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1、课程设计计算说明书设计题目 专 业 班 级 设 计 人 完成日期 设计要求：含有单级圆柱齿轮减速器及带传动的传动系统运输带工作拉力 F= 2300 N运输带工作速度 v = 1.1 m/s卷筒直径 D= 250 mm工作条件：两班制工作，常温下连续单向运转，空载起动，载荷平稳，室内工作，环境有轻度粉尘，每年工作 300 天，减速器设计寿命 10 年，电压为三相交流电（220V/380V）.目目 录录一、 运动参数的计算运动参数的计算44二、 带传动的设计带传动的设计 66三、 齿轮的设计齿轮的设计 88四、 轴的设计轴的设计 1212五、 齿轮结构设计齿轮结构设计1818六、 轴承的选择及计算
2、轴承的选择及计算1919七、 键连接的选择和校核键连接的选择和校核2323八、 联轴器的选择联轴器的选择 2424九、 箱体结构的设计箱体结构的设计 2424十、 润滑密封设计润滑密封设计2626一运动参数的计算一运动参数的计算1电动机的选型电动机的选型1）电动机类型的选择按工作要求选择 Y 系列三相异步电机，电压为 380V。2）电动机功率的选择滚筒转速： 6060 1.184.0min0.25vrnD 负载功率:KW/10002300 1.1/10002.52wPFV电动机所需的功率为：kwaw dpp（其中：为电动机功率，为负载功率，为总效率。 ）dpwpa为了计算电动机所需功率，先确定
3、从电动机到工作机只见得总效率，设、dpa1、分别为 V 带传动、闭式齿轮传动（齿轮精度为 8 级） 、滚动轴承和234联轴器的效率查机械设计课程设计表 2-2 得 =0.95 =0.97 =0.99 =0.9912343 a123430.95 0.97 0.990.990.8852 折算到电动机的功率为:2.532.858 kw0.8852w dapp选取额定功率未 3kw3）电动机转速的选择选择常用的同步转速为 1500 r/min 和 1000 r/min。4）电动机型号的选择电动机型号额定功率同步转速满载转速总传动比轴外伸轴径轴外伸长度Y100L2-43.0kw1500 r/min143
4、0 r/min17.0228mm60mmY132S-63.0kw1000 r/min960 r/min11.4338mm80mm为了合理分配传动比，使机构紧凑，选用电动机 Y132S-62计算传动装置的总传动比和分配传动比(1)总传动比: 960i11.4384.0m a wn n（2）选择带传动的传动比13i （3）齿轮的传动比2 111.433.813aiii3计算传动装置的运动和动力参数：（1）计算各轴的转速:I轴转速：1/960/3320 / minImnnir2/320/3.8183.99 / minIIInnir83.99 / minIIIIInnr（2）各轴的输入功率I 轴上齿轮
5、的输入功率:1w34.416 0.95 0.992.715PPKW1 II 轴输入功率：134.328 0.97 0.992.607IIPPKW 2 III 轴输入功率：42.607 0.99 0.992.556IIIIIPPKW 3（3）各轴的转矩电动机的输出转矩：1119550/ n9550 2.715/32081.026mTPN9550/ n9550 2.607/83.99296.426mIIIIIITPN9550/ n9550 2.556/83.99290.627mIIIIIIIIITPN运动和动力参数如下表轴号转速 n/(r/min)输入功率 P（kW）转矩 T（ ）mN 传动比 i
6、电动机轴9602.85828.4313 轴9602.71581.026 3.81 轴83.992.607296.426轴83.992.556290.6271二带传动的设计二带传动的设计1. 确定计算功率查课本表 8-7 得：1.1AK ,式中为工作情况系数， 为传递的额定1.1 33.3kcaAPkPW p功率,即电机的额定功率.2. 选择带型号根据，,查课本图 8-11 选用带型为 A 型带3.3caP 1.1Ak 3. 选取带轮基准直径21,dddd1）初选小带轮基准直径 查课本表 8-6 和表 8-8 取小带轮基准直径1100ddmm2）验算带速 v1100 9605.03/60 100
7、060 1000dmd nVm s 在 525m/s 范围内，故 V 带合适3）计算大带轮基准直径2113 100300dddidmm 查课本表 8-8 后取2315ddmm4. 确定中心距 a 和带的基准长度根据课本式 8-20 ，初步选取中心距0500mma 所以带长,= dL1122 2 0 0()2()1675mm24dd ddddadda查课本表 8-2 选取基准长度得实际中心距1600dLmm01600 16755046222ddLLaamm由 8-24 式得中心距地变化范围为 438510mm5. 验算小带轮包角1，包角合适。21 1180180159dddd a6. 确定 v
8、带根数 z1）计算单根 V 带额定功率rP由和查课本表 8-4a 得1100ddmm1n960 / minr00.9576kpW转速，传动比,查课本 8-4a 得1n960 / minr13i 00.11pkW查课本表 8-2 得0.99LK 查课本表 8-5,并由内插值法得=0.946K00()(0.95760.11) 0.946 0.990.9999rLPPP K KkW2）带的根数3.33.300.9999carpZp故选 Z=4 根带。7.计算初拉力由 8-3 得 q=0.1kg/m，单根普通带张紧后的初拉力为2 0 min500137.2zvFqvN（2. 5-K ）（）K8.计算作
9、用在轴上的压轴力pF1 01592sin2 4 137.2 sin108122pFzFN 9.V 带轮的结构设计（1）B=（Z-1）t+2s=（4-1）16+210=68mm、小带轮的设计采用材料 HT150 铸铁D1=100mm3d，d 为电机轴的直径 d=38mm， 且300mm，故采用腹板式。腹板上不开孔。1Da)、部分结构尺寸确定：d1=1.8d=1.838=69mm0.20.2 6312.6CBmm1121002 2.5105waDDhmm L=1.8d=1.838=69mm、大带轮的设计由于 D2=300mm， 故采用孔板式。a） 、有关结构尺寸如下：d=38mm; 第 I 轴直径
10、d1=1.838=69mmL=1.8d=381.8=69mm2223002 2.5305waDDhmm 三三. .齿轮的设计齿轮的设计1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）根据传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。（2）运输机为一般工作状态的机器，转速不高，故齿轮选择 8 级精度。（3）材料选择根据课本表 10-1：小齿轮材料为 40Cr（调质） ，硬度 280HBS大齿轮材料为 45钢（调质）HB2=240大小齿轮齿面的硬度差为 280240=40，是合理的。当运转过程中较硬的小齿轮齿面对较软的大齿轮齿面，会起较明显的冷作硬化效应，提高了大齿轮齿面的疲劳极限，从而延长了齿轮的使用寿命。（4）
11、选小齿轮的齿数 Z1=23；则大齿轮齿数 Z2= Z1=3.8123=87.6，去 Z2=81i 2、按齿面接触疲劳强度设计由由设计公式（10-9a）进行试算，即213112.32t t dHkTZd （1）确定公式内的各计算数据1)、试选 Kt=1.3；2)、；1T81.026N m81026N mm3)、由课本表 10-7 选取 d=1；4)、由课本表 10-6 查得材料的弹性影响系数 ZE=189.8 1 2MPa5）由图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的解除疲劳强度极限lim1600HMPa大齿轮的解除疲劳强度极限lim2550HMPa6）由课本式 10-13 计算应力循环次数8
12、11h11hN60n jL N60n jL60 320 1 (2 8 300 10)9.22 10 8 81 2 29.22 10N2.42 103.81N i7）由课本图 10-19 取接触疲劳寿命系数 KNH1=0.90，KNH2=0.958）计算接触疲劳许用应力去失效概率 1%，安全系数 S=1，由课本式（10-12）得1lim1 10.9 600540NHH HKMPaS2lim2 20.95 550522.5NHH HKMPaS（2）计算1）试算小齿轮分度圆直径 d1t2131212.321.3 81026 3.81 1189.22.32()13.81522.5 60.287t t
13、dHkTZdmm 2)、计算圆周速度V=1.01m/s100060nd1t1 60.287 320 60 1000 3)、计算齿宽11 60.28760.287btbdmm 4）计算齿宽和齿高的比b h模数1160.287/ 232.61t tdmmmz齿高 h=2.25=5.898mmtm=60.287/5.898=10.22b h5)计算载荷系数根据 v=1.01m/s，8 级精度，由课本图 10-8 查得动载荷系数 KV=1.10直齿轮1HFKK由课本表 10-2 查得使用系数1AK 由课本表 10-4 用插值法查得 8 级精度、小齿轮相对支承对称布置时1.1349HK由，查得10.22b h1.1349HK1.30FK故载荷系数1 1.10 1 1.3491.484AVHHKK K KK 6)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式（10-10a）得33111.48460.28763.0071.3t tKddK7）计算模数1163.0072.7423dmmmz3、按齿根弯曲强度设计由课本式（10-5）得弯曲强度计算公式2132 12tFaSadFkTY Ymz（1）确定公式内的各个计算数值1）由课本图 10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限1500FEMPa大齿轮的弯曲疲劳强度极限2380FEMPa2）
