機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計

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計算講明書

設(shè)計題目：一級圓柱齒輪減速器學(xué)院：材料學(xué)院

班級：

學(xué)號：

設(shè)計者：

指導(dǎo)教師：姜勇

日期：20XX年7月

名目

一．設(shè)計任務(wù)書(1)

二．傳動系統(tǒng)方案的擬定(1)

三．電動機的挑選(1)

四．傳動比的分配(2)

五．傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)計算(3)

六．傳動零件的設(shè)計計算(4)

七．減速器軸的設(shè)計(8)

八．軸承的挑選與校核(15)

九．鍵的挑選與校核(17)

十．聯(lián)軸器的挑選(19)

十一．減速器潤滑方式，潤滑劑及密封裝置(19)

十二．箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(20)

十三．設(shè)計小結(jié)(22)

十四．參考文獻(23)

設(shè)計與計算過程演示結(jié)果

一、設(shè)計任務(wù)書

1、設(shè)計任務(wù)

設(shè)計帶式輸送機的傳動系統(tǒng)，采納帶傳動和一級圓柱齒輪減速器。軟齒面、按照工作機功率計算。

2、原始數(shù)據(jù)

輸送帶軸所需扭矩τ=670Nm輸送帶工作速度ν=0.75m/s輸送帶滾筒直徑d=330mm減速器設(shè)計壽命為8年（兩班制），大修期限四年。

3、工作條件

兩班制工作，空載起動載荷平穩(wěn)，常溫下延續(xù)（單向）運轉(zhuǎn)，工作環(huán)境多塵；三相交流電源，電壓為380/220V。

二、傳動系統(tǒng)方案的擬定

帶式輸送機傳動系統(tǒng)方案如圖所示：

1：V帶；2輸送帶；3：圓柱齒輪減速器；4：聯(lián)軸器；5：電動機；6滾筒

帶式輸送機由電動機驅(qū)動。電動機5將動力傳到帶傳動1，再由帶傳動傳入一級減速器3，再經(jīng)聯(lián)軸器4將動力傳至輸送機滾筒6，帶動輸送帶2工作。傳動系統(tǒng)中采納帶傳動及一級圓柱齒輪減速器，采納直齒圓柱齒輪傳動。

三、電動機的挑選

按設(shè)計要求及工作條件選用Y系列三相異步電動機，臥式封閉結(jié)構(gòu)，電壓380V。1、電動機的功率

依照已知條件由計算得知工作機所需有效效率

KWFvPw05.31000

75

.02/33.0670

1000=?==設(shè)：η1—聯(lián)軸器效率=0.99；

η2—閉式圓柱齒輪傳動效率=0.97η3—V帶傳動效率=0.96η4—對軸承效率=0.99

KWPw05.3=

η5—輸送機滾筒效率=0.96

由電動機至運輸帶的傳動總效率為

8674.096.099.096.097.099.0252

4321=????==ηηηηηη工作機所需電動機總功率KWPw

52.XXX74

.005

.3Pr==

=

η

由表所列Y系列三相異步電動機技術(shù)數(shù)據(jù)中能夠確定，滿腳Pm≥Pr條件的電動機額定功率mp應(yīng)取為4KW

2、電動機轉(zhuǎn)速的挑選

依照已知條件由計算得知輸送機滾筒的工作轉(zhuǎn)速min/41.43330

14.375

.0100060100060rDvnw=???=?=

π

額定功率相同的同類型電動機，能夠有幾種轉(zhuǎn)速供挑選，如三相異步電動機就有四種常用的同步轉(zhuǎn)速，即min/3000r、min/1500r、min/1000r、

min/750r。

（電動機空載時才也許達到同步轉(zhuǎn)速，負載時的轉(zhuǎn)速都低于同步轉(zhuǎn)速）。電動機的轉(zhuǎn)速高，極對數(shù)少（相應(yīng)的電動機定子繞組的極對數(shù)為2、4、6、8），尺寸和質(zhì)量小，價格也廉價，但會使傳動裝置的傳動比加大，結(jié)構(gòu)尺寸偏大，成本也會變高。若選用低轉(zhuǎn)速的電動機則相反。普通來講，如無特別要求，通常選用同步轉(zhuǎn)速為min/1500r或min/1000r的電動機。選用同步轉(zhuǎn)速為min/1000r的電動機，對應(yīng)于額定功率Pm為4KW的電動機型號應(yīng)為Y132M1-6型。有關(guān)技術(shù)算據(jù)及相應(yīng)算得的總傳動比為：電動機型號：Y132M1-6額定功率：4KW

同步轉(zhuǎn)速：1000r/min滿載轉(zhuǎn)速：960r/min總傳動比：22.115

電動機中心高H=132mm，軸伸出部分用于裝聯(lián)軸器段的直徑和長度分不為D=38mm和E=80mm。

四、傳動比的分配

帶式輸送機傳動系統(tǒng)的總傳動比115.2241

.43960===

wmnni由傳動系統(tǒng)方案，分配各級傳動比115.2273.468.421=?=?=齒帶iii

五、傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)計算

8674.0=η

KWPr52.3=

min/41.43rnw=

電動機型號Y132M1-6

115.22=i

68.41=帶i

73.42=齒i

傳動裝置從電動機到工作機有四軸，分不為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ軸，傳動系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩計算如下：

①Ⅰ軸（電動機軸）：

min/9601rnnm==KWPPr52.31==mNnPT?=?==02.35960

52.395509550

11

1

②Ⅱ軸（減速器高速軸）min/13.20568

.4960112rinn===

KWPP38.396.052.31212=?=?=ηmNnPT?=?==36.15713

.20538

.395509550

222

③Ⅲ軸（減速器低速軸）min/37.4373

.413.205223rinn===

KWPP31.399.099.038.32323=??=?=ηmNnPT?=?==86.72837

.4331

.395509550

333

④Ⅳ軸（輸送機滾筒軸）min/37.4334rnn==

KWPP18.397.099.031.33434=??=?=ηmNnPT?=?==92.69937

.4318.395509550

444

將計算結(jié)果和傳動比及傳動效率匯總?cè)绫?/p>

min/9601rn=KWP52.31=

mNT?=02.351

min/13.2052rn=

KWP38.32=

mNT?=36.1572

min/37.433rn=

KWP31.33=mNT?=86.7283

min/37.434rn=

KWP18.34=mNT?=92.6994

軸名

功率)(kwP轉(zhuǎn)矩)(mNT?轉(zhuǎn)速min)/r（Ⅰ軸3.5235.02960II軸

3.38

157.36205.13III軸3.31728.8643.37IV軸3.18

699.92

43.37

六、傳動零件的設(shè)計計算

傳動裝置中除減速器外，通常先設(shè)計減速器外部的傳動零件。1、V帶傳動

已知條件：原動機種類和所需的傳遞的功率（或轉(zhuǎn)矩）、轉(zhuǎn)速、傳動比、工作條件和尺寸限制等。

設(shè)計計算要緊內(nèi)容：確定帶的種類、挑選帶的型號、挑選小帶輪直徑、大帶輪直徑、中心距、帶的長度、帶的根數(shù)、初拉力0F和作用在軸上的載荷qF。①計算功率Pc

由書表13-1查得AK=1.2,故KWKWPKPAc8.442.1=?==②選取V帶型號

依照Pc=4.8KW和小帶輪轉(zhuǎn)速min/9601rn=,由書圖13-1可知，工作點處于A型帶間，故首先挑選A型帶。

③小輪基準直徑1dd和大輪基準直徑2dd希翼結(jié)構(gòu)緊湊，由書表13-1并參考表13-2，取1dd=100mm，選取01.0=ε，則大輪的基準直徑

mmidddd32.463)01.01(10068.4)1(12=-??=-=ε由書表8-4取2dd=450mm。此刻從動輪實際轉(zhuǎn)速

min/2.211min/450

99

.01009602rrn=??=

轉(zhuǎn)速誤差%,5%96.213

.20513

.2052.211=，能滿腳要求。

⑨單根V帶所能傳遞的功率

由min/9601rn=、mmdd1001=和A型V帶，查書表13-4，用插值法得0P=0.96KW。⑩單根V帶傳遞功率的增量0P?

smv/03.5=

0a=600mm

dL=2000mm

mma5.542=

?=1431α

小帶輪包角合適

0P=0.96KW

查書得：0P?=0.17KW。?計算V帶的根數(shù)

L

c

KKPPPzα)(00?+≥由小帶輪包角?=143α查表13-6得Kα=0.898；由基準長度mmLd2000=及A型V帶

查書表13-3得KL=1.03，故59.403

.1898.0)17.096.0(8

.4=??+=z取z=5根。所采納的V帶為A-2000×5.?作用在帶輪軸上的力求單根V帶的張緊力NqvKzvPFc2

0)15.2(500+-=α

查書表13-7得A型帶mKgq/10.0=，故

NNF8.17203.510.0)1898.05.2(03.558.450020=??

?

????+-???=

因此作用在軸上的力為

NzFF7.16382

143sin8.172522sin20

1

0∑=???==α

2、齒輪的設(shè)計

㈠齒面接觸強度計算

①確定作用在小齒輪上的轉(zhuǎn)矩T1

mmNmNT??=?=3

11036.15736.157

②挑選齒輪材料、確定許用接觸應(yīng)力[]Hσ。依照工作要求，采納齒面硬度≤350HBS。小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)，硬度為260HBS；大齒輪選用45鋼，正火，硬度為220HBS。

由書P130表7-5的公式可確定許用接觸應(yīng)力[]Hσ：

小齒輪[]MPaMPaHBSH562)2607.0380(7.03801=?+=+=σ大齒輪[]MPaMPaHBSH534)2207.0380(7.03802=?+=+=σ③挑選齒寬系數(shù)dψ：由書P250選取0.4。

0P?=0.17KW

z=5

NF8.1720=

NF7.1638∑=

mNT?=36.1571

④確定載荷系數(shù)K：查書P226得K=1.4⑤計算中心距a

[]

3

2

1

)1(48HaiKTiaσψ+=

mm32

3

5344.073.410

36.1574.1)173.4(48????+?=

mm05.204=

⑥挑選齒數(shù)并確定模數(shù)取1142473.4,24121≈?===izzz則

mmmmzzam96.2114

2405

.2042221=+?=+=

取標準模數(shù)（書P201），mmm3=

⑦齒輪幾何尺寸計算

小齒輪分度圓直徑及齒頂圓直徑

mmmmmzd7224311=?==

mmmmmdda78)3272(211=?+=+=大齒輪分度圓直徑及齒頂圓直徑

mmmmmzd342114322=?==

mmmmmdda348)32342(222=?+=+=中心距mmmmdda2072

342

72221=+=+=大齒輪寬度

mmabd8.822074.02=?=?=ψ

小齒輪寬度因小齒輪齒面硬度高，為補償裝配誤差，幸免工作時在大齒輪齒面上造成壓痕，普通1b比2b寬些，取mmbb8.87521=+=⑧確定齒輪的精度等級齒輪圓周速度smsmndv/773.0/60000

13

.2057214.360000

1

1=??=

=

π

依照工作要求及圓周速度，由書P251表11.20選用8級精度。

㈡輪齒彎曲強度驗算

①確定許用彎曲應(yīng)力依照表9-7查得

1142421==zz，

mmm3=

mmd721=mmda781=

mmd3422=mmda3482=

mma207=

mmb8.822=

mmb8.871=

smv/773.0=

[]MPaF1921=σ

[]MPaMPaHBSF192)2602.0140(2.01401=?+=+=σ[]MPaMPaHBSF184)2202.0140(2.01402=?+=+=σ

②查齒形系數(shù)FY，比較/[]FFYσ

小齒輪24