V带二级直齿设计-机械设计减速器设计说明书

机械设计减速器设计说明书专业：姓名：学号：指导教师：目录第一部分设计任务书..............................................4第二部分传动装置总体设计方案.....................................5第三部分电动机的选择............................................53.1电动机的选择............................................53.2确定传动装置的总传动比和分配传动比........................6第四部分计算传动装置的运动和动力参数............................7第五部分V带的设计..............................................95.1V带的设计与计算.........................................95.2带轮的结构设计..........................................11第六部分齿轮传动的设计.........................................136.1高速级齿轮传动的设计计算................................136.2低速级齿轮传动的设计计算................................19第七部分传动轴和传动轴承及联轴器的设计..........................257.1输入轴的设计...........................................257.2中间轴的设计...........................................307.3输出轴的设计...........................................35第八部分键联接的选择及校核计算..................................418.1输入轴键选择与校核......................................418.2中间轴键选择与校核......................................418.3输出轴键选择与校核......................................41第九部分轴承的选择及校核计算....................................429.1输入轴的轴承计算与校核..................................429.2中间轴的轴承计算与校核...................................439.3输出轴的轴承计算与校核...................................43第十部分联轴器的选择...........................................44第十一部分减速器的润滑和密封....................................4511.1减速器的润滑...........................................4511.2减速器的密封...........................................46第十二部分减速器附件及箱体主要结构尺寸...........................47设计小结.......................................................49参考文献.......................................................50第一部分设计任务书一、原始数据设计展开式二级直齿圆柱齿轮减速器，初始数据：运输带有效拉力F=2000N，运输带速度V=1.2m/s，卷筒直径D=260mm，设计年限（寿命）：10年，每天工作班制（8小时/班）：2班制，每年工作天数：300天，三相交流电源,电压380/220V。方案A2：要求传动系统中含有两级圆柱齿轮减速器及带传动。二.设计步骤1.传动装置总体设计方案2.电动机的选择3.确定传动装置的总传动比和分配传动比4.计算传动装置的运动和动力参数5.设计V带和带轮6.齿轮的设计7.滚动轴承和传动轴的设计8.键联接设计9.箱体结构设计10.润滑密封设计11.联轴器设计第二部分传动装置总体设计方案一.传动方案特点1.组成：传动装置由电机、V带、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：考虑到电机转速高，V带具有缓冲吸振能力，将V带设置在高速级。选择V带传动和展开式二级直齿圆柱齿轮减速器。二．确定设计方案三.计算传动装置总效率a=0.96×0.994×0.972×0.99×0.96=0.8251为V带的效率,2为轴承的效率,3为齿轮啮合传动的效率,4为联轴器的效率,5为工作装置的效率。第三部分电动机的选择3.1电动机的选择皮带速度v:v=1.2m/s工作装置的功率pw:pw=F×V1000=2000×1.21000=2.4KW电动机所需输出功率为:pd=pwηa=2.40.825=2.91KW电动机额定功率Pcd约为Pd的1-1.3倍，由机械设计手册选取电动机额定功率Pcd=3KW工作装置的转速为:n=60×1000Vπ×D=60×1000×1.2π×260=88.2r/min经查表按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动比i1=2~4，二级圆柱直齿轮减速器传动比i2=8~40，则总传动比合理范围为ia=16~160，电动机转速的可选范围为nd=I×n=(16×160)×88.2=1411.2~14112r/min。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选定型号为Y100L-2的三相异步电动机。其相关数据如下：电动机型号额定功率Pcd（KW）电动机转速n/(r/min）起动转矩(N*m)最大转矩(N*m)同步转速满载转速额定转矩额定转矩Y100L-23300028702.22.2电动机主要外形尺寸：中心高外形尺寸地脚螺栓安装尺寸地脚螺栓孔直径电动机轴伸出段尺寸键尺寸HL×HDA×BKD×EF×G100mm380×245160×14012mm28×608×243.2确定传动装置的总传动比和分配传动比（1）总传动比：由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比为:ia=nm/n=2870/88.2=32.54（2）分配传动装置传动比:ia=i0×i式中i0,i1分别为带传动和减速器的传动比。为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取i0=2.5，则减速器传动比为:i=ia/i0=32.54/2.5=13.02取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比为:i12=1.3i=1.3×13.02=4.11则低速级的传动比为:i23=ii12=13.024.11=3.17(为使浸油深度相等，两大齿轮应相近，所以使i1i2,通常取i1=（1.2~1.3）i2)第四部分计算传动装置的运动和动力参数（1）各轴转速:输入轴：nI=nm/i0=2870/2.5=1148r/min中间轴：nII=nI/i12=1148/4.11=279.32r/min输出轴：nIII=nII/i23=279.32/3.17=88.11r/min卷筒轴：nIV=nIII=88.11r/min（2)各轴输入功率:输入轴：PI=Pd×=2.91×0.96=2.79KW中间轴：PII=PI×=2.79×0.99×0.97=2.68KW输出轴：PIII=PII×=2.68×0.99×0.97=2.57KW卷筒轴轴：PIV=PIII×=2.57×0.99×0.99=2.52KW则各轴的输出功率：输入轴：PI'=PI×0.99=2.76KW中间轴：PII'=PII×0.99=2.65KW输出轴：PIII'=PIII×0.99=2.54KW卷筒轴：PIV'=PIV×0.99=2.49KW各轴输出功率：电动机轴的输出转矩:Td=9550×pdnm=9550×2.912870=9.68N*m输入轴：TI=9550×pⅠnⅠ=9550×2.761148=23N*m中间轴：TII=9550×pⅡnⅡ=9550×2.65279.32=90.76N*m输出轴：TIII=9550×pⅢnⅢ=9550×2.5488.11=276.3N*m卷筒轴：TⅣ=9550×pⅣnⅣ=9550×2.4988.11=269.88N*m整理如下表：名称功率（KW）转矩（N*m）转速（r/min）传动比效率输入输出输入输出电动机2.912.919.6828702.50.96Ⅰ轴2.792.762311484.110.96Ⅱ轴2.682.6590.76279.323.770.96Ⅲ轴2.572.54276.388.1110.98Ⅳ轴2.522.49269.8888.11第五部分V带的设计5.1V带的设计与计算1.确定计算功率Pca=KAPd由工作条件查课本表8-8得工作情况系数KA=1.1，故Pca=KAPd=1.1×2.91kW=3.2kW2.选择V带的带型根据Pca、nm由课本图8-11选用Z型。3.确定带轮的基准直径dd并验算带速v1）初选小带轮的基准直径dd1。由课本表8-7和表8-9取小带轮的基准直径dd1=80mm。2）验算带速v。按课本公式验算带的速度πdd1nm60×1000=π×80×287060×1000m/s=12.02m/s因为5m/sv25m/s，故带速合适。3）计算大带轮的基准直径。根据课本公式，计算大带轮的基准直径dd2=i0dd1=2.5×80=200mm根据课本查表8-9，取标准值为dd2=200mm。4.确定V带的中心距a和基准长度Ld1）根据课本公式0.7（dd1+dd2）=a0=2(dd1+dd2)，初定中心距a0=500mm。2）由课本公式计算带所需的基准长度Ld0≈2a0+π2(dd1+dd2)+(dd2-dd1)24a0=2×500+π2×(80+200)+(200-80)24×500≈1447mm由课本表8-2选带的基准长度Ld=1400mm。3）按课本公式计算实际中心距a0。a≈a0+(Ld-Ld0)/2=500+(1400-1447)/2mm≈476mm按课本公式，中心距变化范围为455~518mm。5.验算小带轮上的包角≈180°-(dd2-dd1)×57.3°/a=180°-（200-80)×57.3°/476≈165.6°120°则包角符合要求。6.计算带的根数z1）计算单根V带的额定功率Pr。由dd1=80mm和nm=2870r/min，查课本表8-4得P0=0.57kW。根据nm=2870r/min，i0=2.5和Z型带，查课本表8-5得P0=0.04kW。查课本表8-6得K=0.96，查课本表8-2得KL=1.14，于是Pr=(P0+P0)KKL=(0.57+0.04)×0.96×1.14kW=0.67kW2）计算V带的根数zz=Pca/Pr=3.2/0.67=4.78取5根。7.计算单根V带的初拉力F0由表查得Z型带的单位长度质量q=0.06kg/m，所以F0=500(2.5-Kα)PcaKαzv+qv2=500×(2.5-0.96)×3.20.96×5×12.02+0.06×12.022N=51.38N8.计算压轴力FPFP=2zF0sin(1/2)=2×5×51.38×sin(165.6/2)=509.7N9.带的主要设计结论带型Z型根数5根小带轮基准直径dd180m