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1、机械设计课程设计计算说明书一、传动方案拟定.2二、电动机的选择.2三、计算总传动比及分配各级的传动比.4四、运动参数及动力参数计算.5五、传动零件的设计计算.6六、轴的设计计算.12七、滚动轴承的选择及校核计算.19八、键联接的选择及计算.22设计题目：V带单级圆柱减速器机电系01机电工程班设计者：学 号：29号指导二三年六月十四日计算过程及计算说明一、传动方案拟定第三组：设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动（1） 工作条件：使用年限8年,工作为二班工作制,载荷平稳,环境清洁。（2） 原始数据：滚筒圆周力F=1000N；带速V=2.0m/s；滚筒直径D=500mm；滚筒长度L=500mm。二、电
2、动机选择1、电动机类型的选择： Y系列三相异步电动机2、电动机功率选择：1传动装置的总功率：总=带2轴承齿轮联轴器滚筒 =0.960.9820.970.990.96=0.85电机所需的工作功率：P工作=FV/1000总=10002/10000.8412=2.4KW3、确定电动机转速：计算滚筒工作转速：n筒=601000V/D=6010002.0/50=76.43r/min 按手册P7表1推荐的传动比合理围,取圆柱齿轮传动一级减速器传动比围Ia=36。取V带传动比I1=24,则总传动比理时围为Ia=624。故电动机转速的可选围为nd=Ian筒=62476.43=4591834r/min符合这一围
3、的同步转速有750、1000、和1500r/min。根据容量和转速,由有关手册查出有三种适用的电动机型号：因此有三种传支比方案：如指导书P15页第一表。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2方案比较适合,则选n=1000r/min。4、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型,所需的额定功率及同步转速,选定电动机型号为Y132S-6。其主要性能：额定功率：3KW,满载转速960r/min,额定转矩2.0。质量63kg。三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：i总=n电动/n筒=960/76.4=12.572、分配各级伟动比（1） 据指导书P7表1,取齿
4、轮i齿轮=6单级减速器i=36合理（2） i总=i齿轮I带i带=i总/i齿轮=12.57/6=2.095四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速r/minnI=n电机=960r/minnII=nI/i带=960/2.095=458.2nIII=nII/i齿轮=458.2/6=76.42、 计算各轴的功率KWPI=P工作=2.4KWPII=PI带=2.40.96=2.304KWPIII=PII轴承齿轮=2.3040.980.96 =2.168KW3、 计算各轴扭矩NmmTI=9.55106PI/nI=9.551062.4/960=23875NmmTII=9.55106PII/nII=9.551
5、062.304/458.2 =48020.9NmmTIII=9.55106PIII/nIII=9.551062.168/76.4 =271000Nmm五、传动零件的设计计算1、 皮带轮传动的设计计算（1） 选择普通V带截型由课本P83表5-9得：kA=1.2PC=KAP=1.23=3.9KW由课本P82图5-10得：选用A型V带（2） 确定带轮基准直径,并验算带速由课本图5-10得,推荐的小带轮基准直径为75100mm 则取dd1=100mmdmin=75 dd2=n1/n2dd1=960/458.2100=209.5mm由课本P74表5-4,取dd2=200mm实际从动轮转速n2=n1dd1
6、/dd2=960100/200 =480r/min转速误差为：n2-n2/n2=458.2-480/458.2 =-0.0480.05带速V：V=dd1n1/601000=100960/601000 =5.03m/s在525m/s围,带速合适。（3） 确定带长和中心矩根据课本P84式5-14得0. 7a020. 7a02所以有：210mma0600mm由课本P84式5-15得：L0=2a0+1.57+/4a0 =2500+1.57+2/4500 =1476mm根据课本P71表5-2取Ld=1400mm根据课本P84式5-16得：aa0+Ld-L0/2=500+1400-1476/2 =500-
7、38 =462mm验算小带轮包角1=1800-dd2-dd1/a57.30 =1800-200-100/46257.30=1800-12.40=167.601200适用5确定带的根数根据课本P78表5-5P1=0.95KW根据课本P79表5-6P1=0.11KW根据课本P81表5-7K=0.96根据课本P81表5-8KL=0.96由课本P83式5-12得Z=PC/P=PC/KKL =3.9/0.960.96 =3.99计算轴上压力由课本P70表5-1查得q=0.1kg/m,由式5-18单根V带的初拉力：F0=500PC/ZV2.5/K-1+qV2=5003.9/45.03+0.15.032N
8、=158.01N则作用在轴承的压力FQ,由课本P87式5-19FQ=2ZF0sin1/2=24158.01sin167.6/2=1256.7N2、齿轮传动的设计计算 1选择齿轮材料及精度等级 考虑减速器传递功率不在,所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40Cr调质,齿面硬度为240260HBS。大齿轮选用45钢,调质,齿面硬度220HBS；根据课本P139表6-12选7级精度。齿面精糙度Ra1.63.2m 按齿面接触疲劳强度设计 由d176.43kT1/duH21/3由式6-15确定有关参数如下：传动比i齿=6 取小齿轮齿数Z1=20。则大齿轮齿数：Z2=iZ1=620=120实际传动比I0=120
9、/2=60传动比误差：i-i0/I=6-6/6=0%2.5% 可用齿数比：u=i0=6由课本P138表6-10取d=0.9 转矩T1T1=9.55106P/n1=9.551062.4/458.2 =50021.8Nmm 载荷系数k由课本P128表6-7取k=1 许用接触应力HH= HlimZNT/SH由课本P134图6-33查得：HlimZ1=570Mpa HlimZ2=350Mpa由课本P133式6-52计算应力循环次数NLNL1=60n1rth=60458.21=1.28109NL2=NL1/i=1.28109/6=2.14108由课本P135图6-34查得接触疲劳的寿命系数：ZNT1=0
10、.92 ZNT2=0.98通用齿轮和一般工业齿轮,按一般可靠度要求选取安全系数SH=1.0H1=Hlim1ZNT1/SH=5700.92/1.0Mpa=524.4MpaH2=Hlim2ZNT2/SH=3500.98/1.0Mpa=343Mpa故得：d176.43kT1/duH21/3=76.43150021.8/0.9634321/3mm=48.97mm模数：m=d1/Z1=48.97/20=2.45mm根据课本P107表6-1取标准模数：m=2.5mm校核齿根弯曲疲劳强度根据课本P1326-48式F=YFaYSaH确定有关参数和系数分度圆直径：d1=mZ1=2.520mm=50mmd2=mZ
11、2=2.5120mm=300mm齿宽：b=dd1=0.950mm=45mm取b=45mm b1=50mm齿形系数YFa和应力修正系数YSa根据齿数Z1=20,Z2=120由表6-9相得YFa1=2.80 YSa1=1.55YFa2=2.14 YSa2=1.83 许用弯曲应力F根据课本P1366-53式：F= Flim YSTYNT/SF由课本图6-35C查得：Flim1=290Mpa Flim2 =210Mpa由图6-36查得：YNT1=0.88 YNT2=0.9试验齿轮的应力修正系数YST=2按一般可靠度选取安全系数SF=1.25 计算两轮的许用弯曲应力F1=Flim1 YSTYNT1/SF
12、=29020.88/1.25Mpa=408.32MpaF2=Flim2 YSTYNT2/SF =21020.9/1.25Mpa=302.4Mpa将求得的各参数代入式6-49F1=YFa1YSa1=2.801.55Mpa=77.2Mpa F1F2=YFa1YSa1=2.141.83Mpa=11.6Mpa F2故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够 计算齿轮传动的中心矩aa=m/2=2.5/2=175mm 计算齿轮的圆周速度VV=d1n1/601000=3.1450458.2/601000=1.2m/s六、轴的设计计算输入轴的设计计算1、按扭矩初算轴径选用45#调质,硬度217255HBS根据课本P23510-2式,并查表10-2,取c=115d115 1/3mm=19.7mm考虑有键槽,将直径增大5%,则d=19.7mm=20.69选d=22mm2、轴的结构设计 1轴上零件的定位,固定和装配 单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央,相对两轴承对称分布,齿轮左面
