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1、一、设计题目及方案题目：设计用于皮带运输机的单级斜齿圆柱齿轮减速器已知：输送带工作拉力 F=4500N，输送带速度 V=1.8m/s,卷筒直径 D=400mm。方案图：工作条件：1、 两班工作（每班按 8h 计算） ，连续单向运转，载荷变化不大，空载启动，输送带速度容许误差 %5，运输机工作效率 w=0.96。2、 室内，灰尘较大，环境温度 30 C左右。3、 折旧期 10 年，5 年一次大修， （每年按 300 天计算） 。4、 普通中小制造厂，小批量。二、选择电动机的型号设计步骤如下序号 设计项目 计算内容 计算结果1确定电动机类型按照工作要求和条件选用 Y 型系列一般用途的全封闭自扇冷笼
2、型三相异步电动机Y 型2确定电动机功率工作机所需功率 WP( kw)按下式计算：FV10代人设计数据得： kwkwPW 4.896.018.145电动机的输出功率按下式计算 wOPkwPW4.885.0kwPO54.9式中， 为电动机至滚筒主动传动装置的总效率，其值按下式计算 cgb2查机械设计手册（P6,表 2-2）可得：带传动效率 b=0.95，一对齿轮传动（8 级精度、油润滑）效率g=0.97，一对滚动轴承效率 r=0.985，联轴器（弹性）效率 c=0.99，因此 85.09.0985.097.095.0 2 kwkwPPwo 54.985.04. 选取电动机的额定功率，使 omPP)
3、3.1(，并查电动机技术数据表（手册 P148，表 16-1） 4.1254.954.9)3.1( mP取电动机功率为 kwPmkwPm13滚动轴的转速为 min/94.85min/408.11660 3 rrDvnw 按推荐的各种传动机构传动比范围，取 V 带传动比42bi，单级圆柱齿轮传动比53gi，则总传动比范围为 206)54()32( i电动机可选择的转速范围相应为 min/178516 min/94.85)206(r rinnw 电动机同步转速符合这一范围的有 1000r/min、1500r/min两种。为了降低电动机的重量和价格，由电动机技术数据表选取同步转速为 1500r/mi
4、n 的 Y 系列电动机 Y160M-4，其中满载转速为 min/1460rnm ，此外，电动机的安装和外型尺寸可从技术数据表（手册 P149，表 16-2）得min/94.85rnwmin/1460rnm确定电动机类型：电动机型号 额定功率/kw 满载转速/(r/min) 堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩Y160M-4 11 1460 2.0 2.0三、计算传动装置总体传动比并分配各级传动比序号 设计项目 计算内容 计算结果1 传动装置总传动比 9.164.85160wmni i=16.992 分配各级传动比由式 gbiii，为使 V 带传动的外廓尺寸不致过大，取传动比 4bi 则齿轮传动比为
5、 25.449.16bgiiiib=4g=4.25四、计算减速器的运动参数和动力参数序号 设计项目 计算内容 计算结果1 O 轴（电动机）kwPo54.9 min/1460rnnmo mN mNnPToo 40.62 14605.995095 kwPo54.9mNTnnomo 40.62in/1402 轴kwkwPbo 06.995.054.91 min/365min/41601 rrinnbm mNmNnPT 0.2373650.995095011 mNTnkwP0.237min/36506.91113 轴kwkwPPgrII 6.897.0985.006.9 min/8.5min/25.4
6、36 rrinngII mNnPTIII 9638.56.950950 kwPI6.8min/8.5I mNTI 9634 W 轴（卷筒轴）kwkwPcrIw 4.89.0985.06.8 min/8.85rnniw kwPw4.8min/8.5wnmNTW54.938mNmNnPTwW 54.9388.54.950950为了方便于下一阶段的设计计算，将以上结果列表如下：轴 号参 数电机(0)轴 I 轴 II 轴 滚筒（w）轴功率 P/kw 9.54 9.06 8.66 8.44转速 1min/rn 1460 365 85.88 85.88转矩 NT/ 62.40 237.0 963 938.
7、54传动比 i 4 4.25 1效率 0.95 0.965 0.98五、V 带传动设计传动的设计计算 根据前面设计获得的数据 01inPo，参照 V 带传动设计方法，可得如下设计： 设计步骤序号设计项目 计算内容 设计结果1计算功率 cP查表（课本 P118，5-7 ）取工况系数 2.1AK计算功率kwPKPoAc 45.154.92.1 kwPcKa45.12.2选择 V带型号由 kwPc 45.1 和 min/1460rno 查图（课本 P119，5-15 ）选取B 型3确定带轮基准直径 2d2d根据 B 型查表（课本 P119，5-8）取 md140带传动的传动比43651401 nio
8、，所以大带轮基准直径 midd 56014012 ，按表（5-8）将2d圆整为 560mmmd140d56024验算带速 Vsmndvo /70.110646041.3106 V 在 525m/s 范围，符合要求5初定中心距 oa由 )(2(7.0 21)21 ddoadd ，得：140490oa根据条件取 mo7mao706初算带长 0Ldoddddood aaL 4)()(22 21221 704)156()560140(2702 2m6.25确定带的基准长度 Ld=2500mmmLd2507确定实际中心距 a)(21oo Ldda m69)6.25250(2170 Ldaa015.min
9、 m632250015.69 Ldaa 3.mxm7425003.69 ma698验算小带轮包角 1确定 V带根数Z)(3.7180 121 dda oo ）（ 140560693.5780 oo oo12014根据 odn1和 查表（课本 P117，5-3）得：基本额定功率： wPk82.1（用内查法）根据 min/46040rni和 查表（5-4）得基本额定功率增量： kwP46.01根据o141查表（ 5-5）得91.0K根据 mL250d 查表（5-6）得 03.1LKoo12014故符合要求9 LCc KPPPZ 2111 )( 07.1934.0)3.01.2( 2.17.3取 4
10、Z91.046.083.2P11KkwPk403.1LK10单根 V带的张紧力 OF2o )15.2(50 qvKvPFC （课本 P107 查表 5-1）270.117.019.05.270.1445.50 ）（N2.253（ v 是 带 传 动 速 度 ， q 为 每 米 带 长 质 量 ， 238 页 查 表 ）NFo2.5311作用在轴上的压力 QF2sin21OQFF 214sin2.25342 oN5.1926 NFQ5.1926带轮图六、齿轮传动设计由于该传动载荷不大，结构尺寸要求紧凑，为了方便加工，采用硬齿轮传动，根据已有设计数据，参照直齿圆柱齿轮传动的设计方法：设计步骤序号
11、设计项目 计算内容 计算结果1材料选择及热处理由于要求结构紧凑，故采用硬齿面齿轮传动。小齿轮选用 rC20，渗碳淬火处理，齿面平均硬度为， 60HRC；大齿轮选用 C20表面淬火处理，齿面平均硬度为 60HRC小： rC20钢渗碳淬火 60HRC大： C20钢表面淬火 60HRC23参数选择确定许用应力（1） 齿数： 75.801925.4i19 121 ， 则取 812取（2） 齿宽系数：两轮为硬齿面，对称布置，查表（课本P146， 6-9）取 6.0d（3） 载荷系数：由于载荷为均匀、轻微冲击，且采用硬齿面齿轮，应取大值，查表（P143,6-6）取 K=1.1（4） 初选螺旋角：取 o14
12、查表（P140,6-4）;小齿轮: a13501 MPH， MPaF6451大齿轮： a13502 PH PaF64521918126.0dK=1.1 o144小齿轮转矩1161 n105.9 PT 36506.9105.9 6 mN51037.25按齿根弯曲疲劳强度计算齿形系数：按当量齿数 3cosV，得 67.8;79.2021 vv查表（课本 P145，6-8）得：再根据内查法计算得 57.1;79.211 SF YY 78.1;2. 22 SF YY08015415./ 06796162./222 111 FSFFSFYY (取大值)由式（6-36 ）得mYKTm FSFdn 4.2c
13、os6.13 2121 mn5.2m查表（ 6-1） ，取 mn4.2m6计算齿轮几何尺寸齿轮传动中心距为： a2/)(ma 21n 82.1214cos2)8119(3 o将中心距取为 130ma,以便加工，则螺旋角调整为： a2/)(arcos 21n 130281)(93arcos o942.51mmn 86.60942.15cos193cosd11 o mmn 60.21942.15cos812cosd22 o nmhand2d1a165.86m2.51260.86 nhad2d2a2 m6.1522.512210.6 da 52.3686.606.0b1 取mbm45,37b 12
14、，由于取的标准模数比计算值大，故 2向小值圆整后仍能满足要求。130mao15.942m86.0d1m60.21dm86.5da1m6.215da236.52mbm37b1m45b27校核齿面接触疲劳强度查表（ P144，6-7）得 8.19E由式（6-33）ubduKTE211H 117.3 MPaH13501269.16MPa2 齿面疲劳强度足够MPa16.1269H8验算齿轮圆周速度1060dV1n1060210.6.863.14 m/s67.0 0.67m/sv七、I 轴设计计算序号设计项目计算内容 计算结果1选择轴的材料，确定许应力轴的材料选择 45 钢，正火处理。查表（课本 P206，10-1） ，得 MPab 3060MPa,s 。 MPaas3060b2估算轴的最小直径输出端与带轮相配合的轴段轴径最小。查表（P221，10-4） ，C 在 118107 之间，取 C=110，则由式（10-13 ）得：mnPC 1.323650.910d3 轴端有一个键槽，直径增大 3%，由表（P221，10-5）取32.1md34dmin10Cm34dmin3计算齿轮受力分度圆直径为 m86.60942.15cos195.2cosmdn o转矩为 mN
