一级减速器课程设计报告资料.doc

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1、机械设计课程设计计算说明书机械设计课程设计任务书1 电动机；2 V带传动；3 单级圆柱齿轮减速器 4 联轴器；5带式输送机；6 鼓轮；7滚动轴承 图1带式输送机减速装置方案图、原始数据三、设计任务:滚筒直径d /mm400传送带运行速度v /（m/s）1.6运输带上牵引力F /N1900每日工作时数T /h24传动工作年限5单向连续平稳转动，常温空载启动。 参考资料：1低速轴零件图1张（A3图纸）2低速轴齿轮零件图1张（A3图纸）3.设计说明书1份在1周内完成并通过答辩机械设计 机械设计基础工程力学 机械制图课程设计指导书机械设计手册学生姓名：学号：专业任务起止时间设计题目：设计带式输送机中的

2、传动装置传动方案如图1所示:指导教师签字目录一、电机的选择 1二、传动装置的运动和动力参数计算 2三、V带传动设计3四、设计减速器内传动零件（直齿圆柱齿轮） 5五、轴的结构设计计算 6六、校核轴承寿命 11七、键连接的选择和计算 11八、箱体的设计 11九、心得体会 12、电机的选择1.1选择电机的类型和结构形式:依工作条件的要求，选择三相异步电机:封闭式结构U=380 VY型1.2电机容量的选择工作机所需的功率Pw=Fv /1000=3.04 kWV带效率1：0.95滚动轴承效率（一对） 2：0.98闭式齿轮传动效率（一对）3：0.97联轴器效率4：0.99工作机（滚筒）效率 5（ w）：0

3、.96传输总效率=1 23 - 3 - 4 - 5 =0.841贝打电动机所需的输出功率 Pw二Pd/ = 3.61 kW1.3电机转速确定卷筒轴的工作转速nW 60 1000v=76.4r/minnDV带传动比的合理范围为24，级圆柱齿轮减速器传动比的合 理范围为37,则总传动比的合理范围为i'=628,故电动机转速的可 选范围为：nd i' nW=458.41528 r/min在此范围的电机的同步转速有: 依课程设计指导书表 18-1 :（JB/T9616-1999）选择电动机型 号： Y112M-4同步转速 n：1500r/min750r/m in、1000 r/min、

4、1500 r/minY系列三相异步电机技术参数额定功率Ped：4kW满载转速nm：1440r/min、传动装置的运动和动力参数计算总传动比：i总nmnw18.852.1分配传动比及计算各轴转速取V带传动的传动比i。二3则减速器传动比i=i/io二6.282.2传动装置的运动和动力参数计算0轴（电动机轴）P。Fd3.61kWn。nm1440r/minT09550 Pn23.94N m1轴（高速轴）PR 13.43kWni0480r/minT19550 旦68.24N m2轴（低速轴）P2p 233.26kWn276.43 r/minN mkWr/minN mT?9550407.343轴（滚筒轴）

5、n2P3 F2243.16T3 9550394.84n3 n?76.43以上功率和转矩为各轴的输入值，13轴的输出功率或输出转矩为各自输入值与轴承效率的乘积。各轴运动和动力参数如下表：表2-1各轴运动和动力参数轴名功率P/kW转矩T/N m转速n/(r/mi n)传动比i效率输入输出输入输出0轴3.6123.9414401轴3.433.3668.2466.8848030.952轴3.263.19407.34399.1976.436.280.953轴3.163.13394.84386.9476.4310.97三、V带传动设计3.1确定计算功率根据已知条件结合教材机械设计基础 由图/表13-9得到

6、工 作情况系数 Ka二1.3 ，故 Pea二Ka Pd=4.46kW。3.2选择普通V带型号已知Pea，nm，结合教材 机械设计基础由图/表 13-15确定所使用的V带为 A 型3.3确定带轮基准直径并验算带速(1) 结合教材 机械设计基础 由图/表 13-4 ，初选小带轮直径ddi=90 mmo 验算带速：vnddinm6.79 m/s,满足 5m/s<v<30 m/s。60 1000(3)计算大带轮的基准直径dd2 i0 ddi 270 mm。3.4确定V带中心距和基础长度(1)根据 0.7(dd1dd2)a。2(dd1dd2),初定中心距ao二540 mm。(2) 计算所需的

7、带长3.5n2a0 2(dd1 dd2)dd1 dd24a°由图 /表 13-2 ,(3)实际中心距a中心距的变化范围验算小带轮包角1660.49 mm。对A型带进行基准长度Ld二1750mm。a0584.76 mm9minamax2a 0.015Ldd 558.51 637.26 mm。a 0.03Ld1180° 亘丛 57.3a162.4>120° 合格。3.6计算V带根数Z由nm , dd1结合教材机械设计基础查图/表13-4得Pn=1.07kW。由 nm, io, _A_型带，查图 /表 13-6 得 Po二 0.17 kW。已知1查表 13-8 得

8、 K二0.96,已知Ld杳表13-2得Kl=100则V带根数zPca3.74 ，取z= 4。(PoP°)K 凤四、设计减速器内传动零件(直齿圆柱齿轮)4.1齿轮传动设计计算(1) 选择材料及确定许用应力由教材 机械设计基础表11-1确定以下参数:表4-1高速级齿轮材料及许用应力齿轮热处理方式齿面硬度Hlim /MPaFE /MPa小齿轮40MnB调制241286 HBS700MPa600MPa大齿轮ZG35SiMn 调制241269 HBS600MPa500MPa由表11-5 ，取安全系数 Sh= 1.0，S二1.25则许用应力为：F1亠480MPaF2亠400MPaSfSfH170

9、0 MPaShH2600 MPaSh(2) 按齿面接触强度设计设齿轮按_9 级精度制造，由教材 机械设计基础表11-3得载荷系数K= 1.0 ，由表11-6 得齿宽系数 Qd= 1.0 ，由 丄表11-4可得弹性系数Ze =189.8 MPa"。小齿轮传递的(输入)转矩：T1 = 68240 N mm (注意单位换算)小齿轮分度圆直径:d1t2.32ZeHdmin41.72 mm。齿数取Zi= 21 ,2二izi 132 ，故实际传动比h=Z2/乙二6.28 齿宽b d dit 42 mm (圆整)。取大齿轮齿宽b2= 50 mm,为补偿安装误差，取小齿轮齿宽bi=b2+(510)二

10、 60 mm。模数m二dit/zi二1.99 ，按表 4-1 ，取标准模数 m= 2，实际分度圆直径d1 z1 m 42 mm，d2mm,中心距a罟153 mm。(3) 齿轮的圆周速度n1n160 10001.06 m/s。对照表 11-2 可知，选 9级精度是合适的4.2传动齿轮的主要参数表4-2传动齿轮的主要参数高速轮低速轮齿数Z21132中心距a /mm153模数 m /mm2齿宽b /mm6050分度圆直径d/mm42264齿顶咼ha /mm22齿根咼hf /mm2.52.5齿高h /mm4.54.5齿顶圆直径da /mm46268齿根圆直径df /mm38260五、轴的结构设计计算5

11、.1高速轴的计算(1轴)根据表 14-1得，高速轴材料为：45钢热处理方式:调制，许用弯曲应力环二65 MPa(1) 初估轴径初选轴径，根据扭转强度计算初估。由表14-2得常数A。二110di Ao 普 21.0 mm考虑到键槽的作用，轴径增加3%为21.63 mm，圆整后暂取d1=22 mm。(2) 轴的径向尺寸设计根据轴及轴上零部件的固定、 定位、安装要求，确定轴的结构如下图：表5-1高速轴径向尺寸确定轴段直径d /mm确定方法说明d1=22d1=22初估轴径d2=28d2=di+3C 1d3=35d3=d轴承内圈直径d4=40d4=d 3+3C1高速齿轮d6=40d6=d4d7=35d7

12、=d 3轴承内圈直径(3) 轴的轴向尺寸设计轴的结构图如下:一 )匚35 ?2 7经验值的计算与选取：轴承端盖至箱外传动件间的距离 L =L+2- 4-B=35箱座壁厚=8联接螺栓至外箱壁的距离Ci= _23;至凸缘边距离C2= 20轴承座宽度 L=Ci+C2+ +(510)= 57齿轮至机体内壁的距离 2=10大齿轮齿轮端面的距离 3= 60轴承内侧至箱体内壁的距离4= 10(指导书38页图5-12)表5-2高速轴轴向尺寸确定轴段长度L /mm确定方法说明Li=70Li键长L比四根皮带轮略宽L2=35L2= L与L相等L3=27L3=L+2+3-LL4=7L4= 2-3由2估算得出L5=60

13、L5=3齿轮宽度L6=7L6=L 4L7=24L7= 4+B+3-3li=5711= L5/2+L6+B/2+ 4+312=5712= L5/2+2+B/2+413=7713=L1/2+L2+B/25.2低速轴的计算(2轴)根据表14-1得，低速轴材料为：45Cr合金钢，热处理方式： 调质，许用弯曲应力Bbl二75MPa。(1) 初估轴径初选轴径，根据扭转强度计算初估。由表14-2得常数Ao二1004 Ao 3 阻 34.94 mm血 考虑到键槽的作用，轴径增加 3%为35.99mm,圆整后暂取 d1=36mm。(2) 轴的径向尺寸设计根据轴及轴上零部件的固定、 定位、安装要求，确定轴的结构如

14、 下图：表5-5低速轴径向尺寸确定轴段直径d /mm确定方法说明d1=50d1= d4d2=60d2=d3-4C1d3=55d3=d 4+3C1d4=50d4=d (轴承内径)轴承内圈直径d5=45d5=d6+3C id6=40d6=d联轴器轴孔直径表5-6所选用联轴器的主要参数型号公称转矩Tn/N m许用转速nr/min轴孔直径d/mm轴孔长度L/mm轴孔长度L1/mmTL750036004011284(3) 轴的轴向尺寸设计轴的结构图如下:_1! 34匚uC _1经验值的计算与选取：轴承端盖至箱外传动件间的距离 L = 33箱座壁厚二 8联接螺栓至外箱壁的距离Ci= _23_;至凸缘边距离

15、C2= 20轴承座宽度 L=Ci+C2+ +(510)=57齿轮至机体内壁的距离 2=10大齿轮齿轮端面的距离 3=50轴承内侧至箱体内壁的距离 4=10表5-7低速轴轴向尺寸确定轴段长度L /mm确定方法说明L1=27L1=B+ 4+1L2=7L2= 2-3L3=49L33有齿轮宽度决定L4=36L4= B+ 4+ 2L5=33L5= L1_6=110L6 L （联轴器孔长）由联轴器孔的长度 L决定11=9611= L6/2+L5+B/212=53l2=L3/2+L4-B/213=5413=L1+3-B/2+L 2+L3/2六、校核轴承寿命表7-1所选用的轴承主要参数轴名称轴承代号d / m

16、mD / mmB /mmCr / kN高速轴600735621416.2低速轴601050801622.0车由承设计要求寿命 L 4000060000 h七、键连接的选择和计算本设计减速器共需键：3个。表8-1键的主要参数轴名安装直径d / mm类型h / mmb /mm轮毂长度L'(1.5 2)d / mm键长L/mm高速轴22A型664065低速轴55A型1016904540A型8127090八、箱体的设计表9-1铸铁减速器箱体的主要结构尺寸（ mm ）名称符号尺寸机座壁厚8机盖壁厚18机座凸缘厚度bi2机盖凸缘厚度bii2机座底凸缘厚度b220地脚螺钉直径dfi8地脚螺钉数目n8

17、轴承旁联接螺栓直径dii4盖与座联接螺栓直径d29连接螺栓d2的间距li70轴承端盖螺钉直径d38窥视孔盖螺钉直径d43定位销直径d7df, di, d2至外机壁距离Ci23df, d2至凸缘边缘距离C220轴承旁凸台半径Ri20凸台高度h200外机壁与轴承座端面距离li49大齿轮端面圆与内机壁距离ii0齿轮端面与内机壁距离2i0机盖，机座筋厚mi,mmi 7， m 7轴承端盖外径D2i02， i20轴承旁联接螺栓距离si20九、心得体会在这次课程设计中，我感触最深的当属 查阅了各种设计书和指导书，有时为了选择一个合适的轴承，需要查阅大量的资料，从材料到加工工艺，需要考虑许多 因素。为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，一次次翻阅机械设计书是十分必要的，同时也是必不可少的。设计每种零件都要先从标准件考虑， 然后向标准件靠拢， 所设 计的每个尺寸都要进行仔细而严谨的考虑， 凭空猜想只能是浪费时间。 另外，也要感谢刘老 师在这次课程设计中给予我们的支持与帮助。