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1、机 械 设 计计算及说明结果任 务 书1、 设计题目设计用于带式动输机的单级圆柱直齿减速器。如图：（1），连续单向运转，载荷平稳、空载起动，使用期限10年，小批量生产，两班制工作，运输速度允许误差为5%。2、设计数据带工作拉力F(N)带速度V(m/s)卷筒直径D(mm)7101.42503、设计要求1、图纸要求：减速器装配图（A1），零件工作图两张（A3,传动零件，轴）。2、设计说明书1份。计算及说明结果第一章 电动机的选择1. 电动机类型和结构类型的选择按已知的工作要求和条件，选用Y型全封闭笼型三相异步电动机。2. 选择电动机功率由任务书可得，运输机为长期连续运转、载荷不变可变化很少的。所以
2、电动机的额定功率稍大于电动机工作功率，这样电动机在工作时就有会过热。工作机所需的电动机输出功率为： 由电动机至工作机之间的总效率为 ，其中分别为电动机联轴器、带传动、齿轮传动轴承、齿轮传动、卷筒联轴器、卷筒轴的轴承。为卷筒效率。其分别取代入数据得： 3确定电动机的型号卷筒的工作转速为由推荐的合理传动比的范围V带的传动比单级齿轮传动比则电动机的转速范围为： 电动机功率计算公式和有关数据的皆引自机械设计基础课程设计指导书（第二版）68页带工作拉力：F710N带速度：V1.4m/s总效率：0.83电动机的功率：1.2KW公式引自于机械设计基础课程设计指导书 89页。=107.00=624.00 21
3、40r/min计算及说明结果查表可得，符合这一范围的同步转速有750 r/min、1000 r/min、1500 r/min，这三种电动机的型号，其技术参数的比较情况见下表。方案电动机型号额定功率电动机转速（r/min）同步转速满载转速1Y132S82.27507102Y100L61.510009403Y90L41.515001400综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及带传动，比较三个方案可知：方案1电动机转速低，外廓尺寸及重量较大，价格较高，且额定功率大，耗能大，电动机转速低导致传动装置尺寸较大。方案2电动机转速也较低，。方案3比较适中。因此选定3号方案，电动机型号为Y90L4,额定功率
4、1.5KW满载转速1400 r/min，总传动比适中，传动装置结构较紧凑。其主要外形如下图：其外形尺寸和安装尺寸如下表所示：单位（mm）ABCDEFG14125562450820HKABACADHDBBL9010180175155190155335电动机型号，技术参数引用于机械设计基础课程设计指导书119120页。选用Y100L-6型电动机。电动机尺寸数据来自机械设计基础课程设计指导书121页计算及说明结果第二章分配传动比、传动装置的运动和动力参数1、总传动比和分配传动比由选定的电动机的满载转速和工作机主轴的转速，可得传动装置的总传动比为：分别为带传动比和齿轮传动比，根据各级传动比的推荐值可得
5、： 取值为3.5，则为3.35。2、计算传动装置的运动和动参数1、 各轴转速 式中：为电动机的满载转速，分别为I、II轴和卷筒轴的转速。为带传动和齿轮传动的传动比。2、 各轴的输入功率式中：为电动机的输出功率，分别为I、II轴和卷筒轴的输入的功率， 分别为电动机与I轴、I轴与II轴、II轴与卷筒间的效率公式来自机械设计基础课程设计指导书11页公式来自机械设计基础课程设计指导书12页公式来自机械设计基础课程设计指导书12页计算及说明结果3、 各轴的输入转矩式中：为电动机轴的输出转矩，分别为I、II轴和卷筒轴的输入转矩。运动和动力参数的计算结果于下表：轴名参数电动机轴I轴II轴卷筒轴转速n/(r/
6、min)输入功率PKW输入转矩T/(Nm)14001.208.13373.3311.15229.50107.001.1097.15107.001.0494.25传动比i效率3.740.96043.50.950610.9506公式来自机械设计基础课程设计指导书12页计算及说明结果第三章 传动零件的设计与计算 1. 带的设计 a) 带的选择和计算根据任务书的提供的要求，带传动可以选择为V带传动。1、 确定计算功率由参考书可查得1.2,则2、 选取带的型号根据，由参考书可查得选取Z型普通V带。3、 确定带轮基准直径根据查参考书可选取。大带轮基准直径为：查参考书可选取标准值，则实际传动比、从动轮的实转
7、速分别为：从动轮的转速误差率为：在以内，为允许值。4、 验算带速V带轮在525m/s范围内，为可取值。5、 确定带的基准长度和实际中心距 按任务书的结构要求，可初定中心距600mm。则由参考书可查得取标准值则实际中心距为：中心距的变动范围为：6、 校验小带轮的包角可得，符合要求。7、 确定V带根数Z根据，查参考书可得，用内插法可求得：查参考书可得查得带长度修正系数，,得普通V带根数：圆整后得Z5根。8、 求初拉力及带轮轴上的压力查参考书可得Z型普通V带的每米质量q=0.06kg/m,则单根V带的初拉力为则作用在轴上的压力为公式来自机械设计基础132页1.2计算及说明结果2.齿轮的设计（1）选择
8、齿轮材料及精度等级小齿轮选用45钢调质，硬度为；大齿轮选用45钢正火，硬度为。因为是普通减速器由资料选用6级精度。（2）按齿面接触疲劳强度设计。因两齿轮均为钢质齿轮，可以用公式i. 转矩ii. 载荷系数K查表取K=1.1iii. 小齿轮的齿数取为25，则大齿轮齿数。因单级齿轮传动为对称布置，而齿轮面又为软齿面，查表选取iv. 许用接触应力 查有关资料得： 查有关资料得：。 由式 故 查机械设计211页可知道选用6级精度。公式来自机械设计基础194页10.22查192页表10.11K=1.1选取公式来自188页计算及说明结果取标准模数m=2.0mm。（3）主要尺寸计算： （4）按齿根弯曲疲劳强度
9、校核由式： 如则校核合格。1） 齿形系数，查表得：2） 应力修正系数，查表得：3） 许用弯曲应力，查表得由式可得：故 m=1.61mm取m=2.0mm主要参数公式来自195页（10.24）查表195页10.1310.14查图198页10.25 表190页10.10图190页10.26计算及说明结果所以齿根弯曲强度校核合格。（5）验算齿轮的圆周速度v选6级精度是合适的。（6）几何尺寸1.小齿轮：名称数值名称数值齿顶高2齿根圆直径47.5齿根高2.5齿轮厚55齿全高4.5齿距6.28分度圆直径50齿槽宽6.28齿顶圆直径52标准中心距1132.大齿轮：名称数值名称数值齿顶高2齿根圆直径173.5齿
10、根高2.5齿轮厚50齿全高4.5齿距6.28分度圆直径176齿槽宽6.28齿顶圆直径178标准中心距113公式来自214页顶 V=0.98m/s（二）轴和轴毂连接 （高速轴） 1.轴的材料的选择 轴的材料主要采用碳素钢和合金钢，轴的毛坯一般采用碾压件和锻件，很少采用铸件，由于碳素钢比合金钢的成本低，且对于应力集中的敏感性较小，所以得到广泛应用。这里选择碳素钢中的45钢。为保证材料的机械性能，应对材料进行调制处理。直径小于200mm，硬度为217255抗拉强度极限为650MPa屈服极限为360MPa，弯曲疲劳极限为300MPa。 2.轴的扭转强度计算 设在转矩T的作用下，产生剪应力其抗扭强度条件
11、为 T为传递的转矩，WT为轴的抗扭截面系数 P为所传递的功率 n为转速的功率 为轴的许用剪应力 轴的计算公式为 轴上有两键槽可将最小直径增大10%为24.8mm，取标准值为25mm。 3.设计轴结构及绘制草图 由于设计的是单级减速器，可将齿轮布置在箱体内部中央，将轴承对称安装在齿轮两侧，轴的外伸端安装带轮。 1)确定轴上零件的位置和固定形式 要确定轴的结构形状，必须先确定轴上零件的装配顺序和固定形式。 齿轮从轴的右端装入，齿轮的左端用轴肩定位，右端用套筒固定。这样 轮的轴向位置被完全确定。齿轮的周向用用平键连接。轴承对称安装 齿轮两侧，其轴向用轴肩固定，周向采用过盈配合固定。 2）确定各轴段的
12、直径 如上图所示轴段1（外伸端）直径最小，d1=25mm，考虑到对安装在轴段1上的带轮进行定位，轴段2上应有轴肩，同时为能很顺利地在轴段2上安装轴承，轴段2必须满足轴承内径的标准，故轴段2的直径d2为30mm，用相同的方法确定3、4的直径d3=35mm，d4=45mm；为了便于拆卸左轴承d5=37mm。 3）确定各段轴的长度 齿轮轮毂宽度为55mm，为保证齿轮固定可靠，轴段3的长度应小于轮毂的的宽度，取52mm；为保证齿轮端面与箱体内壁不相碰，齿轮面与箱体内壁应留有一定间距，取间距为15mm为保证轴承安装在箱体轴承座孔中，并考虑轴承的润滑，取轴承端面与箱体内壁距离为5mm，所以轴段4的长度取为20mm，轴承宽为12mm。轴承支点距离l=107mm根据箱体结构及带轮距轴承端盖有一定距离要求取l=70mm,l为65mm.在轴段1，3分别加工键槽，使两键槽处于轴的同一圆柱母线上，键槽长比相应的轮毂宽小约510m
