二级减速器 内蒙古工业大学机械设计课程设计

内蒙古工业大学
课程设计说明书
课 程 名 称: 课 程 代 码: 题 目: 学 生 姓 名: 学 号: 年级/专业/班: 学院(直属系) : 指 导 教 师:
机械设计课程设计 8203591
带式运输机的减速传动装置设计
王涤 312007080301626 07 级机制 6 班 机械工程与自动化学院 秦小屿
机 械 设 计 课 程 设 计 说 明 书
摘
要
机械设计课程设计是在完成机械设计课程学习后，一次重要的实践性教学环节。是 高等工科院校大多数专业学生第一次较全面的设计能力训练，也是对机械设计课程的全 面复习和实践。其目的是培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用机械设计和有关 先修课程的理论，结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展有 关机械设计方面的知识。 据具体任务，完成了输送系统的减速器设计。设计内容包括传动系统总体方案的确 定，传动系统的设计，重要零件的设计计算，以及箱体的结构设计和一些辅助零件的设 计，使自己对机械设计课程内容有了更深刻的认识。初步掌握了机械设计的一般过程， 训练了绘图能力以及应用 AutoCAD 的能力
2、 分配传动装置传动比 V 带的选取： 已经算出电机转速 960r/min,且功率 4.29kW,查 《机械设计基 电动机型号 础》图 7.3.2 普通 V 带选型图可知，带轮基准直径应选 dd1=80～100,再查 Y132M2-6 表 7.3.3 单根普通 V 带的基本额定功率，选取 6 根 A 型 V 带，dd1=100,单 根额定功率 Ps=0.95kW，再查表 7.3.4 单根普通 v 带基本额定功率的增量 Δ P0=0.11， 验证： P 带=6³0.95-0.11³6=5.04kW＞4.29kW 满足电机工作功 率要求。为使 V 带传动外廓尺寸不致过大，参考表 7.3.4 取 i0=2.5,则减 速器的传动比为：
1
卷筒轴输入转矩 T4= T3*η 3*η 1=1139.03³0.99³0.98=1105.09 N²m 1-3 轴的输出功率和转矩则分别为各轴的输入转矩乘轴承效率 0.98 运动和动力参数计算结果整理与下
T1=102.43 N²m T2=408.95 N²m T3=1139.03 N²m
效率 P(KW) 输入 电机轴 轴1 轴2 轴3 卷筒轴 4.12 3.92 3.73 3.62 输出 4.29 4.04 3.84 3.66 3.55
Pω =3.40kW
按指导书表一，查二级圆柱齿轮减速器的传动比 i 8 ~ 40 ，故电动机转速的可 选范围 nd=i*n=(8～40)*31.20=（249.6～1248.0）r/min，符合这一范围的同步 转速有 750、1000r/min. 根据容量和转速，有指导书 P145 查出 取型号：Y132M2-6 2.1.3 确定传动装置的总传动比和分配传动比 nm 960 r min 电动机型号为 Y132M2-6 1、 总传动比 ia= nm 960 = =30.77 n 31.2 n=31.20r/min
a
4250*0.8 kW=4.29kW 792
Pω =
Fv 4250*0.8 = kW=3.40kW 1000 1000 η a=0.78 Pd=4.36kW
（3）确定电动机的转速 卷筒轴的工作转速为 60*1000V 60*1000*0.8 = =31.20r/min π *D π *490
n =
转矩 T(N*M) 输入 102.43 408.95 1139.03 1105.09 输出 42.68 100.38 400.77 1116.25 1082.99
转速 n（r/min） T4=1105.09 N²m 960 384.00 91.43 31.20 31.20
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轴3
n3=
（2）计算各轴输入功率 轴1 P1= Pd*η 5=4.29³0.96=4.12kW 轴2 P2= P1*η 1 *η 2=4.12³0.98³0.97=3.92kW 轴3 P3= P2*η 1 *η 2=3.92³0.98³0.97=3.73kW 卷筒轴 P4= P3*η 3*η 1=3.73³0.99³0.98=3.62kW （3）计算各轴输入转矩 电动机输出转矩 Td=9550³ Pd 4.29 =9550³ =42.68N²m nm 960
结果
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确定了传动方案 ，减速器的类型 为二级展开式圆 柱直齿轮减速器
2.1.2 电动机的选择 （1）选择电动机的类型 带式运输机的电动机工作功率为 Pd= Pw kW ηa
式子中：Pw-工作机所需工作功率，指工作机主动端运输带所需功率，kW； η a-由电动机至工作机主动端运输带的总效率。 在设计中可以按照以下参数（F，v；T，n；T，w 等）按下式计算： Fv kW 1000
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（2）选择电动机的容量 有电动机至运输带的传动总效率为： η a=η 14*η 22*η 3*η 4*η
5
η 1 、η 2 、 η 3 、η 4 、η 5 分别是轴承、齿轮传动、联轴器、卷筒和皮带的 传动效率 分别取η 1=0.98、η 2=0.97、η 3=0.99、η 4=0.96、η 5=0.96 η a=0.984*0.972*0.99*0.96*0.96=0.792 所以 Pd= Pw Fv = η a 1000η =
关键词：减速器
带式运输机
机械设计
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目
录
摘要------------------------------------------------------1 第一章 绪论 1.1 引言----------------------------------------3 1.2 目的----------------------------------------3 第二章 设计项目 2.1 传动装置的总体设计---------------------------3 2.1.1 传动方案----------------------------------3 2.1.2 电动机的选择------------------------------4 2.1.3 确定传动装置的总传动比和分配传动比--------5 2.1.4 计算传动装置的运动和动力参数--------------6 2.2 传动零件的设计计算----------------------------7 2.2.1 高速级减速齿轮设计------------------------7 2.2.2 低速级减速齿轮设计------------------------10 2.3 轴的设计-------------------------------------14 2.3.1 高速轴的设计------------------------------14 2.3.2 中速轴的设计------------------------------18 2.3.3 低速轴的设计------------------------------22 3.1 主要尺寸及数据--------------------------------26 总结-------------------------------------------------------28 致谢词-----------------------------------------------------29 参考文献---------------------------------------------------30
7 由图 10-19 查得接触疲劳寿命系数 KHN1=1.04 ○ KHN2=1.08 8 计算接触疲劳许用应力 ○ 取失效概率为 1%，安全系数 S=1，由式（10-12）得
Pω =
或
Pω =
Tn kW 9550 Tw kW 1000
或
Pω =
其中：F——工作机的工作阻力，N； v——工作机卷筒的线速度，m/s； T——工作机的阻力矩，N²m； n——工作机卷筒的转速，r/min； ω ——工作机卷筒的角速度，rad/s； 按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压 380V，Y 型。
1.2 目的 综合运用机械设计基础、机械制造基础的知识和绘图技能，完成传动装置的测绘与分析， 通过这一过程全面了解一个机械产品所涉及的结构、强度、制造、装配以及表达等方面 的知识，培养综合分析、实际解决工程问题的能力。 第二章 设计项目
计算及说明
2.1 传动装置的总体设计 2.1.1 传动方案 （1） 电动机通过皮带轮与减速器连接 （2）减速器用二级展开式圆柱直齿轮减速器 （3）方案简图如下：
K T u 1 ZE d1t 2.323 t 1 d u H
确定公式内的各计算数值
1 试选载荷系数 ○
2
K t 1.3
T1=1.0038³105N²mm
2 计算小齿轮传递的转矩 ○ 3 由表 10-7 选取齿宽系数 ○
Байду номын сангаас 1
Z E 189 .8MPa
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第一章
绪论
1.1
引言
机械设计综合课程设计是对我们一个学年内学习状况的考察，也是锻炼同学自主创新、 设计及思考的一项课题。 本次机械设计课程设计的主题为“二级展开式圆柱齿轮减速器” ，在设计过程中涉及到了 很多在过去的一年中我们所学到的知识，例如齿轮、轴和与它们相关的知识。这次是我 们第一次接触实际进行设计，相信无论对于我们知识的强化还是创新能力、思考能力都 是一次锻炼和挑战。
2.2 传动零件的设计计算 2.2.1 高速级减速齿轮设计 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 选用直齿圆柱齿轮传动 运输机为一般工作机器，速度不高，查《机械设计》表 10-8 知，选用 7 级 精度（GB10095-88） 材料选择：查《机械设计》表 10-1 选择小齿轮材料为 40Cr（调质） ，硬度 为 280HBS， 大齿轮材料为 45 钢 （调质） ， 硬度为 240HBS。 二者材料硬度差为 40HBS。 4)选小齿轮齿数为 Z1=24，齿数比 u=4.2 大齿轮齿数 Z2= Z1*i1=24³4.2=100.8 （1）按齿面接触强度设计 由设计计算公式（10-9a）进行试算，即