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機械設計課程設計單級直齒圓柱齒輪減速器F=4000NV=0.75msD=300mm(全套圖紙)

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機械設計課程設計單級直齒圓柱齒輪減速器F=4000NV=0.75msD=300mm(全套圖紙)

設計任務: 圖紙加153893706 設計一臺帶式運輸機中使用的單級直齒圓柱齒輪減速器。 原始數(shù)據(jù): 運輸帶傳遞的有效圓周力F=4000N,運輸帶速度V=0.75m/s,滾筒的計算直徑D=300mm,原動機為電動機,齒輪單向傳動,有輕微沖擊,工作時間10年,每年按300天計,單班工作(每班8小時) 一、選擇電動機 電動機容量 (1)工作機所需功率 (2)電動機輸出功率 傳動裝置的總效率 式中,…為從電動機至卷筒之間的各傳動機構和軸承的效率:V帶傳動 =0.96;滾動軸承 =0.99;閉式齒輪傳動 =0.97;連軸器 =0.99;傳動滾筒 =0.96, 齒形鏈=0.97,則 總效率 故 (3)電動機額定功率 選取電動機額定功率 3、電動機的轉速 為了便于選擇電動機的轉速,先推算電動機轉速的可選范圍。查得V帶傳動常用比為范圍單級齒輪減速器滾子鏈 符合要求的電動機如下: 電動機型號 額定功率/KW 同步轉速/滿載轉速/(r/min) 電動機質量、kg 價格/元 傳動比 Y112M-2 4 3000/2890 45 910 2.91i Y112M-4 4 1500/1440 49 918 1.50i Y112M-6 4 1000/960 75 1433 i 由上綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格及總傳動比,查得 應選用型號為Y112M-4型電動機 二、計算傳動裝置的總傳動比及其分配各級傳動比 1、傳動裝置總傳動比: 傳動比分配原則 各級傳動比應在合理的范圍內: 各級傳動尺寸協(xié)調,傳動比應滿足 三、計算各軸的轉速 四、計算各軸的轉矩: 電動機軸: 由上得各軸運動和動力參數(shù): 軸名 功率p/kw 轉矩T/Nm 轉速n/ (r/min) 傳動比 i 效率 輸入 輸出 輸入 輸出 電動機軸 3.53 3.39 3.26 3.68 3.49 3.35 3.23 51.5 188 651 24.4 51.0 186.1 644.5 1440 654.5 172.2 47.8 2.2 3.8 3.6 0.95 0.96 0.96 五、齒輪傳動設計(尺寸) 選定齒輪傳動類型、材料、熱處理方式、精度等級。 小齒輪選硬齒面,大齒輪選軟齒面,小齒輪的材料為45號鋼調質,齒面硬度為250HBS,大齒輪選用45號鋼正火,齒面硬度為200HBS。 齒輪精度初選8級 (2)、初選主要參數(shù) Z1=20u=4.5 Z2=Z1u=204.5=90 取ψa=0.3,則ψd=0.5(i+1)=0.675 (3)按齒面接觸疲勞強度計算 計算小齒輪分度圓直徑 d1≥ 確定各參數(shù)值 載荷系數(shù) 取K=1.2 小齒輪名義轉矩 T1=9.55106P/n1=9.551064.23/342.86 =1.18105 Nmm 材料彈性影響系數(shù) ZE=189.8 區(qū)域系數(shù) ZH=2.5 重合度系數(shù) εt=1.88-3.2(1/Z1+1/Z2) =1.88-3.2(1/20+1/90)=1.69 Zε= 許用應力 按一般可靠要求取SH=1 則 取兩式計算中的較小值,即[σH]=560Mpa 于是 d1≥ = =52.82 mm (4)確定模數(shù) m=d1/Z1≥52.82/20=2.641 取標準模數(shù)值 m=3 (5) 按齒根彎曲疲勞強度校核計算 校核 式中 1.小輪分度圓直徑d1=mZ=320=60mm 2.齒輪嚙合寬度b=Ψdd1 =1.060=60mm 3.復合齒輪系數(shù) YFS1=4.38 ;YFS2=3.95 4.重合度系數(shù)Yε=0.25+0.75/εt =0.25+0.75/1.69=0.6938 5.許用應力 σFlim1=245MPa σFlim2=220Mpa 取SF=1.25 則 6.計算大小齒輪的并進行比較 < 取較大值代入公式進行計算 則有 =71.86<[σF]2 故滿足齒根彎曲疲勞強度要求 (6)幾何尺寸計算 d1=mZ=320=60 mm d2=mZ1=390=270 mm a=m (Z1+Z2)=3(20+90)/2=165 mm b=60 mm b2=60 取小齒輪寬度 b1=65 mm (7)驗算初選精度等級是否合適 齒輪圓周速度 v=πd1n1/(601000) =3.1460342.86/(601000) =1.08 m/s 可知選擇8級精度合適。 六、設計小結 (1) 從整體上來說通過詳細的計算和仔細的校核并且結合了實際情況,設計的過程基本正確,結果基本合理,可以滿足設計的要求。 (2) 通過這次機械設計課程的設計,綜合運用了機械設計課程和其他有關先修課程的理論,結合生產(chǎn)實際知識,培養(yǎng)分析和解決一般工程實際問題的能力,并使所學知識得到進一步鞏固、深化和擴展。   (3) 學習機械設計的一般方法,掌握通用機械零件、機械傳動裝置或簡單機械的設計原理和過程。   (4) 進行機械設計基本技能的訓練,如計算、繪圖、熟悉和運用設計資料(手冊、圖冊、標準和規(guī)范等)以及使用經(jīng)驗數(shù)據(jù),進行經(jīng)驗估算和數(shù)據(jù)處理等。 七、參考資料: 機械設計綜合課程設計 機械工業(yè)出版社 機械設計基礎 機械工業(yè)出版社 8

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