❶ 鐑鏀剁缉鍖呰呮満鐨勫伐浣滃師鐞嗭紵
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❷ 全自动枕式包装机工作原理是什么
全自动枕式包装机用变频无段调速电机的运转, 通过三角皮带驱动齿链式无专级变速器转动。变速箱属内通过变速链条的调速, 得到了不同的运转速度 , 使纸膜输送长度的调整、变速箱的输出轴经过链条传动,带动纸膜压辊转动输送纸膜, 纸膜输出长度的设置可在齿链调速器上施行手工操作。
在包装过程中由光电跟踪色标进行监控。同时变速箱还通过多组链传动, 实现了包装物件。输送带、拉纸轮、压合轮、横封刀及成品输送带的运动。
输送带自动将被包装物件输送到包装位置, 包装在纸膜中然后经过加热后压合成型, 送至横封切刀处热合横封, 切断。再由输送带输出成品。
❸ 大倾角皮带输送机拖带装置怎样设计
【输送设备专家-上海永延机械为您解答】 1、采用花纹输送带的大倾角带式输送机
采用花纹输送带可在一定范围内增大物料的输送角度。有波浪形、棱锥形、鱼骨形、人字凸台形、圆凹坑形等花纹,花纹的高度为5-40mm。
花纹带式输送机的主要优点是可以采用标准的系列设备,输送能力大、结构简单、使用可靠,输送倾角可比光面输送带高十度至二十度。技术 经济分析表明,它的长度与费用比通用输送机减少百分之十六至百分之二十。输送当中具有中等湿度的物料时,可以采用振动式清扫装置或用卡普隆线的回转刷清扫,当输送潮湿或粘性物料时,可以采用水力清扫法。工业试验和理论研究表明,在输送倾角不太大时,选择合理地清扫装置,使用花纹带式输送机输送成件物品,细粒或松散货物,效果是显著的。
2、有横隔板输送带的大倾角带式输送机
在实际应用当中都力求采用普通标准输送带配以横隔板,在空载分支上配置特殊托辊,以避免输送带翻转长度的限制,另一方面使输送带磨损增大,由三辊式托辊组支承的大倾角输送机就是其中的一种。输送带的横隔板在承载分支上靠隔板本身向输送带中彼此搭接,输送带空载分支沿着圆盘形的托辊运行,而横隔板在圆盘之间通过。也可以采用从一个表面转到另一个表面铰接横隔板,这种横隔板用专门的铰接与输送带侧边联接,当输送带运行时,靠横向导轨将横隔板转到空载分支的上面,输送带的空载分支即可沿普通托辊运行。
具有横隔板和侧挡边的大倾角输送带,输送倾角能够达到六十度,当输送粉尘物料时,该输送机是最大倾角可以达到七十度至七十五度。采用通用带式输送机设备,仅用具有侧挡边的输送带代替普通输送带,输送能力提高零点五至一倍,输送机的总投资减少百分之四十。经济效益显著。缺点是输送带清扫困难,不宜运输粘性物料。
3、采用大槽角的大倾角带式输送机
大槽角提高输送倾角的原理是:输送带行程深槽形,输送带与物料之间产生挤压,使物料对输送带的摩擦力增大。有三种结构型式:
(1)输送带呈U形,输送带中间布置加强索;
(2)几组托辊将输送带托起形成深槽形;
(3)采用特殊托辊组,使输送带与物料之间产生挤压,使物料对输送带摩擦力增大。
以上几种深槽形带式输送机用于输送细块和中块散状物料,输送倾角为二十五度至三十度。其优点在于1、结构比其它大倾角输送机简单,用普通输送机的通用部件;适宜于多点驱动,可用普通输送带,在倾角不太大时,这种输送机很有发展前途;由于槽型角太大,货载横载面积大,因此在相同宽和相同带速下输送能力增大。
4、管型大倾角带式输送机
管型带式输送机是在槽型带式输送机基础上发展起来的一种新型设备,其工作原理是:物料受卷成管状得输送带侧压力作用,物料与输送带间的摩擦力增大,实现大倾角输送,其输送倾角达二十七度到四十七度;如果输送带上有花纹或凸台,则输送倾角可达到六十度以上。
5、压带式大倾角带式输送机
所谓压带式输送机就是将物料夹在两条输送带之间,随着输送带一起送。这种带式输送机是英国首先研制成功的,最大特点就是输送能力不随倾角变化,输送物产的最大倾角可以达九十度。物料在全封闭状态下输送,无落料和粉尘飞扬,所以容易实现高速输送。
更多皮带输送机设计及维护注意事项请参看http://www.yongyanssjx.com/proct/pdssj.html
❹ 如何 设计 带式输送机传动装置(急急急,谢谢大家了!!!)
一.已知条件:运输带工作拉力F=2000,运输带工卖举作速度V=1.8m/s。滚筒直径D=450mm,每日工作时速24T/h。传动不逆转,载荷平稳,工作年限5年。(启动载荷为名义载态唤荷的1.25倍,输送带的速度允许误差为5%)
二.应完成的工作
1.拟定、分析传动装置的设计方案
2.选择电动机,计算传动装置的运动和动力系数。
3.设计说明书一份帆配凯。
❺ 设计一皮带输送机的单级减速器,双班制工作,单向运转,传动平稳输送带速度允许误差为±5%
仅供参考啊一、前言
(一)
设计目的:
通过本课程设计将学过的基础理论知识进行综合应用,培养结构设计,计算能力,熟悉一般的机械装置设计过程。
(二)
传动方案的分析
机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要,是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外,还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。
本设计中原动机为电动机,工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动,第一级传动为带传动,第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。
带传动承载能力较低,在传递相同转矩时,结构尺寸较其他形式大,但有过载保护的优点,还可缓和冲击和振动,故布置在传动的高速级,以降低传递的转矩,减小带传动的结构尺寸。
齿轮传动的传动效率高,适用的功率和速度范围广,使用寿命较长,是现代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是单级直齿轮传动。
减速器的箱体采用水平剖分式结构,用HT200灰铸铁铸造而成。
二、传动系统的参数设计
原始数据:运输带的工作拉力F=0.2 KN;带速V=2.0m/s;滚筒直径D=400mm(滚筒效率为0.96)。
工作条件:预定使用寿命8年,工作为二班工作制,载荷轻。
工作环境:室内灰尘较大,环境最高温度35°。
动力来源:电力,三相交流380/220伏。
1
、电动机选择
(1)、电动机类型的选择: Y系列三相异步电动机
(2)、电动机功率选择:
①传动装置的总效率:
=0.98×0.99 ×0.96×0.99×0.96
②工作机所需的输入功率:
因为 F=0.2 KN=0.2 KN= 1908N
=FV/1000η
=1908×2/1000×0.96
=3.975KW
③电动机的输出功率:
=3.975/0.87=4.488KW
使电动机的额定功率P =(1~1.3)P ,由查表得电动机的额定功率P = 5.5KW 。
⑶、确定电动机转速:
计算滚筒工作转速:
=(60×v)/(2π×D/2)
=(60×2)/(2π×0.2)
=96r/min
由推荐的传动比合理范围,取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I’ =3~6。取V带传动比I’ =2~4,则总传动比理时范围为I’ =6~24。故电动机转速的可选范围为n’ =(6~24)×96=576~2304r/min
⑷、确定电动机型号
根据以上计算在这个范围内电动机的同步转速有1000r/min和1500r/min,综合考虑电动机和传动装置的情况,同时也要降低电动机的重量和成本,最终可确定同步转速为1500r/min ,根据所需的额定功率及同步转速确定电动机的型号为Y132S-4 ,满载转速 1440r/min 。
其主要性能:额定功率:5.5KW,满载转速1440r/min,额定转矩2.2,质量68kg。
2
、计算总传动比及分配各级的传动比
(1)、总传动比:i =1440/96=15
(2)、分配各级传动比:
根据指导书,取齿轮i =5(单级减速器i=3~6合理)
=15/5=3
3
、运动参数及动力参数计算
⑴、计算各轴转速(r/min)
=960r/min
=1440/3=480(r/min)
=480/5=96(r/min)
⑵计算各轴的功率(KW)
电动机的额定功率Pm=5.5KW
所以
P =5.5×0.98×0.99=4.354KW
=4.354×0.99×0.96 =4.138KW
=4.138×0.99×0.99=4.056KW
⑶计算各轴扭矩(N
❻ 设计胶带输送机的传动装置
一、摩擦传动理论
带式输送机所需的牵引力是通过驱动装置中的驱动滚筒与输送带间的摩擦作用而传递的,因而称为摩擦传动。为确保作用力的传递和牵引构件不在驱动轮上打滑,必须满足下列条件:
(1)牵引构件具有足够的张力;
(2)牵引带与驱动滚筒的接触表面有一定的粗糙度;
(3)牵引带在驱动轮上有足够大的围包角。
图l—22为一台带式输送机的简图。当驱动滚筒按顺时针方向转动时,通过它与输送带间的摩擦力驱动输送带沿箭头方向运动。
在输送带不工作时,带子上各点张力是相等的。当输送带运动时,各点张力就不等了。其大小取决于张紧力P0、运输机的生产率、输送带的速度、宽度、输送机长度、倾角、托辊结构性能等等。故输送带的张力由l点到4点逐渐增加,而在绕经驱动滚筒的主动段,由4点到l点张力逐渐减小。必须使输送带在驱动滚筒上的趋入点张力Sn大于奔离点张力S1,方能克服运行阻力,使输送带运动。此两点张力之差,即为驱动滚筒传递给输送带的牵引力W0。在数值上它等于输送带沿驱动滚筒围包弧上摩擦力的总和,即
W0=Sn-S1 (1—1)
趋入点张力Sn随输送带上负载的增加而增大,当负载过大时,致使(Sn-S1)之差值大于摩擦力,此时输送带在驱动滚筒上打滑而不能正常工作。该现象在选煤厂中可经常遇到。
Sn与S1应保持何种关系方能防止打滑,保证输送带正常工作,这是将要研究的问题。
在讨论前,先作如下假设:
(1)假设输送带是理想的挠性体,可以任意弯曲,不受弯曲应力影响;
(2)假设绕经驱动滚筒上的输送带的重力和所受的离心力忽略不计(因与输送带上张力和摩擦力相比数值很小)。
如图l—22b所示,在驱动滚筒上取一单元长为dl的输送带,对应的中心角即围包角为dα。当滚筒回转时,作用在这小段输送带两端张力分别为S及S+dS。在极限状态下,即摩擦力达到最大静摩擦力时,dS应为正压力dN与摩擦系数μ的乘积,即
dS=μdN
dN为滚筒给输送带以上的作用力总和。
列出该单元长度输送带受力平衡方程式为
由于dα很小,故sin(dα/2)≈(dα/2),cos(dα/2)≈1,上述方程组可简化为
略去二次微量:dSdα,解上述方程组得 .
通过在这段单元长度上输送带的受力分析,可以得到,当摩擦力达到最大极限值时,欲保持输送带不打滑,各参数间的关系应满足dS/S=μdα。以定积分方法解之,即可得出输送带在整个驱动滚筒围包弧上,在不打滑的极限平衡状态下,趋入点的Sn与奔离点的Sk之间的关系
解上式,得
式中 e——自然对数的底,e=2.718;
μ——驱动滚筒与输送带之间的摩擦系数;
——输送带在驱动滚筒上趋入点的最大张力;
S1一一输送带在驱动滚筒奔离点的张力;
α——输送带在驱动滚筒上的围包角,弧度。
上式)即挠性体摩擦驱动的欧拉公式。根据欧拉公式可以绘出在驱动滚筒围包弧上输送带张力变化的曲线,见图l—23中的bca'。
从上述分析可知,欧拉公式只是表达了趋入点张力为最大极限值时的平衡状态。而实际生产中载荷往往是不均衡的;而且,在欧拉公式讨论中,将输送带看作是不变形的挠性体,实际上输送带(如橡胶带)是一个弹性体,在张力作用下,要产生弹性伸长,其伸长量与张力值大小成正比。因此,输送带沿驱动滚筒圆周上的分布规律见图1—23中bca曲线变化(而不是bca’)。在BC弧内,输送带张力按欧拉公式之规律变化;到c点后,张力达到Sn值,在CA弧内,Sn值保持不变。也就是说为了防止输送带在驱动滚筒上打滑,应使趋入点的实际张力Sn小于极限状态下的最大张力值,即
既然输送带是弹性体,那么,在受力后就要产生弹性伸长变形。这是弹性体与刚性体最本质的区别。受力愈大,变形也愈大,而输送带张力是由趋入点向奔离点逐渐减小,即在趋入点输送带被拉长的部分,在向奔离点运动过程中,随着张力的减小而逐渐收缩,从而使输送带与滚筒问产生相对滑动,这种滑动称为弹性滑动或弹性蠕动(它与打滑现象不同)。显然,弹性滑动只发生于输送带在驱动滚筒围包弧上有张力变化的一段弧内。产生弹性滑动的这一段围包弧,称为滑动弧,即图l-23中的BC弧,滑动弧所对应的中心角称为滑动角,即λ角;不产生弹性滑动的围包弧,称为静止弧(图中的CA弧),静止弧所对应的中心角,称为静止角,即图中γ角。滑动弧两端的张力差,即为驱动滚筒传递给输送带的牵引力。由此可见,只有存在滑动弧,驱动滚筒才能通过摩擦将牵引力传递给输送带;在静止弧内不传递牵引力,但它保证驱动装置具有一定的备用牵引力。
当输送机上负载增加时,趋入点张力Sn增大,滑动弧及对应的滑动角也相应均要增大,而静止弧及静止角则随之减小。图1—23中的C点向A点靠拢,当趋入点张力Sn增大至极限值Snmax时,则整个围包弧BA弧都变成了滑动弧,即C点与A点重合,整个围包角都变成了滑动角(λ=α,γ=0)。这时驱动滚筒上传送的牵引力达到最大值的极限摩擦力:
(1—4)
若输送机上的负荷再增加,即 ,这时.输送带将在驱动滚筒上打滑,输送机则不能正常工作。
二、提高牵引力的途径
根据库擦传动的理论及式(1—4)均可以看出,提高带式输送机的牵引力可以采用以下三种方法:
(1)增加奔离点的张力S1,以提高牵引力。具体的措施是通过张紧输送机的拉紧装置来实现。随着S1的增大,输送带上的最大张力也相应增大,就要求提高输送带的强度,这种做法是不经济的,在技术上也不合理。
(2)改善驱动滚筒表面的状况,以得到较大的摩擦系数μ,由表1—29可知,胶面滚筒的摩擦系数比光面滚筒大,环境干燥时比潮湿时大,所以,可以采用包胶、铸塑,或者采用在胶面上压制花纹的方法来提高摩擦系数。
(3)采用增加输送带在驱动滚筒上的围包角来提高牵引力。其具体措施是增设改向滚筒(即增面轮)可使包角由180°增至210°-240°必要时采用双滚筒驱动。
三、刚性联系双滚筒驱动牵引力及其分配比朗确定
刚性联系双滚筒和单滚筒相比,增加一个主动滚筒:当两个滚筒的直径相等时其角度是相同的(图1—24)。从图l—24中可以看出,输送带由滚筒②的C点到滚筒①的B点时,这两点之间除了一小段(BC段)胶带的臼重外,张力没有任何变化,故B点可看作C点的继续。因而刚性联系的双滚筒与单滚筒实质上是相同的,因为滑动弧随着张力增大而增大这一规律对它同样适用的。
S1及μ值在一定的情况下,而且μl=μ2,只有当滚筒②传递的牵引力达到极限值时,滚筒①才开始传递牵引力。设λ1、λ2、γ1、γ2、α1、α2分别为第①及第②滚筒的滑动角,静止角及围包角、则在λ2=α2,λ1=0的情况下,静止弧仅存在于滚筒①上。当λ2=α2时,λ1=α1-γ1时,输送带在两个主动滚筒上张力变化曲线如图1—24所示。
滚筒②可能传递的最大牵引力为
滚筒①可能传递的最大牵引力为
式中 S’——两滚筒间输送带上的张力。
驱动装置可能传递总的最大牵引力为
式中 α——总围包角
两滚筒可能传递的最大牵引力之比为
在一般情况下: 因而
(1-5)
显然,当第①滚筒上传递的牵引力未达到极限时,即 时,则两驱动滚筒传递的牵引力之比为
由上式可知,当总的牵引力W0和张力S1一定时,若μ值增加,则第⑧个驱动滚筒传递的牵引力WII增大,而WI减小。反之,若μ值减小时,则WI增大(因W0=WI+WII为一定值)。
由此可以看出:刚性联系的双滚筒驱动装置,其滚筒牵引力的分配比值随摩擦系数的变化而改变。但由式(1-5)可知,驱动滚筒①可能传递的最大牵引力等于滚筒⑨的 倍这一比值是不变的。
刚性联系的双驱动滚筒缺点是已设计的牵引力分配比值,只适用于一定的荷载和一定的摩擦系数。当荷载变化,其比例也就被破坏了。此外,还由于大气潮湿程度的变化,两滚筒的表面清洁程度的不同,摩擦系数也发生了变化,其分配比实际上不可能保持定值。
❼ 设计带式输送机传动装置
下面是解题步骤,将其中的力,速度,直径数值给换一下就行了,其他数据不用变
(1)工作轴需要功率
Pe =F*V=8×1.4=11.2KW
(2)电机所需的工作功率:
P工作=Pe/η0
=11.2/×0.8692
=12.8854KW
选择电动机额定功率 13KW
其中η0=η带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×ηw
=0.96×0.992×0.97×0.992×0.96
=0.8962
3、确定电动机转速:
滚筒工作转速:
n筒=60×1000V/πD
=60×1000×1.4/π×400
=66.8451r/min
计算各轴的功率(KW)
P0=P工作=12.8854KW
PI=P0×η1=12.8854×0.96=12.3700KW
PII=PI×η轴承×η齿轮=12.3700×0.99×0.97
=11.8789KW
带式运输机P= PII×η联轴器=11.8789×0.992=11.7839kw
计算各轴转速(r/min)
N0= =970r/min
nI=n0/i带=970/4.8371=200.5334(r/min)
nII=nI/i齿轮=200.5334/3=66.8445(r/min)
运输机轴n= nII=66.8445(r/min)
计算各轴扭矩(N
❽ 带式输送机传动装置设计
仅供参考
一、传动方案拟定
第二组第三个数据:设计带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器
(1) 工作条件:使用年限10年,每年按300天计算,两班制工作,载荷平稳。
(2) 原始数据:滚筒圆周力F=1.7KN;带速V=1.4m/s;
滚筒直径D=220mm。
运动简图
二、电动机的选择
1、电动机类型和结构型式的选择:按已知的工作要求和 条件,选用 Y系列三相异步电动机。
2、确定电动机的功率:
(1)传动装置的总效率:
η总=η带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒
=0.96×0.992×0.97×0.99×0.95
=0.86
(2)电机所需的工作功率:
Pd=FV/1000η总
=1700×1.4/1000×0.86
=2.76KW
3、确定电动机转速:
滚筒轴的工作转速:
Nw=60×1000V/πD
=60×1000×1.4/π×220
=121.5r/min
根据【2】表2.2中推荐的合理传动比范围,取V带传动比Iv=2~4,单级圆柱齿轮传动比范围Ic=3~5,则合理总传动比i的范围为i=6~20,故电动机转速的可选范围为nd=i×nw=(6~20)×121.5=729~2430r/min
符合这一范围的同步转速有960 r/min和1420r/min。由【2】表8.1查出有三种适用的电动机型号、如下表
方案 电动机型号 额定功率 电动机转速(r/min) 传动装置的传动比
KW 同转 满转 总传动比 带 齿轮
1 Y132s-6 3 1000 960 7.9 3 2.63
2 Y100l2-4 3 1500 1420 11.68 3 3.89
综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比,比较两种方案可知:方案1因电动机转速低,传动装置尺寸较大,价格较高。方案2适中。故选择电动机型号Y100l2-4。
4、确定电动机型号
根据以上选用的电动机类型,所需的额定功率及同步转速,选定电动机型号为
Y100l2-4。
其主要性能:额定功率:3KW,满载转速1420r/min,额定转矩2.2。
三、计算总传动比及分配各级的传动比
1、总传动比:i总=n电动/n筒=1420/121.5=11.68
2、分配各级传动比
(1) 取i带=3
(2) ∵i总=i齿×i 带π
∴i齿=i总/i带=11.68/3=3.89
四、运动参数及动力参数计算
1、计算各轴转速(r/min)
nI=nm/i带=1420/3=473.33(r/min)
nII=nI/i齿=473.33/3.89=121.67(r/min)
滚筒nw=nII=473.33/3.89=121.67(r/min)
2、 计算各轴的功率(KW)
PI=Pd×η带=2.76×0.96=2.64KW
PII=PI×η轴承×η齿轮=2.64×0.99×0.97=2.53KW
3、 计算各轴转矩
Td=9.55Pd/nm=9550×2.76/1420=18.56N?m
TI=9.55p2入/n1 =9550x2.64/473.33=53.26N?m
TII =9.55p2入/n2=9550x2.53/121.67=198.58N?m
五、传动零件的设计计算
1、 皮带轮传动的设计计算
(1) 选择普通V带截型
由课本[1]P189表10-8得:kA=1.2 P=2.76KW
PC=KAP=1.2×2.76=3.3KW
据PC=3.3KW和n1=473.33r/min
由课本[1]P189图10-12得:选用A型V带
(2) 确定带轮基准直径,并验算带速
由[1]课本P190表10-9,取dd1=95mm>dmin=75
dd2=i带dd1(1-ε)=3×95×(1-0.02)=279.30 mm
由课本[1]P190表10-9,取dd2=280
带速V:V=πdd1n1/60×1000
=π×95×1420/60×1000
=7.06m/s
在5~25m/s范围内,带速合适。
(3) 确定带长和中心距
初定中心距a0=500mm
Ld=2a0+π(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0
=2×500+3.14(95+280)+(280-95)2/4×450
=1605.8mm
根据课本[1]表(10-6)选取相近的Ld=1600mm
确定中心距a≈a0+(Ld-Ld0)/2=500+(1600-1605.8)/2
=497mm
(4) 验算小带轮包角
α1=1800-57.30 ×(dd2-dd1)/a
=1800-57.30×(280-95)/497
=158.670>1200(适用)
(5) 确定带的根数
单根V带传递的额定功率.据dd1和n1,查课本图10-9得 P1=1.4KW
i≠1时单根V带的额定功率增量.据带型及i查[1]表10-2得 △P1=0.17KW
查[1]表10-3,得Kα=0.94;查[1]表10-4得 KL=0.99
Z= PC/[(P1+△P1)KαKL]
=3.3/[(1.4+0.17) ×0.94×0.99]
=2.26 (取3根)
(6) 计算轴上压力
由课本[1]表10-5查得q=0.1kg/m,由课本式(10-20)单根V带的初拉力:
F0=500PC/ZV[(2.5/Kα)-1]+qV2=500x3.3/[3x7.06(2.5/0.94-1)]+0.10x7.062 =134.3kN
则作用在轴承的压力FQ
FQ=2ZF0sin(α1/2)=2×3×134.3sin(158.67o/2)
=791.9N
2、齿轮传动的设计计算
(1)选择齿轮材料与热处理:所设计齿轮传动属于闭式传动,通常
齿轮采用软齿面。查阅表[1] 表6-8,选用价格便宜便于制造的材料,小齿轮材料为45钢,调质,齿面硬度260HBS;大齿轮材料也为45钢,正火处理,硬度为215HBS;
精度等级:运输机是一般机器,速度不高,故选8级精度。
(2)按齿面接触疲劳强度设计
由d1≥ (6712×kT1(u+1)/φ[σH]2)1/3
确定有关参数如下:传动比i齿=3.89
取小齿轮齿数Z1=20。则大齿轮齿数:Z2=iZ1= ×20=77.8取z2=78
由课本表6-12取φd=1.1
(3)转矩T1
T1=9.55×106×P1/n1=9.55×106×2.61/473.33=52660N?mm
(4)载荷系数k : 取k=1.2
(5)许用接触应力[σH]
[σH]= σHlim ZN/SHmin 由课本[1]图6-37查得:
σHlim1=610Mpa σHlim2=500Mpa
接触疲劳寿命系数Zn:按一年300个工作日,每天16h计算,由公式N=60njtn 计算
N1=60×473.33×10×300×18=1.36x109
N2=N/i=1.36x109 /3.89=3.4×108
查[1]课本图6-38中曲线1,得 ZN1=1 ZN2=1.05
按一般可靠度要求选取安全系数SHmin=1.0
[σH]1=σHlim1ZN1/SHmin=610x1/1=610 Mpa
[σH]2=σHlim2ZN2/SHmin=500x1.05/1=525Mpa
故得:
d1≥ (6712×kT1(u+1)/φ[σH]2)1/3
=49.04mm
模数:m=d1/Z1=49.04/20=2.45mm
取课本[1]P79标准模数第一数列上的值,m=2.5
(6)校核齿根弯曲疲劳强度
σ bb=2KT1YFS/bmd1
确定有关参数和系数
分度圆直径:d1=mZ1=2.5×20mm=50mm
d2=mZ2=2.5×78mm=195mm
齿宽:b=φdd1=1.1×50mm=55mm
取b2=55mm b1=60mm
(7)复合齿形因数YFs 由课本[1]图6-40得:YFS1=4.35,YFS2=3.95
(8)许用弯曲应力[σbb]
根据课本[1]P116:
[σbb]= σbblim YN/SFmin
由课本[1]图6-41得弯曲疲劳极限σbblim应为: σbblim1=490Mpa σbblim2 =410Mpa
由课本[1]图6-42得弯曲疲劳寿命系数YN:YN1=1 YN2=1
弯曲疲劳的最小安全系数SFmin :按一般可靠性要求,取SFmin =1
计算得弯曲疲劳许用应力为
[σbb1]=σbblim1 YN1/SFmin=490×1/1=490Mpa
[σbb2]= σbblim2 YN2/SFmin =410×1/1=410Mpa
校核计算
σbb1=2kT1YFS1/ b1md1=71.86pa< [σbb1]
σbb2=2kT1YFS2/ b2md1=72.61Mpa< [σbb2]
故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够
(9)计算齿轮传动的中心矩a
a=(d1+d2)/2= (50+195)/2=122.5mm
(10)计算齿轮的圆周速度V
计算圆周速度V=πn1d1/60×1000=3.14×473.33×50/60×1000=1.23m/s
因为V<6m/s,故取8级精度合适.
六、轴的设计计算
从动轴设计
1、选择轴的材料 确定许用应力
选轴的材料为45号钢,调质处理。查[2]表13-1可知:
σb=650Mpa,σs=360Mpa,查[2]表13-6可知:[σb+1]bb=215Mpa
[σ0]bb=102Mpa,[σ-1]bb=60Mpa
2、按扭转强度估算轴的最小直径
单级齿轮减速器的低速轴为转轴,输出端与联轴器相接,
从结构要求考虑,输出端轴径应最小,最小直径为:
d≥C
查[2]表13-5可得,45钢取C=118
则d≥118×(2.53/121.67)1/3mm=32.44mm
考虑键槽的影响以及联轴器孔径系列标准,取d=35mm
3、齿轮上作用力的计算
齿轮所受的转矩:T=9.55×106P/n=9.55×106×2.53/121.67=198582 N
齿轮作用力:
圆周力:Ft=2T/d=2×198582/195N=2036N
径向力:Fr=Fttan200=2036×tan200=741N
4、轴的结构设计
轴结构设计时,需要考虑轴系中相配零件的尺寸以及轴上零件的固定方式,按比例绘制轴系结构草图。
(1)、联轴器的选择
可采用弹性柱销联轴器,查[2]表9.4可得联轴器的型号为HL3联轴器:35×82 GB5014-85
(2)、确定轴上零件的位置与固定方式
单级减速器中,可以将齿轮安排在箱体中央,轴承对称布置
在齿轮两边。轴外伸端安装联轴器,齿轮靠油环和套筒实现
轴向定位和固定,靠平键和过盈配合实现周向固定,两端轴
承靠套筒实现轴向定位,靠过盈配合实现周向固定 ,轴通
过两端轴承盖实现轴向定位,联轴器靠轴肩平键和过盈配合
分别实现轴向定位和周向定位
(3)、确定各段轴的直径
将估算轴d=35mm作为外伸端直径d1与联轴器相配(如图),
考虑联轴器用轴肩实现轴向定位,取第二段直径为d2=40mm
齿轮和左端轴承从左侧装入,考虑装拆方便以及零件固定的要求,装轴处d3应大于d2,取d3=4 5mm,为便于齿轮装拆与齿轮配合处轴径d4应大于d3,取d4=50mm。齿轮左端用用套筒固定,右端用轴环定位,轴环直径d5
满足齿轮定位的同时,还应满足右侧轴承的安装要求,根据选定轴承型号确定.右端轴承型号与左端轴承相同,取d6=45mm.
(4)选择轴承型号.由[1]P270初选深沟球轴承,代号为6209,查手册可得:轴承宽度B=19,安装尺寸D=52,故轴环直径d5=52mm.
(5)确定轴各段直径和长度
Ⅰ段:d1=35mm 长度取L1=50mm
II段:d2=40mm
初选用6209深沟球轴承,其内径为45mm,
宽度为19mm.考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为20mm,通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度,并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定,为此,取该段长为55mm,安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故II段长:
L2=(2+20+19+55)=96mm
III段直径d3=45mm
L3=L1-L=50-2=48mm
Ⅳ段直径d4=50mm
长度与右面的套筒相同,即L4=20mm
Ⅴ段直径d5=52mm. 长度L5=19mm
由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=96mm
(6)按弯矩复合强度计算
①求分度圆直径:已知d1=195mm
②求转矩:已知T2=198.58N?m
③求圆周力:Ft
根据课本P127(6-34)式得
Ft=2T2/d2=2×198.58/195=2.03N
④求径向力Fr
根据课本P127(6-35)式得
Fr=Ft?tanα=2.03×tan200=0.741N
⑤因为该轴两轴承对称,所以:LA=LB=48mm
(1)绘制轴受力简图(如图a)
(2)绘制垂直面弯矩图(如图b)
轴承支反力:
FAY=FBY=Fr/2=0.74/2=0.37N
FAZ=FBZ=Ft/2=2.03/2=1.01N
由两边对称,知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为
MC1=FAyL/2=0.37×96÷2=17.76N?m
截面C在水平面上弯矩为:
MC2=FAZL/2=1.01×96÷2=48.48N?m
(4)绘制合弯矩图(如图d)
MC=(MC12+MC22)1/2=(17.762+48.482)1/2=51.63N?m
(5)绘制扭矩图(如图e)
转矩:T=9.55×(P2/n2)×106=198.58N?m
(6)绘制当量弯矩图(如图f)
转矩产生的扭剪文治武功力按脉动循环变化,取α=0.2,截面C处的当量弯矩:
Mec=[MC2+(αT)2]1/2
=[51.632+(0.2×198.58)2]1/2=65.13N?m
(7)校核危险截面C的强度
由式(6-3)
σe=65.13/0.1d33=65.13x1000/0.1×453
=7.14MPa< [σ-1]b=60MPa
∴该轴强度足够。
主动轴的设计
1、选择轴的材料 确定许用应力
选轴的材料为45号钢,调质处理。查[2]表13-1可知:
σb=650Mpa,σs=360Mpa,查[2]表13-6可知:[σb+1]bb=215Mpa
[σ0]bb=102Mpa,[σ-1]bb=60Mpa
2、按扭转强度估算轴的最小直径
单级齿轮减速器的低速轴为转轴,输出端与联轴器相接,
从结构要求考虑,输出端轴径应最小,最小直径为:
d≥C
查[2]表13-5可得,45钢取C=118
则d≥118×(2.64/473.33)1/3mm=20.92mm
考虑键槽的影响以系列标准,取d=22mm
3、齿轮上作用力的计算
齿轮所受的转矩:T=9.55×106P/n=9.55×106×2.64/473.33=53265 N
齿轮作用力:
圆周力:Ft=2T/d=2×53265/50N=2130N
径向力:Fr=Fttan200=2130×tan200=775N
确定轴上零件的位置与固定方式
单级减速器中,可以将齿轮安排在箱体中央,轴承对称布置
在齿轮两边。齿轮靠油环和套筒实现 轴向定位和固定
,靠平键和过盈配合实现周向固定,两端轴
承靠套筒实现轴向定位,靠过盈配合实现周向固定 ,轴通
过两端轴承盖实现轴向定位,
4 确定轴的各段直径和长度
初选用6206深沟球轴承,其内径为30mm,
宽度为16mm.。考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面与箱体内壁应有一定矩离,则取套筒长为20mm,则该段长36mm,安装齿轮段长度为轮毂宽度为2mm。
(2)按弯扭复合强度计算
①求分度圆直径:已知d2=50mm
②求转矩:已知T=53.26N?m
③求圆周力Ft:根据课本P127(6-34)式得
Ft=2T3/d2=2×53.26/50=2.13N
④求径向力Fr根据课本P127(6-35)式得
Fr=Ft?tanα=2.13×0.36379=0.76N
⑤∵两轴承对称
∴LA=LB=50mm
(1)求支反力FAX、FBY、FAZ、FBZ
FAX=FBY=Fr/2=0.76/2=0.38N
FAZ=FBZ=Ft/2=2.13/2=1.065N
(2) 截面C在垂直面弯矩为
MC1=FAxL/2=0.38×100/2=19N?m
(3)截面C在水平面弯矩为
MC2=FAZL/2=1.065×100/2=52.5N?m
(4)计算合成弯矩
MC=(MC12+MC22)1/2
=(192+52.52)1/2
=55.83N?m
(5)计算当量弯矩:根据课本P235得α=0.4
Mec=[MC2+(αT)2]1/2=[55.832+(0.4×53.26)2]1/2
=59.74N?m
(6)校核危险截面C的强度
由式(10-3)
σe=Mec/(0.1d3)=59.74x1000/(0.1×303)
=22.12Mpa<[σ-1]b=60Mpa
∴此轴强度足够
(7) 滚动轴承的选择及校核计算
一从动轴上的轴承
根据根据条件,轴承预计寿命
L'h=10×300×16=48000h
(1)由初选的轴承的型号为: 6209,
查[1]表14-19可知:d=55mm,外径D=85mm,宽度B=19mm,基本额定动载荷C=31.5KN, 基本静载荷CO=20.5KN,
查[2]表10.1可知极限转速9000r/min
(1)已知nII=121.67(r/min)
两轴承径向反力:FR1=FR2=1083N
根据课本P265(11-12)得轴承内部轴向力
FS=0.63FR 则FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1083=682N
(2) ∵FS1+Fa=FS2 Fa=0
故任意取一端为压紧端,现取1端为压紧端
FA1=FS1=682N FA2=FS2=682N
(3)求系数x、y
FA1/FR1=682N/1038N =0.63
FA2/FR2=682N/1038N =0.63
根据课本P265表(14-14)得e=0.68
FA1/FR1<e x1=1 FA2/FR2<e x2=1
y1=0 y2=0
(4)计算当量载荷P1、P2
根据课本P264表(14-12)取f P=1.5
根据课本P264(14-7)式得
P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×1083+0)=1624N
P2=fp(x2FR1+y2FA2)= 1.5×(1×1083+0)=1624N
(5)轴承寿命计算
∵P1=P2 故取P=1624N
∵深沟球轴承ε=3
根据手册得6209型的Cr=31500N
由课本P264(14-5)式得
LH=106(ftCr/P)ε/60n
=106(1×31500/1624)3/60X121.67=998953h>48000h
∴预期寿命足够
二.主动轴上的轴承:
(1)由初选的轴承的型号为:6206
查[1]表14-19可知:d=30mm,外径D=62mm,宽度B=16mm,
基本额定动载荷C=19.5KN,基本静载荷CO=111.5KN,
查[2]表10.1可知极限转速13000r/min
根据根据条件,轴承预计寿命
L'h=10×300×16=48000h
(1)已知nI=473.33(r/min)
两轴承径向反力:FR1=FR2=1129N
根据课本P265(11-12)得轴承内部轴向力
FS=0.63FR 则FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1129=711.8N
(2) ∵FS1+Fa=FS2 Fa=0
故任意取一端为压紧端,现取1端为压紧端
FA1=FS1=711.8N FA2=FS2=711.8N
(3)求系数x、y
FA1/FR1=711.8N/711.8N =0.63
FA2/FR2=711.8N/711.8N =0.63
根据课本P265表(14-14)得e=0.68
FA1/FR1<e x1=1 FA2/FR2<e x2=1
y1=0 y2=0
(4)计算当量载荷P1、P2
根据课本P264表(14-12)取f P=1.5
根据课本P264(14-7)式得
P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×1129+0)=1693.5N
P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×1129+0)= 1693.5N
(5)轴承寿命计算
∵P1=P2 故取P=1693.5N
∵深沟球轴承ε=3
根据手册得6206型的Cr=19500N
由课本P264(14-5)式得
LH=106(ftCr/P)ε/60n
=106(1×19500/1693.5)3/60X473.33=53713h>48000h
∴预期寿命足够
七、键联接的选择及校核计算
1.根据轴径的尺寸,由[1]中表12-6
高速轴(主动轴)与V带轮联接的键为:键8×36 GB1096-79
大齿轮与轴连接的键为:键 14×45 GB1096-79
轴与联轴器的键为:键10×40 GB1096-79
2.键的强度校核
大齿轮与轴上的键 :键14×45 GB1096-79
b×h=14×9,L=45,则Ls=L-b=31mm
圆周力:Fr=2TII/d=2×198580/50=7943.2N
挤压强度: =56.93<125~150MPa=[σp]
因此挤压强度足够
剪切强度: =36.60<120MPa=[ ]
因此剪切强度足够
键8×36 GB1096-79和键10×40 GB1096-79根据上面的步骤校核,并且符合要求。
八、减速器箱体、箱盖及附件的设计计算~
1、减速器附件的选择
通气器
由于在室内使用,选通气器(一次过滤),采用M18×1.5
油面指示器
选用游标尺M12
起吊装置
采用箱盖吊耳、箱座吊耳.
放油螺塞
选用外六角油塞及垫片M18×1.5
根据《机械设计基础课程设计》表5.3选择适当型号:
起盖螺钉型号:GB/T5780 M18×30,材料Q235
高速轴轴承盖上的螺钉:GB5783~86 M8X12,材料Q235
低速轴轴承盖上的螺钉:GB5783~86 M8×20,材料Q235
螺栓:GB5782~86 M14×100,材料Q235
箱体的主要尺寸:
:
(1)箱座壁厚z=0.025a+1=0.025×122.5+1= 4.0625 取z=8
(2)箱盖壁厚z1=0.02a+1=0.02×122.5+1= 3.45
取z1=8
(3)箱盖凸缘厚度b1=1.5z1=1.5×8=12
(4)箱座凸缘厚度b=1.5z=1.5×8=12
(5)箱座底凸缘厚度b2=2.5z=2.5×8=20
(6)地脚螺钉直径df =0.036a+12=
0.036×122.5+12=16.41(取18)
(7)地脚螺钉数目n=4 (因为a<250)
(8)轴承旁连接螺栓直径d1= 0.75df =0.75×18= 13.5 (取14)
(9)盖与座连接螺栓直径 d2=(0.5-0.6)df =0.55× 18=9.9 (取10)
(10)连接螺栓d2的间距L=150-200
(11)轴承端盖螺钉直d3=(0.4-0.5)df=0.4×18=7.2(取8)
(12)检查孔盖螺钉d4=(0.3-0.4)df=0.3×18=5.4 (取6)
(13)定位销直径d=(0.7-0.8)d2=0.8×10=8
(14)df.d1.d2至外箱壁距离C1
(15) Df.d2
(16)凸台高度:根据低速级轴承座外径确定,以便于扳手操作为准。
(17)外箱壁至轴承座端面的距离C1+C2+(5~10)
(18)齿轮顶圆与内箱壁间的距离:>9.6 mm
(19)齿轮端面与内箱壁间的距离:=12 mm
(20)箱盖,箱座肋厚:m1=8 mm,m2=8 mm
(21)轴承端盖外径∶D+(5~5.5)d3
D~轴承外径
(22)轴承旁连接螺栓距离:尽可能靠近,以Md1和Md3 互不干涉为准,一般取S=D2.
九、润滑与密封
1.齿轮的润滑
采用浸油润滑,由于为单级圆柱齿轮减速器,速度ν<12m/s,当m<20 时,浸油深度h约为1个齿高,但不小于10mm,所以浸油高度约为36mm。
2.滚动轴承的润滑
由于轴承周向速度为,所以宜开设油沟、飞溅润滑。
3.润滑油的选择
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利,考虑到该装置用于小型设备,选用GB443-89全损耗系统用油L-AN15润滑油。
4.密封方法的选取
选用凸缘式端盖易于调整,采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。密封圈型号按所装配轴的直径确定为GB894.1-86-25轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。
十、设计小结
课程设计体会
课程设计都需要刻苦耐劳,努力钻研的精神。对于每一个事物都会有第一次的吧,而没一个第一次似乎都必须经历由感觉困难重重,挫折不断到一步一步克服,可能需要连续几个小时、十几个小时不停的工作进行攻关;最后出成果的瞬间是喜悦、是轻松、是舒了口气!
课程设计过程中出现的问题几乎都是过去所学的知识不牢固,许多计算方法、公式都忘光了,要不断的翻资料、看书,和同学们相互探讨。虽然过程很辛苦,有时还会有放弃的念头,但始终坚持下来,完成了设计,而且学到了,应该是补回了许多以前没学好的知识,同时巩固了这些知识,提高了运用所学知识的能力。
十一、参考资料目录
[1]《机械设计基础课程设计》,高等教育出版社,陈立德主编,2004年7月第2版;
[2] 《机械设计基础》,机械工业出版社 胡家秀主编 2007年7月第1版
❾ 带式输送机装置中的二级圆柱齿轮减速器设计说明书
设计参数:
1、运输带工作拉力: ;
2、运输带工作速度: ;
3、滚筒直径: ;
4、滚筒工作效率: ;
5、工作寿命:8年单班制工作,所以, ;
6、工作条件:连续单向运转,工作时有轻微振动。
传动装置设计:
一、传动方案:展开式二级圆柱齿轮减速器。
二、选择电机:
1、类型:Y系列三相异步电动机;
2、型号:
工作机所需输入功率: ;
电机所需功率: ;
其中, 为滚筒工作效率,0.96
为高速级联轴器效率,0.98
为两级圆柱齿轮减速器效率,0.95
为高速级联轴器效率,0.98
电机转速 选:1500 ;
所以查表选电机型号为:Y112M-4
电机参数:
额定功率: 4Kw
满载转速: =1440
电机轴直径:
三、 传动比分配:
( )
其中: 为高速级传动比, 为低速级传动比,且 ,
取 ,则有: ;
四、传动装置的运动和动力参数
1、电机轴: ;
;
;
2、高速轴: ;
;
;
3、中间轴: ;
;
;
4、低速轴: ;
;
;
5、工作轴: ;
;
;
传动零件设计:
一、齿轮设计(课本p175)
高速级(斜齿轮):
设计参数:
1、选材:
大齿轮:40Cr,调质处理,硬度300HBS;
小齿轮:40Cr,表面淬火,硬度40~50HRC。
2、确定许用应力:
1)许用接触应力:
而:
因为 ,所以,只需考虑 。
对于调质处理的齿轮, 。
;
查表(HBS为300)有循环基数 ,故, ,所以, 。
2)许用弯应力:
查表有:
取 ,单向传动取 ,因为,
所以取 ,则有:
3)齿轮的工作转矩:
4)根据接触强度,求小齿轮分度圆直径:
其中, (钢制斜齿轮), 。
所以,取 ,则有
5)验算接触应力:
其中,取
而,齿轮圆周速度为:
故, (7级精度),
所以,最终有,
6)验算弯曲应力:
其中, (x=0)
,所以应验算大齿轮的弯曲应力
低速级(直齿轮):
设计参数:
1、选材:
大齿轮:40Cr,调质处理,硬度300HBS;
小齿轮:40Cr,表面淬火,硬度40~50HRC。
2、确定许用应力:
1)许用接触应力:
而:
因为 ,所以,只需考虑 。
对于调质处理的齿轮, 。
;
查表(HBS为300)有循环基数 ,故, ,所以, 。
2)许用弯应力:
查表有:
取 ,单向传动取 ,因为,
所以取 ,则有:
3)齿轮的工作转矩:
4)根据接触强度,求小齿轮分度圆直径:
其中, (钢制直齿轮), 。
所以,取 ,则有
5)验算接触应力:
其中,取
(直齿轮),
而,齿轮圆周速度为:
故, (7级精度),
所以,最终有,
6)验算弯曲应力:
其中, (x=0)
,所以应验算大齿轮的弯曲应力
所以,计算得齿轮的参数为:
高速级
大
184.5
2
90
112.75
45
1
0.25
小
41
20
50
低速级
大
210
2.5
84
140
55
-
小
70
28
62
二、联轴器选择
高速级: ,电机轴直径: ,所以,选择 ;
低速级: 所以,选择 ;
三、初算轴径
(轴的材料均用45号钢,调质处理)
高速轴: ,(外伸轴,C=107),根据联轴器参数选择 ;
中间轴: ,(非外伸轴,C=118),具体值在画图时确定;
低速轴: ,(外伸轴,C=107),根据联轴器参数选择 。
四、轴承的润滑方式选择:
高速级齿轮的圆周速度为:
所以,轴承采用油润滑。高速级小齿轮处用挡油板。
五、箱体的结构尺寸:(机械设计课程设计手册p173)
箱座壁厚: ,而 ,
所以,取 。
箱盖壁厚: ,所以,取 。
箱座、箱盖、箱底座凸缘的厚度:
箱座、箱盖的肋厚:
轴承旁凸台的半径:
轴承盖外径: (其中,D为轴承外径, 为轴承盖螺钉的直径)。
中心高:
取: ;
地脚螺钉的直径: (因为: );数目:6。
轴承旁联接螺栓的直径: ;
箱盖、箱座联接螺栓的直径:
轴承盖螺钉的直径: 数目:4;
窥视孔盖板螺钉的直径: 。
至箱外壁的距离:
至凸缘边缘的距离: 。
外箱壁到轴承座端面的距离: 。
齿轮顶圆与内箱壁距离: ,取: 。
齿轮端面与内箱壁距离: ,取: 。
六、初选轴承:
高速轴:205, ;
中间轴:306, ;
低速轴:2209, ;
轴承端盖外径:
高速轴: ;
中间轴: ;
低速轴:
七、轴的强度核算:
轴所受的力:
高速级: ;
;
。
低速级: ;
;
轴的受力分析:
高速轴:
由力平衡有:
受力如图:
;
;
;
选材为45号钢调质处理,所以
查表有:
;
;
所以,危险截面为截面C
;
而此处 ,
所以,此处满足强度要求,安全。
中间轴:
由力平衡有:
受力如图:
;
;
;
;
可见B处受力更大,
;
选材为45号钢调质处理,所以
查表有:
;
;
所以,危险截面为截面B
;
而此处 ,所以,此处满足强度要求,安全。
低速轴:
由力平衡有:
受力如图:
;
选材为45号钢调质处理,所以查表有:
;
;
所以,危险截面为截面B
;
而此处 ,
所以,此轴满足强度要求,安全。
八、轴承使用寿命计算:( )
高速轴:
选用205,则有: 。
计算步骤和结果如下:
计算项目
计算结果
0.0317
0.225
1.1
942.2N
,
结论
(满足寿命要求)
中间轴: ;
选用306,则有: 。
计算步骤和结果如下:
计算项目
计算结果
0.015
0.192
1.1
1727N
,
结论
(满足寿命要求)
低速轴:选用2 209,则有: 。
径向当量动负荷 ;
径向当量静负荷 ;
所以, 。
九、齿轮详细参数:
高速级大齿轮:
低速级大齿轮: