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1、机 械 设 计 课 程 设 计 设计 说 明 书课题名称 一级圆柱齿轮减速器 专 业 机电一体化技术 姓 名 学 号 学期 2013 年第一学期 2目录一 课题题目及主要技术参数说明1.1 课题题目及主要技术参数1.2 传动系统工作条件1.3 传动系统简图二 电动机选择及传动比分配2.1 工作机效率2.2 总效率计算2.3 所需电动机功率2.4 电动机功率2.5 电动机转速2.6 电动机转矩三 V 带传动3.1 确定计算功率3.2 确定 V 带型号3.3 确定带轮直径3.4 确定带长及中心距3.5 验算包角3.6 确定 V 带根数 Z3.7 确定粗拉力 F03.8 带轮轴所受压力 Q3四 齿轮
2、的设计计算4.1 齿轮参数设计计算4.2 齿面接触疲劳强度设计计算4.3 齿轮的主要尺寸4.4 齿轮的结构设计五 轴的设计计算5.1 轴的材料5.2 轴尺寸设计计算5.3 轴的结构设计六 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 联轴器的选择七 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 参考文献4第一章 课题题目及主要技术参数说明1.1 课题题目及主要参数带式输送机传动系统中的减速器。要求传动系统中含有单级圆柱齿轮减速器及V带传动。输
3、送带的最大有效拉力F=2.0kn 速度V=1.8 m/s，输送机滚筒直径D=500 mm。1.2 传动系统工作条件带式输动机工作时单向运转，双班制工作（每班工作10） ，要求减速器设计寿命为10 按300天计算)三相交流电源的电压为380/220V。1.3 传动系统简图带式输送机传动系统简图2 动力运动参数计算2.1 减速器结构5封闭卧式结构第二章 电动机选择及传动比分配2.1 工作机的功率pw=fv/1000=2000x1.8/1000=3.6kw2.2 总效率=0.960.980.990.940.990.990.99=0.8582.3 所需电动机功率kw2.485.0/63/pd 总w查机
4、械零件设计手册得 P ed = 4.2 kw电动机选用 Y132s-4 n 满 =1440r/min2.4 转速 n计算滚筒的转速： min/4.7650*14.3680*6rdv= =1440（r/min）电 动 机n满= / = / =1440/3.77=382（r/min）高 速 轴 电 动 机 带i满n带i= / =382/5=76.4（r/min）低 速n高 速 齿i= =76.4（r/min） 连 轴 器 低 速2.5 功率 P)(20.40kwd)(32.4.961 k带)(91.0.82 kwP轴 承齿 轮6)(83.0.91.323 kwP轴 承联 轴 器 2.6 转矩 T(
5、Nm)27.5/40.95/950n高速轴 1381NP低速轴 .4.762T联轴器 495.610.953 齿 带轴 承联 轴 器 i将上述数据列表如下：轴号 功率P/kWN /(r.min-1) /(Nm)i 0 4.20 1440 27.85 3.77 0.961 4.032 382 100.752 3.91 76.4 488.75 5 0.973 3.91 76.4 495.6 1 0.98第三章 V 带传动设计3.1 确定计算功率计 算 及 说 明查表得 KA=1.4，则PC=KAP=1.45=7KW3.2 确定 V 带型号按照任务书得要求，选择普通 V 带。根据 PC=7KW 及
6、n1=382r/min，查图确定选用 B 型普通 V 带。73.3 确定带轮直径（1）确定小带轮基准直径根据图推荐，小带轮选用直径范围为 160-200mm，选择 dd1=160mm。（2）验算带速v = = =12m/s106nd60145m/sv25m/s,带速合适。（3）计算大带轮直径dd2= i dd1（1-）=3.77160（1-0.02）=600mm3.4 确定带长及中心距（1）初取中心距 a02127.0dd得 532a 01520， 根据总体布局，取 a0=800 mm(2) 确定带长 Ld：根据几何关系计算带长得 021210 42adaddo = =2853.5mm8668
7、2根据标准手册，取 Ld =2900mm。 (3)计算实际中心距= =823.25mm2-d00a253.-9083.5.验算包角 3.571812ad= =151.72120，包角合适。.60-03.6.确定 V 带根数 ZZ LcKP)(00根据 dd1=160mm 及 n1=1440r/min，查表得 P0=3.15KW,P 0=0.46KW中心距 a=823.25mm8包角 =151.72包角合适K = =0.915)51(2.18072.KL=1+0.5(lg2500-lg2240)=1.024则 Z =2.071，取 Z=2024.195.46.015.373.7.确定粗拉力 F0
8、F0=500 2)15.2(qvKvZPc查表得 q = 0.17/m, 则F0=500 =213.716N2187.0)915.0(2873.8.计算带轮轴所受压力 QQ=2ZF0sin =22213.71sin =847N212.5第四章 齿轮的设计计算 4.1 择齿轮类型，材料，精度，及参数 选用闭式斜齿圆柱齿轮传动（外啮合） 选择齿轮材料；小齿轮材料都取为 45 号钢，调质， ；203HBS:大齿轮材料取为：45 号钢,正火处理， 189S选取齿轮为 8 级的精度（GB 100951998）齿面精糙度 Ra1.63.2m 初选螺旋角 12 选 小齿轮的齿数 ；大齿轮的齿数 =15030
9、z 5*302z4.2 按齿面接触疲劳强度设计9中心距 213051HaKTauu式中： limHS查机械设计基础图 7-26 式中： ；查表 7-5 ：lim460HMPa1.HS查表 7-4 ： ；齿宽系数取：1.k.3a计算模数 查表 7-1 取模数标准值 2.525.10cos*25cos2mnza4.3 齿轮的主要尺寸分度圆：D1=mz1=2.5*30=75(mm)D2=m*z2=2.5*150=375中心距 a=1/2（D1=D2）=1/2(75+375）=225 (mm) 大齿轮宽度：b2= *D1=1*75=75d小齿轮宽度：b1=75+5=80齿顶圆直径：齿顶圆直径 由机械零
10、件设计手册得 h*a =1 c* = 0.25ad)(805.2)130(211 mmhZdaaa 322齿距 P = 2.53.14=7.85(mm)齿根高 )(125.mchaf 齿顶高 齿根圆直径 fd4.4 齿轮的结构设计小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构大齿轮的关尺寸计10算如下：轴孔直径 d= 45)(m轮毂直径 =1.6d=1.644=701D)(轮毂长度 )(752BL轮缘厚度 0 = (34)m = 68(mm) 取 =80轮缘内径 = -2h-2 =380-24.5-282Dad0= 355(mm)腹板厚度 c=0.3 =0.375=22 2B腹板中心孔直
11、径 =0.5( + )=0.5(70.4+355)=212.7(mm)012D腹板孔直径 =0.25（ - ）=0.25（355-70.4）d=71.15(mm) 齿轮倒角 n=0.5m=0.52.5=1.25结果第五章 轴的设计计算5.1 轴的材料由机械零件设计手册中的图表查得选 45 号钢，调质处理，HB217255=650MPa =360MPa =280MPabs15.2 轴尺寸的设计计算按照扭转强度初步设计轴的最小直径主动轴 =c =110 =251d13nP382.411从动轴 =c =110 =452d23nP4.76913考虑键槽 =24.341.05=24.507 考虑键槽 =
12、41.41.05=451 2d选取标准直径 =25dm选取标准直径 =4525.3 轴的结构设计根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时考虑到强度的原则，主动轴和从动轴均设计为阶梯轴。5.31 高速轴轴两轴承支点间的距离： ，112LBB式中： 小齿轮齿宽，b1=80mm1B 箱体内壁与小齿轮端面的间隙， 1m 箱体内壁与轴承端面的距离，2 20 轴承宽度，选取 6308 型深沟球轴承，查表 13-3，得到B3m得到：L1=125mm带轮对称线到轴承支点的距离 3223BLlk式中： 轴承盖的凸缘厚度， 2l m（ ）12245805123.*80ctBtd 螺栓头端面至带轮端面的距离，3l
13、3l轴承盖 M8 螺栓头的高度，查表可得k 5.k带轮宽度，b3=80mm3B得到：L2=138.3小齿轮受力分析圆周力： N2478.910*TF径向力： N3.15cos1anR12轴向力：2244tan10.75=426N水平面： = =0.5 =0.52244=1122HARBtF)(N垂直面： = =0.5 =0.5831.34=415.67 得：Vr )m3620.8AVRNNfr 3801475qr1avb 作弯矩图水平面弯矩： ).(7962*mnRMBHC310qmav垂直面弯矩： ).()(1crav.(97mnav合成弯矩： ).(73021c6m作转矩图 ）（ .n4t
14、5.32 低速轴的设计。 选择轴的材料：选取 45 号钢，调质，HBS230 240: 初步估算轴的最小直径根据教材公式，取 ，则 d01A3.4 轴的结构设计考虑带轮的机构要求和轴的刚度，取装带轮处轴径 d=50mm，根据密封件的尺寸，选取装轴承处的轴径为 d=44mm两轴承支点间的距离： ，4212LBB式中： 小齿轮齿宽，b2=75mm1B 箱体内壁与小齿轮端面的间隙， 12m 箱体内壁与轴承端面的距离，2 7.5 轴承宽度，选取 6312 型深沟球轴承，查表 13-3，得到B31m13得到：L2=125.5mm2.按弯扭合成应力校核轴的强度。计算作用在轴上的力小齿轮受力分析圆周力： 9.217.46350*
