北工大机械设计基础计算说明书

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1、装订线机械设计课程设计机械设计课程设计计算说明书计算说明书设计题目：设计题目： 用于带式运输机的一级圆柱齿轮减速器用于带式运输机的一级圆柱齿轮减速器院（系院（系） ：建筑建筑工程学院工程学院学号：学号：设计者设计者：指导教师：指导教师：许东来许东来2015年年07 月月 17 日日校名：校名：北北 京京 工工 业业 大大 学学装定线目录目录一、设计任务书二、机械装置的总体方案设计（一）传动方案的分析与拟定（二）电动机的选择与计算（三）计算传动装置的总传动比及分配各级传动比（四）传动装置的运动、动力参数计算三减速器传动零件的设计计算1高速级普通 V 带传动的设计计算2圆柱齿轮传动的设计计算四轴的

2、计算1、初步计算轴的最小直径、选择滚动轴承及联轴器2、减速器输出轴的结构设计及强度校核五滚动轴承的选择和计算六键联接的选择和强度校核七减速器箱体的设计八润滑方式和密封类型的选择，润滑油牌号的选择和装油量的计算九、设计小节及心得体会十、参考文献装定线项目和内容设计计算依据和过程计算结果一、设计任务书二、机械装置总 体方案设计（一）传动方案的分析与拟定1.课程设计题目：设计用于带式运输机的一级圆柱齿轮减速器2.原始数据：（1）数据编号：A6（2）运输带工作拉力 F: 1350N(3)运输带工作速度 v：1.60 m/s(4)卷筒直径 D：260 mm3.工作条件：连续单项运行，载荷平稳，空载起动，

3、使用期限 10 年，小批量生产，两班制工作，运输带速度允许误差为 5%。1.带式运输机传动方案简图1、V 带传动2、运输带3、减速器（齿轮传动）4、联轴器5、电动机6、卷筒装定线项目和内容设计计算依据和过程计算结果（二）电动机的 选择与计算2、结构说明选用 V 带传动和闭式齿轮传动。（1） V 带传动 1承载能力小、 转距相同时， 其结构尺寸要比其他传动形式的结构尺寸大，但传动平稳，能缓冲吸振和过载保护因此布置于高速级， 能发挥它的的优点。 闭式齿轮传动传动比不受中心距的影响，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，轮齿可以做成斜齿， 用于速度较高或载荷较重的传动。

4、综上此方案传动比不太大，效率较高，工艺简单，精度易于保证。运输机由电动机驱动。 电动机 1 将动力传到带轮 2 再传到减速器3 经联轴器 4 将动力传至运输机卷筒 6 带动运输带 5 工作。1.选择电动机的类型按工作要求选用 Y 系列（IP23）防护式笼型三相异步电动机，电压 380V。2.确定电动机的功率（1）工作机的功率 PwKWFvP84. 110006 . 111501000w(2) 传动装置总效率5433 218675.096.099.098.099.096.03其中：V 带传动：96. 01滚动球轴承：99.02Y 系列三相异步电 动机，电压 380VPw= 1.84 Kw总效率为

5、 0.8675装定线项目和内容设计计算依据和过程计算结果（二）选择电动机3）工作机所需电动机功率w dPP kW489.28765.084.1由于载荷平稳电动机额定功率edP等于或略大于工作机所需的电动机功率dP即可，即dedPP 故由2P203 表 17-1，Y 系列电动机技术数据，选电动机额定功率kWPed33.确定电动机的转速滚筒轴工作转速min/6 .11726060. 1100060100060rDvnw传动由 V 带和单极圆柱齿轮减速器组成：总传动比范围：2010201000iii故电动机转速可选范围为min235211766 .1172010000rninwd电动机数据比较方案电

6、动机型号额 定功率电机转速电动机质量同步满载1Y100L1-42.21500143034kg2Y100L2-431500143038kg选择方案 2， 即选用额定功率 Ped=3kW, 满载转速为 nm= 1430 r/min,型号为 Y100L2-4 的电动机。Pd=2.489kWPed= 3kWnw=117.6r/mini00= 1020nd=11762352r/min选择Ped=3kWnm=1430 的Y100L2-4 型电动机装定线项目和内容设计计算依据和过程计算结果（三）计算传动装置 的总传动比及分配各 级传动比【注：设计计算机传动装置的各级功率时，按电动机实际功率 Pd进行计算,P

7、ed作为设计功率。设计计算传动装置各级转速时，按电动机满载进行计算，不能按同步转速 1500r/min 进行计算。 】1.确定总传动比 ia16.126 .117 1430wm anni2.分配各级传动比由2P10 表 2-1 取 V 带传动比 3则减速器的传动比为05. 4316.120iiia1.各轴的功率 P、转速 n 和转矩 T（1）零轴mN16.6214302.4899550nP9550T1430r/minnnkW4892.PP00 0m0d0(2)1 轴kWPPP389.296.0489.210101min67.47631430010 1rinnmNnPT87.4767.47605

8、.29550955011 1(3)2 轴减速器传动比 i =4.05P0=2.489kWn0=1430r/minT0=16.62NmP1=2.389kWn1=476.6r/minT1=47.87Nm装定线项目和内容设计计算依据和过程计算结果(四)传动装置的运 动、动力参数计算1-3 轴各轴输出功率或输出转矩min6 .11705. 467.476121 2rinnmNnpT04.188955022 2(4)3 轴（滚筒轴）kWPnPP271.24222323min6.11715.117232 3rinnmNnPT31.184955033 31-3 轴各轴输出功率或输出转矩乘以轴承效率 0.99

9、 输出功率或输出转矩分别为mNTTkWPPmNTTkWPPmNTTkWPP4669.18299.031.184248.299.0271.2159.18699.004.188293.299.0317.239.4799.087.47365.299.0389.223*323*322*222*221*121*1【注： 设计轴是应该按其输入功率计算。 设计传动 零件时应按主动轴的输出功率计算。 后三轴的输出功率和输出转矩为各轴的输入 功率或输入转矩乘以轴承效率 0.98 得到。 】将上述运动和动力参数的计算结果汇总如下表：P2=2.317kWn2=117.6r/minT2= 188.04NmP3= 2.

10、27kWn3=117.6r/minT3=184.31NmkWP317.2PP321212装定线项目和内容设计计算依据和过程计算结果各轴运动和动力参数表三、减速器传动零件的设计计算（一）高速级普通 V 带传动的设计计算轴名功率 P/kW转矩 T/Nm转速n传动比 i输入输出输入输出0 轴2.4816.62143034.0510.960.9700.98011 轴2.362.3647.8747.39476.62 轴2.3172.29188.04186.15117.63 轴2.2712.24184.31182.4117.6（1）确定设计功率 Pc由于电动机空载启动，两班制工作（机器一天工作 16 个小

11、时） ， 由前面的计算得出 P = 3kw=20.46mm因为有键槽，需将轴径增大 7%，即 d1=20.46107% = 21.8大齿轮：A= 120D2=32.2mm因为有两个键槽，需将轴径增大 7%，即 d2=32.2107% = 34.45mm查表 8-4 得标准直径， 取高速轴 d1=22mm, 低速轴 d2=35mm又滚筒轴传递的功率和转矩与大齿轮轴相近，故取d3=35mm2.滚动轴承的选择a.轴承的选择 因为主要承受径向载荷且功率较小， 所以可以选用深沟 球轴承。初步选定大齿轮所在轴上轴承为 6009 型、小齿轮 所在轴上轴承为 6006 型b. 轴承组合的设计 因支撑跨距不大，

12、采用两端固定式轴承组合方式，选用 嵌入式轴承盖。另外，为了更好的密封性，与 O 型密封圈 配合使用。取 d1=22mmd2=35mmT= 157.5N.mmTca=245.5Nm3.联轴器a.选联轴器类型 运输机的安装精度一般不高，易用挠性联轴器，输出端 转速低， 动载荷小，转矩较大， 选用结构简单、 制造容易、 具有微量补偿两轴线偏移和缓冲吸振能力弹性套柱销联 轴器。项目和内容设计计算依据和过程计算结果b.求计算转矩 Tca T=163.7 由1表 13-1 取 K=1.5 Tca=KT=1.5X163.7=245.5Nmc.联轴器型号选择查表113-3, 选择 TL6 型联轴器。 其许用转

13、矩和转速分别为T =250Nm, n = 3800r/min1.进行轴的结构设计（1）确定各轴段的直径考虑轴上零件的定位和固定、 加工工艺和装拆工艺等的 要求，将轴制成两端小、中间大的阶梯状结构。考虑以 下因素：a. 定位轴肩的直径：轴肩高度 h 应比零件孔的倒角 C 或圆角半径 r 大 2-3mm, 轴肩的圆角半径 r 应小于零件孔的倒角C 或圆角半径r。由 d 知 C 取 2b.非定位轴肩的尺寸：直径变化量较小，一般取 0.5-3mm。c. 有配合处的轴径：选取标准值 d. 轴径尺寸e.低速轴（轴 2）轴的外伸端直径由所选联轴器的型号及轴孔直径确定， 取 d1=35mm, 为使联轴器轴向固

14、定， 一般取下一段轴的直径 d2=42mm, 装滚动轴承的轴段取标准直径，6009型的内圈直径是 45mm 所以取d3=45mm装齿轮的轴段d1=35mmd2=42mmd3=45mmd4=46mmd5=74mm直径取标准直径 d4=46mm，为使齿轮轴向定位稳定，做一轴肩取直径 d5=60mm。（2）确定各段轴的长度大齿轮齿轮轮毂宽度 56mm，所以取安装齿轮的轴头长 度为 55mm。由2表 11-4 查得 6009 型轴承宽度 B=16mm， 挡油环宽取 10mm，因此取高速轴轴颈长度 62mm；根据齿 轮端面与箱体内壁保持一定的距离， 取轴环和套筒宽度均为 8mm;轴肩宽取 8mm, 由结构草图可知，跨距 l=（2+28+） mm=130mm.左边的40 轴段应该根据箱体结构以及箱外的 旋转零件至端盖间的距离要求来综合决定， 现在取为 40mm. 安装联轴器的轴头长度根据联轴器的尺寸取为 82mm.（3）轴上零件的轴向固定联轴器及齿轮处均采用 A 型普通平键连接，由2表 10-26查得键的尺寸为宽度， 联轴器处为(10882)mm，齿轮处为(14940)mm。2. 画出轴的结构简图和轴的受