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1、华中科技大学机械设计课程设计华中科技大学机械设计课程设计设计计算说明书题目: 双级展开式圆柱齿轮减速器专业: 班级：姓名: 学号: 指导教师: 华中科技大学2011年12月13日目 录一、设计任务书 2二、传动方案的分析与拟定 2三、电动机的选择与计算 3四、传动比的分配 3五、传动装置的运动及动力参数的选择和计算 4六、传动零件的设计计算和轴系零部件的初步选择 5七、联轴器的选择及计算15八、键连接的选择及计算16九、轴的强度校核计算17十、滚动轴承寿命的校核计算27十一、润滑和密封30十二、箱体及附件的结构设计和选择31十三、设计小结33十四、参考资料34计算与说明主要结果一 设计任务书设
2、计带式传输机传动装置中的双级圆柱齿轮减速器。设计数据及工作条件： F=4600N; V=0.4m/s; D=400mm； 生产规模：中小批量； 工作环境：多尘； 载荷特性：平稳； 工作期限：5年，两班制。 设计注意事项： 1.设计由减速器装配图1张，零件图2张（包括低速轴和低速轴上大齿轮），以及设计计算说明书一份组成; 2.设计中所有标准均按我国标准采用，设计说明书应按规定纸张及格式编写;3. 设计图纸及设计说明书必须按进度完成，经指导教师审查认可后，才能给予评分或答辩。二 传动方案的分析与拟定根据已知条件计算出工作机滚筒的转速为为防止过载以及过载而引起的安全事故，可拟定传动方案为：外部V带传
3、动+内部双级圆柱齿轮传动。机构整体布置如图一：图1. 传动方案简图F=4600N; V=0.4m/s;D=400mmnw=19.11r/min计算与说明主要结果三 电动机的选择与计算1 电动机的类型选择 根据动力源和工作条件，选用Y系列三相交流异步电动机。2 电动机的功率 工作机有效功率:Pw = Fv/1000 =46000.4/1000 kW=1.84 kW 设电动机到工作机之间的总效率为，并设1，2，3，4，5 分别为弹性联轴器、闭式齿轮传动（设齿轮精度为8级）、滚动轴承、V带传动以及滚筒的效率。查文献4表2-2可得： 1=0.99，2=0.97，3=0.99，4=0.95，5=0.96
4、，由此可得：总效率： =1223445 =0.990.9720.9940.950.96 =0.8160 电动机所需功率： Pd=Pw/=1.84/0.8160=2.255 kW 查文献4表16-1选取电动机的功率为3.0 kW。3 电动机转速的选择 在常用的同步转速为1500 r/min和1000 r/min两者之间选择。前者的总传动比为75.35，后者的总传动比为50.24，前者虽然电动机转速高、价格低，但总传动比大。为了能合理地分配传动比，使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1000 r/min 的电动机。4 电动机型号确定由功率和转速，查文献4表16-1，选择电动机型号为：Y132S-
5、6,其满载转速为960 r/min，查表16-2，可得：中心高H=132 mm； 轴外伸轴径D=38 mm； 轴外伸长度E=80 mm.四 传动比的分配 计算得内外总的传动比取V带传动的传动比i1=3则减速器的总传动比因此，双级圆柱齿轮减速器高速级传动比总效率：=0.8160电动机型号：Y132S-6计算与说明主要结果低速级的传动比五 传动装置的运动及动力参数的选择和计算1. 各轴的转速计算 n=nm=960 r/min n=n/i1=960/3 r/min=320 r/min n=n/i2=320/4.666 r/min=68.58 r/min n=n/i3=68.58/3.590 r/mi
6、n=19.10 r/min2. 各轴的输入功率计算 P=Pd =2.255 kW P=P4=2.2550.95 kW=2.142 kW P=P23=2.1420.970.99 kW=2.057 kW P=P23=2.0570.970.99 kW=1.975 kW3. 各轴的输入转矩计算T1=9550P1/n1=95502.255/960 Nm =22.433 NmT2=9550P2/n2=95502.142/320 Nm =63.925 NmT3=9550P3/n3=95502.057/68.58 Nm =286.444 NmT4=9550P4/n4=95501.975/19.10 Nm =9
7、87.5 Nm将上述数据归纳总结如下表所示。表1. 各轴的运动和动力参数轴号转速（r/min）功 率（kW）转 矩（Nm）传动比i电动机输出轴9602.25522.43334.6663.590高速轴3202.14263.925中间轴68.582.057286.444低速轴19.101.975987.5减速器总传动比：i=16.75高速级传动比：i2=4.666低速级传动比i3=3.590计算与说明主要结果六 传动零件的设计计算和轴系零部件的初步选择1. 减速器外部传动V带传动的设计计算（1）、确定计算功率PC 两班制工作，即每天工作16h，查阅文献3表2-5得工况系数KA=1.1，故 Pc =
8、 KAP = 1.12.255 kW =2.481 kW（2）、选择普通V带的型号 根据Pc=2.481 kW、n1=960 r/min，由文献3图2-7初步选用A型带。（3）、选取带轮基准直径dd1和dd2 由文献3表2-6取dd1=125 mm，并取=0.02，则 由文献3表2-6取最接近的标准系列值dd2=375 mm。（4）、验算带速v 因v在525 m/s 范围内，故带速合适。（5）、确定中心距a和带的基准长度Ld 初定中心距a0的取值范围为 初选中心距a0=500 mm。由此计算所需带长为 查阅文献3表2-4，选择基准长度Ld=2000 mm。由此计算实际中心距得（6）、验算小带轮
9、包角1带轮基准直径：dd1=125 mmdd2=375 mm安装中心距：a=592 mm带的基准长度：Ld=2000 mm计算与说明主要结果（7）、确定带的根数已知dd1=125 mm，i=3，v=6.28 m/s，查文献3表2-1得P0=1.37 kW，查文献3表2-2得P0=0.09 kW；因=155.8，查文献3表2-3得K=0.93；因Ld=2000 mm，查文献3表2-4得KL=1.03，因此取z=2根。（8）、确定初拉力F0单根普通V带的初拉力为（9）、计算压轴力FQ（10）、带轮的结构设计A、小带轮的结构设计由于dd1=125mm300mm, 所以带轮采用腹板式结构，其顶圆直径d
10、a1=130.5mm2H=264mm，轮毂长度L1=45mmE=80mm，故小带轮1的结构设计合理。B、大带轮的结构设计由于dd2=375mm300mm，所以带轮采用轮辐式结构，其顶圆直径da2=380.5mm，轮毂长度L2=60mm。小带轮包角：1=155.8带的根数：Z=2初拉力：F0=170.7N压轴力：FQ=667.6N小带轮：顶圆直径：da1=130.5mm轮毂长度：L1=45mm大带轮：顶圆直径：da2=380.5mm轮毂长度：L2=60mm计算与说明主要结果2高速级传动齿轮的设计计算高速级主动轮输入功率2.142 kW，转速320 r/min，转矩T2=63.925 Nm，齿数比
11、u=i2=4.666，单向运转，载荷平稳，每天工作16小时，预期寿命5年，电动机驱动。（1）、选择齿轮的材料及热处理方式小齿轮:45钢,调质处理，齿面硬度230HBS;大齿轮:45钢,正火处理，齿面硬度190HBS。（2）、确定许用应力A. 确定极限应力Hlim和Flim许用接触应力Hlim1=580MPa，Hlim2=550MPa；许用弯曲应力Flim1=220MPa，Flim2=210MPa。B. 计算应力循环次数N，确定寿命系数ZN，YN查文献3图3-7和图3-9得，ZN1=1，ZN2=1；YN1=1，YN2=2. C. 计算许用应力安全系数：，则：/（3）、初步确定齿轮基本参数和主要尺寸A. 选择齿轮类型选用较平稳、噪声小、承载能力较强的斜齿圆柱齿轮传动。B. 选用8级精度C. 初选参数初选参数：，ZZu=304.666140， , 齿宽系数。D. 初步计算齿轮主要尺寸小齿轮1齿数：Z1=30大齿轮2齿数：Z2=140变位系数：齿宽系数：计算与说明主要结果由于载荷平稳，取载荷系数K=1.1,根据螺旋角查得节点区域系数;弹性系数;取重合度系数;螺旋角系数为：；HP=HP2 =550MPa，因此，有： 故：取
