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1、工业大学 机械设计课程设计课题：单级圆柱齿轮减速器（a-3）院系：机械工程学院指导老师： 班级：过程装备与控制工程06-1姓名： 学号： 目录1.电动机的选择和各级传动比的分配-22.V带的传动设计-63.齿轮的传动设计-94.轴的设计与校核-155.轴的设计与校核-246,总结与心得-357.参考文献-36单级圆柱齿轮减速器1.电动机的选择和各级传动比的分配带式运输机传动装置原始数据：带的圆周力F=2300N 带速V=1.7m/s 滚筒直径D=280mm a-3型号工作条件：三班制，使用年限10年，连续单向运转，载荷平稳，小批量生产，运输链速度允许误差为链速度的 + 5%传动方案见图1A.电
2、动机的选择（1） 选择电动机的类型按工作要求选用Y型全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压为380V（2） 选择电动机的容量Pd=Pw/a Pw=F*V/1000w Pw=T*n/9550w其中，Pd为电动机的实际输出功率 F为工作机阻力Pw为工作机所需输入功率 V为工作机线速度a为传动装置的总功率 n为工作机的转速T为工作机阻力矩 w为工作机的功率根据带式运输机工作机的类型，可取工作机功率w=0.96传动装置的总效率aa=带*齿轮*轴承1*轴承2*轴承3*联轴器*卷筒=0.842取带=0.96 齿轮=0.98 轴承1=轴承2=轴承3=0.98 联轴器=0.99 卷筒=0.96 图1：传动方案
3、所需电动机功率Pd=F*V/(1000w*a)=4.837kw因载荷平稳，电动机额定功率Pcd略大于Pd即可。查表（19-1）所示Y型系列三相异步电动机参数，选用电动机的额定功率Pcd=5.5kw确定电动机转速nwnw=60*1000*V/d=60*1000*1.7/280=116r/min.单级圆柱齿轮减速器V带传动的传动比i1=24,一般传动比范围为直齿i2=35,则总传动比合理范围ia=620.nw=nd/ia nd=ia*nw=4*116=464r/min由此，选定同步转速为750r/min.根据电动机的额定功率Pcd=5.5kw和同步转速为750r/min查表（19-1）所示Y型系列
4、三相异步电动机参数,确定电动机的型号是Y1132S-4，同步转速750r/min,其主要性能列于下表型号额定功率满载转速Nm启动转矩 额定转矩最大转矩 额定转矩Y160M2-85.5kw715r/min2.02.0图2：技术参数B.确定传动装置中各轴的运动和动力参数（1）计算总的传动比ii=nm/nw=715/116=6.17（2）分配各级的传动比为使V带传动外廓尺寸不致过大，保证各级传动件协调合理。取V带的传动比i01=(1.31.5)i=2.8则i12=i/i01=2.21（3）计算传动装置各轴的运动和动力参数A).各轴的转速电机轴 nm=715r/min 1轴 n1=nm/i01=255
5、.4r/m2轴 n2=n1/i12=115.6r/min3轴（卷筒轴） n3=n2=115.6r/minB).各轴的输入功率电动机轴实际输出功率 Pd=4.837kw1轴 P1=Pd*01=Pd*带=4.65kw2轴 P2=P1*12=P1*齿轮*轴承=4.46kw3轴（卷筒轴）P3=P2*23=P2*轴承*联轴器=4.33kwC).各轴的输入转矩电动机轴 Td=9550*Pd/Nm=64606N*m1轴 T1=Td*i01*01=Td*i01*带=173660N*mm2轴 T2=T1*i12*12=T1*i12*齿轮*轴承=368590N*mm3轴（卷筒轴）T3=T2*i23*23=T2*i
6、23*轴承*联轴器因2轴和3轴是由联轴器联接，故i23=1.T3=357606N*mm将各轴的运动和动力参数计算结果整理于下表中轴名功率（P）kw转矩（T）N*mm转速（V）r/min传动比i效率P电机轴4.837646067152.80.961轴4.65173660255.42.210.962轴4.46368590115.610.973轴4.33357606115.6图3：电动机的选择和各级传动比的分配 2.V带的传动设计（1）确定计算功率Pca由表8-7工作情况系数KA 查得KA=1.3Pca=KA*Pd=1.3*4.837=6.288kw（2）选择V带的带型根据Pca=6.288kw n
7、m=715r/min 由图18.1普通带型图 选用A型（3）确定带轮的基准直径Dd并验算带速VA).初选小带轮的基准直径Dd1, 由表8-6V带轮的最小基准直径和表8-8普通V带轮的基准直径系列 Dd1=100mmB).验算带速V，按式8-13文献1验算带的速度V=*Dd1*nm/(60*1000)=3.742m/s因为带速5m/sV30m/s，故带速合适C).计算大带轮的基准直径，根据式（8-15a），求大带轮的直径Dd2Dd2=i01*Dd1=2.8*100=280mm根据表8-8普通V带轮的基准直径系列，得Dd2=280mmD).确定V带的中心距a0和基准Ld 根据式8-20 0.7（D
8、d1+Dd2）=a090F).计算带的根数Z1.计算单根V带的额定功率Pr根据Dd1=100mm nm=715r/min 查表8-4a单根普通V带的基本额定功率 得P0=0.753kw根据nm=715r/min i01=2.8 A型带查表8-4b 单根普通V带额定功率的增量P0 得P0=0.09kw查表8-5 包角修正系数 得Ka=0.966查表8-2 V带的基准长度系列及长度系数Kl 得Kl=0.99于是,Pr=(P0+P0)* Ka*Kl=(0.753+0.09)*0.966*0.99=0.866kw2.计算V带的根数ZZ=Pca/Pr=7.8因此选用8根V带G).计算单根V带的初拉力的最
9、小值（F0）min由表8-3 V带单位长度的质量，得A型带的q=0.10kg/m故， （F0）min=500*(2.5- Ka)Pca/( Ka*Z*V)+QV2得（F0）min=168N应使V带的初拉力大于其最小值，即F0（F0）minH).计算压轴力Fp压轴力的最小值为（Fp）min(Fp)min=2*Z*(F0)min*Sin(1/2)=2643N3.齿轮的传动设计输入功率P1=4.65kw,小齿轮的转速n1=255.4r/min，齿数比u=i12=2.21,工作寿命10年（设每年工作300天），三班制。（1）选定齿轮的类型，精度等级，材料及齿数。a).按图1:传动方案所示，选用直齿圆柱
10、轮传动；b).运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度(GB10095-88)c).材料的选择由表10-1常用齿轮材料及其力学特性，选用小齿轮材料为40Cr(调质)，硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢，硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS；e).选小齿轮的齿数Z1=24，大齿轮的齿数Z2=u*Z1=2.21*24=53.04故取Z2=53（2）按齿面接触强度设计由设计计计算公式（10-9a）进行试算d1=2.32 *3(KT1/d)*(u+1)/u*(ZE/H)21.确定公式（10-9a）中各计算数值a).试选载荷系数Kt=1.3b).小齿轮传递的转矩 T1=173874N
11、*mm c).由表10-7圆柱齿轮的齿宽系数d，选取d =1d).由表10-6弹性影响系数ZE ，选取ZE=189.9Mpa1/2 e).由图10-21齿轮的接触疲劳强度极限 Hlim,按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 Hlim1=600Mpa,大齿轮的接触疲劳强度极限 Hlim2=550Mpaf).由式N=60n1 *j *Lh计算应力循环次数N1=60*n1*j*Lh=60*255.4*1*(3*8*300*10)=1.103*109N2= N1/i12=0.499*109g).由图10-19接触疲劳寿命系数KHN（当NNc时，可根据经验在网纹区内取KHN值） 取KHN1=0.96
12、KHN2 =0.97h).计算接触疲劳许用应力取失效概率为1，安全系数S=1，由式（10-22）得H1=KHN1* Hlim1/S=0.96*600=576MpaH2= KHN2* Hlim2/S=0.97*550=533.5Mpa2.计算a).试算小齿轮分度圆直径d1t,代入 H中较小值d1t=2.32 *3(KT1/d)*(u+1)/u*(ZE/H)2=2.32*31.3*173874/1 * 3.21/2.21 * （189.8/533.5）2=80.357mmb).计算圆周速度VV=D1t n1/(60*1000)=1.07m/sc).计算齿宽bb=d * d1t =80.357mmd).计算齿宽与齿高之比b/h模数mt= d1t /Z1=80.357/24=3.348齿高h=2.25*mt=2.25*3.348=7.533mmb/h=80.357/7.533=10.67e).计算载荷系数根据V=1.07m/s,7级精度，由图1
