课程设计计算说明书
2轴的工作转速n2=111r/min,初选轴承7211AC,查《机械设计基础课程设计》表15-6得到基本额定动载荷Cr=38.8KN,基本额定静载荷Cor=31.8KN
由表16-13查得轴承的内部轴向力为:
因为F2′+Fa2>F1′
所以Fa1==F2′+ Fa2=2230.2N
Fa1= F1′=1174.2N
5)电动机的技术数据和外形、安装尺寸
由《机械设计基础课程设计》表20-1、表20-2可查出Y132M-4型电动机的主要技术数据和外形、安装尺寸
第四节、计算传动装置的运动和动力参数
(一)计算传动装置的总传动比和传动比分配
(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nw,可得传动装置
总传动比为i =n /nw=1440/111=12.97
数目
n
4
轴承旁联接螺栓直径
d1
14.13取M16
0.75 df
箱座、箱盖联接螺栓直径尺寸
d2
11.3取M12
(0.5-0.6)df
观察孔盖螺钉
C2
d4
(0.3-0.4)df
所以,三个键均符合要求。
第九节、联轴器的选择与校核
1、由于弹性联轴器的诸多优点,所以考虑选用它。初选HL4联轴器45×112 GB5014-85
其主要参数如下:
材料HT200
公称转矩
轴孔直径 ,
轴孔长 ,
许用转速
由《机械设计基础》表17-1,可知道工作系数
故计算转距
故联轴器满足要求
第十节、减速器附件的选择
第三节、电动机的选择
1.传动系统参数计算
(1)选择电动机类型.
选用三相异步电动机,它们的性能较好,价廉,易买到,同步转有3000,1500,1000,750r/m四种,转速低者尺寸大;
为了估计动装置的总传动比范围,以便选择合适的传动机构和拟定传动方案,可先由已知条件计算起驱动卷筒的转速nw
经过分析,任务书上的传动方案为结构较为简单、制造成本也比较低的方案。
N
(2)2轴受力情况如(3-1)图所示
(3)求垂直面的支承反力
N
(4)求水平面的支承反力
(5)绘制垂直面的弯距图(3-2)
=1817×0.142/2=129.9Nm
=-570×0.143/2=-40.8
(6)绘制水平面的弯距图(3-2)
(7)求合成弯距
(8)危险截面的当量弯距
由图(3-4)可见,截面a-a最危险,其转距 =527.4Nm
n2=n0/(i ×i )=111 r/min
(2) 各轴输入功率
P0=P =P2=P1×η滚×η齿=6.38×0.98×0.98=6.13kW
(3) 各轴输入转矩
0轴T0=9550 P0/ n0=9550×6.65/1440=44.1 N·m
4)电动机的转速
为了便于选择电动机的转速,先推算电动机转速的可选择范围。根据《机械设计基础课程设计》表2-1查得V带传动的传动比i =2~4,单级圆柱斜齿轮传动比i =3~6,则电动机可选范围为
n =nw×i ×i =666~2664r/min故选择1500r/min转速的电动机。
根据《机械设计基础课程设计》表20-1选定电动机Y132M-4
(1)选择材料与热处理
根据工作要求,采用齿面硬度<=350HBS,查《机械设计基础》表11-1得
小齿轮选用40Cr,调质,硬度为250HBS
大齿轮选用ZG35SiMn,调质,硬度为220HBS
由《机械设计基础》图11-7C得 =680MPa, =510MPa,
由《机械设计基础》表11-4得SH=1.1,所以
故选5根带。
(8)确定带的初拉力F0(单根带)
查表13-1得q=0.10kg/m,故可由式(13-17)得单根V带的初拉力
=146.157N
作用在轴上的压力
=2×5×146.157×sin /2=1447N
(9)带轮的结构设计
查《机械设计基础课程设计》GB-10412-89得带轮缘宽度B=80mm
2、齿轮传动的设计
=8.44m/s
在5~20m/s范围内,V带充分发挥。
(5)V带基准长度Ld和中心距a
a0=1.5(112+250)=543mm
取a0=550,符合0.7( + )<a0<2( + )
由式(13-2)带长
=1677mm
按表13-2定相近的基准长度Ld=1600mm,再由式(13-16)计算实际中心距
Ⅰ轴T1=9550 P1/ n1=9550×6.38/626=97.33 N·m
Ⅱ轴T2=9550 P2/ n2=9550×6.13/111=527.4 N·m
第五节、传动零件的设计计算
1.V带传动的设计
⑴ 确定计算功率工作情况系数 查《机械设计基础》表13-6 =1.1
=1.1×6.65=7.315
轴1和轴2的轴承均采用正装(面对面),其原因在于正装轴承(面对面)适合于传动零件位于两支承之间,轴承反装(背靠背)适合于传动零件处于外伸端,而且支承跨距不大,故采用两端固定式。轴承类型选为角接触球轴承。入下图所示:
正装(面对面)反装(背靠背)
2、轴承的校核
(1)轴承的预期寿命取为Lh=14400h,由前面的计算知道, =1247N, =1056N
学号:
山东信息职业技术学院
课程设计
题目
单级圆柱齿轮减速器设计
系部
电子工程系
专业
机电一体化技术
班级
姓名
指导教师
王昊
设计计算及说明
结果
第一节设计任务
设计任务:设计一带式输送机用单级圆柱齿轮减速器。已知输送拉力F= KN,带速V= m/s,传动卷筒直径D= mm。有电动机驱动,工作寿命八年(每年工作300天),两班制,带式输送机工作平稳,转向不变。
设齿轮按8级精度制造。取载荷系数K=1.2(表11-3),齿换系数 =0.4。
小齿轮上的扭距T1=9550 P1/ n1=9550×6.38/626=97.33 N·m
按式(11-5)计算中心距
= =188.6mm
取a=190mm
齿数取z =36,z =5.96×136=205,则取z =205,实际传动比i =5.69
大齿轮齿宽b2=76mm
小齿轮齿宽b1=84mm
通过对减速器结构的分析,可知小齿轮左旋,大齿轮右旋比较合适。
第六节、轴的设计计算
1、初步确定轴的最小直径
1轴的材料选择,45钢,调质处理,由表14-2查得C=110, =6.38KW, =626 r/min初步确定1轴的最小直径
≥ =23.8㎜
由于轴端开键槽,会削弱轴的强度,故需增大轴径5%~7%取 =25mm
1、箱体及附件选择
箱体设计(mm)
名称
符号
参数
设计原则
箱体壁厚
δ
10
0.04a+>8
箱盖壁厚
δ1
10
0.85δ>8
凸缘厚度
箱座
b
15
1.5δ
箱盖
b1
15
1.5δ1
底座
b2
25
2.5δ
箱座肋厚
m
8.5
0.85δ
箱盖肋厚
m1
8.5
0.85δ1
地脚螺钉
型号
df
18取M20
单级齿轮减速器,
0.036a+12
(2)计算轴承的当量动载荷
由表16=13查得e=0.68而
查表16-12得,X1=0.41,Y1=0.87,X2=1,Y2=0,所以
P1=X1Fr1+Y1Fa1=0.41×2441+0.87×2230.2=2941.1N
P2=X2Fr2+Y2Fa2=1726.8N
(3)轴承寿命的校核
因为轴的结构要求两端选择同样尺寸的轴承,进P1较大,故以它来校核轴承的寿命
2轴的材料也选45钢,调质处理,由表14-2查得C=110, =6.13KW, =111r/min初步确定2轴的最小直径
=41.9mm,
由于轴端开键槽,会削弱轴的强度,故需增大轴径5%~7%,取 =45㎜
2.由齿轮的旋向分析2轴受力情况
(1)由以上计算分析可知道,大齿轮右旋,径向力、圆周力、轴向力大小如下:
⑵选择带型号
根据Pc=7.315,n =1440r/min,查图初步选用普通A型带.
⑶选取带轮基准直径
查《机械设计基础》表13-7选取小带轮基准直径 =112mm,则大带
轮基准直径 1440÷626×112(1-0.02)=252.5mm式中ξ
为带的滑动率,通常取(1%~2%),查表后取 =250
⑷验算带速v
[ ]==680/1.1MPa=618MPa
[ ]==510/1.1MPa=539MPa
由《机械设计基础》图11-10C得 =240Mpa, =160Mpa。
由《机械设计基础》表11-4得SF=1.4,所以
[ ]=240/1.4MPa=171MPa
[ ]=160/1.4MPa=114.3MPa
(2)按齿面接触强度计算
(2)传动装置传动比分配i =i ×i 式中i ,i 分别为带传动和单级圆柱减速器的传动比。
为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取i =2.3,则单级圆柱减速器传动
比为i =i / i =12.97/2.3=5.64。
(二)运动参数及动力参数的计算
(1) 各轴转速
n0=n =1440r/min
n1=n0/ i1=1440/2.3=626 r/min
第八节、键联接选择及校核
1,本设计均采用:普通圆头平键