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1、课程设计说明书题目 一级圆柱齿轮减速器指导教师: 周艳琼 2013 年 7 月 10 日机械设计课程设计计算说明书需要完成项目包括：一、传动方案拟定.2二、电动机的选择2三、传动装置的总体设计.3四、设计计算传动零件3五、设计计算箱体的结构尺寸5六、设计计算轴.8七、选择滚动轴承及寿命计算.12八、选择和校准键联接.13九、选择联轴器.14十、选择润滑方式.14十一、润滑剂牌号及密封件1411材料一班负责设计人员：蔡国宇 学号：1 岑智炜 学号：2 陈坤 学号：3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，二班工作制，载荷平稳，室
2、内工作，轻度污染。（2） 原始数据：滚筒圆周力F=4KN；带速V=1.5m/s；滚筒直径D=300mm； 二、电动机选择1、电动机类型和结构的选择：选择Y系列三相异步电动机，此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。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 =0.950.9920.970.990.94=0.84（2） 运输机主轴上所需要的功率：Pw= FV/1000=(40001.5)/1000=6(kw)电机所需的工作功率：Pd= FV/1000总 =(40001
3、.5)/(10000.84)=7.14 (kw)3、确定电动机转速：计算滚筒工作转速：n卷筒601000V/（D）=(6010001.5)/（30） =95.5 r/min 按手册P7表1推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围Ia=36。取V带传动比I1=24，则总传动比理时范围为Ia=624。故电动机转速的可选范为 Nd=Ian卷筒=(624)95.5 =5732293 r/min则符合这一范围的同步转速有：750、1000和1500r/min4、综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器传动比，选定电动机型号为Y132S-4。其主要性能：额定功率：5.5K
4、W，满载转速1440r/min，额定转矩2.2。三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比： ia=Nm/n=nm/n卷筒=1440/95.5=15.1 2、分配各级传动比据指导书P7表1，取齿轮i齿轮=4.4（单级减速器i=36合理）所以i带=i总/i轮=15.1/5.2=3.43四、运动参数及动力参数计算(1) 计算各轴得输入功率电动机轴：Pd=7.14kw 轴（减速器高速轴）P= Pd1=6.78kw， 轴（减速器低速轴）P= P23=6.51kw(2) 计算各轴得转速 电动机轴 轴 ：nI=nm/ i1=1440/3.43=419.8 （r/min）轴 ：n= n/ i2 =419
5、.8/4.4=95.4 ( r/min)（3）计算各轴得转矩电动机轴 Td=9550Pd/nm=47.3N.m轴 T=9550PI/nI=154.24N.m轴 T=9550PII/nII=651.68N.m参数输入功率（kw）转速（r/min）扭矩 (Nm)传动比电动机7.14144047.3带齿轮高速轴6.78419.8154.243.434.4低速轴6.5195.4651.68五、传动零件的设计计算1、 普通V带传动得设计计算 确定计算功率则： ，Pc=Pd=8.568KW式中，工作情况系数取1.2 根据计算功率与小带轮的转速nI，查机械设计基础图10-10普通V带型号选择线图，选择A型V
6、带。 确定带轮的基准直径因为取小带轮直径 ，大带轮的直径 dd2=308.7mm 验证带速 在之间。故带的速度合适。确定V带的基准直径和传动中心距初选传动中心距范围为：，即 199.35a0797.4取 V带的基准长度： L0=2a0+/2（d1+d2）+（d2-d1）2/(4a0) =1649.87 mm 查机械设计基础表10-2，选取带的基准直径长度 实际中心距：a=a0+(Ld-L0)/2=500+(1600-1649.87)/2=475.07 mm有48mm的调整量 验算主动轮的最小包角 1=180-(d2-d1)57.3/a=153.62 故主动轮上的包角合适。 计算V带的根数z 由
7、nI=419.8r/min ，查机械设计基础表10-5，得，由i=3.43，查表10-6，得，查表10-7，得，查表10-2，得， 圆整取根。 计算V带的合适初拉力 查机械设计基础表10-1，取得 计算作用在轴上的载荷 V带轮采用铸铁HT150或HT200制造，其允许的最大圆周速度为25m/s.带轮的结构设计 （单位）mm 带轮尺寸小带轮大带轮槽型AA基准宽度1111基准线上槽深2.752.75基准线下槽深8.78.7槽间距150.3150.3槽边距99轮缘厚66外径da=da1+2ha=95.5da=da1+2ha=314.3内径40 40带轮宽度带轮结构 实心式 腹板式2、 齿轮传动设计计
8、算（1）择齿轮类型，材料，精度，及参数 选用闭式斜齿圆柱齿轮传动（外啮合） 选择齿轮材料；小齿轮材料都取为45号钢，调质，；大齿轮材料取为：45号钢,正火处理， 选取齿轮为8级的精度（GB 100951998）齿面精糙度Ra1.63.2m 初选螺旋角 选 小齿轮的齿数；大齿轮的齿数 （2）按齿面接触疲劳强度设计中心距 式中： 查机械设计基础图7-26 式中：；查表7-5 ：查表7-4 ：；齿宽系数取：计算模数 查表7-1取模数标准值 计算中心距， 圆整中心距，取 修正螺旋角： 计算两齿轮分度圆直径 小齿轮 大齿轮 计算齿宽 取小齿轮齿宽 （齿轮轴）；大齿轮齿宽（大齿轮） （3）校核弯曲疲劳强度
9、校核 其中查机械设计基础表7-4：；查图7-23：；查图7-24：；查表7-5：。这里使用当量齿数。 ，故满足。 齿轮传动的几何尺寸，制表如下：(详细见零件图)名称 代号计算公式结果小齿轮大齿轮中心距 240传动比5.2法面模数设计和校核得出3端面模数 3.07法面压力角螺旋角一般为 齿数Z 略25130分度圆直径 查表7-679.77400.22齿顶圆直径略85.77406.22齿根圆直径 df查表7-672.27392.72齿轮宽b查表7-67472螺旋角方向 查表7-6左旋右旋三，减速器铸造箱体的主要结构尺寸设计。 查设计基础表3-1经验公式，及结果列于下表。名称结果（mm）名称结果(m
10、m)底座壁厚8轴承盖固定螺钉直径8箱盖壁厚8轴承盖螺钉分布圆直径130底座上部凸圆厚度12轴承座凸缘端面直径150箱盖凸圆厚度12螺栓孔凸缘的配置尺寸22，20，30底座下部凸圆厚度20地脚螺栓孔凸缘尺寸25，23，45底座加强筋厚度8箱体内壁与齿轮距离12底盖加强筋厚度7箱体内壁与齿轮端面距离12地脚螺栓直径16底座深度230地脚螺栓数目6外箱壁至轴承端面距离47轴承座联接螺栓直径12视孔盖固定螺钉直径6箱座与箱盖联接螺栓直径10六：轴的设计1. 高速轴的设计。 选择轴的材料：选取45号钢，调质，HBS230 240 初步估算轴的最小直径 根据教材公式，取，则 轴的结构设计 考虑带轮的机构要
11、求和轴的刚度，取装带轮处轴径，根据密封件的尺寸，选取装轴承处的轴径为 两轴承支点间的距离：，式中： 小齿轮齿宽， 箱体内壁与小齿轮端面的间隙， 箱体内壁与轴承端面的距离， 轴承宽度，选取6308型深沟球轴承，查表13-3，得到得到：带轮对称线到轴承支点的距离 式中：轴承盖的凸缘厚度， （） 螺栓头端面至带轮端面的距离， 轴承盖M8螺栓头的高度，查表可得带轮宽度，得到：2.按弯扭合成应力校核轴的强度。 计算作用在轴上的力 小齿轮受力分析 圆周力： 径向力： 轴向力： 计算支反力 水平面：垂直面： 得： 作弯矩图 水平面弯矩： 垂直面弯矩： 合成弯矩：作转矩图 当扭转剪力为脉动循环应变力时，取系数， 则： 按弯扭合成应力校核轴的强度 轴的材料是45号钢，调质处理，其拉伸强度极限，对称循环变应力时的许用应力。 由弯矩图可以知道，A剖面的计算弯矩最大 ，该处的计算应力为： (安全)D 剖面的
