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1、机械设计基础课程设计设计题目：一级圆柱齿轮减速器内装1.高速轴 2.低速轴 3.齿轮机械工程学院模具141班级小组人员：指导老师：完成日期2015年2月31日成绩 100 成都纺织高等专科学校已知输送带工作拉力F=4.8KN，输送带工作速度V=1.7m/s，滚筒直径D=450mm，两班制，连续单项运转，载荷较稳定，使用折旧期为8年，室外工作，灰尘较大，环境最高温度35，三相交流电，电压380/220V；四年一次大修，三年一次中修，半年一次小修；一般机械厂制造，小批量生产。电动机的选择计算项目计算内容及说明主要结果选择电动机的额定功率查机械设计手册知：V带传动带=0.96，滚动轴承轴承=0.97
2、，联轴器联=0.98，卷筒卷=0.96。电动机至卷筒轴的传动效率=带轴承齿联=0.960.990.980.97=0.89工作机的效率w=轴承卷=0.990.96=0.95。则工作机所需的电动机输出功率：Pd=Fv/1000w=48001.7/10000.890.95=9.65（Kw）查机械设计手册：选电动机额定功率Pcd=11Kw。Pd=9.65（Kw）Pcd=11Kw选择电动机的转速卷筒轴工作转速w=60010001.7/3.1445072.19（r/min）V带传动比i带24，单级直齿圆柱齿轮传动比i齿35则总传动比的合理范围ii带i齿=620得电动机转速可选范围： n=inw=（620）
3、72.19 =433。141443.8（r/min） 选电动机的同步转速n=1000r/min较合适。 查机械设计手册，确定电动机的型号为Y160L-6，满载转速nm=970r/minnm=970r/min传动装置的总传动比 传动装置的总传动比 i=nm/nw=970/72.19=13.44i=13.44分配各级传动比分配V带传动比i1=3.2单极直齿圆柱齿轮传动比i2=4.2i1=3.2i2=4.2计算各轴的输入功率小齿轮P1=Pd带=9.650.96=9.264KW大齿轮P2=P1轴承齿=9.2640.990.97=8.81Kw卷筒轴Pw=P2联轴承=8.810.980.99=8.55Kw
4、P1=9.264KwP2=8.81KwPw=8.55KwV带传动的设计计算项目计算内容及说明主要结果确定计算功率PcPc=KAPd，已知Pd=9.625Kw查机械设计基础表4.7得KA=1.2，则Pc=1.29.65=11.58KwPc=11.58Kw计算带型根据Pc=11.58KW和小带轮转速n1=nm=970r/min,按图4.12选择B型带B型带确定V带轮基准直径查表4.8选取dd1=125mm由式(4-12)n1/n2=i1n2=n1/i1=970/303.125r/mindd2=（n1/n2）dd1(1-) =970/303.125（1-0.02） =392（mm）查表4.8，选取d
5、d2=400mm取dd1=125mmdd2=400mm验算带速由式（4-19）得V=dd1n1/601000=6.35m/s带速V在525（m/s）范围内合适确定带的基本长度取中心距0.7（dd1+dd2）a02(dd1+dd2)367.5a0300采用轮辐式V=6.35m/s25m/s带轮均采用HT150制造因已选取dd1=125mm，dd2=400mm，得i1=dd2/dd1=400/125=3.2i=i1i2=13.44i2=i/i1=13.44/3.2=4.2i1=3.2i2=4.212，计算各级转速小齿轮：n1=nm/i1=970/3.2=303.125r/MM大齿轮：n2=n1/i
6、2=303.125/4.2=72.19r/mm卷筒轴：nw=n2=72.19r/mm满足题目设计要求。N1=303.125r/mmN2=72.19r/mm计算各轴的输入转矩电机轴输入转矩：Td=9550Pd/nm=95509.65/970 =95.01Nm小齿轮轴输入转矩：T1=9550P1/n1=95509.264/303.125=291.86Nm大齿轮轴输入转矩T2=9550P2/n2=95508.81/72.19=1165.47NmTd=95.01NmT1=291.86NmT2=1165.47Nm单级直齿圆柱齿轮的传动的设计计算项目计算内容及说明主要结果1，选取材料和确定叙永应力小齿轮材
7、料：45钢，调制硬度为HB1=210280HBS，计算中用215HBS1,大齿轮材料：45钢，正火硬度为HB2=170210HBS，计算中用185HBS小齿轮许用应力：H1=380+0.7HB1=380+0.7215=530(MPa)大齿轮许用接触应力：H2=380+0.7HB2=380+0.7215=510(MPa)小齿轮许用弯曲应力：F1=H0+0.2HB1=140+0.2215=183(MPa)大齿轮许用弯曲应力：F1=140+0.2HB2=140+0.2185=177(MPa)接触疲劳强度计算齿轮的主要尺寸（1） 计算小齿轮所需传递的转矩下：T1=9550P1/n1=9550（9.26
8、4/303.125）10=2.92100T1=2.921002，确定载荷系数K3,计算齿数比4，选择齿宽系数d据K=1.31.7，原动机为电动机，载荷较平稳，齿轮支撑为对称配置取较小值K=1.4=z2/Z1=i2=4.2据齿轮为轮齿面和齿轮在两轴承间对称布置，由表6.9取d=1K=1.4=4.2d=15，材料系数ZE6,按式（6-28）计算小齿轮的分度圆直径d1（7） 确定齿轮的模数m（8） 按式（6-32）确定齿轮的齿轮数Z1和Z2（9） 计算齿轮的主要尺寸（10） 计算齿轮的圆周速度V并选择齿轮精度查表6.6得ZE=189.8MPa=95mm中心距a=（d1/2）（1+） =247（mm）
9、M=（0.0070.020）247 =1.7294.94按标准模数系列（表6.1）Z1=d1/m=95/2.5=38故调整：a=95（+1）/2=250=4.263Z2=z1=4.26338=162齿轮分度圆d1=mz1=2.538=95mmd2=mz2=2.5162=405齿轮转动的中心距：a=（d1+d2）=（95+405）/2=250（mm）齿轮宽度：b=b2=dd1=195=95（mm）b1=b2+(510)=100105mm取b1=100V=d1n1/601000=1.51m/s按表6.14选取齿轮精度等级为8级精度 Z1=38Z2=162a=247.5mmb2=95mmb1=100
10、mmV=1.51m/s精度为8级3，较核齿根的弯曲疲劳强度（1）选YFS并比较大小（2）计算大齿轮齿根的弯曲应力查表6.8，z1=38 YFS1=4.02 Z2=162 YFS2=3.92YFS1/=4.02/183=0.0220YFS2/F2=3.92/177=0.0221F2=2KT1YFS2/bmz1=21.42.921053.92/952.538=142.05MPaF2齿轮的弯曲疲劳强度足够。大小齿轮的弯曲疲劳强度足够。4.计算齿轮的主要几何尺寸分度圆直径为：d1=mz1=2.538=95mmd2=mz2=2.5162=405mm齿顶圆直径为：da1=d1+aha*m=95+21=97mmda2=d2+2ha*m=405+21=410mm齿根圆直径为df1=d1-2（ha*+c*）m=9*5-2（1+0.25）2.5=88.75mmdf2=d2-2（ha*+c*）m=405-2*（1+0.25）2.5=398.75（mm）d1=95mmd2=405mmda1=97mmda2=410mmdf1=88.75mmdf2=398.75（mm）5，齿轮结构设计小齿轮直径较小考虑将小齿轮与轴做成整体齿轮轴高速轴设计计算项目计算内容及说明主要结果1,选择轴的材料确定许用应力考虑到本次
