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1、机械零件课程设计设计者：,目录1、设计题目及方案图 7、轴设计计算2、选择电动机型号 7-1、初步设计计算3、计算减速器传动比 7-2、轴结构图（M1：2）4、计算减速器、轴的运动参数及动力参数 7-3、强度计算（附受力简图及弯、扭矩图）5、V带传动设计 8、轴设计计算6、齿轮传动设计 8-1、初步设计计算（附联轴器选用）6-1、齿面接触疲劳强度设计 8-2、轴结构图（M1：2）6-2、齿根弯曲疲劳强度设计 8-3、强度计算（附受力简图及弯、扭矩图）6-3、齿轮传动主要尺寸及其它参数表 8-4、轴精确校核计算（列表）6-4、大齿轮结构尺寸表及结构图 9、轴轴承选择计算,10、轴轴承选择计算11
2、、轴键联接强度计算12、轴键联接强度计算13、箱体箱盖的设计13-1、计算数据表13-2、箱体尺寸图（M1：4）13-3、箱盖尺寸图（M1：4）14、减速器附件尺寸图（7件）15、减速器的润滑16、主要零件的配合及精度表17、设计小结,（1）设计题目及方案图,设计用于皮带运输机的单级直齿圆柱齿轮减速器。单向运转，负荷变动小，双班制，设计寿命10-15年（每年按300天计）。已知条件：运输机滚筒直径D=300mm滚筒效率（包括轴承）w=0.98运输带拉力：F=2.5KN 运输带速度：V=2 .3m/s运动方案简图如下： 1、V带传动（传动比id=2） 2、减速器 3、尼龙柱销联轴器 4、运输带及
3、滚筒 5、六极三相交流异步电动机（满载转速nm=970 r/min）,（2）选择电动机型号,1、选择电动机 选择电动机类型 根据工作要求和条件，选用一般的Y系列六极三相异步电动机，型号为Y160M-6 选择电动机功率 电动机到滚筒的总效率为由附表2-4选取V带传动效率 =0.96，滚动轴承传动效率（一对） =0.99 闭式齿轮传动效率 =0.97，尼龙柱销联轴器 =0.99，单级圆柱齿轮减速器=0.98，滚筒效率 =0.98，代入得所需电动机功率为因载荷平稳，时机额定功率 略大于 即可。由附表3-1查出Y系列三相异步时机的技术参数选电动机额定功率确定电动机转速 工作机滚筒转速为,给定V带转动
4、，单级圆柱齿轮传动 3，则传动比合理范围为 6，故电动机的转速为考虑电动机的质量和价格，由附表3-1选取同步转速为1000r/min、型号为Y160M-6的Y系列三相异步电动机，其满载转速 =970r/min。其主要外形和安装尺寸可查表附表3-2。,(3)计算减速器传动比,1、计算传动装置的总传动比并分配各级传动比 总传动比分配各级传动比 为使带传动的外廓尺寸不致过大，取其传动比 =2，则齿轮减速器的传动比为,(4)计算减速器、轴的运动参数及动力参数,1、计算传动垢运动和动力参数 0轴(电动机) 因 =6.69kW， =970r/min,故1轴（高速轴） 1轴（高速轴）2轴（低速轴） 3轴（滚
5、筒轴）,以上计算列表如下：,(5)V带传动设计,1、确定设计功率由表8-8取 =1.3，代入得=1.37.5=9.8kw 2、选择带型号 根据 =9.8kw， =970r/min,由图8-8、8-9选B型V带 3、确定带轮的基准直径 和 确定小带轮基准直径 一般在工作集团允许的情况下，小带轮直径取得大些愉减小弯曲应力，提高承载能力和延长使用寿命，由表8-6可知，取=140mm确定大带轮基准直径 ，由式得4、验算带速V,普通V带 5m/sv25m/s 符合要求 5、确定中心距a和带的基准长度 初定中心距初步确定为 =400 确定带的基准长度由表8-3可知，取 =1400mm 确定实际中心距a中心
6、距变动调整范围,6、验算小带轮包角7、确定V带根数z 由表8-7得 =2.13;由表8-9得 =0.30kW;由表8-10得 0.95;由表8-2得 =0.9故V带根数选4根 单根V带的初拉力计算带对轴的压力,(6)齿轮传动设计,设计用于带式输送机的单级减速中的直齿轮圆柱齿轮传动，由之前得输出功率为6.7kW,除去V带传动功率，得减速器输入功率 =6.7kW，输入转速 = 485r/min，传动比 =3.31、材料选择 带式输送机的工作载荷比较平稳，对减速器的外廓尺寸没有限制，因此为了便于加工，采用软齿面齿轮传动。小选用45钢，调质处理，齿面平均硬度为230HBW；大齿轮选用45钢，正火处理，
7、齿面平均硬度为190HBW。 2、参数选择 齿数 由于采用软齿面闭式传动，故取 =24， 载荷系数 因为载荷比较平稳，支承对称布置，查表9-12，取K=1.4 齿宽系数 由于是单级齿轮传动，两支承相对齿轮为对称布置，且两轮均为软齿面，查表9-13，取 =1.0 齿数比 对于单级齿轮传动，齿数比u= =3.3 3、确定许用应力 小齿轮的齿面平均硬度为240HBW。许用应力可根据表9-8通过线性插值来计算，即,大齿轮的齿面平均硬度为190HBW，由表9-8用线性插值求得许用应力分别为 =491 ， 4、计算小齿轮的转矩5、按齿面接触疲劳强度设计 取较小的许用接触应力 代入式中，得小齿轮的分度圆直径
8、为齿轮的模数为 根据表9-2，取标准模数m = 3mm 当计算所得模数与标准模数相差较大时，取标准模数后使得齿轮尺寸增大较多，这时应适当调整齿数或齿宽系数，全计算所得模数接近标准模数。 6、计算齿轮的主要几何尺寸:故取 =72mm， +（210)mm，取 =76,7、按齿根弯曲疲劳强度验算 由齿数 =24， ，查表9-14，得复合齿形系数 ， 。代入式得合格合格8、确定齿轮传动的精度等级 齿轮传动圆周速度 根据表9-9，选用8级精度,(7)轴设计计算（高速轴）,轴为高速轴，转速为n=485r/min，轴所传递的功率P=6.7kW，轴上齿轮的参数为：z=24，模数m=3，齿轮宽B=76mm1、选
9、择轴的材料确定许用应力 选轴的材料为45钢，调质处理 查表13-1得 =650MPa =360MPa 2、估算轴的最小直径 按转矩估算轴的最小直径，输出端与联轴器相配合的轴段轴径最小，查表13-5得C=118，故轴端有一个键槽，直径增大3，取标准值 =30mm 3、轴结构图，如 确定轴的各段直径。从右向左，右段与V带轮配合，所以确定 =30mm， =36mm，要符合轴承内径标准系列，选用角接触球轴承，代号6208轴承，d=40,其宽度为18 mm。右轴承用套定位，根据轴承对尺寸的要求，轴肩高度取为3mm。轴与齿轮、轴与V带轮均选用平键联接。根据减速器内壁到齿轮和轴肩端面的距离以及轴承盖、V带轮
10、装拆等需要，参考设计手册中有关经验数据，将轴的结构尺寸初步取定如图3-2所示，轴承跨距为,4、强度计算 分度圆直径 d=72mm转矩 圆周力 径向力 5、轴的强度校核 绘制轴的受力图，如图 计算轴承反力，如图由于两轴承关于齿轮对称，故,垂直面弯矩图 截面a-a在垂直面的弯矩为水面弯矩图 截面a-a在水平面的弯矩为合成弯矩扭矩图131927.5Nm当量弯矩图危险截面强度校核,符合强度要求校核危险截面的直径 查表13-6的 =55MPa 则增大3为d 31mm 因结构设计的轴径为40mm，故满足强度要求。,（8）轴的设计计算（低速轴）,轴为高速轴，转速为n=146.97r/min，轴所传递的功率P
11、=6.7kW，轴上齿轮的参数为：z=80，模数m=3，齿轮宽B=72mm1、选择轴的材料确定许用应力 选轴的材料为45钢，调质处理 查表13-1得 =650MPa =360MPa 6、估算轴的最小直径 按转矩估算轴的最小直径，输出端与联轴器相配合的轴段轴径最小，查表13-5得C=118，故轴端有一个键槽，直径增大3，取标准值 =45mm 7、轴结构图，如确定轴的各段直径。从左向右，第一段与联轴器配合，选择弹性套柱销联轴器的规格为TL7，联轴器J型轴孔的孔径为45mm，孔长84mm，所以确定 =45mm， =48mm，要符合轴承内径标准系列，选用角接触球轴承，代号6010轴承，d=50mm其宽度
12、为16mm。左轴承用套筒写信，根据轴承对尺寸的要求，轴肩高度取为3mm。轴与齿轮、轴与联轴器均选用平键联接。根据减速器内壁到齿轮和轴肩端面的距离以及轴承盖、联轴器装拆等需要，参考设计手册中有关经验数据，将轴的结构尺寸初步取定如图3-2所示，轴承跨距为 8、强度计算 分度圆直径 d=216mm 转矩,圆周力 径向力 9、轴的强度校核 绘制轴的受力图，如图 计算轴承反力，如图由于两轴承关于齿轮对称，故垂直面弯矩图 截面a-a在垂直面的弯矩为水面弯矩图 截面a-a在水平面的弯矩为,合成弯矩扭矩图当量弯矩图危险截面强度校核符合强度要求 校核危险截面的直径 查表13-6的 =55MPa 则增大3为d 3
13、8.6mm 因结构设计的轴径为55mm，故满足强度要求。,(9)轴轴承选择计算,1、轴轴承初步选定6208，轴承内径d=40mm，宽度b=18mm，外径D=80mm，基本额定动载荷C=29.5kN。减速器的寿命15年。2、轴轴承寿命的校核 由于轴不受轴向力，所以轴承当量动载荷等于径向力，即轴承的寿命：年 故轴承寿命足够，标记为6208的轴承符合要求,(10)轴轴承选择计算,1、轴轴承初步选定位6010，轴承内径d=50mm，宽度B=16，外径D=80，基本额定动载荷C=22.0kN。减速器的寿命L=15。2、轴轴承寿命的校核 由于轴不受轴向力，所以轴承当量动载荷等于径向力，即轴轴承的寿命：年故轴承寿命足够，标记为6010的轴承符合要求,（11）轴键联接强度计算,据机械设计基础表12-1得 1、轴与V带轮连接键：键bh=87 C型 轴与V带轮连接键：键8x7 键长L=36mm 键的工作长度：强度计数根据机械设计基础表12-2中， 挤压应力足够 2、轴与齿轮连接键：键 128 A型 轴与齿轮连接键：键 128 键长L=38mm 键的工作长度强度计数根据机械设计基础表12-2中， ， 挤压应力足够,
