机械5

1.课题介绍： 由于科技的进步和人们生活水平的提高，生产设备和产品的更新，钢材不断提高产品产量和质量，提高生产率，降低原材料和能源的消耗及产品的成本提出了更高的要求。这也是和轧钢设备制造水平有关的重型机械制造和自动控制等科学技术的发展有密切关系., 本文首先对设计方案进行了介绍；并介绍了电动机的选择方法、箱体的设计、轴的设计、齿轮的设计、键的选择等，然后简要介绍了减速器装配的一些相关知识及技术说明;最后列出了设计过程中翻阅及参考过的文献。 2.任务要求及方案确定 a.传动方案：电动机带传动机齿轮传动滚筒 传动简图如图所视： b.该传动方案分析如下： 1.由于带传动承载能力较低，结构尺寸较其他形式大，故应放在传动系统的高速级，此时转速较高，在传递相同功率时的转矩减小，从而使带传动获得较为紧凑的结构尺寸，除此之外，带传动工作平衡，能缓冲吸振，被广泛应用。 2.齿轮传动承载能力较高，传递运动准确、平衡、传递功率和圆周速度范围很大，传动效率高，结构紧凑。 3.斜齿圆柱齿轮传动的平稳性，较直齿圆柱齿轮传动好，故有平稳性要求时，可采用斜齿圆柱齿轮传动。 根据以上分析可得：将带传动放在传动系统的高速级，齿轮传动放在传动系统的低速级，传动方案较为合理。 此外，根据本课题要求，该减速器采用展开式。 一、减速器装配图、零件图绘制 利用AutoCAD2004绘制装配图（1#，打印稿和电子稿各一份）和零件图（3#，打印稿和电子稿）。 二、设计说明书的撰写 1、设计说明书按学院规定的撰写格式、要求和纸张格式装订成册，内容顺序为：封面、中英文摘要、目录、说明书正文、参考书目录、小结、封底。 2、设计说明书的论证要有科学根据，要有说服力；计算部分须指出公式来源并说明公式中的符号所代表的意义，公式中所有常数或系数必须正确，计算结果要足够准确，计算中采用的数据及计算结果可列表表示 3、说明书要求章节分明，层次清楚，文理通顺，图表、简图规范、清晰，不得用徒手画。 1、根据设计任务，收集、阅读整理有关资料，拟订并确定设计方案； 1周 2、设计减速器，绘制草图，利用软件绘制装配图、零件图； 5周 3、编写说明书，整理并完成设计； 2周 4、设计成果审阅、评阅、答辩。 电动机的选择： 工业上一般使用三相交流电源，因此，当无特殊要求时均应选用交流电动机，其中以三相交流电动机使用最为广泛。我国新设计的Y系列三相鼠笼式异步电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，起结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体的场合，以及要求具有较好起动性能的机械。 电动机的型号的确定主要依据电动机的额定功率和同步转速。 1按照工作要求和条件选用Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机 2选择电动机容量 工作机所需容量为：Pw = FwVw/1000ηwKw 式中Fw=34KN Vw=27.1m/s带式输送机效率ηw=0.94 Pw=3.4×103/1000×0.94=97.92Kw 电动机的输出功率为：P=Pw/η 式中：η为电动机至滚筒主动轴之间的传动装置总效率 根据传动简图可查得：V带传动效率ηw=0.95 ，三对齿轮副效率ηw = 0.97；一对滚动轴承效率ηw=0.99；联轴器ηw=0.98；由此可得 η=η1η2η23η4=0.95x0.973x0.994x0.98=0.816 P0=Pw/0.816=97.92/0.816=120k
n 一般电动机的额定功率 PM=（1~1.3）P0=（1~1.3）X120=120~156kw 经查可取电动机额定功率为PM=150kw 3确定电动机的转速 滚筒转速为：
nw=60x1000Vw/πD=260r/mi
n V带传动比：i1=2~4 三级圆柱齿轮传动比i2=3~5 则总传动比范围为i= i1 i2=(2x3)~(4x5)=6~20 电动机可选择的转速范围应为
n=i
nw=(6~20)x260=1560~5200r/mi
n 电动机同步转速符合这一范围的型号为Y315s-2，其满载转速为
nm=2970r/mi
n 二、计算传动装置的总传动比并分配各级传动比 1传动装置的总传动比I=
nm/
nw=2970/53=56 2分配各级传动比I= i1 i2 为使V带的外轮廓尺寸不致过大，初选传动比i2=2 则齿轮传动比为：i2=9 i3=6 3计算传动装置的运动和动力参数 以下各轴符号代表： O轴电动机输出轴； Ⅰ轴减速器中的高速轴； Ⅱ轴齿轮轴； Ⅲ轴中间轴； Ⅳ轴减速器中的低速轴； Ⅴ轴低速轴；
n0=
n
n= 2970r/mi
n;
nⅠ=
n0/ i1=1485r/mi
n;
nⅡ=
nⅠ/ i2=165r/mi
n;
nⅢ=
nⅡ/i3=27.5r/mi
n;
nw =
nⅢ=27.5r/mi
n 各轴功率； P0=120kw; PⅠ= P0η1=120x0.95=114kw; PⅡ= PⅠη2η3 =114x0.97x0.99=109.47kw ; PⅢ= PⅡη2η3 =109.47x0.97x0.99=105.13kw; PⅣ= PⅣη2η3 =105.13x0.97x0.99=100.95kw; PⅤ= PⅣη3η4=100.95x0.99x0.98=97.95kw; 各轴转矩； T0=9.55x106 P0/
n0=9.55x106x120/2970=3.86x105 Nm TⅠ=9.55x106 P0/
nⅠ= 9.55x106 114/ 1485=7.33x105 Nm TⅡ=9.55x106 PⅡ/
nⅡ=9.55x106 x109.47/ 1485=6.28x105 Nm TⅢ=9.55x106 PⅢ/
nⅢ=9.55x106 x105.13/ 27.5=3.65x107 Nm TⅣ=9.55x106 PⅣ/
nⅣ=9.55x106x x100.95/ 27.5==3.51x107 Nm TⅤ=9.55x106 PⅤ/
nⅤ=9.55x106 x97.95/ 27.5==3.40x107 Nm 第三章铸造减速器箱体主要结构尺寸 3.1铸造减速器箱体主要结构尺寸: 1、箱座壁厚σ： 0.025a 3≥8 2地脚螺栓直径d1： d1＝0.036a 12＝16 3地脚螺栓数目
n：
n＝L B/200~300≥4
n=10 4轴承座尺寸D1 、D2 、D3 、D4、D5： D1=34 D2= 45 D3= 49 D4= 60 D5=55 5、箱体结合面处联接间距e： e＝180cm 6轴承座两旁的联结螺栓问题： S≈10cm 1）材料及热处理； 选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。 2）精度等级选用7级精度； 3）试选小齿轮齿数z1＝20，大齿轮齿数z2＝100的； 4）选取螺旋角。初选螺旋角β＝14° 2．按齿面接触强度设计 因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算 按式试算，即 dt≥ 50 1）确定公式内的各计算数值 （1）试选Kt＝1.6 （2）由图选取区域系数ZH＝2.433 （3）由表选取尺宽系数φd＝1 （4）由图查得εα1＝0.75，εα2＝0.87，则εα＝εα1＋εα2＝1.62 （5）查得材料的弹性影响系数ZE＝189.8Mpa （6）按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1＝600MPa；大齿轮的解除疲劳强度极限σHlim2＝550MPa； （7）由式计算应力循环次数 N1＝60
n1jLh＝60×192×1×（2×8×300×5）＝3.32×10e8 N2＝N1/5＝6.64×107 （8）查得接触疲劳寿命系数KHN1＝0.95；KHN2＝0.98 （9）计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1％，安全系数S＝1，由式得 [σH]1＝＝0.95×600MPa＝570MPa [σH]2＝＝0.98×550MPa＝539MPa