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1、机械设计课程设计计算说明书机电学院系工业设计专业202班设计者：051320205李姝意指导教师：王体春完成日期：2015年06月19日学校：南京航空航天大学设计题目：一级闭式圆柱齿轮减速器圆目录一课程设计任务书.资料.1运动简图2原始数据3 工54 设5二传动方案的拟定及说明三相关计算及说明和计算结果1电动机的选择1.1选择电动机的类型1.2电动机的选择1.3确定电动机转速5作条件计任务6677782确定传动装置的总传动比和分配传动比92.1确定传动装置的总传动比和分配传动比92.2计算传动装置的运动和动力参数92.3运动和动力参数计算结果整理表113 V带传动设计113.1 确 定 计 算
2、 功 率 Pca113.2选取带的截型113.3 确定带的基准直径 D 和 D123.4验算带的速度v123.5确定带的中心距a和带的基准长度Ld123.6验算小带轮上的包角ai133.7确定带的根数z133.8确定带的张紧力F1403.9计算压轴力F1423.10 v带主要参数144齿轮的设计计算144.1材料的选择144.2参数选择144.3确定许用应力144.4计算齿轮的转矩144.5按齿面接触疲劳强度计算164.6按齿根弯曲疲劳强度计算164.7确定模数174.8计算齿轮的主要几何尺寸和基本参数174.9齿轮的结构设计185传动轴的设计185.1 轴的材料185.2按扭转矩估算最小直径
3、195.3轴的结构设计195.4危险截面的强度校核206键的设计246.1选择键的尺寸246.2校核键联接的强度257轴承的选择及寿命的计算257.1轴承的选择257.2 寿命的计算258箱体结构的设计268.1机体有足够的刚度268.2考虑到机体内零件的润滑，密封散热268.3机体结构有良好的工艺性268.4附件设计268.5减速器的机体结构尺寸289润滑密封设计3010联轴器设计3010.1类型选择3010.2载荷计算3010.3选取联轴器31四设计小结31参考资料31一、课程设计任务书1、运动简图：滚筒2、原始数据：运输带工作拉力：2600N输送带工作速度：1.1m/s滚筒直径：200m
4、m3、工作条件：轻微振动载荷室内成批单向传动；使用期限：长期使用轴承使用寿命：10000小时4、设计任务： ：装配图（含草图）；A0图纸、方格纸各一张三视图（参考P174图例）标题栏、明细表、技术要求尺寸标注（外形尺寸，安装、配合、特征尺寸） ：零件工作图2张（大齿轮、轴，A3图纸）； ：设计计算说明书1份；60008000字。说明书内容应包括：拟定机械系统方案，进行 机构运动和动力分析，选择电动机，进行传动装置运动动力学参数计 算，传动零件设计，轴承寿命计算、轴的计算、键的强度校核，联轴 器的选择、设计总结、参考文献、设计小结等内容。二、传动方案的拟定及说明合理的传动方案首先应满足工作机的性
5、能（例如传递功率、转速 及运动方式）的要求。另外，还要与工作重要条件（例如工作环境。 工作场地、工作时间）相适应。同时还要求工作可靠，结构简单，尺 寸紧凑，传动效率高，使用维护方便，工艺性和经济性。合理安排和布置传动顺序是拟定传动方案中的另外一个重要环节。由题目所知传动机构类型为：一级闭式圆柱齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析论证。三、相关计算及说明和计算结果计算及说明结果1电动机的选择1.1选择电动机的类型按工作要求和条件，选用三机笼型电动机，封闭式结 构，电压380V，Y型。选择V带传动和一级圆柱直齿轮减速器（展开式）。传动装置的总效率门an =n1n22n3 n4n5 = 0.96
6、x 0.98 x 0.97 x 0.99 x 0.96 = 0.867 ； 根据机械设计课程设计P69表2-5查得：传动装置的总效率：n 1为V带的效率=0.96,n a = 0.867门22为深沟球轴承效率=0.992=0.98，叫为闭式齿轮传动效率=0.97，门4 为联轴器的效率=0.99 ,叫卷筒效率=0.96（包括其支承轴承效率的损失）。1.2电动机的选择负载功率：电动机功率P = FV /1000 = 2.6 x 103 x 1.1/1000 = 2.86kwp = 3.30kw折算到电动机的功率为:p = Pw = 2.86 = 3.30kwd 门 0.867a计算及说明结果1.3
7、确定电动机转速卷筒轴工作转速为：n = 60 * 10州=6x 1。x 1.1 加崩仙兀 D3.14 x 200根据机械设计课程设计P69表2-5,可选择V带传 动的传动比J24, 一级圆柱直齿轮减速器传动比 订=36，则总传动比合理范围为ia = 624，电动机转速的可选范围为na 二 ia x n 二（6 24 ） X 105.10 二 630.57 2522.29r/min。符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500r/min。根据机械设计课程设计P171表2-167,可供选择的 电机有三种：卷筒轴工作 转速为： n=105.10r/ min序号电动机型号同步 转速 /(r/m
8、 in)额定功率/kW满载 转 /(r/ min)堵转转 矩最大转 矩参考价格/元额定转 矩额定转 矩1Y160M1-875047202.02.011752Y132M1-6100049602.02.08233Y112M-41500414402.22.2541计算及说明结果综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传 动、减速器的传动比，可见第3方案比较适合，其主 要性能如上表。2 确定传动装置的总传动比和分配传动比2.1确定传动装置的总传动比和分配传动比 减速器总传动比由选定的电动机满载转速和工作机主动轴转速 m 土一 挡土一5n，可得传动装置总传动比为a n 105.10。 分配传动装置传
9、动比。x，i式中七 i1分别为带传动和减速器的传动比。为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取匕二3,则减 速器传动比为i = ia气=13.70/3二4.57。2.2计算传动装置的运动和动力参数：各轴转速输入轴1轴：n = nm /i0 = 1440/3 二 480r/min 输出轴 II 轴：nn 二七 /i i =480/4.57=105.03r/min 卷筒轴III轴：nm = nn =105.03r/min电动机型号：Y112M-4电动机满载转速：n =1440r/min总传动比i =13.70带传动比i0 =3减速器传动比=4.57n =480r/minnn =105.03r/minn
10、广105.03r /min计算及说明结果p =3.17kwPn =3.04kwPffl =2.98kwP，=3.04kw Ip，=2.98kwP田，=2.86kwt =63.04NI -mTn =276.66N - mTffl =271.15N - m ：各轴功率各轴输入功率：I 轴：p = pdx气=3.30x0.96 = 3.17kWII 轴：Pn = P xn2x 气= 3.17 x 0.99 x 0.97 二 3.04kWIII轴： =匕 xn2xn4=3.04x0.99 x0.99 = 2.98kW 各轴输出功率：I轴：P，=匕=3.17x0.99x0.97 = 3.04kW11 轴
11、：彳= pffl =3.04x 0.99 x 0.99 = 2.98kWIII轴：Pffl，二Pffl xn5=2.98x0.96 = 2.86kW :各轴转矩电动机轴的输出转矩：pdTd =9550 nm =9550x3.30/1440=21.89N m 各轴输入转矩：I 轴： T = Td x i0 x 气=21.89 x 3 x 0.96=63.04N - mII 轴：Tn = t x i1 x 门2 x 门3 =63.04x4.57x0.99x 0.97= 276.66N mIII 轴： = Tn x叫 x 七=276.66 x0.99 x0.99=271.15 N - m计算及说明结
12、果计算及说明结果根据功率Pca=3。63kw, nm = 1440r/min,由机械设计选择A型基础P165图9-9选取V带型号为A型。3.3确定带的基准直径D和D 12根据V带截型，参考机械设计基础P163表9-3和P165带图9-9选取小带轮的基准直径d d , d =75mm，取d =80m1minmin1D =80mm。m大带轮基准直径 D = i0D (1 -e ) = 3x80x0.99 = 237.6mm ,取d =250m8=0.01,根据V带轮的基准直径系列表机械设计基础 P163 表 9-3 得，D =250mm。3.4验算带的速度vv =兀Dn /(60x 1000) =
13、 3.14x80x 1440/(60x 1000) = 6.03m/s在5-25m/s的范围内，带速合适。m3.5确定带的中心距a和带的基准长度LdV=6.03m由 0.7 (D + D ) a 2 (D + D ),1 2012得 231mm a0 660mm，初步确定a0 =400mm,L = 2 a0 +；( D1 + D) + (巳；。，20=2 x 400 + 314(80 + 250) + (250 80)22 4 x 400=1336.16mm/s计算及说明结果由机械设计基础P162表9-2选用基准长度匕=1600mm d计算实际中心距：a = a + (L -L)/2 = 400 + (1600-1336.16)/2 = 531.92mm 0d3.6验算小带轮上的包角a1a 1 = 180。- D2 - D1 x 57.3。250 - 80 =180。一x 57.3。531.92=161.69。 120。合格3.7确定带的根数z根据机械设计基础P162表9-2, P163表9-4a，P164表9-4b和表9-5查得单根普通 V 带的基本
