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1、1机械设计课程设计计算说明书设计题目：用于带式运输机的一级圆柱齿轮减速器学院：机械工程与应用电子技术学院 设计者：王明胜 学号：10062120指导教师:孙国芹2012 年 1 月 11 日北京工业大学2目录一、设计任务书 第 3 页二、传动系统方案的分析与拟定 第 3 页三、电动机的选择计算 第 3 页四、传动比的选择 第 5 页五、传动系统运动的动力参数的计算 第 5 页六、V 带设计 第 6 页七、减速器外传动零件的设计计算 第 7 页八、 初步计算轴径、选择滚动轴承及联轴器 第 10 页九、 减速器高速轴的结构设计及强度校核 第 11 页十、滚动轴承的选择 第 15 页十一、键的选择及
2、校核 第 15 页十二、联轴器的选择 第 16 页十三、减速器附件的选择及简要说明 第 16 页十四、润滑方式、润滑剂及密封装置的选择 第 16 页十五、箱体主要结构、尺寸的计算 第 18 页十六、设计总结 第 18 页十七、参考资料 第 18 页3计算及说明 结果一、设计任务书1、设计任务题目 2：设计用于带式输送机的一级圆柱齿轮减速器.2、 原始数据（1）数据编号 A3（2）运输带工作拉力 F=1200Nm（3）运输带工作速度 V=1.7m/s3、工作条件 连续单向运转，载荷平稳，空载起动，使用期限 10 年，小批量生产，两班制工作，输送机工作速度允许误差为 。%5二、 传动系统方案的分析
3、与拟定带式运输机传动系统方案如下图所示。选用 V 带传动和闭式圆柱齿轮传动。该方案传动比不太大，效率较高，精度易于保证。闭式圆柱齿轮由电动机驱动，中间由 V 带相连。电动机 1将动力传到大带轮 2，再传到减速器 3，经联轴器将动力传至卷筒轴，带动传送带工作。闭式齿轮传动瞬时速比稳定，传动效率高，工作可靠，寿命长，结构紧凑，外形尺寸小。其载荷平稳，空载起动，故轮齿可以做成直齿，用于的传动。三、 电动机的选择计算1、电动机类型的选择按工作要求选用 Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机 ，电压380V。因为此类型电动机应用广泛、结构简单、起动性能好、工作可靠、价格低廉、维护方便。2、电动机功率的
4、选择工作机所需功率为：F=1200NmV=1.7m/s4kWPdFv传动装置的总效率为： 54321由设计书表 2-3 确定各部分效率:V 带传动效率 10.96深沟球轴承效率（一对） 20.99一级闭式圆柱齿轮传动效率（油润滑） 30.97；联轴器效率 40.99；传动滚筒效率 50.96。传动装置的总效率为： 859.06.907.9.06354321 工作机所需功率为： kWkWPd .285.10Fv工作时载荷平稳，选择电动机容量时应保证电动机额定功率 等于或edP稍大于工作机所需的电动机功率 ，即 。故由设计书表 17-1 选dPde电动机额定功率 。ked33、电动机转速的选择设
5、V 带传动传动比，设 为一级闭式圆柱齿轮传动比。滚筒轴工作1为 2转速。min/25.1074.3.06106rDvnw 由设计书表 2-1 得到 在 2 到 4 之间， 在 1 到 5 之间。则其总传动比1 2在 4 到 20 之间。由此可得， 在 481r/min 到 2405r/min 之间。符合这一范围的同步转速有 750r/min，1000r/min，1500r/min。现以三种转速方案进行比较。电动机转速n(r/min)方案 电动机型号额定功率/kW 同步转速满载转速电机质量(kg)总传动比 ai1 Y100 -42 3 1500 1430 38 122 Y132S-6 3 100
6、0 960 63 83 Y132M-8 3 750 710 79 6现选定电动机型号为132S6。电动机额定功率,满载功率 =3kW 转速。转速 =960r/min。=0.859=2.376kwdkWed3wnmi/25.10r132S6=3kW5由表 17-3 可查得132S6 主要外形及安装尺寸如下：中心高H外形尺寸 HDACL2底脚安装 B地脚螺栓直径K轴伸尺 寸ED装键部 位 GF112 31547216140 12 3880 1080四、 传动比的选择运输及传动系统的总传动比 =nd/nw=960/120.258ai为带传动传动比， 为一级闭式圆柱齿轮传动比，取 ，1 2 5.21i
7、，则 = =8。.32iai12五、传动系统运动的动力参数的计算0 轴（电动机轴）： 0=3kWn0=n=960r/min0=955000=95503960=29.84N1 轴（高速轴） 1=01=30.96=2.88kwn1=n0/i01=9602.5=384r/min1=955000=95502.88384=71.63N2 轴（低速轴） 2=112=2.880.990.97=2.77kwn2=112=3843.2=120r/min2=955022=95502.77120=220.45N3 轴（滚筒轴） 3=223=2.770.990.99=2.71kw=960r/min=8ai0=3kWn
8、0=960r/min0=29.84N1=2.88kwn1=384r/min1=71.63N2=2.77kwn2=120r/min2=220.45N6n3=2=120r/min3=955033=95502.71120=215.67N功率 kWP/转矩 mNT/轴名输入 输出 输入 输出转速inr传动比 i效率 0 轴 3 29.84 9601 轴 2.88 2.85 71.63 70.91 3842 轴 2.77 2.74 220.45 218.25 1203 轴 2.71 2.68 215.67 213.53 1202.53.210.960.960.98六.设计 V 带1、确定 V 带型号电动
9、机功率 =3kW，转速 =960r/min， =8 ai查机械设计基础课本表 87 得： =1.3，则AK，kWPpdAc 9.3.1又 =960r/min,根据图确定选取 B 型普通 V 带，查表 86,88 取小带轮mn直=90mm1D带速smnvm/50694.3062 大带轮基准直径、确定中心距：iD51.12120120.7()Da得 24590于是取 =100mm， =250mm， =960r/min1D25、计算 V 带的根数 Z：由表查得 KW，由0=0.95 =（ 0+0） 根据 =960r/min， =2.5 和 A 型 V 带，查表得 ， i 0=0.11=0.956，
10、，所以=0.93=（ 0.11+0.95） 0.9560.93=0.95V 带根数 =3.90.95=4.11因此取 Z=5.6、计算作用在带轮轴上的载荷 zF由表得 A 型 V 带单位长度质量 q=0.1Kg/m,所以单根 V 带张紧力（F 0）min=500（ 2.5-KKZ） Pca+qv2=500(2.5-0.956)3.90.95655 +0.152=128.5N对于新安装的 v 带，初拉力应为 1.5 ，对于运转后的 v 带初拉力（ 0） 因为 1.3（ 0） 压轴力最小值为（ ） =2（ 0） 12=25128.51632 =1271七、减速器外传动零件的设计计算1、选定齿轮类型
11、、精度等级、材料和齿数（1）选用斜齿圆柱齿轮传动。（2）运输机为一般工作机器，转速不高，故可选用 7 级精度。（3）由表 101 选择小齿轮材料为 40Cr(调质)，硬度为 280HBS,大齿轮材料为 45 钢（调质） ，硬度 240HBS，二者硬度差为 40HBS。（4）选取小齿轮齿数 ，传动比 i=2.5，大齿轮齿数 。1=24 2=77初选螺旋角 =142、按齿面接触强度设计13211 （ ） 2=520mmaZ=5=100mm1D=250mm2=960r/min=（ ） 1171N8(1) 确定公式内的各计算数值(2) 由图查得 600MP, a =550MP1= 2(3) 计算接触疲
12、劳许用应力（失效概率 1%，安全系数 S=1） 。111 =0.95600=570222 =0.93550=512=1+22 =570+5122 =541(4) 试选载荷系数 =1.6(5) 计算小齿轮传递的转矩1=95.510511 =95.52.88105384 =7.163104(6) 由表查得材料的弹性影响系数 =189.812(7) 计算应力循环次数1=601=603841（ 2830010） =1.1061092=1.1061092.5 =4.424108（9）由图可得接触疲劳寿命系数 1=0.95， 2=0.93（10）选取区域系数 =2.433（11）由图查得 1=0.78，
13、2=0.87， 则=1+2=0.78+0.87=1.65(12)由表 107 得 =1（13）计算1）计算消除轮分度圆直径 1，由 计 算公式得1321.67.16310411.65 4.23.2（ 189.82.433541 ） 2=51.0252）计算圆周速度= 11601000=3.1438451.025601000 =1.03/3)计算齿宽 b 及模数 =1=151.02=51.02=11 =51.021424 =2.06h=2.25 =2.25 2.06=4.64mm b/h=51.024.64=111=24i=3.2。2=771=1.1061092=4.42410894）计算纵向重合度=0.31
