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1、目 录一、传动方案拟定 2二、电动机的选择 2三、计算总传动比及分配各级的传动比3四、运动参数及动力参数计算 3五、传动零件的设计计算 4六、轴的设计计算 7七、键联接的选择及计算14八、减速器箱体、箱盖及附件的设计计算15九、润滑与密封16十、设计小结17十一、参考资料目录17 09机制01班 孙贤林 湖南电气职业技术学院 二0一0年十二月十四日一、传动方案拟定第二组第三个数据:设计带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器(1) 工作条件:使用年限10年,每年按300天计算,两班制工作,载荷平稳。(2) 原始数据:滚筒圆周力F=2.5KN;带速V=1.5m/s;滚筒直径D=450mm。运动简
2、图二、电动机的选择1、电动机类型和结构型式的选择:按已知的工作要求和 条件,选用 Y系列三相异步电动机。2、确定电动机的功率:(1)传动装置的总效率:总=带2轴承齿轮联轴器滚筒=0.960.9920.970.990.95=0.86(2)电机所需的工作功率:Pd=FV/1000总=25001.5/10000.86 =4.36KW3、确定电动机转速:滚筒轴的工作转速:Nw=601000V/D=6010001.5/450=63.69r/min根据【2】表2.2中推荐的合理传动比范围,取V带传动比Iv=24,单级圆柱齿轮传动比范围Ic=35,则合理总传动比i的范围为i=620,故电动机转速的可选范围为
3、nd=inw=(620)63.69=3821273r/min符合这一范围的同步转速有960 r/min和1420r/min。由【2】表8.1查出有三种适用的电动机型号、如下表方案电动机型号额定功率电动机转速(r/min)传动装置的传动比KW同转满转总传动比带齿轮1Y132s-6310009607.932.632Y100l2-431500142011.6833.89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,比较两种方案可知:方案1因电动机转速低,传动装置尺寸较大,价格较高。方案2适中。故选择电动机型号Y100l2-4。4、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型,所需的额定
4、功率及同步转速,选定电动机型号为Y100l2-4。其主要性能:额定功率:3KW,满载转速1420r/min,额定转矩2.2。三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比:i总=n电动/n筒=1420/121.5=11.682、分配各级传动比(1) 取i带=3(2) i总=i齿i 带i齿=i总/i带=11.68/3=3.89四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速(r/min)nI=nm/i带=1420/3=473.33(r/min)nII=nI/i齿=473.33/3.89=121.67(r/min)滚筒nw=nII=473.33/3.89=121.67(r/min)2、 计算各轴的功率(
5、KW) PI=Pd带=2.760.96=2.64KW PII=PI轴承齿轮=2.640.990.97=2.53KW3、 计算各轴转矩Td=9.55Pd/nm=95502.76/1420=18.56Nm TI=9.55p2入/n1 =9550x2.64/473.33=53.26Nm TII =9.55p2入/n2=9550x2.53/121.67=198.58Nm 五、传动零件的设计计算1、 皮带轮传动的设计计算(1) 选择普通V带截型由课本1P189表10-8得:kA=1.2 P=2.76KWPC=KAP=1.22.76=3.3KW据PC=3.3KW和n1=473.33r/min由课本1P18
6、9图10-12得:选用A型V带(2) 确定带轮基准直径,并验算带速由1课本P190表10-9,取dd1=95mmdmin=75dd2=i带dd1(1-)=395(1-0.02)=279.30 mm由课本1P190表10-9,取dd2=280带速V:V=dd1n1/601000=951420/601000 =7.06m/s在525m/s范围内,带速合适。(3) 确定带长和中心距初定中心距a0=500mmLd=2a0+(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0=2500+3.14(95+280)+(280-95)2/4450=1605.8mm根据课本1表(10-6)选取相近的Ld=160
7、0mm确定中心距aa0+(Ld-Ld0)/2=500+(1600-1605.8)/2=497mm (4) 验算小带轮包角1=1800-57.30 (dd2-dd1)/a=1800-57.30(280-95)/497=158.6701200(适用) (5) 确定带的根数单根V带传递的额定功率.据dd1和n1,查课本图10-9得 P1=1.4KWi1时单根V带的额定功率增量.据带型及i查1表10-2得 P1=0.17KW查1表10-3,得K=0.94;查1表10-4得 KL=0.99Z= PC/(P1+P1)KKL=3.3/(1.4+0.17) 0.940.99=2.26 (取3根) (6) 计算
8、轴上压力由课本1表10-5查得q=0.1kg/m,由课本式(10-20)单根V带的初拉力:F0=500PC/ZV(2.5/K)-1+qV2=500x3.3/3x7.06(2.5/0.94-1)+0.10x7.062 =134.3kN则作用在轴承的压力FQFQ=2ZF0sin(1/2)=23134.3sin(158.67o/2)=791.9N2、齿轮传动的设计计算(1)选择齿轮材料与热处理:所设计齿轮传动属于闭式传动,通常齿轮采用软齿面。查阅表1 表6-8,选用价格便宜便于制造的材料,小齿轮材料为45钢,调质,齿面硬度260HBS;大齿轮材料也为45钢,正火处理,硬度为215HBS;精度等级:运
9、输机是一般机器,速度不高,故选8级精度。(2)按齿面接触疲劳强度设计由d1 (6712kT1(u+1)/duH2)1/3确定有关参数如下:传动比i齿=3.89取小齿轮齿数Z1=20。则大齿轮齿数:Z2=iZ1= 20=77.8取z2=78 由课本表6-12取d=1.1(3)转矩T1T1=9.55106P1/n1=9.551062.61/473.33=52660Nmm(4)载荷系数k : 取k=1.2(5)许用接触应力HH= Hlim ZN/SHmin 由课本1图6-37查得:Hlim1=610Mpa Hlim2=500Mpa接触疲劳寿命系数Zn:按一年300个工作日,每天16h计算,由公式N=
10、60njtn 计算N1=60473.331030018=1.36x109N2=N/i=1.36x109 /3.89=3.4108查1课本图6-38中曲线1,得 ZN1=1 ZN2=1.05按一般可靠度要求选取安全系数SHmin=1.0H1=Hlim1ZN1/SHmin=610x1/1=610 MpaH2=Hlim2ZN2/SHmin=500x1.05/1=525Mpa故得:d1 (6712kT1(u+1)/duH2)1/3=49.04mm 模数:m=d1/Z1=49.04/20=2.45mm取课本1P79标准模数第一数列上的值,m=2.5(6)校核齿根弯曲疲劳强度 bb=2KT1YFS/bmd
11、1确定有关参数和系数分度圆直径:d1=mZ1=2.520mm=50mm d2=mZ2=2.578mm=195mm齿宽:b=dd1=1.150mm=55mm取b2=55mm b1=60mm(7)复合齿形因数YFs 由课本1图6-40得:YFS1=4.35,YFS2=3.95 (8)许用弯曲应力bb根据课本1P116:bb= bblim YN/SFmin由课本1图6-41得弯曲疲劳极限bblim应为: bblim1=490Mpa bblim2 =410Mpa由课本1图6-42得弯曲疲劳寿命系数YN:YN1=1 YN2=1弯曲疲劳的最小安全系数SFmin :按一般可靠性要求,取SFmin =1计算得
12、弯曲疲劳许用应力为bb1=bblim1 YN1/SFmin=4901/1=490Mpabb2= bblim2 YN2/SFmin =4101/1=410Mpa校核计算bb1=2kT1YFS1/ b1md1=71.86pa bb1bb2=2kT1YFS2/ b2md1=72.61Mpa bb2故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够(9)计算齿轮传动的中心矩aa=(d1+d2)/2= (50+195)/2=122.5mm(10)计算齿轮的圆周速度V计算圆周速度=n1d1/601000=3.14473.3350/601000=1.23m/s因为m/s,故取级精度合适六、轴的设计计算 从动轴设计 1、选择轴的材料 确定许用应力 选轴的材料为45号钢,调质处理。查2表13-1可知: b=650Mpa,s=360Mpa,查2表13-6可知:b+1bb=215Mpa 0bb=102Mpa,-1bb=60Mpa 2、按扭转强度估算轴的最小直径 单级齿轮减速器的低速轴为转轴,输出端与联轴器相接,从结构要求考虑,输出端轴径应最小,最小直径为: dC