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1、 机械设计基础课程设计说明书学院： 应用技术学院专业： 矿物加工工程班级： 姓名： 学 号： 日 期：2009年06月24日课程设计题目：一级圆柱齿轮减速器设计内容包括：设计说明书一份图纸三张 机械设计基础课程设计任务书 班级 矿物加工 姓名 指导老师 日期 2009 年 6 月 24 日设计题目：带式输送机的传动装置（齿轮减速器）设计设计参数输送带工作压力F（N）：2000输送带速度V（m/s）：0.9卷筒直径D（mm）：360日工作时数：12工作年限：20设计任务1、 查找并收集资料2、 方案设计及计算3、 图纸部分 装配图（A1）1张，零件图（A3）2张4、 设计说明书部分（1） 方案论
2、证（2） 设计计算（3） 主要零件的结构设计说明（4） 设计说明书字数5000字以上设计说明书设计说明书格式： 目录（标题及页次）；设计任务书；中文摘要；总体方案的论证；主要参数的计算；主要零部件的设计及计算；设计小结；参考资料（资料的编号及书名、作者、出版、单位、出版年月）指导教师签字： 年 月 日第一章 带式输送机中的传动装置设计说明1、设计条件1）机器用途 将高速小转矩的动力转变为低速大转矩的动力。2）工作情况 连续单向运转，载荷平稳，空载启动。3）运动要求 输送带速度允许误差为5%。4）使用寿命 20年，每年365天，每天12小时。5）生产批量 单件、小批量生产。2、原始数据 输送带拉
3、力F/N 2000N 输送带速度V（m/s） 0.9m/s 滚筒直径D/mm 360mm3、设计任务 零件图2张，装配图1张。第二章 机械传动装置的总体设计2.1 确定传动方案在确定传动方案时应注意以下几点。（1）带传动承载能力较低，但能缓冲吸震，有过载保护作用，被广泛采用。为使带传动获得较为紧凑的结构尺寸，应布置在传动系统的高速级。若带传动水平布置时，应使其松边在上。 （2）方案中采用一级圆柱齿轮减速器，其动力应从远离齿轮端输入，以改善轮齿受力。2.2 选择电动机工业上广泛应用三相异步电动机，因为它构造简单，制造、使用和维护方便，运行可靠，重量较轻，成本较低。异步电动机按绕组型式，分为笼型和
4、绕线型两类，其中一般用途的全封闭自扇冷式笼型Y系列异步电动机应用最多。它适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体和无特殊要求的机械上。本设计选用Y系列电动机。1、工作机输入功率的计算已知工作机的阻力FW和速度vW则工作机输入功率PW为式中FW=2000N vW=0.9m/s W=0.96 2、电动机所需的输出功率P0计算式中为机械传动装置的总效率（由电动机至工作机的输入端）=1245带传动效率1=0.96，圆柱齿轮效率（8级精度）2=0.97，滚动（球）轴承效率3=0.99，（十字滑块）连轴器效率4=0.99，滚筒的效率5=0.96。=1245 =0.960.970.990.96=0.846FW=2
5、000NvW=0.9m/sPW=1.875kW电机所需额定功率，K为功率储备系数，取K=1.15P=KP0=1.152.216=2.548kW 3、确定电动机转速 滚筒轴转速 V带传动比i1=24，单级齿轮传动比i2=36，因此，总传动比i=620。则电动机转速范围nd=inW=（624）47.77r/min=（286.621146.48）r/min4、确定电动机型号通过上述计算选取型号Y132S-6其技术参数为额定功率3kW 同步转速1000r/min满载转速960r/min 满载电流7.23A满载时效率83% 满载功率因数cos=0.76堵转电流/额定电流6.5A 堵转转矩/额定转矩2.0
6、最大转矩/额定转矩2.0 噪声71dB（A）净重65kg2.3 传动装置总传动比的计算及其分配工作机的转速nW=47.77r/min，电动机的满载转速nm=960r/min。传动装置的总传动比i为=0.846P0=2.216kWP=2.548kWnW=47.77r/mini =620nd=(286.621146.48)r/min为了便于齿轮润滑，取i1=5。V带的传动比2.4 传动装置的运动参数和动力参数的计算传动装置的运动和动力参数，主要是指各种轴的转速、功率和转矩，它是进行传动零件设计计算极为重要的依据。下图为直齿轮一圆柱齿轮减速器传动装置，现对有关参数说明如下：n1、n2、n3、轴的转速
7、（r/min）P1、P2、P3、轴的输入功率（kW）T1、T2、T3、轴的输入转矩（Nm）i=20.10i1=5i2=4.02P0电动机实际所需的输出功率（kW） nm电动机满载转速（r/min）P0=2.216kW nm=960r/min若按电动机轴至工作机主动轴的方向进行推算，则1、各轴的输入功率V带传动效率1=0.96，圆柱齿轮效率2=0.97，滚动轴承效率3=0.985，齿轮连轴器效率4=0.99。P1=Po=2.216kWP2=Po13=2.2160.960.985=2.127kWP3= Po1232=2.2160.960.970.9852=2.032kW2、各轴转速齿轮传动比i1=
8、5，V带传动比i2=4.02n1=nm=960r/min3、各轴输入转矩P1=2.216kWP2=2.127kWP3=2.032kWn1=960r/minn2=238.8r/minn3=47.77r/min各轴的功率、转速和转矩数值如下表所示轴号参数输入功率/kW2.2162.1272.032转速/rmin-1960238.847.77输入转矩Nm20.0585.06406.23第三章 传动零件设计计算3.1 圆柱齿轮设计1、选择齿轮材料小齿轮选用45#调质大齿轮选用45#正火2、按齿面接触疲劳强度设计计算确定齿轮传动精度等级齿轮选择8级小齿轮分度圆直径齿宽系数按齿轮相对轴承为非对称布置，取d
9、=0.5T1=20.05NmT2=85.06NmT3= 406.23Nm217255HBS169217HBSvt=0.78m/s机械设计基础P143 小齿轮齿数Z1=24大齿轮齿数Z2=Z1i1=245=120小轮转矩T2=85.06Nm载荷系数K=KAKVKK使用系数KA=1动载荷系数KV=1.20齿向载荷分布系数K=1.07齿间载荷分配系数K=1.15，由=0得=1.88-3.2(1/Z1+1/Z2)cos=1.88-3.2(1/24+1/120)=1.72=则载荷系数K的初值Kt=1x1.2x1.07x1.15=1.48弹性系数节点影响系数ZH=2.5重合度系数Z=0.87许用接触应力H
10、= HlimZNZW/SH接触疲劳极限应力Hlim1=560N/mm2 Hlim2=530N/mm2 应力循环次数N1=60njLh=60238.81(2030012)=1031616000Z1=24Z2=120机械设计基础P143KA=1KV=1.20K=1.07K=1.15Kt=1.48ZE=189.8ZH=2.5Z=0.87Hlim1=560N/mm2Hlim2=530N/mm2N2=N1/u=1031616000/5=206323200查得ZN1=1 ZN2=1硬化系数ZW查表得接触安全系数，取SH=1.1H1=56011/1.1=509.1 H2=53011/1.1=481.8故d1
11、的设计初值d1t为=76.12mm齿轮模数m=d1t/Z1=3.17取m=3.5小轮分度圆的直径d1t=Z1m=243.5=84mm圆周速度v=d1tn2/60000=84238.8/60000=1.05m/s与vt=0.78m/s很相近，对Kv取值影响不大，不必修正KvKv=Kvt=1.20 K=Kt=1.48小分度圆的直径d1=84mm大分度圆的直径d2=Z2m=1203.5=420mm中心距齿宽b=dd1tmin=0.576.12=38.06mm 取b=40mm大轮齿宽b2=b=40 小轮齿宽b1+(510)=50mmN1=10.3108N2=2.0108ZN1=1ZN2=1SH=1.1
12、H1= 509.1H2= 481.8d1t76.12mmm=3.5d1t=84mmv=1.05m/sKv=1.20K=1.48d1=84mmd2=420mma=252mmb=40mm3、齿根弯曲疲劳强度验算齿形系数 小轮YFa1=2.70 大轮YFa2=2.20应力修正系数 小轮YSa1=1.58大轮YSa2=1.77重合度系数 Y=0.25+0.75/a=0.25+0.75/1.7=0.69许用弯曲应力 F= FlimYNYx/SF弯曲疲劳极限 Flim弯曲寿命系数 YN1=YN2=1尺寸系数 Yx=1安全系数 SF=1.3则F1= Flim1YN1Yx1/SF=46011/1.3F2= Flim2YN2Yx2/SF=39011/1.3故b2=40mmb1=50mmYFa1=2.70YFa2=2.20YSa1=1.58YSa2=1.77Y=0.69F1=354N/mm2F2=300N/mm2F1=63.02N/mm2
