C1=FAYL/2=270.1 42=5.67N m 3截面 C 在水平面弯矩为M C2=FAZL/2=742.1 42=15.58N m 4运算合成弯矩M C=M C1 2+M C2 2）1/2 =运算当量弯矩：依据课本 P235 得 =1 Mec=M C 2+ T 2 1/2=5.08 2+1 141 2 1/2 =141.09N m 6校核危急截面 C 的强度由式 10-3） e=Mec/ =25.7Mpa -1b=60Mpa 此轴强度足够7 滚动轴承的挑选及校核运算依据条件,轴承估量寿命10 365 8=29200 小时7.1 运算输入轴承 1）已

21、知 n1=960r/min 两轴承径向反力： FR1=FR2=573.6N 初先两轴承为深沟球轴承 6207型依据课本 P214 FS1+Fa=FS2 Fa=0 故任意取一端为压紧端,现取1 端为压紧端FA1=FS1=361.4N FA2=FS2=361.4N 3求系数 x、y FA1/FR1=361.4N/573.6N=0.63 FA2/FR2=361.4N/573.6N=0.63 依据课本 P192 表12-12）得 e=0.44 FR =540.2N FS1=340.6N x1=1 y1=0 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 16 页精选学习资料 - - - -

22、- - - - - 个人资料整理FA1/FR1e x1=1 FA2/FR2运算当量载荷P1、P2依据课本 P191 表12-10）取 f P=1.5 依据课本 P212=1.5 1 573.6+0=860.4N P2=fpx2FR1+y2FA2=1.5 1 573.6+0= 860.4N 5轴承寿命运算P1=P2 故取 P=860.4N 深沟球轴承 =3 依据手册得 6207型的 Cr=19800N 由课本 P191 =16670/960 1 19800/750.3 3=319503.90h29200h 预期寿命足够7.2 运算输出轴承 1已知 n=254.6r/min Fa=0 FR=FAZ

23、=540.2N 试选 6207 型深沟球轴承依据课本 P265 表运算轴向载荷FA1、FA2FS1+Fa=FS2 Fa=0 任意用一端为压紧端,1 为压紧端, 2 为放松端 两轴承轴向载荷： FA1=FA2=FS1=340.6N p=8.79Mpa 3求系数 x、y FA1/FR1=340.6/540.2=0.63 FA2/FR2=340.6/540.2=0.63 依据课本 P192 表12-12）得： e=0.68 FA1/FR1e x1=1 y1=0 FA2/FR2运算当量动载荷 P1、P2A 型平键 12 8 p=18.5Mpa 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共

24、16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用依据 P191 表112-10）取 fP=1.5 依据式 =1.5 1 540.2=810.3N P2=fPx 2FR2+y 2FA2=1.5 1 540.2= 810.3N 5运算轴承寿命 L HP1=P2 故 P=810.3 =3 A 型平键依据手册 P71 6207型轴承 Cr=19800N 12 8 依据课本 P191 表12-9）得： ft=1 p =57.2Mpa 依据课本 P212 =16670/254.6 1 19800/810.3 3 =952266.9h29200h 此轴承合格8 键联接的挑

25、选及校核运算8.1 输入轴采纳平键联接 轴径 d1=32mm,L 1=80mm 查手册得,选用 A 型平键,得：键 A 10 8 GB1096-79 l=L 1-b=80-10=70mm T1=39.4N m h=8mm 依据课本 P24310-5）式得 p=4T 2/dhl=4 39400/32 8 70 =8.79Mpa 8.2 输入轴与齿轮联接采纳平键联接 轴径 d2=38mm L 2=40mm T=39.4N m 查手册 P51 选 A 型平键键 12 8 GB1096-79 l=L 3-b=40-12=28mm h=8mm p=4T/dhl=4 39400/38 8 28 =18.5

26、Mpa 8.3 输出轴与齿轮 2 联接用平键联接 轴径 d3=44mm L 3=40mm T=141 N m 查手册 P51 选用 A 型平键键 12 8 GB1096-79 l=L 2-b=40-12=28mm h=8mm 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用据课本 P243式10-5）得 p=4T/dhl=4 141000/44 8 28=57.2Mpa p 9 设计参考资料目录 所用到的参考资料都可以列出,如：1机械设计基础课程设计：孙德志主编,沈阳：东北高校出版社,2000.12

27、2机械制图：大连理工高校主编 北京：高等训练出版社,2007.6 3机械设计基础：韩泽光主编 北京：机械工业出版社 10 终止语 在学习了机械设计基础的课程以后,我们 用用两周的时间进行机械设计基础的课程设 计,让我们对本学期机械课程的学问学习并且 会敏捷应用,通过实践应用到我们实际生活生 产中；本次课设我们是依据不同的工作条件和 不同的设计尺寸,依据自己学习的机械设计知 识,来设计我们生活中要使用的减速器,电动 机的输出功率以及相关数据来设计,这两周的 课程设计我们痛并欢乐着,我们品尝着第一次 为学习通宵的艰辛,我们拖着每天从早到晚对 着电脑,不停地移动着鼠标没时间睡午觉的疲 惫的身体,可是

28、我们陶醉在第一次自己设计减 速器的奇怪与欢乐中,当我们画好图以后大家 脸上都有掩饰不去的胜利感；面对第一次自己设计减速器,我们有的实 际难免有不足之处,有一些尺寸是无据可依 的,对待要估量的数据我们很忐忑,很怕一不 当心就可能导致大的错误,在我的设计中就有名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用这样的问题,比如对于一些倒角和一些过渡圆 角的尺寸,竖书中只是说出了大致的范畴,让 我觉得很不好打算,仍有一些运算也是这样 的,仍有在油标尺安放的位置的高度和倾斜度 仍有油标尺的长度和倾斜度,仍有在螺塞

29、和封 油垫的右方需要有一个低一些的槽都是我大致 估量的我查了书可是没有解决,对于这些不足 之处,我在这次课设中发觉在以后的学习生活 中我会吸取并改正；对于本次课设,我收成特别多,在设计的 过程中我和几个同学一起争论争论有的时候很 简洁达到共识,可是有的时候会各持己见谁到 不让,都有自己的道理,有的时候大家的玩笑 仍可以减轻整日作图的疲乏,在制图的过程中 使我之前学习的机械学问仍是不够多,好多东 西都是在课设的时候遇到了现开头找书把学问 点看会了在连续运算画图,画草图是最难的,要不断的运算各种零件的各种尺寸,大到齿 轮、轴,小到螺钉、垫片；在草图大致成型以 后开头画三视图就相对简洁了,只是要注意一 些小的细节就可以了；这次课设让我深深的体 会到了,机械设计的不简洁,可是我仍是努力 的完成了自己的设计,虽然它有许多的不足之 处,但是总的来说仍是我努力设计的结果,也 是我第一个自己设计的减速器；名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 16 页