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1、长江大学工程技术学院机机械械设设计计课课程程设设计计说说明明书书（2013-20142013-2014 学年学年 第二学期）第二学期）系系 ( (部部) )机械系机械系专业班级专业班级模具专模具专 6120161201 班班学生姓名学生姓名郑航郑航学学号号 / /序序号号/32/32 指导教师指导教师耿家源耿家源/ /张香云张香云完成时间完成时间2014-02014-06 6- -0606目录目录一一 课题题目及主要技术参数说明课题题目及主要技术参数说明1.1 课题题目 1.2 主要技术参数说明 1.3 传动系统工作条件1.4 传动系统方案的选择 二二 减速器结构选择及相关性能参数计算减速器结
2、构选择及相关性能参数计算2.1 减速器结构2.2 电动机选择2.3 传动比分配2.4 动力运动参数计算三三 V V 带传动设计带传动设计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 计算带轮轴所受压力 Q四四 齿轮的设计计算齿轮的设计计算( (包括小齿轮和大齿轮包括小齿轮和大齿轮) )4.1 齿轮材料和热处理的选择4.2 齿轮几何尺寸的设计计算4.2.1 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸4.2.2 齿轮弯曲强度校核4.2.3 齿轮几何尺寸的确定4.3 齿轮的结构设计五五 轴的设
3、计计算轴的设计计算( (从动轴从动轴) )5.1 轴的材料和热处理的选择5.2 轴几何尺寸的设计计算5.2.1 按照扭转强度初步设计轴的最小直径5.2.2 轴的结构设计5.2.3 轴的强度校核六六 轴承、键和联轴器的选择轴承、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 联轴器的选择七七 减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构减速器润滑、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 参考文献参考文献一、课题题目及主要技术参数说明一、课题题目
4、及主要技术参数说明1.11.1 课题题目课题题目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。1.21.2 主要技术参数说明主要技术参数说明 输送带的最大有效拉力F=2400KN，输送带的工作速度V=1.6 m/s，输送机滚筒直径D=450 mm。1.31.3 传动系统工作条件传动系统工作条件两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温35，工作寿命10年，每年250工作日，大修期3年。电力，三相交流，电压380/220V。运输带速度允许误差-5%+5%。一般机械厂制造，小批量生产。1.41.4 传动系统方案的选择传动系统方案的选择图 1 带式
5、输送机传动系统简图二、二、 减速器结构选择及相关性能参数计算减速器结构选择及相关性能参数计算2.12.1 减速器结构减速器结构本减速器设计为水平剖分，封闭卧式结构。2.22.2 电动机选择电动机选择（一）工作机的功率 Pw=FV/1000=24001.6/1000=3.84kwwP（二）总效率总=总带齿轮联轴器滚筒3 轴承=0.960.980.990.960.990.990.99=0.868（三）所需电动机功率dPPd=4.42查机械零件设计手册得 Ped = 5.5 kw电动机选用Y160m1-8 n满 = 720 r/min2.32.3 传动比分配传动比分配工作机的转速 n=67.941I
6、总=10.597取 i带=3 则 i齿=3.532电动机 选用： Y-160m1-8i 带=3=3.532齿i计 算 及 说 明结果2.42.4 动力运动参数计算动力运动参数计算（一）转速 n=720（r/min）0n满n=/=/=720/3=240（r/min） In0n带i满n带i=/=240/3.532=67.95（r/min）IInIn齿i=67.95（r/min） IIInIIn（二） 功率 PP0=4.421P1=4.244P2=4.118P3=4.36（三）转矩 TT0=58.64(Nm)T1=168.883T2= 554.27(Nm)T3=516.24(Nm ) 计 算 及 说
7、 明结果将上述数据列表如下：轴号功率P/kWN /(r.min-1) T/(Nm)i04.42172058.64014.244240168.88340.9024.11867.950578.7193.5320.9834.03667.950567.20210.96三、三、V V 带传动设计带传动设计3.13.1 确定计算功率确定计算功率查表得 KA=1.0，则PC=KAP=1.05.5=6.05KW3.23.2 确定确定 V V 带型号带型号按照任务书得要求，选择普通 V 带。根据 PC=6.05KW 及 n1=240r/min，查图确定选用 B 型普通 V 带。3.33.3 确定带轮直径确定带轮
8、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 112140mm，选择dd1=140mm。（2）验算带速v =5.27m/s5m/sv25m/s,带速合适。PC=3.3KW选用 B 型 普通 V 带dd1=140 mm v =5.17m/ s,带速合 适（3）计算大带轮直径 dd2= i dd1（1-）=3140（1-0.02）=411.6mm 根据 GB/T 13575.1-9 规定，选取 dd2=400mm 3.43.4 确定带长及中心距确定带长及中心距（1）初取中心距 a0 2102127 . 0ddddddadd得 378a01080， 根据总体布局，取 ao=800 m
9、m (2) 确定带长 Ld： 根据几何关系计算带长得02 21 210422addddaLdd dddo=2469.36mm 8004400140400140280022根据标准手册，取 Ld =2500mm。 (3)计算实际中心距=815.32mm2L-Ld0d 0 aa22469.36-25008003.5.3.5.验算包角验算包角oo3 .5718012 1adddd=161.73120，包角合适。oo3 .5732.8151404001803.6.3.6.确定确定 V V 带根数带根数 Z ZZ Lc KKPPP)(00根据 dd1=140mm 及 n1=705r/min，查表得 P0
10、=1.69KW,P0=0.22KW 中心距 a=815.32mm 包角 =161.73 包角合适K=0.956)51(25.118073.161 oo KL=1+0.5(lg2500-lg2240)=1.024dd2=411.6mm取 ao=800 mm取Ld =2500mm中心距 a=815.32mm包角 =161.73 包角合适则 Z=1.82，取 Z=23.7.3.7.确定初拉力确定初拉力 F F0 0F0=5002) 15 . 2(qvKvZPc查表得 q = 0.17/m,则 F0=192.03N3.8.3.8.计算带轮轴所受压力计算带轮轴所受压力 Q QQ=2ZF0sin=2219
11、2.03sin=758N21 273.161o四、齿轮的设计计算四、齿轮的设计计算4.14.1 齿轮材料和热处理的选择齿轮材料和热处理的选择小齿轮选用 45 号钢，调质处理，HB236大齿轮选用 45 号钢，正火处理，HB1904.24.2 齿轮几何尺寸的设计计算齿轮几何尺寸的设计计算4.2.14.2.1 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸由机械零件设计手册查得,SHlim = 1aHaHMPMP530,5802lim1lim1,200,215lim2lim1limFaFaFSMPMP099. 4331.57/235/21nn由机械零件设计手册查得 ZN1 = Z
12、N2 = 1 YN1 = YN2 = 1.1由 a HNH HMPSZ58011580lim11lim 1a HNH HMPSZ53011530lim22lim 2计 算 及 说 明结果a FNF FMPSY24411 . 1215lim11lim 1a FNF FMPSY20411 . 1200lim22lim 2（一）小齿轮的转矩ITT1=168.876（二） 选载荷系数 K由原动机为电动机，工作机为带式输送机，载荷平稳，齿轮在两轴承间对称布置。查机械原理与机械零件教材中表得，取 K1.1（三）计算尺数比=3.532（四）选择齿宽系数d根据齿轮为软齿轮在两轴承间为对称布置。查机械原理与机械
13、零件教材中表得，取1d（五）计算小齿轮分度圆直径1d计 算 及 说 明结果766= 72.521( mm)1duuKTHdI 2 23)1( （六）确定齿轮模数 ma=164.333m =(0.0070.02)a = (0.0070.02)198.764取 m=2（七）确定齿轮的齿数和1Z2zZ1=35.26 取 Z1 = 36Z2=127.152 取 Z2 = 127（八）实际齿数比167. 42410012ZZ齿数比相对误差 017. 0 /=2.19/204=0.01071FY1F2FY2F计算大齿轮齿根弯曲应力为a=163mmB1=72mm B2=81mm V=0.590 (m/s)
14、定为 IT7计 算 及 说 明结果2424865. 2153.90200020002 12 211 1ZmBYKTF F1)(692.103FMPa齿轮的弯曲强度足够4.2.34.2.3 齿轮几何尺寸的确定齿轮几何尺寸的确定齿顶圆直径 由机械零件设计手册得 h*a =1 c* = 0.25ad )(542) 1224(221111mmmhZhddaaa)(2042) 12100(222222mmmhZhddaaa齿距 P = 23.14=6.28(mm)齿根高 )(5 . 2mmmchhaf齿顶高 )(221mmmhhaa齿根圆直径fd)(435 . 2248211mmhddff)(1995
15、. 22204222mmhddff4.34.3 齿轮的结构设计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算如下：轴孔直径 d=50)(mm轮毂直径 =1.6d=1.650=801D)(mm轮毂长度 L=81轮缘厚度 0 = (34)m = 68(mm) 取 =80轮缘内径 =-2h-2=204-24.5-282D2ad0强度足够=76m1adm=2582admmh=4.5mm S=3.14m m P=6.28m m hf=2.5mm ha=2mm df1=67m m df2=249m m计 算 及 说 明结果= 233(mm)取 D2 = 234(mm) 腹板厚度 c=0.3=0.381=24.3
