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1、 机械设计课程设计计算说明书机械设计课程设计计算说明书题题 目目 用于带式运输机的展开式 二级直齿圆柱齿轮减速器 院院 别别 机 电 工 程 学 院 专业班级专业班级 机械设计制造及其自动化 12 专升本 设设 计计 人人 李帅 学学 号号 201515310127 原始数据原始数据 （数据编号 A1 ）指导教师指导教师 王 宁 成成 绩绩 目 录第 1 章 传动装置的总体设计11.1 讨论传动方案.11.2 选定电动机11.3 确定传动装置的总传动比和分配传动比31.4 传动装置的运动和动力参数3第 2 章 传动零件的设计计算52.1 带传动的设计计算52.2 齿轮传动的计算7第 3 章 轴
2、、键及轴承的设计计算13第 4 章 联轴器的选择25第 5 章 润滑方式的确定26第 6 章 减速器箱体设计和附件设计27总 结29参考文献301第 1 章 传动装置的总体设计1.1 讨论传动方案1） 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。2） 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。3） 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大,将 V 带设置在高速级。4） 工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期限为 10 年，小批量生产，单班制工作，运输带速度允许误差为5%。在中小型机械厂小批量生产。5）已知条件：运输带卷筒直径 360mm，运输带工作速
3、度 1.2m/s，运输机工作轴转矩 800N.m其传动方案如下： F 电动机 V 带传动 二级直齿圆 柱齿轮减速器 联轴器 卷筒 运输带 1.2 选定电动机（1）选择电动机的类型和结构型式根据经济性、使用要求、工作条件等选择，选 Y 系列三相异步电动机。(2)选择电动机的额定功率 查机械基础课程设计课本 P97 表 9-15：2带传动效率：0.961每对轴承传动效率：0.992圆柱齿轮的传动效率：0.963联轴器的传动效率：0.9934卷筒的传动效率：0.965说明：电机至工作机之间的传动装置的总效率：总=0.818总13 22 345=(8001.2)/180= 5.33kw ,=6.52k
4、w1000FVP 工总工电/PP 查机械基础课程设计课本 P202 表 17-1，=7.5kw额定P确定电机转速：取 V 带传动比 i=23，:=(1000601.2)/ (360)=64r/min卷筒n二级圆柱齿轮减速器传动比 i=840 所以电动机转速的可选范围是：:=.=64.(23).(840)=10247680r/min电机n卷筒n总i:符合这一范围的转速有：1000、1500、3000方案电动机型号额定功率同步转速r/min额定转速r/min1Y160M-67.5KW10009702Y132M-47.5KW150014403Y132S2-27.5KW300029203综合考虑电动机
5、和传动装置的尺寸、和带传动、减速器的传动比，可见第2 种方案比较合适，因此选用电动机型号为 Y132M-4，其主要参数如下：额定功率kW满载转速同步转速ADEFGHLAB7.514401500216388010331325152801.3 确定传动装置的总传动比和分配传动比=/=1440/64=22.5总i满n卷筒n分配传动比：取=2.95,则 =22.5/2.95=7.63带i1i2i取经计算 =3.15,=2.42121.31.5ii:121.3ii1i2i注：为带轮传动比，为高速级传动比，为低速级传动比。i带1i2i1.4 传动装置的运动和动力参数计算各轴的转速、功率、转矩并列表备用。（
6、1）各轴功率（输入功率）总工 电pp=6.520.96=6.26kw带电pp1滚齿12pp4=6.260.960.99=5.95kw，=5.950.960.99=5.65滚齿23ppkw（2）各轴转速小带轮的转速为电机的满载转速。=1440/2.95=488r/min 带满 i1nn =488/3.15=155r/min 11 2inn =155/2.42=64r/min 。 22 3inn （3）各轴转矩 T1=9550P1/n1=95506.26/488=122.5N.mT2=9550P2/n2=95505.95/155=366.6N.mT3=9550P3/n3=95505.65/64=8
7、43.1N.m5第 2 章 传动零件的设计计算2.1 带传动的设计计算计算项目计算内容计算结果1.确定计算功率2 选择 V 带的带型3 确定带轮的基准直径并验算带速4 确定中心距a，和 V 带基准长度dL查课本 P156 表 8-7 得 KA=1.1，=KA.caP电P根据计算功率和小带轮转速满n根据 V 带带型，确定小带轮基准直径，应使 1dd 1ddmin)(dd。验算带速，=（）/(100060)=6.78m/s,符合要求。1v1dd满n大带轮基准直径=.，查课本 p157 表 8-8.2dd1dd带i初定中心距 a0，0.7（+）2（+）1dd2dd0a1dd2dd计算相应的带长 Ld
8、o，2+(+)/2+(-)doL0a1dd2dd2dd1dd2/4,查表得 Ld0a实际中心距 a+（-）/20adLdoL180 -(-)57.3 /a9010 2dd1dd00计算单根 V 带额定功率 P ，查课本 P152 表 8-4a 得。rP =1.064kw。表 8-4b，P =0.17kw。表 8-5 得 K=0.925，00表 8-2 得 K =1.01，于是 P =（P +P ）.K.KLr00Lz=/PcaPr选择 A 型 V 带=90mm1dd=280mm2dd=500mm0a=1761mmdoL=1800mmdLa=520mm=15910P =1.15kwrz=7F =
9、133N065 验算小带轮包角（F ）=500（2.5-K）/(K.z.v )+qv0mincaP112q=0.1kg/mF =2zF sin（/2）p01F =667Np72.2 齿轮传动的计算（1）高速级传动比计算项目 计算内容计算结果1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数2 按齿面接触强度设计3 计算圆周速度 v按所示传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动运输机为一般工作机器，速度不高，故用 7 级度材料选择。由课本 P191 表 10-1 选择小齿轮材料为40Cr（调质） ，硬度为 280HBS，大齿轮材料为 45 钢（调质） ，硬度为 240HBS，二者材料硬度差为 40HBS。选小齿轮齿数
10、=22 大齿轮齿数= =69.74, 选 701z2z1i1z公式，选择载荷td121/3 1H2.(1)(Z Z /) /(. )EHdKTZ系数 K =1.3，T1=129.69， 由表 10-7 选齿宽系数d=1 弹性t系数EZ=189.8MPa，查小齿轮接触疲劳强度极限2/1=600MPa，大齿轮接触疲劳强度极限=550MPa，由1limH2limHP207 取接触疲劳寿命系数 K=0.98，=1.03.1HN2HNK计算接触疲劳许用应力，取安全系数 S=1，由式（10-12）得，H=K/S =./SZ11HN1limH2H2HNK2limH计算小齿轮分度圆直径，代入H中较小值td1t
11、d121/3 1H2.(1)(Z Z /) /(. )EHdKTZ计算大齿轮的分度圆直径代入上式得V1=1.66m/s)601000/(11ndtV2=0.74m/s21/(1000 60)td n=702zH=588MPa1=566MPa2H=66.18mmtd1=93.352tdV1=1.66m/s84 计算齿宽 B5 计算载荷系数6 按实际载荷系数所得分度圆直径7 计算模数 m8 按齿根弯曲强度设计B1=.=1*66.18=66.18dtd1B2=.=1*93.35=93.35d2td根据 v=1.44m/s，9 级精度由图 10-8 查得动载荷系数=1.15，直齿轮，=1，由表 10-
12、2 查使用系数vKHKFK=1，表 10-4 查，插值法得=1.423 =1.35，故载AKHKFK荷系数 K=vKAKHKHK=（K/K ）1dtd1tm=d/z=77.792/22=3.5公式 m,由图 10-20c 查得小3/12 11)/()/(2ZYYKTdFSaFa齿轮弯曲疲劳极限=500MPa，大齿轮弯曲疲劳极限1FE=380MPa。由图 10-18 取弯曲疲劳寿命系数=0.85，2FE1FNK=0.88，计算弯曲疲劳许用应力，取安全系数 S=1.4，2FNK得=/S =/S1F1FNK1FE2F2FNK2FE载荷系数 K=，查齿形系数AKvKFKFK=2.65，=2.2261F
13、aY2FaY查应力校正系数，=1.58，=1.764，计算大小齿轮的1SaY2SaY/FSaFaYYV2=0.74m/sB1=56.53mmB2=93.35K=1.5=77.792mm1dm=3.5mm=332.14MP1Fa=257.86MP2FaK=1.553m1.925mm9/=0.01379，/=0.01644.圆整为标1FaY1SaY1F2FaY2SaY2F准值 m=2mm，按接触强度算得的分度圆直径=61mm，算出小1d齿轮齿数=/m1z1d大齿轮齿数= =1242z1i1z计算分度圆直径=m=39*2=78mm 1d1z=124*2=248mm22 计算中心距 a=（+）/2=（
14、78+248）/2=163mm1d2d计算齿宽 b=.=1*78=78mmd1db=.=1*248=248mmd2d1z39=1242z=78mm1d=248mm2da=163mmB =78mm1=248mm2B10（2）低速级传动比计算项目计算内容计算结果1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数2 按齿面接触强度设计3 计算圆周速度 v4 计算齿宽 b5 计算载荷系数按所示传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动运输机为一般工作机器，速度不高，故用 9 级精度材料选择。由课本 P191 表 10-1 选择小齿轮材料为40Cr（调质） ，硬度为 280HBS，大齿轮材料为 45 钢（调质） ，硬度为 24
15、0HBS，二者材料硬度差为 40HBS。选小齿轮齿数=24，大齿轮齿数=54.23z4z2i3z公式，选择载荷系数 Ktd33/12 11)/()/(2ZYYKTdFSaFa=1.3，T =394.8N.m，由课本 P205 表 10-7 选齿宽系数t2d=1，由表查得弹性系数EZ=189.8MPa，查小齿轮接触2/1疲劳强度极限=750MPa，大齿轮接触疲劳强度极限3limH=550MPa，由 P207 取接触疲劳寿命系数 K=0.90，4limH3HN=0.95.4HNK计算接触疲劳许用应力，取安全系数 S=1，由式（10-12）得，H=K/S 33HN3limH=./S4H4HNK4limH计算小齿轮分度圆直径，代入H中较小值td32.32td33/12 2)./()/
