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1、机械设计课程设计(计算说明书)计算及说明计算结果一设计任务书1.设计题目 用于带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器。传动装置简图如右图所示。(1)带式运输机数据见数据表格。(2)工作条件单班制工作，空载启动，单向、连续运转，工作中有轻微振动。运输带速度允许速度误差为5%。(3)使用期限工作期限为十年，检修期间隔为三年。(4)生产批量及加工条件单班制工作，空载启动，单向、连续运转，工作中有轻微振动。运输带速度允许速度误差为5%。(3)使用期限工作期限为十年，检修期间隔为三年。(4)生产批量及加工条件小批量生产。2.设计任务1)选择电动机型号；2)确定带传动的主要参数及尺寸；3)设计减速器；4)选
2、择联轴器。3.数据表序号2.6运输带工作拉力F/N2500运输带工作速度v/(m/s)1.3运输带滚筒直径D/mm300零件图要求A常世鹏零件图要求B邢博海二 设计要求1 减速器装配图一张；2 零件工作图二张（输出轴及输出轴大齿轮）3 设计说明书一份。计算大小齿轮的,并加以比较 大齿轮的数值大,选用大齿轮的尺寸设计计算. 计算模数对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=3mm但为了同时满足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=77.66来计算应有的齿数.=25.321取=30 ； =2
3、.3330=69.9 取=70 初算主要尺寸计算中心距 a=153.35将中心距圆整为153.35修正螺旋角=arccos 因值改变不多,故参数,等不必修正 分度圆直径 =92.01 ： =214.69 计算齿轮宽度 ： 圆整后取 7 轴和轴承的设计第一节 中间轴的受力分析一. 求中间轴的运动参数前面已经求得P2=3.61kW； =193.34r/min； T2=178407.68N.mm；d2=179.19mm； =214.69 二.求作用在齿轮上的力； ； ;；;其中Ft2,Ft3分别为中间轴大齿轮和小齿轮受的圆周力；Fr2,Fr3分别为中间轴大齿轮和小齿轮受到的径向力； Fa2，Fa3分
4、别为中间轴大齿轮和小齿轮受到的轴向力。第二节 初步确定中间轴的最小直径先按参考资料2式（15-2）初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。根据参考资料2表15-3，取A0=112，于是得 mm第三节 中间轴的结构设计一.-，-段轴的轴向和径向尺寸的确定 中间轴的最小直径为两端安装轴承段的直径，上已求得中间轴最小直径为dmin=31.25mm，查3表6-6（GB/T 292-1994）选定内径为40mm的7007C角接触球轴承，故d-=d-=35mm为对两端的轴承定位的方便取取齿轮距箱体内壁之距离a=16.75mm，考虑到箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应距箱体内壁一段距离s
5、，取s=8mm，已知滚动轴承宽度T=18.25mm，则=T+s+a=18.75+8+16.25=43.7 mm ，L-=37mm。二.-段轴的轴向和径向尺寸的确定由于中间轴小齿轮的分度圆直径为d3=92.01mm，摸数为mnt=1mm，则其齿顶圆直径为=92.01+2（1+0）mm=94.01mm，由于小齿轮的齿顶圆直径和安装轴承段的轴的直径相差不多，故决定将其做成齿轮周的形式，d-=94.01mm，取其长度为L-=B4=90mm。三.-轴的轴向和径向尺寸的确定 -段轴主要用于安装中间轴大齿轮，为安装的方便在选定d-=35的情况下选取-段的直径为d-=39，为使齿轮轴向定位可靠其长度应比中间轴
6、大齿轮的宽度B2=55小，取段的长度为L-=25。四.确定轴上倒角和倒角尺寸查参照资料2表15-2，取轴端倒角为2，各轴肩处的圆角半径见图。 至此中间轴的轴和径向尺寸已基本确定。第四节 轴上零件的定位 轴上需要定位的零件主要是中间轴大齿轮（小齿轮为齿轮轴的形式，故不需定位），对其周向采用普通平键定位，由于d-=39mm，查2表6-1选取键宽键高=108，选取键长为L=22mm，同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴配合为。第五节 求轴上的载荷首先根据轴的结构图（见下图）做出轴的计算简图。在确定轴承的支点位置时，应从手册中查取a值。对于7007C型角接触球轴承，由3表6-6（
7、GB/T 292-1994）查得a=16.5mm。第二节 初步确定输入轴的最小直径先按2式（15-2）初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为40Gr，调质处理。根据2表15-3，取A0=105，于是得 mm第三节 输入轴的结构设计一. 段轴的轴向和径向尺寸的确定-用于安装联轴器，为输出轴的最小直径。故需同时选定联轴器。连轴器的计算转矩为Tca=2KAT，查3表14-1并考虑到转矩变化很小，故取KA=1.3，则 Tca=2KAT=1.357047.71 N.mm根据计算转矩应小于连轴器的公称转矩的条件查3表14-1（GB/T 4323-2002）选用LT3型弹性套拄销联轴器，其公称转矩为30150
8、0N.mm，取半连轴器的小端直径为d2=21mm，锥度为1:10,故-段的大端轴径为18mm，-段的锥度为1:10.取半连轴器的长度为L=42mm，故L-=60mm，查3表12-3选取电动机的轴径为D=22mm故最终确定选用的连轴器的型号为LT3 联轴器 （GB/T 4323-2002）-段选用普通平键对联轴器进行周向定位，根据轴径d-=21mm，选用键宽键高bh=108，选取键长为L=50mm。二.-,-,-,-段轴的轴向和径向尺寸的确定-,-段用于安装轴承,故需同时选定轴承,上面已经确定-段轴的轴径为21mm,所以-段轴的轴径应该大于21mm.查3表6-7(GB/T 297-1994)选择
9、内径为d=27mm的30207C型圆锥滚子轴承,所以d-=d-=27mm.为安装轴承的方便,选定-段轴径为d-=25mm,其长度为L-=37.375mm.选定-段长度为L-=34.125mm。二.-段轴的轴向和径向尺寸的确定-段轴用于安装齿轮，高速轴齿轮的分度圆直径为d1=55.65mm,由于高速轴齿轮的分度圆直径和d-相差较小,故决定将其作成齿轮轴的形式。高速轴齿轮的齿顶圆直径为=55.65+21（1+0.25+0）mm=61.15mm，故取d-=61.15mm，取其长度为L-=B1=60mm。第章 电动机的选择一.选择电动机类型按工作要求和工作条件选用Y系列三相鼠笼型异步电动机，其结构为全
10、封闭自扇冷式结构，电压为380V。选择电动机的容量工作机的有效功率为 =W=2.43kW从电动机到工作机书容带间的总效率为： 总=1w取联轴器的效率=0.98，高速级滚动轴承效率，中间轴轴承效率低速轴轴承效率和滚筒轴承效率为=0.995，取一级齿轮传动的效率,二级齿轮传动效率为=0.97，取卷筒和带传动的传动效率w=0.94则总=0.9820.99540.9720.94=0.85由于电动机工作平稳，取使用系数=1.0，则电动机所需要的工作功率为 =kW=2.919k 二. 确定电动机的转速综合考虑，电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使转速传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1500的
11、电动机。根据电动机的类型、容量和转速，查参考资料2表12-1（系列电动机技术数据）由电机产品目录或有关手册选定电动机型号为Y100L2-4 型，其主要性能如下表所示。表1-1 Y100L2-4 型电动机的主要性能型号额定功率/kW满载时转速)最大转 矩额定转 矩质量kgY100L2-4314302.238第三章 减速器的运动及动力参数的确定一.确定各级传动比1. 滚筒转速的确定 =99.36r/min2. 计算总传动比14.393.分配传动比取1.4则=4.5 所以中间轴的转速=4.51430r/min=457.6r/min二.确定各轴的功率电动机轴的转速nd=1430r/min1.输入轴的转
12、速 n1=1430r/min 2 .中间轴的转速 n2=5.541430r/min=457.6r/min3.输出轴的转速 99.36r/min三.确定各轴的输入功率1.电动机轴的输出功率为Pd=3 kW2.输入轴的功率 P1=Pd1=30.980.9950.97=2.84 kW3.中间轴的功率P2= P1=2.840.9950.97=2.74 kW4.输出轴的功率 P3= P=2.840.995=2.72kW5.卷筒轴的功率P卷= P32w=2.720.980.9950.94=2.50kW四.各轴的输入转矩1.电动机轴的实际输出转矩为9550Nm9550 Nm20034.69 Nmm2.高速轴
13、的转矩 95509550 Nm19325.42 Nmm3.中间轴的转矩95509550Nm57162.26Nmm4.输出轴的转矩95509550 Nm398477.14 Nm 5.卷筒的转矩 T卷=9550 =9550 Nm=365.57225 Nm将上述计算结果汇总于下表，以备查用。轴名功率P kw转矩T转速nr/min传动比 i电机轴320034.691430输入轴2.84193254.2114304.5中间轴2.7457162.26457.63.2输出轴2.72398477.1465.25卷筒轴2.50365572.2565.25第四章 减速器齿轮的设计计算第一节 高速级及中间轴齿轮的设计及校核一.选择齿轮的精度等级材料和齿数1. 材料及热处理查参考资料2表10-1选小齿轮的材料均为40Gr,并经调制处理及表面淬火后齿面硬度为48-55HRC。2.查参考资料1表10-4选用7级精度3.选小齿轮的齿数为Z1=22，则大齿轮齿数=224.5=994.为提高齿轮传动的平稳性和承载能力选用斜齿轮传动，初选螺旋角=一.按齿面接触强度设计按查参考资料2式（
