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1、机械设计课程设计机械设计课程设计设计计算说明书设计计算说明书题目：带式输送机动力及传动装置减速器设计院 系：机电工程学院班 级：指导教师：姓 名：学 号：成 绩：广东石油化工学院二 O 一七年六月序序 言言减速器作为一种传动装置广泛用于各种机械产品和装备中，因此，提高其承载能力，延长使用寿命，减小其体积和质量等，都是很有意义的，而目前在单级传动齿轮减速器的设计方面，许多企业和研究所都是应用手工设计计算的方法，设计过程琐碎而且在好多方面都是通过先估计出参数然后再校核计算的过程。这对于设计者来说是枯燥无味的，进行的是重复性工作，基本没有创造性；对于企业来说增加了产品的成本且不易控制产品质量。这些对
2、提高生产力，提高经济效益都是不利的。本次课程设计就是针对两级圆柱齿轮减速器的体积进行设计，其意义在于利用已学的基础理论和专业知识，熟悉工程设计的一般过程，同时把先进的设计方法、理念应用于设计中，为新技术时代的到来打下基础课程设计任务书一、一、传动方案拟定传动方案拟定1.1 设计题目设计题目: 设计带式输送机动力及传动装置1.2、设计数据：、设计数据：图示已知某带式输送机动力及传动装置的输送带拉力为 4200N，运输带工作速度为 60r/min。1.3、设计条件：、设计条件：连续单向运输，载荷平稳，三班制，使用期限 5 年，小批量生产，运输带速度允许误差0.5%。二、电动机的选择及运动参数的计算
3、二、电动机的选择及运动参数的计算2.1 电动机的选择电动机的选择（1）选择电动机类型按已知工作要求和条件选用卧式全封闭的 Y 系列鼠笼型三相异步交流电动机。（2）确定电动机的功率由已知得，工作装置所需功率 kwPw2.4电动机的输入功率的计算0PkwPPw 0式中，为电动机轴至卷筒轴的转动装置总效率。；取滚动轴承效率，7 级精度齿轮传效率=0.97，传送带的效率232 crg99. 0rg，则96.0c8414.096.099.097.0232故kwPPw534.38414.02.4 0电动机额定功率=（11.3）=3.5344.5942kwmP0P故选择 4kw 的电机。（3）确定电动机转速
4、由已知得：电动机转速 n=50min/r齿轮的传动比范围：单级圆柱齿轮传动比范围，则总传动比范围应为53 gi2595533 i，可见电动机转速的可选范围为：min/250145050)259(rnin符合这一范围的同步转速有 1000r/min 的电机，查表知选用 Y 系列电动机 Y132M1-6 型三相异步电机，其满载转速。电动机的安装结构型式以及其中心高、外形尺寸如下：min/960rnw电动机型号额定功率（KW）同步转速n（r/min）满载转速（r/min）机座中心高H外伸轴颈轴伸尺寸Y132 M1-64100096010028mm60mm2.2 计算传动装置的总传动比和分配各级传动比
5、计算传动装置的总传动比和分配各级传动比（1）传动装置总传动比2.1950960wm nni（2）分配传动装置各级传动比输入轴和中间轴的传动比为12i，圆柱齿轮的传动比为 35，可取 3，则12i4.632.19 34i2.3 计算传动装置的运动和动力参数计算传动装置的运动和动力参数（1）各轴的转速计算输入轴转速min/960nm1rn计算中间轴转速min/3203960121 2rinn计算输出轴转速min/0.504.6320342 3rinn工作轴min/503rnnw（2）各轴输入功率输入轴功率kwP96.30.9941中间轴功率kwPPgr803.397.099.096.312输出轴功
6、率kwPPr614.396.099.0803.3c23（3）各轴输入转矩输入轴wT=mNnPT79.39960495509550mm 1中间轴mNnPT51.113320803.39550955022 2输出轴mNnPT27.69050614.39550955033 3将以上算的的运动和动力参数列表如下：轴名参数I 轴 II 轴 III 轴工作轴转速n(r/min)9603205050功率P(kW)3.963.8033.6143.61转矩T(Nm)39.79113.51690.27690.27传动比i36.41效率0.9600.9501三、直齿圆柱齿轮减速器的设计三、直齿圆柱齿轮减速器的设计
7、3.1 高速级齿轮的设计高速级齿轮的设计3.1.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1）选用直齿圆柱齿轮传动2）选用 7 级精度3）材料选择，由机械设计表 7-1 选择小齿轮材料为 20C（渗碳淬火），硬度为 300HBW，大齿轮材料为 ZG340-640（调质），硬度为 260HBW，二者材料硬度差为 40HBW4）试选小齿轮齿数241z，大齿轮齿数为722432z。3.1.2 按齿面接触强度设计按设计计算公式机械设计表 7-5 进行试算，即 td1 321 12 HHEdZZZ uuKT（1）确定公式内的各计算数值试选载荷系数 Kt1.3计算小齿轮传递的转矩。mmNn25.4178196
8、02.41095.5P1095.5T5151由表选取尺宽系数 d1.2由表查得材料的弹性影响系数21 a8.189MPZE由图查得节点区域系数5.2HZ计算重合度系数9.0Z由机械设计图 7-16(b)按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限MPa；15001limH由机械设计图 7-16(c)大齿轮的接触疲劳强度极限MPa；6002limH由计算应力循环次数1N60n1jLh60960（1383005）2.079108921091.631007.2N由机械设计图 7-19 得允许一定点蚀的接触疲劳寿命系数:1HNK1；2HNK1.14计算接触疲劳许用应力取失效概率为 1，安全系数 S1，则有M
9、PaMPaSKHHN H1500150011lim1MPaMPaSKHHN H68460014.12lim2（2）计算试算小齿轮分度圆直径 d1t，代入H中较小的值。td1 321 12 HHEdtZZZ uuTK=36.1mm3246849.05.28.189 3132.1101781.43.12 计算圆周速度 VV=10006011 ndt=1.814m/s1000609601.36 计算齿宽 bb=dtd1=1.236.1mm=43.32mm计算齿宽系数 b/db/d=43.32/36.1=1.2计算载荷系数。根据 v=1.814m/s,7 级精度，由机械设计图 7-7 查得动载系数vK
10、=1.02；直齿轮FHKK=1.0由机械设计图 7-2 查得使用系数 KA=1.25由机械设计图 7-9（a）查得当 b/d=1.2 时，HK=1.12.故载荷系数K=KAKVFKHK=1.251.021.01.12=1.428按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式得1d=31/ttKKd=mm=37.25mm3 3.1/428.11.36计算模数 m m11 zd =mm=1.552mm2437.253.1.3 按齿根弯曲强度设计由弯曲强度的设计公式为m 32 11 2FSaFadYY zKT（1）确定公式内的各计算数值查表得小齿轮的弯曲疲劳强度极限1FE=200Mpa；大齿轮的弯曲疲劳
11、极限强度2FE=250MPa取弯曲寿命系数1FNK=0.85 2FNK=0.88计算弯曲疲劳许用应力由机械设计表 7-10，取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 11FE=（11FEFNK）/S= =121.43Mpa0.85 200 1.422FE= （22FEFNK）/S=151.79Mpa0.85 250 1.4计算载荷系数 KK= KAKVFKHK=1.251.021.01.12=1.428查取应力校正系数取 1SaY=2.65；2SaY=2.24查取齿形系数取 YFa1=1.58 2FaY=1.75 计算大、小齿轮的并 FSaFaYY 加以比较 111FSaFaYY =0.03331043
12、.12165.258.1 222FSaFaYY =0.02582579.15124.275.1小齿轮的数值大。(2)设计计算m=1.90mm324 033310.024110178.4428.12对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m小于由齿根弯曲疲劳计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与直径的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数 1.90mm 并就近圆整为标准值（第一系列）m=2mm，按接触强度算得的分度圆直径 d=36.1，算出小齿轮齿数小齿轮齿数 1Z=1d/m=36.1/218大齿轮齿数 2Z=1
13、1Zi=318=543.1.4 几何尺寸计算(1)计算大、小齿轮的分度圆直径1d=m1Z=182=36mm 2d=2Zm=542 =108mm(2)计算中心距a=(1d+2d)/2=(36+108)/2=72mm，(3)计算齿轮宽度b=d1d=43mm1B=43mm，2B=36mm 备注齿宽一般是小齿轮得比大齿轮得多 5-10mm3.1.5 小结由此设计有模数分度圆直径齿宽齿数小齿轮2364318大齿轮210836543.2 低速级齿轮的设计低速级齿轮的设计3.2.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1）选用直齿圆柱齿轮传动2）选用 7 级精度3）材料选择，由机械设计表 7-1 选择小齿轮材
14、料为 20C（渗碳淬火），硬度为 300HBW，大齿轮材料为 ZG340-640（调质），硬度为 260HBW，二者材料硬度差为 40HBW4）试选小齿轮齿数，大齿轮齿数为301z192304.62z3.2.2 按齿面接触强度设计按设计计算公式（109a）进行试算，即 td1 322 12 HHEdZZZ uuKT（1）确定公式内的各计算数值试选载荷系数 Kt1.3计算小齿轮传递的转矩。mmNmmNn55251101350.1320803.31095.5P21095.5T选取尺宽系数 d1.2选材料的弹性影响系数21 a8.189MPZE查得节点区域系数5.2HZ计算重合度系数9.0Z由机械设
15、计图 7-16(b)按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限MPa；15001limH由机械设计图 7-16(c)大齿轮的接触疲劳强度极限MPa；6002limH计算应力循环次数1N60n1jLh60320（1383005）6.91810取接触疲劳寿命系数:1HNK1.13；2HNK1.05计算接触疲劳许用应力取失效概率为 1，安全系数 S1，则H= MPMPSKHN1695150013.1lim11H= MPMPSKHN63060005.1lim22（2）计算试算小齿轮分度圆直径 d1t，代入H中较小的值。td1 322 12 HHEdtZZZ uuTK=50.743mm3256309.05.28.189
