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1、机械设计课程设计设计计算说明书 机械设计基础课程设计说明书 设计题目 带式运输机的单级直齿圆柱齿轮减速器 目录一、传动方案拟定.3二、电动机的选择.4三、计算总传动比及分配各级的传动比.5四、运动参数及动力参数计算.5五、齿轮传动的设计计算.11六、轴的设计计算.15七、键联接的设计计算.20八、减速器箱体、箱盖及附件的设计计21九、润滑与密封.23十、设计总结 24一、传动方案拟定1、设计题目：设计用于带式运输机的单级直齿圆柱齿轮减速器2、工作条件：连续单向运转，载荷平稳，空载启动，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%3、原始数据：运输带工作拉力F=900N；带速
2、度V=1.5m/s；卷筒直径D=270mm。4、运动简图如下：二、电动机的选择1、电动机类型的选择由于直流电动机需要直流电源，结构较复杂，价格较高，维护比较不方便，因此选用交流电动机。交流电动机有异步电动机和同步电动机两类。Y系列三相异步电动机结构简单、工作可靠、维护方便，适用于不易燃、不易爆和无特殊要求的场合下使用。2、电动机功率选择（1）传动装置总效率总=带2轴承齿轮联轴器滚筒=0.960.9920.980.990.96=0.876%（2）电动机工作所需的功率： 3、确定电动机转速计算滚筒工作机的转速nw，由表2-2常用减速器的类型、特点及应用1查得，单级直齿圆柱齿轮减速器的一般传动比范围
3、是故电动机转速的可选范围为： 符合这一范围的同步转速有750 r/min、1000 r/min和1500r/min。由表20.1Y系列封闭式三相异步电动机技术数据2得出，符合计算结果的有以下两种：Y112M-6和Y100L1-4。4、确定电动机型号 Y112M-6此电动机转速低，转速低，尺寸大。而因此选择型号为Y100L1-4的电动机。三、计算总传动比及分配各级的传动比1、传动装置总传动比2、分配各级传动比（1） 由表2-1常用减速器的类型、特点及应用3查取V带传动的传动比为: 齿轮的传动比：四、传动装置的运动及动力参数计算1、计算各轴转速电动机轴为轴，高速轴为轴，低速轴为轴，筒轴为轴，则2、
4、各轴的输入功率PI=Pd=1.35 KWPII=PI带=1.350.96=1.296KWPIII=PII轴承齿轮=1.2960.990.98=1.257KWP= PIII轴承联轴器=1.2570.992=1.232KW3、各轴输入扭矩TI=9550Pd/nm=95501.35/1430=9.016 NmTII=9550PII/n=95501.296/477=25.947NmTIII=9550PIII/n=95501.257/106.236=112.997NmT=9550P/nII=95501.232/106.9=110.061Nm五、传动零件的设计计算：1、设计V带（1）确定V带型号kA=1.
5、2 PC=KAPd=1.21.35=1.62KW根据=1.62KW =1430r/min,选择z型，d1=90mm大轮的基准直径： d2= id1(1-)=390（1-0.02）=264.6mm取d2=265mm为带传动的弹性滑动。(2)验算带速： 在5m/s-25m/s范围，带速合适。（3）确定V带基准长度和中心距：根据：可得a0=1.5(d1+d2)=510mm，初选中心距=500mm带长：取。计算实际中心距：(4)验算小带轮包角： (合适)(5)求V带根数： 根据dd1和n1查表可得P1=0.36kw，且传动比i=31，根据带型得P=0.03 查表的Ka=0.95，KL=1.16 取Z=
6、4根。（6）求作用在带轮轴上的压力：查表得q=0.06kg/m，故得单根V带的初拉力：作用在轴上压力：。2、齿轮设计计算（1）选择齿轮材料与热处理：所设计齿轮传动属于闭式传动，通常齿轮采用软齿面。查阅课本，选用价格便宜便于制造的材料，小齿轮材料为45钢，调质，齿面硬度260HBS；大齿轮材料也为45钢，正火处理，硬度为215HBS；精度等级：运输机是一般机器，速度不高，故选8级精度。 (2)按轮齿弯曲强度设计计算齿轮精度用8级，取载荷系数K=1.2，齿宽系数， 传动比i齿=4.490 取最小齿轮数Z1=20，则Z2=iZ1=4.49020=89.8，取Z2=90 U=Z2/Z1=4查表p195
7、得d=1.1；载荷系数K=1.2；弹性系数ZH=2.5；许用应力Hlim1=610MPa，Hlim2=500MPa；接触疲劳按一年300个工作日计算，两班制即连续工作12h得： N1=60njtn=604771030012=1.030109 N2=N1i=2.293108 查曲线的ZN1=1，ZN2=1.05；且按一般可靠度要求选取安全系数SHmin=1.0，则得：H1=Hlim1ZN1/SHmin=61011=610 MPaH2=Hlim2ZN2/SHmin=5001.051=525MPa所以得：模数：m=d1/Z1=52.808/20=2.640mm,按标准取得m=2.5mm（3）校核齿根
8、弯曲疲劳强度分度圆直径d1=mZ1=2.520=50mmd2=mZ2=2.590mm=225mm齿宽b=dd1=1.150mm=55mm取b1=60mm；b2=55mm （4）齿形系数YFs 查复合齿轮系数图和应力修正系数得： YFa1=2.93,YFa2=2.28YSa1=1.56,YSa2 =1.64（5）许用弯曲应力F，查表： =480MPa =340MPa计算许用应力：F1=FE1 /SF=480/1.25=384MpaF2= FE2 /SF =340/1.25=272Mpa校核计算：F1=2k T1YFa1YS a1/b1m =21.23.911102.931.56/(552.520
9、)=62.405MPa F1F2=F1YF a2 YS a2/ YF a1YS a1 =51.051Mpa F2所以符合齿根弯曲疲劳强度极限（6）计算齿轮传动的中心距a=(d1+d2)/2= (50+225)/2=137.5mm（7）计算圆周速度=n1d1/601000=3.14476.66750/601000=1.247m/s因为m/s，故取级精度合适（8）总结名称代号小齿轮（mm）大齿轮（mm）中心距a137.5传动比i4.49模数m2.5齿数z2090分度圆直径d50225齿顶高 2.5齿根高3.125齿顶圆直径55230齿根圆直径43.75218.75齿宽 5560六、轴的设计计算1、
10、 从动轴的设计（1）选择轴的材料 确定许用应力 选轴的材料为45号钢，调质处理。查表可知：b=650Mpa，s=360Mpa，-1b=300, b+1=215Mpa，0b=102Mpa，-1b=60Mpa（2）按扭转强度估算轴的最小直径单级齿轮减速器的低速轴为转轴，输出端与联轴器相接，从结构要求考虑，输出端轴径应最小，最小直径为：dC，45钢取C=118则d118(1.257/106.236)1/3mm=26.89mm 考虑键槽的影响以及联轴器孔径系列标准，取d=30mm（3）齿轮上作用力的计算齿轮所受的转矩：T=9550P/n=95501.257/106.236=112.997 N齿轮作用力
11、：圆周力：Ft=2T/d=2112997/50N=4500N径向力：Fr=Fttan200=1004tan200=1637.6N2、轴的结构设计轴结构设计时，需要考虑轴系中相配零件的尺寸以及轴上零件的固定方式，按比例绘制轴系结构草图。（1）联轴器的选择可采用弹性柱销联轴器，查表得联轴器的型号为HL3联轴器：3582 GB5014-85（2）确定轴上零件的位置与固定方式单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置在齿轮两边。轴外伸端安装联轴器，齿轮靠油环和套筒实现轴向定位和固定，靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴承靠套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定 ，轴通过两端轴承盖实现轴向定
12、位，联轴器靠轴肩平键和过盈配合分别实现轴向定位和周向定位。（3）确定各段轴的直径将估算轴d=30mm作为外伸端直径d1与联轴器相配（如图），考虑联轴器用轴肩实现轴向定位，取第二段直径为d2=35mm齿轮和左端轴承从左侧装入，考虑装拆方便以及零件固定的要求，装轴处d3应大于d2，取d3=40mm，为便于齿轮装拆与齿轮配合处轴径d4应大于d3，取d4=45mm。齿轮左端用用套筒固定,右端用轴环定位,轴环直径d5满足齿轮定位的同时,还应满足右侧轴承的安装要求,根据选定轴承型号确定.右端轴承型号与左端轴承相同,取d6=40mm. (4)选择轴承型号.初选深沟球轴承,代号为6209,查手册可得:轴承宽度
13、B=19,安装尺寸D=52,故轴环直径d5=52mm. (5）确定轴各段直径和长度段：d1=30mm 长度取L1=50mmII段:d2=35mm 初选用6209深沟球轴承，其内径为45mm,宽度为19mm.考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为20mm，通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定，为此，取该段长为55mm，安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故II段长：L2=（2+20+19+55）=96mmIII段直径d3=40mm L3=L1-L=50-2=48mm段直径d4=45mm长度与右面的套筒相同，即L4=20mm段直径d5=52mm. 长度L5=19mm由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=96mm(6)按弯矩复合强度计算求分度圆直径：已知d2=225mm求转矩：已知T2=112.997Nm求圆周力Ft=2T2/d2= 2112997/225=1004 N求径向力FrFr=Fttan=1004tan200=365N因为该轴两轴承对称，所以：LA=LB=48mm3、绘制弯矩图（1）轴受力简图和垂直面弯矩图轴承支反力：FAY=FBY=Fr/2=0.36/2=365NFAZ=FBZ=Ft/2=1/2=1004N
