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1、课程设计报告 二级展开式圆柱齿轮减速器 姓 名：学 院：物理与机电工程学院 系 别：机电工程系 专 业：机械设计制造及其自动化 年 级：学 号：指导教师：2013年 6 月 29 日 一.设计题目 设计一用于卷扬机传动装置中的两级圆柱齿轮减速器。轻微震动，单向运转，在室内常温下长期连续工作。卷筒直径 D=500mm,运输带的有效拉力 F=10000N,卷筒效率=0.96,运输带速度0.3/vm s,电源 380V,三相交流.二.传动装置总体设计：1.组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。2.特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。3.确定传动方案：考虑到
2、电机转速高，传动功率大，将 V 带设置在高速级。其传动方案如下：三选择电动机 1.选择电动机类型：按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭型结果，电压 380V，Y型。2.选择电动机的容量 电动机所需的功率为：WdaPP KW 1000WFVP KW 所以 1000daFVP KW 由电动机到运输带的传动总功率为 1a 1带传动效率：0.96 每对轴承的传动效率：0.99 圆柱齿轮的传动效率：0.96 联轴器的传动效率：0.99 卷筒的传动效率：0.96 则：4210.960.990.960.990.960.79a 所以 9 4 6 50.33.81 0 0 01 0 0 00.8 1d
3、aFVpKW 3.确定电动机转速 卷筒的工作转速为 6 01 0 0 06 01 0 0 00.311.46500VnDr/min 查指导书第 7 页表 1：取 V 带传动的传动比2i 带；二级圆柱齿轮减速器传动比840i减速器，所以总传动比合理范围为16160i总，故电动机转速的可选范围是：nni 总卷筒电机r/min 符合这一范围的同步转速有 750、1000 和 1500r/min。根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号，因此有四种传动比方案如下：方案 电动机型号 额定功率 KW 同步转速 r/min 额定转速 r/min 重量 N 总传动比 1 Y112M-2 4 150
4、0 1440 470 125.65 2 Y132M1-6 4 1000 960 730 83.77 3 Y160M1-8 4 750 720 1180 62.83 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和带传动、减速器的传动比，可见第二方案比较适合。因此选定电动机型号为 Y132M1-6，其主要参数如下；四.确定传动装置的总传动比和分配传动比：总传动比：96083.7711.46nin电机总总 分配传动比：取2.8i带，则1283.7729.922.8ii，12ii，取16.95i，经计算2i=4.47 注：i带为带传动比，1i为高速级传动比，2i为低速级传动比。五.计算传动装置的运动和动力参数
5、：将传动装置各轴由高速到低速依次定为 1 轴、2 轴、3 轴、4 轴；01，依次为电机与轴 1，轴 1 与轴 2，轴 2 与轴 3，轴 3 与轴 4之间的传动效率。1.各轴转速：1960342.862.8mnni带r/min 1213 4 2.8 64 9.3 36.9 5nnir/min 2324 9.3 31 1.4 54.3 1nnir/m i n 4n=3n=11.45 r/min 2.各轴输入功率：1013.8 0.963.65dPPKW 01 211 23.6 50.9 80.9 73.4 7PPKW 12 322 33.4 70.9 80.9 73.3 0PPKW 23 433
6、43.3 00.9 80.9 93.2PPKW 34 3.各轴输入转矩：3.809550955037.80960ddwPTNmn 137.802.8 0.96101.61dTTiNm带 21101.616.950.980.97671.30TTiNm1 322671.304.31 0.980.972750.37TTiNm 4327500.980.992668.41TTNm 1-3 轴的输出功率、输出转矩分别为各轴的输入功率、输入转矩乘轴承传动效率0.99。运动和动力参数结果如下表：轴名 功率 P KW 转钜 T N.m 转速 r/min 输入 输出 输入 输出 电动机轴 3.8 37.80 96
7、0 1 轴 3.65 3.58 101.61 99.58 342.86 2 轴 3.47 3.40 671.30 657.87 49.33 3 轴 3.30 3.23 2750.37 2695.36 11.45 4 轴 3.20 3.14 2668.41 2615.04 11.45 六.设 V 计带和带轮：1.设计 V 带 确定 V 带型号 查 机 械 设 计 基 础 课 本 表205p 13-6得：AK=1.2，则1.22.4 3 7caAdpKP KW，又mn=1420r/min,由图 13-15 确定选取 A型普通 V 带，取1D=90，2190DiD 带，标准化得2D=250 验算带速
8、：1 190 14206.692560 100060 1000D nVm/s 确定带的基准长度：120120.7(2()DDaDD 取 0.7(90+250)a02(90+250)238a0=时，6 轴承旁联结螺栓直径 1d 10.75fdd=M12 盖与座联结螺栓直径 2d 2d=（0.5 0.6）fd M10 轴承端盖螺钉直径 3d 3d=（0.40.5）fd 10 视孔盖螺钉直径 4d 4d=（0.30.4）fd 8 定位销直径 d d=（0.70.8）2d 8 fd，1d，2d至外箱壁的距离 1C 查手册表112 34 22 18 fd，2d至凸缘边缘距离 2C 查手册表 112 28
9、 16 外箱壁至轴承端面距离 1l 1l=1C+2C+（510）50 大齿轮顶圆与内箱壁距离 1D 1D1.2d 15 齿轮端面与内箱壁距离 2D 2Dd 10 箱盖，箱座肋厚 mm,1 110.85,0.85mmdd换 1m=8 m=9 轴承端盖外径 2D 轴承孔直径+（55.5）3d 120（I 轴）125（II 轴）150（III 轴）轴承旁联结螺栓距离 S 2SD 120（I 轴）125（II 轴）150（III 轴）九轴的设计：1高速轴的设计：材料：选用 45 号钢调质处理，查表 10-2 取=352/N mm，C=100 各轴段直径的确定：由3pdCn，p=3.65,则 313.6
10、510022.0342.86dmm，因为装小带轮的电动机轴径38d，又因为高速轴第 一 段 轴 径 装 配 大 带 轮，且1(0.81.2)dd，查 手 册886P表 7-7，取1d=36,1L=60mm,因为大带轮靠轴肩定位，所以取2d=40,2L=58，3d段装配轴承，取3d=45，选用 6309 轴承，3L=28，4d段是定位轴承，取4d=50，4L根据箱体内壁线确定后再确定。5d段装配齿轮直径：判断是否做成齿轮轴 411.252ddetm 查手册得1t=3.3，得 e=2.22.5 1.253.125,因此做成齿轮轴.此时齿宽为 30。6d装配轴承所以6d=3d=45，6L=3L=28
11、 2.校核该轴和轴承：1L=75，2L=215，3L=100 作用在齿轮上的圆周力为：1122 101.61 10002709.630 2.5tTFNd 径向力为2709.620986.2rtFFtgtgN 作用在轴 1 带轮上的外力：1130.4QFN 求垂直面的支承反力：2112215986.273175215rVl FFNll 21986.2731255.1VrVFFFN 求水平面的支承反力：由1122()HtFllFl得 21122152709.62008.875215HtlFFllN 21700.8HtHFFFNN 求 F 在支点产生的反力：31121001130.4389.8752
12、15Fl FXFNll 21389.81130.41520.2FFFFFN 绘制垂直面弯矩图 322255.1215 1054.8.avvMF lN m 311731.1 75 1054.8.avvMF lN m 绘制水平面弯矩图 3112008.875 10150.7.aHHMF lN m 322700.8215 10150.7.aHHMF lN m 绘制 F 力产生的弯矩图 3231130.4100 10113.04FMFlN 311389.875 1029.2aFFMF lNm 求合成弯矩图：考虑最不利的情况，把aFM与22avaHMM直接相加 222229.254.8150.7189.
13、6.aaFaVaHMMMMN m 222229.254.8150.7189.6.aaFaVaHMMMMN m 求危险截面当量弯矩：从图可见，m-m 处截面最危险，其当量弯矩为：（取折合系数0.6）2222()189.6(0.6 101.6)199.2.aeMMTN m 计算危险截面处轴的直径 因为材料选择#45调质，查课本 226 页表 14-1 得650BMPa，查课本 231 页表14-3 得许用弯曲应力160bMPa，则：3331199.2 1032.10.10.1 60ebMdmm 因为5450adddmmd，所以该轴是安全的。3 弯矩及轴的受力分析图如下：轴1 4 键的设计与校核:根
14、据1136,101.6dT，确定 V 带轮选铸铁 HT200，参考教材表 10-9,由于136d 在3038范围内，故1d轴段上采用键bh：108,采用 A 型普通键:键校核.为1L=60mm 综合考虑取l=50mm。查课本 155 页表 10-10，5060ps=，3144 101.6 1035.3368(5010)pTMpadlhss创轾=d,所以该轴是安全的。弯矩及轴的受力分析图如下：键的设计与校核：因为 d1=75,查课本 153 页表 10-9 选键为:20 12bh查课本 155 页表 10-10 得 100120b 初选键长为 130,校核 344 2750.37 10111.1
15、75(13020)12bTMpadlh所以所选键为:20 12 130bhl 装联轴器的轴直径为 70,查课本 153 页表 10-9 选键为:20 12bh查课本 155 页表 10-10 得 100120b 7103L 初选键长为 100,校核 3442750.3710111.175(13020)12bTMpadlh所以所选键为:20 12 130bhl 十.输出轴联轴器的选择：计算联轴器所需的转矩：CATK T=查课本 269 表 17-1 取1.5AK=31.524983747CATKNmT=?,查手册 1011 页,选用安全销弹性块联轴器 KLA4.十一.减速器的各部位附属零件的设计
16、.(1)窥视孔盖与窥视孔：在减速器上部可以看到传动零件啮合处要开窥视孔,大小只要够手伸进操作可。以便检查齿面接触斑点和齿侧间隙,了解啮合情况.润滑油也由此注入机体内.(2)放油螺塞 放油孔的位置设在油池最低处，并安排在不与其它部件靠近的一侧，以便于放 油，放油孔用螺塞堵住并加封油圈以加强密封。(3)油标 油标用来检查油面高度，以保证有正常的油量.因此要安装于便于观察油面及油面稳定之处即低速级传动件附近；用带有螺纹部分的油尺，油尺上的油面刻度线应按传动件浸入深度确定。(4)通气器 减速器运转时，由于摩擦发热,机体内温度升高，气压增大，导致润滑油从缝隙向外渗漏,所以在机盖顶部或窥视孔上装通气器，使
17、机体内热空气自由逸处，保证机体内外压力均衡，提高机体有缝隙处的密封性，通气器用带空螺钉制成.(5)启盖螺钉 为了便于启盖，在机盖侧边的边缘上装一至二个启盖螺钉。在启盖时，可先拧动此螺钉顶起机盖；螺钉上的长度要大于凸缘厚度，钉杆端部要做成圆柱形伙半圆形，以免顶坏螺纹；螺钉直径与凸缘连接螺栓相同。在轴承端盖上也可以安装取盖螺钉,便于拆卸端盖.对于需作轴向调整的套环,装上二个螺钉,便于调整.6）定位销 为了保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联接凸缘的长度方向两端各安置一个圆锥定位销。两销相距尽量远些，以提高定位精度。如机体是对称的,销孔位置不应对称布置.(7)环首螺钉、吊环和吊钩 为了拆卸及搬运，应在机盖上装有环首螺钉或铸出吊钩、吊环，并在机座上铸出吊钩。(8)调整垫片 用于调整轴承间隙,有的起到调整传动零件轴向位置的作用.(9)密封装置 在伸出轴与端盖之间有间隙,必须安装密封件,以防止漏油和污物进入机体内.十二.润滑方式的确定 因 为 传 动 装 置 属 于 轻 型 的，且 传 速 较 低，所 以 其 速 度 远 远 小 于5(1.5 2)10./minmm r，所以采用脂润滑，箱体内选用SH0357-92 中的 50 号润滑，装至规定高度。