北航机械设计说明书-齿轮减速器

北京航空航天大学2013年机械综合设计课程设计计算说明书1机械设计课程设计计算说明书设计题目齿轮减速器自动化科学与电气工程院（系）班设计者学号指导教师2013年5月3日北京航空航天大学北京航空航天大学2013年机械综合设计课程设计计算说明书2前言本设计为机械设计基础课程设计的内容，是先后学习过画法几何、机械原理、机械设计、工程材料、加工工艺学等课程之后的一次综合的练习和应用。本设计说明书是对搓丝机传动装置设计的说明，（搓丝机是专业生产螺丝的机器，）（减速器）使用广泛，本次设计是使用已知的使用和安装参数自行设计机构形式以及具体尺寸、选择材料、校核强度，并最终确定形成图纸的过程。通过设计，我们回顾了之前关于机械设计的课程，并加深了对很多概念的理解，并对设计的一些基本思路和方法有了初步的了解和掌握。北京航空航天大学2013年机械综合设计课程设计计算说明书3目录前言.........................................................................................................................................2目录.........................................................................................................错误!未定义书签。机械零件课程设计任务书.....................................................................................................4主要零部件的设计计算.........................................................................................................5一、传动方案的确定.............................................................................................................5二、电动机的选择、传动系统的运动和动力参数.............................................................5三、传动零件的设计、计算.................................................................................................7四、轴的设计与校核...........................................................................................................12五、键联接的选择与校核...................................................................................................17六、轴承的选择与校核.......................................................................................................18七、联轴器的选择与计算...................................................................................................19八、润滑与密封形式，润滑油牌号及用量说明...............................................................20九、箱体结构相关尺寸.......................................................................................................20十、减速器附件列表...........................................................................................................22十一、参考资料...................................................................................................................22北京航空航天大学2013年机械综合设计课程设计计算说明书4机械零件课程设计任务书一、题目：设计（带式运输机的传动装置）齿轮减速器（编号11）传动装置简图如右图所示。1．运输机的数据：运输带的工作拉力F=1100(N)运输带的工作速度V=1.6(m/s)运输带的滚筒直径D=300(mm)(附：运输带绕过滚筒的损失用效率计，取效率=0.97）。)2．工作条件：空载启动、连续、单向运转、载荷平稳。3．使用期限及检修期间隔：工作期限为10年，每年工作360日，两班制，每天工作8小时；T=28800h。二、设计任务1．选出电动机型号；2．确定带传动的主要参数及尺寸；3．设计该减速器；4．选出联接减速器输出轴与运输机轴的联轴器。三、具体作业1．减速器装配图一张；2．零件工作图两张（大齿轮、输出轴）；3．说明书一份。1—电动机；2—V带传动;3—减速器（斜齿）；4—联轴器；5—带式运输机；北京航空航天大学2013年机械综合设计课程设计计算说明书5主要零部件的设计计算一、传动方案的确定项目-内容设计计算依据和过程计算结果优点：缺点：采用一级带传动和一级闭式齿轮传动。（1）带传动具有成本低，维护方便的优点。（2）带传动有减震和过载保护功能。（1）外形尺寸大，传动比不恒定。（2）效率较低，寿命短，不是在繁重的工作要求和恶劣的工作条件下工作。采用一级带传动和一级闭式齿轮传动。二、电动机的选择、传动系统的运动和动力参数项目-内容设计计算依据和过程计算结果1．电动机的选择工作机所需功率WPkWvFW76.110006.111001000PkWW76.1P传动效率a86.096.099.097.099.096.03卷联闭承3带a86.0a实际需要功率dPkWPPaWd05.286.076.1kWPd05.2工作机转速wnmin/91.10130014.36.1100060100060rDvnwmin/91.101rnw电动机转速由于带传动的传动比4~2带i，减速器6~3减i，所以电动机的转速范围592.2~2368.8r/min。常用的电动机转速为1000r/min和1500r/min，而选用1500r/min较为经济。Y100L1-4型额定功率2.2kW满载转速1420r/min北京航空航天大学2013年机械综合设计课程设计计算说明书6综上，电动机型号可选为Y100L1-4型，其额定功率为2.2kW，满载转速1420r/min。2．传动比分配总传动比总i带传动比带i减速器传动比减i93.1391.1011420满总wnni由减带总iii取8.2带i则975.454.29.7减i93.13总i8.2带i975.4减i3．各级传动的动力参数计算各轴转速（IIInn,分别为小齿轮轴转速和大齿轮轴转速）min/14.5078.21420带满rinnImin/94.101975.414.507减rinnIIImin/14.507rnImin/94.101rnII各轴输入功率kWPPdI968.196.0*05.2带kWPPIII89.199.0*97.0*968.1闭承kWPPII85.1带承卷kWPI968.1kWPII89.1kWP85.1卷各轴输入转矩mmkNnPTdd78.131055.9满6mmkNnPTIII06.371055.96mmkNnPTIIIIII06.1771055.96mmkNTd78.13mmkNTI06.37北京航空航天大学2013年机械综合设计课程设计计算说明书7mmkNnPTII31.1731055.9卷6卷mmkNTII06.177mmkNT31.173卷4．将运动和动力参数计算结果进行整理并列于下表轴名功率P/kW转矩T/kN·mm转速r/min传动比i效率输入输出输入输出电机轴2.0513.7814202.80.96高速轴1.9681.94837.0636.68507.144.9750.96低速轴1.891.87177.06175.29101.9410.98卷筒轴1.851.83173.31171.58101.94三、传动零件的设计、计算项目-内容设计计算依据和过程计算结果1.V带传动的设计工作系数KA查表得KA=1.0电动机计算功率PcV带型号由，满，查图，选用A型普通V带A型普通V带大小带轮基准直径d2，d1取d1=90mm，则d1=90mm北京航空航天大学2013年机械综合设计课程设计计算说明书8()取d2=250mmd2=250mm验证V带带速带速v=，v在5~25m/s之内，合适。v=6.6882m/sV带基准长度Ld和中心距a初步选取中心距a0=1.5(d1+d2)=510mm得带长()()查表，取Ld=1600mm，得实际中心距，00216001566.35510527mm2dLLaa02000Lmm527mma小带轮包角1的验算21118057.3162.6120dda合适。1162.6单根普通V带的基本额定功率0P由n满=1420r/min及d1=90mm，查表得，01.07PkW01.07PkW传动比i212502.8345(1)90(10.02)didi=2.8345额定功率增量0P查表得，00.17PkW00.17PkW包角修正系数K由1162.6，查表得，956.0K956.0K带长修正系数LK由Ld=1600mm，查表得0.99LK0.99LKV带根数z00()2.36162.01(1.070.17)0.9560.99cLPzPPKK根数3z北京航空航天大学2013年机械综合设计课程设计计算说明书9圆整，取z=3单根V带的初拉带的单位质量：q=0.1kg/mq=0.1kg/m力F02025002.5(1)5002.36162.5(1)0.16.688236.68820.95699.52cPFqvzvKN099.52FN传动带在轴上的作用力FQ102sin2162.62399.52sin590.252QFzFN590.25QFN带轮结构大带轮采用腹板式，小带轮采用整体式。2．带的参数尺寸列表A型带小带轮直径d1/mm大带轮直径d2/mm中心距a/mm带长Ld/mm902505271600带根数z初拉力F0/N轴上载荷FQ/N399.52590.253．减速器齿轮（闭式、斜齿圆柱齿轮）设计材料选择大小齿轮选用硬齿面，结构紧凑。大小齿面均选用45号钢表面淬火处理，硬度HB=40~50HRC同侧齿面精度等级选9级精度大小齿面选用45号钢表面淬火（1）按齿根弯曲强度初步计算接触极限limH查图，取齿轮接触疲劳极限lim11120H