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首页机械设计课程设计说明书(齿轮箱).pdf
目录 1 1 电动机的选择 3 1.1 选择电动机的转速 3 1.1.1 计算传动滚筒的转速 3 1.1.2 计算总传动比范围 3 1.1.3 确定电动机的转速 3 1.2 所需电动机的输出功率 3 1.2.1 工作机的功率 4 1.2.2 传动装置的总效率 4 1.2.3 所需电动机的输出功率 4 1.3 选择电动机的型号 4 2 传动装置的运动和动力参数计算 5 2.1 分配传动比 5 2.1.1 总传动比 6 2.1.2 各级传动比的分配 6 2.2 各轴功率、转速和转矩的计算 6 2.2.1 各轴理论转速 6 2.2.2 各轴的输入功率 7 2.2.3 各轴的
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1
目录
目录 .................................................................................................................................................. 1
1 电动机的选择 ............................................................................................................................... 3
1.1 选择电动机的转速 .......................................................................................................... 3
1.1.1 计算传动滚筒的转速 ............................................................................................. 3
1.1.2 计算总传动比范围 ............................................................................................... 3
1.1.3 确定电动机的转速 ............................................................................................... 3
1.2 所需电动机的输出功率 .................................................................................................. 3
1.2.1 工作机的功率 ....................................................................................................... 4
1.2.2 传动装置的总效率 ............................................................................................... 4
1.2.3 所需电动机的输出功率 ....................................................................................... 4
1.3 选择电动机的型号 .......................................................................................................... 4
2 传动装置的运动和动力参数计算 ............................................................................................. 5
2.1 分配传动比 ...................................................................................................................... 5
2.1.1 总传动比 ............................................................................................................... 6
2.1.2 各级传动比的分配 ............................................................................................... 6
2.2 各轴功率、转速和转矩的计算 ...................................................................................... 6
2.2.1 各轴理论转速 ......................................................................................................... 6
2.2.2 各轴的输入功率 ..................................................................................................... 7
2.2.3 各轴的理论转矩 ..................................................................................................... 7
2.2.4 各轴运动和动力参数汇总表 .................................................................................. 7
3 传动零件的设计汁算 ................................................................................................................. 8
3.1 减速器箱外带传动的设计计算 ...................................................................................... 8
3.1.1 确定 V 带截型 ...................................................................................................... 8
3.1.2 确定 V 带轮直径 .................................................................................................. 8
3.1.3 确定中心距及 V 带基准长度 .............................................................................. 9
3.1.4 确定 V 带根数 .................................................................................................... 10
3.1.5 计算作用在轴上的载荷 ..................................................................................... 10
3.1.6 带轮结构设计 ..................................................................................................... 11
3.2 减速器箱内的高速级齿轮传动设计 ............................................................................ 12
3.2.1 选定齿轮材料和齿面平均硬度 ......................................................................... 12
3.2.2 按齿面接触疲劳强度设计 ................................................................................. 13
3.2.3 确定几何尺寸 ..................................................................................................... 14
3.2.4 校核齿根弯曲疲劳强度 ..................................................................................... 16
3.2.5 齿轮的结构设计 ................................................................................................. 17
3.3 减速器箱内的低速级齿轮传动设计 ............................................................................ 18
3.3.1 选定齿轮材料和齿面平均硬度 ......................................................................... 18
3.3.2 按齿面接触疲劳强度设计 ................................................................................. 19
3.3.3 确定几何尺寸 ..................................................................................................... 20
3.3.4 校核齿根弯曲疲劳强度 ..................................................................................... 22
3.3.5 齿轮的结构设计 ................................................................................................. 23
3.4 齿轮结构 .......................................................................................................................... 24
2
4 轴及轮毂的设计计算 ............................................................................................................... 24
4.1 减速器低速轴的设计与校核 ........................................................................................ 24
4.1.1 选择轴的材料 ..................................................................................................... 25
4.1.2 按转矩初步估算轴伸直径 ................................................................................. 25
4.1.3 初选联轴器,设计轴的结构,初选滚动轴承 ................................................. 25
4.1.4 轴的结构设计 ................................................................................................... 26
4.1.5 轴上零件的轴向定位 ......................................................................................... 27
4.1.6 低速轴的强度校核 ............................................................................................. 27
4.1.7 低速轴键连接强度校核 ..................................................................................... 29
4.1.8 低速轴轴承寿命计算 ......................................................................................... 30
4.2 减速器中速轴的设计与校核 ........................................................................................ 31
4.2.1 选择轴的材料 ..................................................................................................... 32
4.2.2 按转矩初步估算轴伸直径 ................................................................................. 32
4.2.3 中速轴的设计 ..................................................................................................... 32
4.2.4 中速轴的强度校核 ............................................................................................. 32
4.2.5 中速轴键连接强度校核 ..................................................................................... 35
4.2.6 中速轴轴承寿命计算 ......................................................................................... 35
4.3 减速器高速轴的设计与校核 ........................................................................................ 37
4.3.1 选择轴的材料 ..................................................................................................... 37
4.3.2 按转矩初步估算轴伸直径 ................................................................................. 37
4.3.3 高速轴的设计 ..................................................................................................... 37
4.3.4 高速轴的强度校核 ............................................................................................. 38
4.3.5 高速轴键连接强度校核 ..................................................................................... 40
4.3.6 高速轴轴承寿命计算 ......................................................................................... 41
5 润滑与密封 ............................................................................................................................... 42
5.1 齿轮传动的润滑 ............................................................................................................ 42
5.2 润滑油牌号及油量计算 ................................................................................................ 43
5.2.1 润滑油牌号选择 ................................................................................................. 43
5.2.2 油量计算 ............................................................................................................. 43
5.3 轴承的润滑与密封 .......................................................................................................... 43
5.4 减速器的密封 .................................................................................................................. 43
6 减速器箱体及其附件 ............................................................................................................... 44
6.1 箱体结构形式及材料 ...................................................................................................... 44
6.2 箱体主要结构尺寸表 ....................................................................................................... 44
6.3 主要附件作用及形式 ...................................................................................................... 45
7 个人小结 ................................................................................................................................... 47
8 参考文献 ................................................................................................................................... 48
计 算 及 说 明
结 果
3
计 算 及 说 明
结 果
1 电动机的选择
1.1 选择电动机的转速
1.1.1 计算传动滚筒的转速
<由[2]P7 式(2-3>
D
V
nw
100060
r/min
23.756
370
46.0100060
D
V100060
n
w
r/min
式中: V ---传送速度; D ---鼓轮直径。
1.1.2 计算总传动比范围
wlhvd
niiin
式中:
d
n
---电动机转速;
i
v
---V 带的传动比;
h
i
-
--高速齿轮的传动比
l
i
--
-低速齿轮的传动比;
w
n
---工作机的转速
<由[2 ] P4 表 2-1>展开式双级圆柱齿轮减速器传动比
lh
ii
=9~36
推荐 V 带传动比
i
v
=2~4
1.1.3 确定电动机的转速
756.23364~756.2392
wlhvd
niiin
= 427.612~3420.864r/min
1.2 所需电动机的输出功率
w
n
23.756r/min
4
计 算 及 说 明
结 果
1.2.1 工作机的功率
<由[2]P7 式(2-1>
10009550
Fv
Tn
P
w
w
kW
(T---鼓轮轴所需的功率)
588.3
1000
46.07800
1000
Fv
9550
Tn
P
w
w
kW
1.2.2 传动装置的总效率
由电动机至工作机的总效率
<由[2] P7 式(2-5)>
n
4321
<由[2] P7 表 2-4>
带传动 V 带的效率——
1
=0.94~0.97 取
1
= 0.96
一对滚动轴承的效率——
2
=0.98~0.995 取
2
= 0.99
一对齿轮传动的效率——
3
=0.96~0.98 取
3
= 0.97
弹性联轴器的效率——
4
=0.99~0.995 取
4
= 0.99
卷筒的效率 取
5
=0.96
833.096.099.097.099.096.0
23
54
2
3
3
21
1.2.3 所需电动机的输出功率
电动机所需的输出功率
d
P
307.4
833.0
588.3
P
P
w
d
kW
1.3 选择电动机的型号
确定电动机的额定功率 P
ed
<由[2] P196 表 20-1> P
ed
>
P
d
取
P
ed
= 5.5
kW
确定电动机的型号
w
P
3.588kW
0.833
d
P
4.307kW
P
ed
= 5.5
kW
5
计 算 及 说 明
结 果
一般同步转速取 1000r/min 或 1500 r/min 的电动机。<由[2 ] P196 表 20-1>
方 案
电动机
型号
额定功率
(kW)
电动机转速(r/min)
电动机质量
(kg)
参考价格
(元)
同步
满载
1
Y132M2-6
5.5
1000
960
84
1000
2
Y132S-4
5.5
1500
1440
68
830
综合表中数据采用方案 2,选定电动机的型号为 Y132S-4。
(1)电动机的主要技术数据
电动机
型号
额定功率
kw
同步转速
r/min
最大转矩
额定转矩
满载转速
r/min
质量
kg
Y132S-4
5.5
1500
2.3
1440
68
(2)电动机的外形示意图
Y 型三相异步电动机
(3)电动机的安装尺寸表(单位:mm)
型号
尺 寸
H
A
B
C
D
E
F×GD
G
AD
AC
HD
L
Y132S
132
216
140
89
38
80
10×8
33
210
135
315
475
2 传动装置的运动和动力参数计算
2.1 分配传动比
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