风力发电机变桨减速器设计方案说明书(BJJSQA)
BJJSQ1500A
风力发电机变桨减速器设计说明书
德阳东汽电站机械制造有限公司
2006-04-24目录
一、应用4
二、技术参数5
2.1齿轮箱5
2.2材料5
2.3大齿环和小齿轮5
2.3.1大齿环齿轮5
2.3.2小齿轮5
2.4小齿轮轴承5
2.5载荷6
2.5.1小齿轮力矩6
2.5.2轴承设计的载荷6
2.5.3电动机总量载荷6
三、传动系设计及校核6
3.1已知条件6
3.2方案设计6
3.2.1结构设计6
3.2.2齿形及精度7
3.2.3齿轮材料及其性能[1]7
3.2.4配齿及传动比计算7
3.3齿轮参数初步确定7
3.3.1按弯曲强度估算各级齿轮法向模数7
3.3.1.1 估算第一级法向模数7
3.3.1.2 估算第二级法向模数8
3.3.1.3 估算第三级法向模数8
3.3.2各级主要几何尺寸9
3.3.2.1 第一级主要几何尺寸9
3.3.2.2 第二级主要几何尺寸9
3.3.2.3 第三级主要几何尺寸9
3.4各级齿轮疲劳强度校核9
3.4.1第一级疲劳强度校核9
3.4.1.1 第一级外啮合齿面接触疲劳强度9
3.4.1.2 第一级外啮合齿根弯曲疲劳强度10
3.4.1.3 第一级内啮合齿面接触疲劳强度11
3.4.1.4 第一级内啮合齿根弯曲疲劳强度12
3.4.2第二级疲劳强度校核13
3.4.2.1 第二级外啮合齿面接触疲劳强度13
3.4.2.2 第二级外啮合齿根弯曲疲劳强度14
3.4.2.3 第二级内啮合齿面接触疲劳强度15
3.4.2.4 第二级内啮合齿根弯曲疲劳强度16
3.4.3第三级疲劳强度校核16
3.4.3.1 第三级外啮合齿面接触疲劳强度16
3.4.3.2 第三级外啮合齿根弯曲疲劳强度17
3.4.3.3 第三级内啮合齿面接触疲劳强度18
3.4.3.4 第三级内啮合齿根弯曲疲劳强度19
3.5齿轮静强度校核20
3.6传动装配条件验算21
3.6.1传动比条件21
3.6.2邻接条件21
3.6.3同心条件21
3.6.4装配条件21
3.7啮合参数21
3.8齿轮几何尺寸计算21
3.9传动效率计算22
3.10结构设计23
3.11轴承设计及校核23
3.11.1第一级行星轮轴承校核23
3.11.2第二级行星轮轴承校核24
3.11.3第三级行星轮轴承校核24
3.11.4输出轴轴承载荷校核25
3.12轴的强度校核26
3.12.1太阳轮轴强度计算26
3.12.2行星轮轴强度计算26
3.13鼓形齿联轴器接触强度计算26
3.13.1第二级鼓形齿联轴器26
3.13.2第三级鼓形齿联轴器27
3.14花键轴挤压强度校核28
四、润滑和密封28
五、运行和质量认可测试29
5.1空载实验29
5.2极端过载实验29
5.3疲劳测试29
5.4低温冲击实验29
六、环境条件29
七、防腐29
参考文献：29
一、应用
本手册是FD70A/FD77A风力发电机偏航减速器的结构说明和生产规范。
变桨减速器的主要作用是驱动变桨控制齿轮箱，用于调节风力发电机输出功率。当控制系统的测量实际功率值与设定值不匹配时，每只风轮叶片可以绕它的纵向轴旋转。其工作特点是间歇工作起停较为频繁，传递扭矩较大，传动比较高。
因其工作特点以及安装位置的限制，本设计采用三级行星齿轮减速机构。
二、技术参数
2.1齿轮箱
设计：带方便电机连接法兰 偏心率：小齿轮和驱动轴与装配法兰中心偏离1.5mm<不是对中）。 减速比：i=155.4 驱动电机旋转速度：额定：n =2420rpm 速度 =0~1700rpm 运行：n 运行 =4000rpm 最大：n 最大 效率：≥0.9 电机法兰：A250 2.2材料 小齿轮：18Cr2Ni4W，表面渗碳处理 轴承箱体：20CrMnTi 其他箱体：20CrMnTi 2.3大齿环和小齿轮 齿轮类型：内啮合部正齿，正常压力角20°，基准齿廓符合DIN 867 转轴中心距：744mm 2.3.1大齿环齿轮 模数：12mm 齿数z2：-139 齿宽b：100mm 齿形修正x2*m：-6mm按DIN3990 齿形质量：DIN 3967/12 e 27 齿面硬度：HRC50+5/475 HV 10 Rht=1.4+0.8mm <齿侧和齿根部硬度） 2.3.2小齿轮 模数：12mm 齿数：z1=15 齿宽b=100mm 齿形修正x1*m：6mm按DIN3990 齿形质量：DIN 3967/7 e 26，Ra最小=3.2磨亮 齿面硬度HRC58+4/600 HV 10 Rht=1.4+0.8mm<齿侧和齿根部硬度） 修形：制造商应给出能够得到最好的传动效果的建议，并且由东方汽轮机厂决定。 2.4小齿轮轴承 小齿轮轴承应采用一个小的预加载圆锥滚子轴承。 2.5载荷 2.5.1小齿轮力矩 M 最大力矩＝10500Nm 变化范围：ΔM 运行＝8300Nm 负荷循环次数：n=2.0*108 2.5.2轴承设计的载荷 齿轮的平均扭矩： M gear outlet =4150Nm 轴承额定寿命：L requ =66500h 2.5.3电动机总量载荷 直流电机安装在齿轮箱的B5法兰上。电机的总量是85Kg 。电机的重心在离B5法兰大约500mm 处。在运行期间的旋转运动给了整个齿轮箱变化的重力矩，负荷周期大约为 80108.1?=n 次循环。由电机自重的激励引起的力矩和风机在恶劣环境下产生的力矩叠加作用。这个额定激励力矩能根据周期为n=1.8*108负荷循环情况进行估计，然后再加上自重加速度为a=1g=9.81m/s 2三、传动系设计及校核 3.1 已知条件 额定输入功率：6.5 kW 额定输入转速：1700 rpm 额定输出转速：10.94 rpm 总传动比：155.4 效率： ≥0.9 3.2 方案设计 3.2.1 结构设计 本行星齿轮减速箱在结构上采用3级NGW 型行星传动，减速比大、传动效率高、结构紧凑、承载能力大。 各级行星轮系都由太阳轮、行星轮和内齿圈构成，其中1、2、3级行星轮个数为3个。各级之间，上一级的行星架与下一级太阳轮轴通过齿轮连轴器实现稳定连接。输出轴采用花键实现扭矩的传递。本设计进行了各级齿轮连轴器和花键连接的强度校核。综合考虑设计、制造及安装位置限制等因素，选择3级NGW 型行星减速器。 第一级选用行星架浮动； 第二级选用太阳轮与行星架同时浮动； 第三级选用太阳轮浮动。 3.2.2 齿形及精度 因属于低速传动，采用齿形角 20=n α的直齿轮传动，精度定为6级。 3.2.3 齿轮材料及其性能[1] 太阳轮和行星轮采用硬齿面，内齿轮用软齿面，以提高承载能力、减小尺寸。三级都采用相同的材料搭配。 太阳轮： 20CrMnTi ，渗碳淬火回火，表面硬度HRC56~62，σHlim =1500N·mm -2、σFlim =470 N·mm -2行星轮： 20CrMnTi ，表面淬火，渗碳淬火回火，表面硬度HRC56~62，σHlim =1500N·mm -2、σFlim =470 N·mm -2。因双向转动，实际σFlim =470*0.8=376 N·mm -2内齿圈： 20CrMnTi ，齿面渗碳淬火HRC56~60.，σHlim =1500 N·mm -2、σFlim =470 N·mm -23.2.4配齿及传动比计算 表1 分配传动比及各级配齿 传动级 z a 小齿轮 z c 行星齿轮 z b 内齿轮 b ax i 传动比 p n 行星数 模数m 第一级 17 43 103 7.0588 3 2 第二级 17 31 79 5.6471 3 2.5 第三级 20 19 58 3.9000 3 4 实际总传动比为：46.155 9000.36471.57.0588321=??=z z z z ＝总 3.3 齿轮参数初步确定 3.3.1 按弯曲强度估算各级齿轮法向模数 3 lim 21F d Fs A m n z Y KT A m σφ≥[2] (3-1> 3.3.1.1 估算第一级法向模数 (3-1>式中：6.12=m A (直齿轮 0=β>[2] 2.1=K (载荷平稳>[2] 15.1=cF K (尺寸精度为6级，转速超过300r/min>[3] 51.361700 5 .6954917009549=?== KW I P T N·m 00.1415.13 51.36=?=== cF s I A K C T T N·m 8.2=Fa Y ，54.1=Sa Y ( 20=α>，3.454.18.2=?==Sa Fa Fs Y Y Y [4] 735.034 251=== d b d ? 2.1376 17735.03.4142.16.12323 21=?????=≥Fp d Fs A m n z Y KT A m σφ，取2=n m mm 3.3.1.2 估算第二级法向模数 (3-1>式中：6.12=m A (直齿轮 0=β> 2.1=K (载荷平稳> 1=cF K (尺寸精度为6级，转速低于300r/min> 2570588.751.361=?=?=i T T I II N· m 8613 257 257=?=== cF s cF s II A K C K C T T N· m 8.2=Fa Y ，54.1=Sa Y ( 20=α>，3.454.18.2=?==Sa Fa Fs Y Y Y 588.05 .42251=== d b d ? 26.2376 17588.03.48616.12323 21=?????=≥Fp d Fs A m n z Y KT A m σφ，取5.2=n m mm 3.3.1.3 估算第三级法向模数 (3-1>式中：6.12=m A (直齿轮 0=β> 2.1=K (载荷平稳> 1=cF K (尺寸精度为6级，转速低于300r/min> 14516471.52572=?=?=i T T II III N·m 48313 1451 =?== cF s III A K C T T N·m 8.2=Fa Y ，54.1=Sa Y ( 20=α>，3.454.18.2=?==Sa Fa Fs Y Y Y 59.076 451=== d b d ? 66.3376 2059.03.448316.12323 21=?????=≥Fp d Fs A m n z Y KT A m σφmm ，取4=n m mm 3.3.2 各级主要几何尺寸 3.3.2.1 第一级主要几何尺寸 太阳轮分度圆直径：34=a d mm 行星轮分度圆直径：86=c d mm 内齿圈分度圆直径：206=b d mm 齿宽：25=b mm 3.3.2.2 第二级主要几何尺寸 太阳轮分度圆直径：5.42=a d mm 行星轮分度圆直径：5.77=c d mm 内齿圈分度圆直径：5.197=b d mm 齿宽：25=b mm 3.3.2.3 第三级主要几何尺寸 太阳轮分度圆直径：80=a d mm 行星轮分度圆直径：76=c d mm 内齿圈分度圆直径：240=b d mm 齿宽：45=b mm 3.4 各级齿轮疲劳强度校核 3.4.1 第一级疲劳强度校核 3.4.1.1 第一级外啮合齿面接触疲劳强度 计算接触应力[5]：u u b d F Z Z Z Z K K K K Z t E H H H V A B H 1 1+=βεαβσ 式中 1=B Z [10] 10.1=A K [11] 6.260000 ) 2401700(3460000 ) (=-??= -= ππx a X n n d v m/s ，05.1=V K [12] ()2.11)12.1(111=?-+=-+=H b H K μθβ[13] 0.1=αH K [14] 5.2=H Z [15] 2 /8.189mm N Z E =[16] 617.14311712.388.1cos 112.388.1=??? ??+?-=????? ?? ??? ??+-=βεαc a z z [17] 89.03 617 .1434=-=-= αεεZ [18] 1=βZ [20] 7871.13 3451.3620002000=???== CH A I t K c d T F N [21] 25=b mm 53.217 4312=== z z u [22] 57753 .21 53.22534787189.08.1895.212.105.11.1111=+??? ????????=+=u u b d F Z Z Z Z K K K K Z t E H H H V A B HA β εαβσN/mm 2 3.4.1.2 第一级外啮合齿根弯曲疲劳强度 计算弯曲应力[6]：αββεσF F V A Sa Fa n t F K K K K Y Y Y Y bm F = 式中 82315.13 3451 .3620002000=???== CF A I t K c d T F N [21] 25=b mm 2=n m mm 95.2=Faa Y ，36.2=Fac Y [23] 54.1=Saa Y ，68.1=Sac Y [24] 617.14311712.388.1cos 112.388.1=??? ??+?-=?? ??? ? ? ??? ??+-=βεαc a z z [17] 714.0617 .175 .025.075 .025.0=+ =+ =α εεY [19] 1=βY [25] 10.1=A K [11] 6.260000 ) 2401700(3460000 ) (=-??= -= ππx a X n n d v m/s ，05.1=V K [12] ()19.195.0)12.1(111=?-+=-+=F b F K μθβ[13] 0.1=αF K [14] 73119.105.11.11714.054.195.22 25823 =?????????= = αββεσF F V A Saa Faa n t Fa K K K K Y Y Y Y bm F N/mm 2 64119.105.11.11714.068.136.22 25823 =?????????= = αββεσF F V A Sac Fac n t Fc K K K K Y Y Y Y bm F N/mm 2 3.4.1.3 第一级内啮合齿面接触疲劳强度 计算接触应力：u u b d F Z Z Z Z K K K K Z t E H H H V A B H 1 1-=βεαβσ 式中 1=B Z [10] 10.1=A K [11] 6.260000 ) 2401700(3460000 ) (=-??= -= ππx a X n n d v m/s ，05.1=V K [12] ()1.11)11.1(111=?-+=-+=H b H K μθβ[13] 0.1=αH K [14] 5.2=H Z [15] 2 /8.189mm N Z E =[16] 837.110314312.388.1cos 112.388.1=??? ??-?-=?? ??? ? ? ??? ??--=βεαb c z z [17] 849.03 837 .1434=-=-= αεεZ [18] 1=βZ [20] 7871.13 3451.3620002000=???== CH A I t K c d T F N [21] 25=b mm 4.243 10312=== z z u [22] 2104 .21 4.225867871849.08.189 5.211.105.11.111 1=-??? ????????=-=u u b d F Z Z Z Z K K K K Z t E H H H V A B HA β εαβσN/mm 2 3.4.1.4 第一级内啮合齿根弯曲疲劳强度 计算弯曲应力：αββεσF F V A Sa Fa n t F K K K K Y Y Y Y bm F = 。只计算内齿轮。 式中 82315.13 3451 .3620002000=???== CF A I t K c d T F N [21] 25=b mm 2=n m mm 053.2=Fab Y [23] 65.2=Sab Y [24] 837.110314312.388.1cos 112.388.1=??? ??-?-=?? ??? ? ? ??? ??--=βεαb c z z [17] 658.0837 .175 .025.075 .025.0=+ =+ =α εεY [19] 1=βY [25] 10.1=A K [11] 6.260000 ) 2401700(3460000 ) (=-??= -= ππx a X n n d v m/s ，05.1=V K [12] ()09.195.0)11.1(111=?-+=-+=F b F K μθβ[13] 0.1=αF K [14] 81119.105.11.11658.065.2053.22 25823 =?????????= = αββεσF F V A Sab Fab n t Fb K K K K Y Y Y Y bm F N/mm 2 3.4.2 第二级疲劳强度校核 3.4.2.1 第二级外啮合齿面接触疲劳强度 计算接触应力：u u b d F Z Z Z Z K K K K Z t E H H H V A B H 1 1+=βεαβσ 式中 1=B Z [10] 10.1=A K [11] 44.060000 ) 43240(5.4260000 ) (=-??= -= ππx a X n n d v m/s ，0.1=V K [12] ()176.188.0)12.1(111=?-+=-+=H b H K μθβ[13] 0.1=αH K [14] 5.2=H Z [15] 2 /8.189mm N Z E =[16] 588.13111712.388.1cos 112.388.1=??? ??+?-=????? ?? ??? ??+-=βεαc a z z [17] 897.03 588 .1434=-=-= αεεZ [18] 1=βZ [20] 403113 5.4225720002000=???== CH A II t K c d T F N [21] 25=b mm 82.117 3112=== z z u [22] 1174 82 .11 82.1255.4240311897.08.1895.20.1176.111.1111=+??? ????????=+=u u b d F Z Z Z Z K K K K Z t E H H H V A B HA β εαβσN/mm 2 3.4.2.2 第二级外啮合齿根弯曲疲劳强度 计算弯曲应力：αββεσF F V A Sa Fa n t F K K K K Y Y Y Y bm F = 式中 403113 5.42257 20002000=???== CH A II t K c d T F N [21] 25=b mm 5.2=n m mm 95.2=Faa Y ，54.2=Fac Y [23] 54.1=Saa Y ，63.1=Sac Y [24] 588.13111712.388.1cos 112.388.1=??? ??+?-=????? ?? ??? ??+-=βεαc a z z [17] 722.0588 .175 .025.075 .025.0=+ =+ =α εεY [19] 1=βY [25] 10.1=A K [11] 44.060000 ) 43240(5.4260000 ) (=-??= -= ππx a X n n d v m/s ，0.1=V K [12] ()17.185.0)12.1(111=?-+=-+=F b F K μθβ[13] 0.1=αF K [14] 272 117.111.11722.054.195.25 .2254031 =?????????= = αββεσF F V A Saa Faa n t Fa K K K K Y Y Y Y bm F N/mm 2 248 117.111.11722.063.154.25 .2254031 =?????????= = αββεσF F V A Sac Fac n t Fc K K K K Y Y Y Y bm F N/mm 2 3.4.2.3 第二级内啮合齿面接触疲劳强度 计算接触应力：u u b d F Z Z Z Z K K K K Z t E H H H V A B H 1 1-=βεαβσ 式中 1=B Z [10] 10.1=A K [11] 44.060000 ) 43240(5.4260000 ) (=-??= -= ππx a X n n d v m/s ，0.1=V K [12] ()09.19.0)11.1(111=?-+=-+=H b H K μθβ[13] 0.1=αH K [14] 5.2=H Z [15] 2 /8.189mm N Z E =[16] 817.17913112.388.1cos 112.388.1=??? ??-?-=????? ?? ??? ??--=βεαb c z z [17] 853.03 817 .1434=-=-= αεεZ [18] 1=βZ [20] 403113 5.4225720002000=???== CH A II t K c d T F N [21] 20=b mm 55.231 7912=== z z u [22] 498 55 .21 55.2255.7740311853.08.1895.2109.111.1111=-??? ????????=-=u u b d F Z Z Z Z K K K K Z t E H H H V A B HA β εαβσN/mm 2 3.4.2.4 第二级内啮合齿根弯曲疲劳强度 计算弯曲应力：αββεσF F V A Sa Fa n t F K K K K Y Y Y Y bm F = 。只计算内齿轮。 式中 403113 5.42257 20002000=???== CH A II t K c d T F N [21] 25=b mm 5.2=n m mm 053.2=Fab Y [23] 65.2=Sab Y [24] 817.17913112.388.1cos 112.388.1=??? ??-?-=?? ??? ? ? ??? ??--=βεαb c z z [17] 663.0817 .175 .025.075 .025.0=+ =+ =α εεY [19] 1=βY [25] 10.1=A K [11] 44.060000 ) 43240(5.4260000 ) (=-??= -= ππx a X n n d v m/s ，0.1=V K [12] ()09.195.0)11.1(111=?-+=-+=F b F K μθβ[13] 0.1=αF K [14] 279 109.111.11663.065.2053.25 .2254031 =?????????= = αββεσF F V A Sab Fab n t Fb K K K K Y Y Y Y bm F N/mm 2 3.4.3 第三级疲劳强度校核 3.4.3.1 第三级外啮合齿面接触疲劳强度 计算接触应力：u u b d F Z Z Z Z K K K K Z t E H H H V A B H 1 1+=βεαβσ 式中 1=B Z [10] 10.1=A K [11] 13.060000 ) 1143(8060000 ) (=-??= -= ππx a X n n d v m/s ，0.1=V K [12] ()17.185.0)12.1(111=?-+=-+=H b H K μθβ[13] 0.1=αH K [14] 5.2=H Z [15] 2 /8.189mm N Z E =[16] 552.11912012.388.1cos 112.388.1=??? ??+?-=????? ?? ??? ??+-=βεαc a z z [17] 903.03 552 .1434=-=-= αεεZ [18] 1=βZ [20] 1208313 801451 20002000=???== CH A III t K c d T F N [21] 25=b mm 05.119 2012=== z z u [22] 124405 .11 05.14580120831903.08.1895.20.117.111.1111=+??? ????????=+=u u b d F Z Z Z Z K K K K Z t E H H H V A B HA β εαβσN/mm 2 3.4.3.2 第三级外啮合齿根弯曲疲劳强度 计算弯曲应力：αββεσF F V A Sa Fa n t F K K K K Y Y Y Y bm F = 式中 1208313 801451 20002000=???== CH A III t K c d T F N [21] 45=b mm 4=n m mm 81.2=Faa Y ，85.2=Fac Y [23] 54.1=Saa Y ，54.1=Sac Y [24] 552.11912012.388.1cos 112.388.1=??? ??+?-=?? ??? ? ? ??? ??+-=βεαc a z z [17] 733.0552 .175 .025.075 .025.0=+ =+ =α εεY [19] 1=βY [25] 10.1=A K [11] 13.060000 ) 1143(8060000 ) (=-??= -= ππx a X n n d v m/s ，0.1=V K [12] ()16.18.0)12.1(111=?-+=-+=F b F K μθβ[13] 0.1=αF K [14] 271116.111.11733.054.181.24 4512083 =?????????= = αββεσF F V A Saa Faa n t Fa K K K K Y Y Y Y bm F N/mm 2 275116.111.11733.054.185.24 4512083 =?????????= = αββεσF F V A Sac Fac n t Fc K K K K Y Y Y Y bm F N/mm 2 3.4.3.3 第三级内啮合齿面接触疲劳强度 计算接触应力：u u b d F Z Z Z Z K K K K Z t E H H H V A B H 1 1-=βεαβσ 式中 1=B Z [10] 10.1=A K [11] 13.060000 ) 1143(8060000 ) (=-??= -= ππx a X n n d v m/s ，0.1=V K [12] ()085.185.0)11.1(111=?-+=-+=H b H K μθβ[13] 0.1=αH K [14] 5.2=H Z [15] 2 /8.189mm N Z E =[16] 766.15811912.388.1cos 112.388.1=??? ??-?-=?? ??? ? ? ??? ??--=βεαb c z z [17] 863.03 766 .1434=-=-= αεεZ [18] 1=βZ [20] 1208313 801451 20002000=???== CH A III t K c d T F N [21] 20=b mm 05.319 5812=== z z u [22] 68905 .31 05.34576120831863.08.1895.21085.111.1111=-??? ????????=-=u u b d F Z Z Z Z K K K K Z t E H H H V A B HA β εαβσN/mm 2 3.4.3.4 第三级内啮合齿根弯曲疲劳强度 计算弯曲应力：αββεσF F V A Sa Fa n t F K K K K Y Y Y Y bm F = 。只计算内齿轮。 式中 1208313 801451 20002000=???== CH A III t K c d T F N [21] 45=b mm 4=n m mm 053.2=Fab Y [23] 65.2=Sab Y [24] 766.15811912.388.1cos 112.388.1=??? ??-?-=????? ????? ??--=βεαb c z z [17] 675.0766 .175 .025.075 .025.0=+ =+ =α εεY [19] 1=βY [25] 10.1=A K [11] 13.060000 ) 1143(8060000 ) (=-??= -= ππx a X n n d v m/s ，0.1=V K [12] ()085.185.0)11.1(111=?-+=-+=F b F K μθβ[13] 0.1=αF K [14] 2941085.111.11675.065.2053.24 4512083 =?????????= = αββεσF F V A Sab Fab n t Fb K K K K Y Y Y Y bm F N/mm 2 23.5 齿轮静强度校核 考虑到传动系的瞬时过载，按各级T max =1.5T 进行静强度校核。 对20CrMnTi ，25.66288375.0][=?=s σMpa 第一级太阳轮 4.102max =F σMpa 第一级行星轮 47.92max =F σMpa 第二级太阳轮 9.335max =F σMpa 第二级行星轮 7.310max =F σMpa 第三级太阳轮 6.373max =F σMpa 机械设计减速器设计说明书 系别： 专业： 学生姓名： 学号： 指导教师： 职称： 目录 第一部分拟定传动方案 (4) 第二部分电机动机的选择传动比的分配 (5) 2.1 电动机的选择 (5) 2.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比 (6) 第三部运动和动力分析........................... 第四部分齿轮设计计算.. (13) 4.1 高速级齿轮传动的设计计算 (13) 4.2 低速级齿轮传动的设计计算.............................. 第五部分传动轴和传动轴承及联轴器的设计 (25) 5.1 输入轴的设计 (25) 5.2 中间轴的设计 (30) 5.3 输出轴的设计 (35) 第六部分齿轮的结构设计及键的计算 (41) 6.1输入轴齿轮的结构设计及键选择与校核 (41) 6.2 中间轴齿轮的结构设计及键选择与校核 (41) 6.3 输出轴齿轮的结构设计及键选择与校核 (41) 第七部分轴承的选择及校核计算 (42) 7.3 输出轴的轴承计算与校核 (43) 设计小结 (49) 参考文献 (50) 第一部分拟定传动方案 1.1．初始数据 1.工作要求；设计一带式运输机上的传动装置，工作中有轻微振动，经常满载工作，空载启动，单向运转，单班制工作（每天8小时）运输带运输带容许误差为5%。减速器为小批量生产，使用年限为5年。 2.工况数据：F=2000N D=300mm V=1m/s 1.2. 传动方案特点 1.组成：传动装置由电机、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，要求轴有一定的刚度。 3.确定传动方案：考虑到电机转速较高采用二级直齿圆柱齿轮减速器，。 备选方案 方案一： 对场地空间有较大要求，操作较为便捷 方案二： 对场地要求较小，操作不便 1.3方案分析 目录 一、设计任务书 (1) 初始数据 (1) 设计步骤 (2) 二、传动装置总体设计方案 (2) # 传动方案特点 (2) 计算传动装置总效率 (3) 三、电动机的选择 (3) 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) 四、计算传动装置的运动和动力参数 (5) 五、V带的设计 (5) 六、齿轮传动的设计 (8) : 高速级齿轮传动的设计计算 (8) 低速级齿轮传动的设计计算 (12) 七、传动轴和传动轴承及联轴器的设计 (15) 高速轴的设计 (15) 中速轴的设计 (20) 低速轴的设计 (26) 八、键联接的选择及校核计算 (31) 高速轴键选择与校核 (31) ~ 低速轴键选择与校核 (31) 九、轴承的选择及校核计算 (31) 高速轴的轴承计算与校核 (31) 中速轴的轴承计算与校核 (32) 低速轴的轴承计算与校核 (33) 十、联轴器的选择 (33) 十一、减速器的润滑和密封 (34) 减速器的润滑 (34) | 减速器的密封 (35) 十二、减速器附件及箱体主要结构尺寸 (35) 附件的设计 (35) 箱体主要结构尺寸 (37) 设计小结 (38) 参考文献 (38) … 一、设计任务书 初始数据 设计带式运输机的传动装置，连续单向运转，工作中有轻微震动，空载启动，运输带允许误差为5%。工作年限：8年，每天工作班制：1班制，每年工作天数：300天，每天工作小时数：8小时。三相交流电源,电压380/220V。 装置总体设计方案 2、电动机的选择 3、计算传动装置的运动和动力参数 4、V带的设计 5、齿轮传动的设计 | 6、传动轴和传动轴承及联轴器的设计 7、键联接的选择及校核计算 8、轴承的选择及校核计算 风力发电机组变桨系统的维 护与检修 毕业顶岗实习报告书 专业：电力系统自动化技术（风电方向） 班级： 姓名： 顶岗实习单位：金风科技股份有限公司 校外指导师傅： 校内指导教师： 报告完成日期： 新疆农业大学 2015年6月 风力发电机组变桨系统的维护与检修 学生姓名： 专业班级： 学生诚信签名： 完成日期: 指导教师签收： 摘要 能源、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题。传统的化石燃料虽能解决能源短缺的问题，却给环境造成了很大的破坏，而风能具有无污染、可再生、低成本等 优点，所以其受到世界各国的重视。 可靠、高效的风力发电系统的研发己经成为新能源技术领域的热点。然而，因为风能具有不稳定性、能量密度低和随机性等特点，同时风电厂通常位于偏远地区甚至海上，自然条件比较恶劣，因此要求其控制系统必须能够实现自动化运行，并且要求控制系统有高可靠性。所以对风力发电机组尤其是大型风电机组的控制技术及风力发电后期的维护和检修就具有相当重要的意义。 本文首先在对风力发电原理，风电机组研究的基础上从变桨距风力机空气动力学研究入手，分析了变桨距控制的基本规律，再结合目前国内主流的变桨距控制技术分别设计出了液压变桨距控制，电动变桨距控制的方案，变桨距风机的维护和检修，最后在此基础上提出了一种较为理想的控制策——半桨主动失速控制。 关键词：变桨距控制，维护，检修 目录 摘要 (2) 一顶岗实习简历 (1) 二顶岗实习目的 (1) 三顶岗实习单位简介 (2) 目前行业发展地位 (2) 四顶岗实习内容 (3) 第一章变桨距系统 (3) 变桨距与定桨距 (5) 定桨距 (5) 变桨距 (5) 定桨距与变桨距的比较 (6) 而变桨距风力发电机可以克服上述定桨距风力发电机的缺点，在很宽的风速范围内保持最佳叶尖速比，从而提高风力机的运行效率和系统稳定性。变桨距风力发电机在变桨距的同时通过配合使用双馈发电机或永磁风力发电机，可以减轻风速突变产生的转距波动，减轻传动机构承受的扭矩波动，提高齿轮箱寿命，减少传动系统故障率。此外，可结合对电机的励磁控制，实现无电流冲击的软并网，使机组运行更加平稳安全[2]变桨矩调节原理 (7) 变桨距控制过程 (7) 变桨距风力机组的运行状态分析 (8) 启动状态 (8) 欠功率状态 (9) 额定功率状态 (9) 变桨距控制的特点 (9) 输出功率特性 (9) 风能利用率 (10) 额定功率 (10) 启动与制动性能 (10) 对机械部件的影响 (10) 第二章变桨矩系统的原理与结构 (11) 变桨矩调节原理 (11) 变桨矩系统分类 (11) a) 液压变桨矩 b) 电动变桨矩 (12) 图变桨矩系统的轮毂照片 (12) 风力发电机组变桨矩驱动装置比较和选择 (15) 液压变桨与电动变桨技术比较 (15) 见表[6]。 (15) 表液压变桨系统与电动变桨系统的比较 (15) 项目 (15) 液压变桨矩系统 (15) 电动变桨矩系统 (15) 桨矩调节 (15) 响应速度慢 (15) 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器2010年7月 目录 第一章前言 (2) 第二章课题题目及主要技术参数说明 (3) 2.1 课题题目 2.2传动方案分析及原始数据 第三章传动方案拟定和电动机选择 (7) 第四章减速器结构选择及相关性能参数计算 (9) 3.1 减速器结构 3.2动力运动参数计算 第五章齿轮的设计计算(包括小齿轮和大齿轮)………………………………………………………11. 4.1闭式齿轮传动设计 4.1.1单级齿轮选材 4.1.2单级齿轮的设计计算与强度校核 4.1.3单级齿轮的结构设计数据： 第六章轴的设计计算(从动轴) (18) 5.1Ⅰ轴（电动机轴）的尺寸设计 5.1.1Ⅰ轴的材料和热处理的选择 5.1.2Ⅰ轴几何尺寸的设计计算 5.2Ⅱ轴（输出轴）的尺寸设计和强度校核 5.2.1Ⅱ轴的材料和热处理的选择 5.2.2Ⅱ轴几何尺寸的设计计算 5.2.3Ⅱ轴的强度校核 第七章轴承、键和联轴器的选择 (32) 6.1 轴承的选择及校核 6.2 键的选择计算及校核 6.3 联轴器的选择 第八章减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算 (38) 7.1 润滑的选择确定 7.2 密封的选择确定 7.3箱体主要结构尺寸计算 7.4减速器附件的选择确定 第九章总结 (33) 参考文献 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 第一章前言 本论文主要内容是进行带式运输机的单级圆柱齿轮的设计计算，在设计计算中运用到了《机械设计基础》、《机械制图》、《工程力学》、《公差与互换性》等多门课程知识，并运用《AUTOCAD》软件进行绘图，因此是一个非常重要的综合实践环节,也是一次全面的、规范的实践训练。通过这次训练，使我们在众多方面得到了锻炼和培养。主要体现在如下几个方面： （1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。 （2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。 （3）另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方面的能力。 （4）加强了我们对Office软件中Word功能的认识和运用。 - 2 - 机械设计课程设计一年级减速器设计说明书 文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688] 课程设计题目： 系别： 专业班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 时间： 设计题目：带式输送机传动装置设计 一、传动方案简图 二、已知条件： 1、带式输送机的有关原始数据： 减速器齿轮类型：斜齿圆柱齿轮； 输送带工作拉力：F= kN； 运输带速度：v= r/min； 滚筒直径：D= 330 mm. 2、滚筒效率：η=（包括滚筒与轴承的效率损失）； 3、工作情况：使用期限8年，两班制（每年按300天计算），单向运转，转速误差不得超过±5%，载荷较平稳； 4、制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产； 5、动力来源：电力，三相交流，电压380／220V。 三、设计任务： 1、传动方案的分析和拟定 2、设计计算内容 1) 运动参数的计算，电动机的选择； 2) V带传动的设计计算； 3) 齿轮传动的设计计算； 4) 链传动的设计计算； 5) 轴的设计与强度计算； 6) 滚动轴承的选择与校核； 7) 键的选择与强度校核； 8) 联轴器的选择。 3、设计绘图： 1）减速器装配图一张（A0或A1图纸）； 2）零件工作图2张（低速级齿轮、低速轴，A2或A3图纸）； 3）设计计算说明书1份（>6000字）； 四、主要参考书目 [1]李育锡.机械设计课程设计[M].北京：高等教育出版社，2008. [2]濮良贵.机械设计（第八版）[M].北京：高等教育出版社，2006. [3]成大仙.机械设计手册（第5版）[M].北京：化学工业出版社，2007 风力发电机液压变桨系统简介 全球投入商业运行的兆瓦级以上风力发电机均采用了变桨距技术，变桨距控制与变频技术相配合，提高了风力发电机的发电效率和电能质量，使风力发电机在各种工况下都能够获得最佳的性能，减少风力对风机的冲击，它与变频控制一起构成了兆瓦级变速恒频风力发电机的核心技术。液压变桨系统具有单位体积小、重量轻、动态响应好、转矩大、无需变速机构且技术成熟等优点。本文将对液压变桨系统进行简要的介绍。 风机变桨调节的两种工况 风机的变桨作业大致可分为两种工况，即正常运行时的连续变桨和停止（紧急停止）状态下的全顺桨。风机开始启动时桨叶由90°向0°方向转动以及并网发电时桨叶在0°附近的调节都属于连续变桨。液压变桨系统的连续变桨过程是由液压比例阀控制液压油的流量大小来进行位置和速度控制的。当风机停机或紧急情况时，为了迅速停止风机，桨叶将快速转动到90°，一是让风向与桨叶平行，使桨叶失去迎风面；二是利用桨叶横向拍打空气来进行制动，以达到迅速停机的目的，这个过程叫做全顺桨。液压系统的全顺桨是由电磁阀全导通液压油回路进行快速顺桨控制的。 液压变桨系统 液压变桨系统由电动液压泵作为工作动力，液压油作为传递介质，电磁阀作为控制单元，通过将油缸活塞杆的径向运动变为桨叶的圆周运动来实现桨叶的变桨距。 液压变桨系统的结构 变桨距伺服控制系统的原理图如图1所示。变桨距控制系统由信号给定、比较器、位置（桨距）控制器、速率控制器、D/A转换器、执行机构和反馈回路组成。 图1 控制原理图 液压变桨执行机构的简化原理图如图2所示，它由油箱、液压动力泵、动力单元蓄压器、液压管路、旋转接头、变桨系统蓄压器以及三套独立的变桨装置组成，图中仅画出其中的一套变桨装置。 . . 东海科学技术学院 课程设计成果说明书 题目：机械设计减速器设计说明书院系：机电工程系 学生姓名： 专业：机械制造及其自动化 班级：C15机械一班 指导教师： 起止日期：2017．12.12-2018.1.3 东海科学技术学院教学科研部 浙江海洋大学东海科学技术学院课程设计成绩考核表 2017 —2018 学年第一学期 设计任务书一、初始数据 设计一级直齿圆柱齿轮减速器，初始数据T = 1500Nm，n = 33r/m，设计年限（寿命）：10年，每天工作班制（8小时/班）：3班制，每年工作天数：250天，三相交流电源,电压380/220V。 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 目录 第一部分设计任务书 (3) 第二部分传动装置总体设计方案 (6) 第三部分电动机的选择 (6) 3.1电动机的选择 (6) 3.2确定传动装置的总传动比和分配传动比 (7) 第四部分计算传动装置的运动和动力参数 (8) 第五部分V带的设计 (9) 5.1V带的设计与计算 (9) 5.2带轮的结构设计 (12) 第六部分齿轮传动的设计 (14) 第七部分传动轴和传动轴承及联轴器的设计 (20) 7.1输入轴的设计 (20) 7.2输出轴的设计 (26) 第八部分键联接的选择及校核计算 (34) 8.1输入轴键选择与校核 (34) 8.2输出轴键选择与校核 (35) 第九部分轴承的选择及校核计算 (35) 9.1输入轴的轴承计算与校核 (35) 9.2输出轴的轴承计算与校核 (36) 第十部分联轴器的选择 (37) 第十一部分减速器的润滑和密封 (38) 11.1减速器的润滑 (38) 机械设计课程设计说明书设计题目：一级直齿圆柱齿轮减速器班级学号： 学生姓名： 指导老师： 完成日期： 设计题目：一级直齿圆柱齿轮减速器 一、传动方案简图 二、已知条件： 1、有关原始数据： 运输带的有效拉力：F= KN 运输带速度：V=S 鼓轮直径：D=310mm 2、工作情况：使用期限8年，2班制（每年按300天计算），单向运转，转速误差不得超过±5%，载荷平稳； 3、工作环境：灰尘； 4、制造条件及生产批量：小批量生产； 5、动力来源：电力，三相交流，电压380／220V。 三、设计任务： 1、传动方案的分析和拟定 2、设计计算内容 1) 运动参数的计算，电动机的选择； 3) 带传动的设计计算； 2) 齿轮传动的设计计算； 4) 轴的设计与强度计算； 5) 滚动轴承的选择与校核； 6) 键的选择与强度校核； 7) 联轴器的选择。 3、设计绘图： 1）减速器装配图一张； 2）减速器零件图二张； 目录 一、传动方案的拟定及说明.......................................... 二、电机的选择 .................................................................... 1、电动机类型和结构型式....................................................... 2、电动机容量................................................................. P.......................................................... 3、电动机额定功率 m 4、电动机的转速 ............................................................... 5、计算传动装置的总传动....................................................... 三、计算传动装置的运动和动力参数.................................. 1．各轴转速................................................................... 2.各轴输入功率为(kW) ........................................................ 3.各轴输入转矩（N m） ........................................................ 四、传动件的设计计算.............................................. 1、设计带传动的主要参数....................................................... 2、齿轮传动设计............................................................... 五、轴的设计计算.................................................. 1、高速轴的设计............................................................... 2、低速轴的设计............................................................... 六、轴的疲劳强度校核.............................................. 1、高速轴的校核............................................................... 2、低速轴的校核............................................................... 七、轴承的选择及计算.............................................. 1、高速轴轴承的选择及计算..................................................... 2、低速轴的轴承选取及计算..................................................... 八、键连接的选择及校核............................................ 1、高速轴的键连接............................................................. 2、低速轴键的选取............................................................. 九、联轴器的选择.................................................. 十、铸件减速器机体结构尺寸计算表及附件的选择...................... 1、铸件减速器机体结构尺寸计算表............................................... 2、减速器附件的选择 (22) 十一、润滑与密封.................................................. 1、润滑....................................................................... 2、密封....................................................................... 机械设计课程设 计说明书 设计题目：一级直齿圆柱齿轮减速器班级学号： 学生姓名： 指导老师： 完成日期： 设计题目：一级直齿圆柱齿轮减速器 一、传动方案简图 二、已知条件： 1、有关原始数据： 运输带的有效拉力：F=1.47 KN 运输带速度：V=1.55m/S 鼓轮直径： D=310mm 2、工作情况：使用期限 8 年， 2 班制（每年按 300 天计算），单向运转，转速误差不得超过± 5%，载荷平稳； 3、工作环境：灰尘； 4、制造条件及生产批量：小批量生产； 5、动力来源：电力，三相交流，电压380／ 220V 。 三、设计任务： 1、传动方案的分析和拟定 2、设计计算内容 1)运动参数的计算，电动机的选择；3)带传动的设计计算； 2)齿轮传动的设计计算；4)轴的设计与强度计算； 5)滚动轴承的选择与校核；6)键的选择与强度校核； 7)联轴器的选择。 3、设计绘图： 1）减速器装配图一张； 2）减速器零件图二张； 目录 一、传动方案的拟定及说明...................................................................................................................................................错误！未定义书签。 二、电机的选择.................................................................................................................................................................................错误！未定义书签。 1、电动机类型和结构型式 ........................................................................................................................................错误！未定义书签。 2、电动机容量......................................................................................................................................................................错误！未定义书签。 3、电动机额定功率P m...........................................................................................................................................错误！未定义书签。 4、电动机的转速 ................................................................................................................................................................错误！未定义书签。 5、计算传动装置的总传动 ........................................................................................................................................错误！未定义书签。 三、计算传动装置的运动和动力参数...........................................................................................................................错误！未定义书签。 1．各轴转速............................................................................................................................................................................错误！未定义书签。 2.各轴输入功率为( kW ) ........................................................................................................................................错误！未定义书签。 3.各轴输入转矩（N m）.......................................................................................................................................错误！未定义书签。 四、传动件的设计计算...............................................................................................................................................................错误！未定义书签。 1、设计带传动的主要参数 ........................................................................................................................................错误！未定义书签。 2、齿轮传动设计 ................................................................................................................................................................错误！未定义书签。 五、轴的设计计算...........................................................................................................................................................................错误！未定义书签。 1、高速轴的设计 ................................................................................................................................................................错误！未定义书签。 2、低速轴的设计 (12) 六、轴的疲劳强度校核 (13) 1、高速轴的校核 (13) 2、低速轴的校核 (13) 七、轴承的选择及计算 (17) 1、高速轴轴承的选择及计算 (17) 2、低速轴的轴承选取及计算 (18) 八、键连接的选择及校核 (19) 1、高速轴的键连接 (19) 2、低速轴键的选取 (19) 九、联轴器的选择 (20) 十、铸件减速器机体结构尺寸计算表及附件的选择 (20) 1、铸件减速器机体结构尺寸计算表 (20) 2、减速器附件的选择 (22) 十一、润滑与密封 (21) 1、润滑 (21) 2、密封 (21) 十二、参考文献 (24) 工业大学华立学院 课程设计（论文） 课程名称机械设计基础课程设计 题目名称带式运输机传动装置 学生学部（系）机电与信息工程学部 专业班级12机械1班 学号10138 学生许建强 指导教师黄惠麟 2014年12月26日 工业大学华立学院 课程设计（论文）任务书 一、课程设计（论文）的容 1、传动装置及电动机的选择 2、传动装置的总体设计 3、传动件的设计与计算、润滑和密封 二、课程设计（论文）的要求与数据 1、工作条件：连续单向运转，载荷变化不大，空载启动，工作机效率为0.95；工作时间为10年，每年按300天，两班制工作（每班8小时）；运输带的速度允许误差为±5% 2、原始数据：运输带工作拉力F=3800 N；运输带速度v=1.6 m/s；滚筒直径Ｄ ＝320mm 三、课程设计（论文）应完成的工作 1、设计带式运输机的单级圆柱齿轮减速器装配图1。 2、绘制输出轴、大齿轮的零件图各1。 3、编写设计说明书1份。 四、课程设计（论文）进程安排 五、应收集的资料及主要参考文献 [1] .立德.机械设计基础课程设计.高等教育.2004 [2] .德志，伟华.机械设计基础课程设计.：冶金工业.1997 [3] .胡家秀.机械设计基础.机械工业.2007 [4] .可桢,程光蕴，仲生.机械设计基础. 高等教育.2006 [5] .良玉、机械设计基础.：东北大学.2000 [6] .常新中.机械设计. 化学工业.2007 [7] .裘文言,继祖.机械制图. 高等教育.2006 发出任务书日期：2014 年11月14 日指导教师签名： 计划完成日期：2014 年12月26 日教学单位责任人签章： 机械设计课程设计 目录 一、确定传动方案 (7) 二、选择电动机 (7) 一、选择电动机 (7) 二、计算传动装置的总传动比并分配各级传动比 (9) 三、计算传动装置的运动参数和动力参数 (9) 三、传动零件的设计计算 (10) （1）普通V带传动 (10) （2）圆柱齿轮设计 (12) 四、低速轴的结构设计 (14) （1）轴的结构设计 (14) （2）确定各轴段的尺寸 (15) （3）确定联轴器的尺寸 (16) （4）按扭转和弯曲组合进行强度校核 (16) 五、高速轴的结构设计 (18) 六、键的选择及强度校核 (19) 七、选择校核联轴器及计算轴承的寿命……………………………………… 20 八、选择轴承润滑与密封方式 (22) 九、箱体及附件的设计 (22) （1）箱体的选择 (23) （2）选择轴承端盖 (24) （3）确定检查孔与孔盖 (24) （4）通气孔 (24) （5）油标装置 (24) （6）螺塞 (24) （7）定位销 (24) （8）起吊装置 (25) （9）设计小结 (26) 十、参考文献 (27) 前言 设计目的:机械设计课程是培养学生具有机械设计能力的技术基础课。 课程设计则是机械设计课程的实践性教学环节，同时也是高等工科院校大多数专业学生第一次全面的设计能力训练，其目的是： 一、课程设计目的 （1）通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的的理论与实际知识去分析和解决机 械设计问题的能力。 （2）学习机械设计的一般方法，掌握机械设计的一般规律。 （3）通过制定设计方案，合理选择传动机构和零件类型，正确计算零件的工作能力，确定尺寸及掌握机械零件，以较全面的考虑制造工艺，使用和 维护要求，之后进行结构设计，达到了解和掌握机械零件，机械传动装 置或简单机械的设计过程和方法。 （4）学习进行机械设计基础技能的训练，例如：计算、绘图、查阅设计资料和手册、运用标准和规定。 二、课程设计内容 课程设计的内容主要包括：分析传动装置的总体方案；选择电动机；运动和 《机械设计》课程设计计算说明书设计题目：二级圆柱齿轮减速器 机电系：机械制造与自动化 班级：机制三班 设计者：汪国四 学号：062040339 指导教师：王忠生 二○○九年四月二十日 目录 第一章减速器概述 (1) 1.1 减速器的主要型式及其特性 (1) 1.2 减速器结构 (2) 1.3 减速器润滑 (3) 第二张减速箱原始数据及传动方案的选择 (5) 2.1原始数据 (5) 2.2传动方案选择 (5) 第三章电动机的选择计算 (8) 3.1 电动机选择步骤 (8) 3.1.1 型号的选择 (8) 3.1.2 功率的选择 (8) 3.1.3 转速的选择 (9) 3.2 电动机型号的确定 (9) 第四章轴的设计 (11) 4.1 轴的分类 (11) 4.2 轴的材料 (11) 4.3 轴的结构设计 (12) 4.4 轴的设计计算 (13) 4.4.1 按扭转强度计算 (13) 4.4.2 按弯扭合成强度计算 (14) 4.4.3 轴的刚度计算概念 (14) 4.4.4 轴的设计步骤 (15) 4.5 各轴的计算 (15) 4.5.1高速轴计算 (15) 4.5.2中间轴设计 (17) 4.5.3低速轴设计 (21) 4.6 轴的设计与校核 (23) 4.6.1高速轴设计 (23) 4.6.2中间轴设计 (24) 4.6.3低速轴设计 (24) 4.6.4高速轴的校核 (24) 第五章联轴器的选择 (26) 5.1 联轴器的功用 (26) 5.2 联轴器的类型特点 (26) 5.3 联轴器的选用 (26) 5.4 联轴器材料 (27) 第六章圆柱齿轮传动设计 (29) 6.1 齿轮传动特点与分类 (29) 6.2 齿轮传动的主要参数与基本要求 (29) 6.2.1 主要参数 (29) 6.2.2 精度等级的选择 (30) 6.2.3 齿轮传动的失效形式 (30) 6.3 齿轮参数计算 (31) 第七章轴承的设计及校核 (40) 7.1 轴承种类的选择 (40) 7.2 深沟球轴承结构 (40) 7.3 轴承计算 (41) 第八章箱体设计 (43) 第九章设计结论 (44) 第使章设计小结 (45) 第十一章. 参考文献 (46) 致谢 (47) 风力发电机变桨系统 1 综述 变桨系统的所有部件都安装在轮毂上。风机正常运行时所有部件都随轮毂以一定的速度旋转。 变桨系统通过控制叶片的角度来控制风轮的转速，进而控制风机的输出功率，并能够通过空气动力制动的方式使风机安全停机。 风机的叶片（根部）通过变桨轴承与轮毂相连，每个叶片都要有自己的相对独立的电控同步的变桨驱动系统。变桨驱动系统通过一个小齿轮与变桨轴承内齿啮合联动。 风机正常运行期间，当风速超过机组额定风速时（风速在12m/s到25m/s之间时），为了控制功率输出变桨角度限定在0度到30度之间（变桨角度根据风速的变化进行自动调整），通过控制叶片的角度使风轮的转速保持恒定。任何情况引起的停机都会使叶片顺桨到90度位置（执行紧急顺桨命令时叶片会顺桨到91度限位位置）。 变桨系统有时需要由备用电池供电进行变桨操作（比如变桨系统的主电源供电失效后），因此变桨系统必须配备备用电池以确保机组发生严重故障或重大事故的情况下可以安全停机（叶片顺桨到91度限位位置）。此外还需要一个冗余限位开关（用于95度限位），在主限位开关（用于91度限位）失效时确保变桨电机的安全制动。 由于机组故障或其他原因而导致备用电源长期没有使用时，风机主控就需要检查备用电池的状态和备用电池供电变桨操作功能的正常性。 每个变桨驱动系统都配有一个绝对值编码器安装在电机的非驱动端（电机尾部），还配有一个冗余的绝对值编码器安装在叶片根部变桨轴承内齿旁，它通过一个小齿轮与变桨轴承内齿啮合联动记录变桨角度。 风机主控接收所有编码器的信号，而变桨系统只应用电机尾部编码器的信号，只有当电机尾部编码器失效时风机主控才会控制变桨系统应用冗余编码器的信号。 2 变浆系统的作用 根据风速的大小自动进行调整叶片与风向之间的夹角实现风轮对风力发电机有一个恒定转速；利用空气动力学原理可以使桨叶顺浆90°与风向平行，使风机停机。 3 主要部件组成 机械设计基础课程设计说明书 设计题目带式输送机传动系统中的减速器机电系专业 级班 学生姓名 完成日期 指导教师 目录 第一章绪论 第二章课题题目及主要技术参数说明 2.1 课题题目 2.2 主要技术参数说明 2.3 传动系统工作条件 2.4 传动系统方案的选择 第三章减速器结构选择及相关性能参数计算 3.1 减速器结构 3.2 电动机选择 3.3 传动比分配 3.4 动力运动参数计算 3.5带的选择 第四章齿轮的设计计算(包括小齿轮和大齿轮) 4.1 齿轮材料和热处理的选择 4.2 齿轮几何尺寸的设计计算 4.2.1 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸 4.2.2 齿轮弯曲强度校核 4.2.3 齿轮几何尺寸的确定 4.3 齿轮的结构设计 第五章轴的设计计算(从动轴) 5.1 轴的材料和热处理的选择 5.2 轴几何尺寸的设计计算 5.2.1 按照扭转强度初步设计轴的最小直径 5.2.2 轴的结构设计 5.2.3 轴的强度校核 第六章轴承、键和联轴器的选择 6.1 轴承的选择及校核 6.2 键的选择计算及校核 6.3 联轴器的选择 第七章减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算 7.1 润滑的选择确定 7.2 密封的选择确定 7.3减速器附件的选择确定 7.4箱体主要结构尺寸计算 第八章总结 参考文献 第一章绪论 本论文主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算，在设计计算中运用到了《机械设计基础》、《机械制图》、《工程力学》、《公差与互换性》等多门课程知识，并运用《AUTOCAD》软件进行绘图，因此是一个非常重要的综合实践环节,也是一次全面的、规范的实践训练。通过这次训练，使我们在众多方面得到了锻炼和培养。主要体现在如下几个方面： （1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。 （2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。 （3）另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方面的能力。 （4）加强了我们对Office软件中Word功能的认识和运用。 机械设计课程设计说明书 参数选择： 总传动比：I=20 Z1=2 Z2=40 卷筒直径：D=530mm 运输带有效拉力：F=3500N 运输带速度：V=0.8m/s 一、 传动装置总体设计： 根据要求设计单级蜗杆减速器，传动路线为：电机——连轴器——减速器——连轴器——带式运输机。 根据生产设计要求该蜗杆减速器采用蜗杆下置式，采用此布置结构，由于蜗杆在蜗轮的下边，啮合处的冷却和润滑均较好。蜗轮及蜗轮轴利用平键作轴向固定。蜗杆及蜗轮轴均采用圆锥滚子轴承，承受径向载荷和轴向载荷的复合作用，为防止 轴外伸段箱润滑油漏失以及外界灰尘，异物侵入箱，在轴承盖中装有密封元件。 二、 电动机的选择： 可考虑采用Y 系列三相异步电动机。三相异步电动机的结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，启动性能好等优点。一般电动机的额定电压为380V 根据生产设计要求，该减速器卷筒直径D=530mm 。运输带的有效拉力F=3500N ，带速V=0.8m/s ，载荷平稳，常温下连续工作，工作环境多尘，电源为三相交流电，电压为380V 。 1、 按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭扇冷式结构，电压为380V ，Y 系列 2、 传动滚筒所需功率 3、 传动装置效率：（根据参考文献《机械设计课程设计》 席伟光 光 波 主编 高等教育 第34页表3-4得各级效率如下）其中： 蜗杆传动效率η1=0.70 滚动轴承效率（一对）η2=0.98 联轴器效率ηc =0.99 传动滚筒效率ηcy =0.96 所以： η=η1??η22?ηc2?ηcy =0.7×0.982×0.992×0.96=0.633 电动机所需功率： P r= P w/η=2.8/0.633=4.4KW 传动滚筒工作转速： n w＝60×1000×v /( ×D) ＝28.8r/min 根据容量和转速，根据参考文献《机械设计课程设计》席伟光光波主编高等教育第209页表9-39可查得所需的电动机Y系列三相异步电动机技术数据，查出有四种适用的电动机型号，因此有四种传动比方案，如下表: 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和减速器的传动比，可见第3方案比较适合。因此选定电动机机型号为Y132M2-6其主要性能查表9-40得相关数值如下表： 4.1蜗杆轴的输入功率、转速与转矩 P0 = P ed=5.5kw n0=960r/min 成绩东南大学成贤学院 课程设计报告 题目二级闭式圆柱齿轮减速器设计 课程名称机械设计课程设计 专业机械设计制造及其自动化 班级 13汽车2班 学生姓名仝思禹 学号 04112412 设计地点东南大学成贤学院 指导教师钱茹 设计起止时间：2015年9月7日至2015年9月25日 前言 减速器按传动和结构特点来划分有五类：齿轮减速器、蜗杆减速器、行星轮减速器、摆线针轮减速器和谐波齿轮减速器。这里我设计的是齿轮减速器。 齿轮减速器特点：1.结构简单，体积小，重量轻。2.传动比范围大。3.同时啮合的齿数多。4.承载能力大。5.运动精度高。6.运动平稳，无冲击，噪声小。7.齿侧间隙可以调整。8.传动效率高。9.同轴性好。10.可实现向密闭空间传递运动及动力。11.可实现高增速运动。12.方便的实现差速传动。 本文主要进行了电动机的选择计算、传动比计算、动力及动力参数计算、齿轮参数及寿命计算、轴承参数及寿命计算、最小轴径计算及轴的强度校核、键的选择及箱体尺寸计算。 本次设计综合运用机械设计及其他先修课的知识，进行机械设计训练，使已学知识得以巩固、加深和扩展；学习和掌握通用机械零件、部件、机械传动及一般机械的基本设计方法和步骤，培养学生工程设计能力和分析问题，解决问题的能力；提高我们在计算、制图、运用设计资料（手册、图册）进行经验估算及考虑技术决策等机械设计方面的基本技,同时给了我们练习电脑绘图的机会。 由于水平经验有限，本文有任何编写错误，敬请谅解。 仝思禹 2014.9.25 设计任务书 题目：二级圆柱齿轮减速器设计 一、传动方案图： 图 1 二、设计要求 1．设计用于带式运输机的传动装置。 2．连续单向运转，载荷较平稳，空载启动，运输带允许误差为5%。 3．使用期限为10年，小批量生产，两班制工作。 三、设计基本参数： 表1 设计参数表 数据组编号九（8） 工作机轴输入转矩T/（NM） 运输带卷筒工作转速n/(r/min) 1.20 卷筒直径D/mm 360 四、设计任务: 1、绘制一张设计草图。 2、完成减速器装配图1张（A1）；零件图2张（A3）。 3、编写一份设计计算说明书。机械设计减速器设计说明书范本(doc 40页)
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