机械设计课程设计减速器设计计算说明书.doc

1、上海第二工业大学机 机电工程学院 08 机工班1机械设计课程设计计算说明书一传动方案拟定.2二电动机的选择.2三计算总传动比及分配各级的传动比.4四运动参数及动力参数计算.5五传动零件的设计计算.6六轴的设计计算.12七滚动轴承的选择及校核计算.19八键连接的选择及计算.22设计题目：V 带双级圆柱减速器机电工程学院 08 机工 A 班设计者：学号：指导老师：2010 年 9 月 15 日上海第二工业大学机 机电工程学院 08 机工班2一设计数据和要求传动方案拟定第七组：设计单机圆柱齿轮减速器和一级带传动I.原始数据：输送带工作拉力 F=4kN输送带速度 v=2.0 m/s卷筒直径 D=450

2、 mmII.工作条件：1. 工作情况：两班制工作（每班按 8h 计算） ，连续单向运转，载荷变化不大，空载启动；输送带速度允许误差 5%；滚筒效率=0.96。2. 工作环境：室内，灰尘较大，环境温度 30 C 左右。3. 使用期限：折旧期 8 年，4 年一次大修。4制造条件及批量：普通中、小制造厂，小批量。III 参考传动方案（如下图） 23541IIIVPdPwIV设计工作量1. 设计说明书一张。2. 减速器装配图一张（1 号图） 。3. 减速器主要零件的工作图（3 号图纸 34 张） 。二电动机的选择电动机（1）Y 系列（转动惯量，启动力矩小）（2）输出 32*6084.925/min45

3、1Vn rDF=4000NV=2.0m/sD=450mm上海第二工业大学机 机电工程学院 08 机工班3（3）324*108FVPKW工 作 =V联 轴 轴 承 齿 轮 滑 筒 带工 作电 机 142810.260.9.796.5AA(4)查 14 页表 16-1 可选电动机参数中心距方案型号 P 额 转速 满载转速传动比轴径额外伸长度160 1 Y160L-611 1000 970 11.41 42 110160 2 Y160M-411 1500 1460 17.18 42 110由上表数据，初选 Y160M-4 电动机，即总传动比 i=17.18三计算总传动比及各轴的运动及动力参数传动比分

4、配：取带传动比 1=2i则减速器总传动比 17.859双级圆柱齿轮高速级： 3.i.42A低速级：432.57i3 动力装置的运动和动力参数计算（1）各轴转速计算： 1=m460r/inn273/ii3=218.mn.4r4n9/i57i输 送 带 误 差 = .0.76%582 符合所以 4传 送 带 .9r/i（2）各轴的输入功率计算： V.1电 机 带*0216*.570kw=p上海第二工业大学机 机电工程学院 08 机工班49.70*.897.21kw2轴 承 齿1*=p.21.653轴 承 齿*8.765*0.98.04k4轴 承 联 轴*=（3）各轴的输入转矩:2112T950P/

5、n./n16.97NM32 3=9=50/218.430.52NA43 4/8.7/.94950Pnn/.6M各轴的运动及动力参数轴号 转速（r/min）功率（kw） 转矩（N M）A传动比 i1 730 9.700 126.8972 218.43 9.221 403.1523 84.99 9.765 984.8894 84.99 8.504 955.5623.42四V 带的选择及参数计算V 带（1） 由表 8-7 查得工作情况系数 =1.1AK= P=1.1*11=12.1 kwcaPA（2） 选择 V 带类型据 由图 8-11 选 B 型ca1n确定带轮的基准直径 由表 8-6 和 8-8

6、 取小带轮的基准直1d径 =200mm1d（2.571上海第二工业大学机 机电工程学院 08 机工班575）验算带速 V。V= = m/s=15.28m/s1*60dn3.420*165m/sV30m/s 合格（3） 计算大带轮基准直径=i =2*200=400mm 由表 8-8 圆整 dd2=400mm 2d1（4） 确定 V 带中心距 和基准长度adL0.7 =420 120012012()()dd0a取 =600mm0（5） 带所需基准长度 210120()2()4*dddLaa=1200=942+16.671(0)6=2158.67mm由表 8-2 选带基准长度 =2240mmdL（6

7、） 计算实际中心局 a640.665mm002d中心距变化范围 4201200mm（7） 验算小带轮上的包角 1上海第二工业大学机 机电工程学院 08 机工班612157.380da（ ） 62.190（8） 计算带的根数 z由 =200mm =1460r/min 查表得 8-4a 得1d1n=5.13kw（差值法求出）0P据 =1460r/min i=2 和 B 型带查表 8-46 的 =1 于是1 LK（5.13+0.46）*0.954*1kw=5.333 kwr0+*L=PK（ ）计算 V 带根数 z=2.2689 car12.Z=P53五齿轮的设计计算1.减速器高速级齿轮设计：已知轴输

8、入功率 小齿轮转速 730r/min 齿数19.70KW3.42ui由电动机工作寿命 8 年（设每年工作 300 天）两班制，传动机连续单向运转载荷变化不大（1） 选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数a 选用直齿圆柱传动b 运输机为一般工作机器，速度不高 故选择 8 级精度（GB10095-88）c 材料选择由表 10-1（机械设计 P191）选择小齿轮材料为40 （调制）硬度为 280HBSCr大齿轮 45 钢（调制）硬度 240HBS 二者材料硬度差为 40HBSd 选小齿轮齿数 =24，则大齿数 =80.208 取 801Z21ZuA2（2） 按齿面接触强度设计：由设计计算公式（10-9a

9、；P203 机械设计）321.()Et HKTUddAa 试选择载荷系数 1.3t上海第二工业大学机 机电工程学院 08 机工班7b 计算小齿轮传递转矩13129506.8970NPTmnAc 由表 10-7（机械设计 P205）选取齿宽系数 （两支承相对小齿1d轮不对称布置）d 由表 10-6 查得材料的弹性影响系数 （机械设计1289.EZMPP201）e 由图 10-21d（机械设计 P209）按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 lim160HMPa由图 10-21d（机械设计 P209）按齿面硬度查得大齿轮的接触疲劳强度极限 li25f 由式 N=60nj （机械设计 P206）计

10、算应力循环次数hL=60*730*1*（2*8*300*8）=1.682x1N910= =0.503 x23.4910g 由图 10-19 取接触疲劳寿命系数 =0.91 0.95（机械设计1HNK2HNP207）h 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（10-12 ）得：（机械设计 P205）= =0.9X600 =5401Hlim1NKSaMPa=0.95X500 =522.52li计算：(1) 试计算小齿轮分度圆直径 ，代人 中较小的值。1tdH3212.()Et HKTUZddA=2.2332.*6.897104.89.()107.685XXmA上海第二工业

11、大学机 机电工程学院 08 机工班8(2) 计算圆周速度 VV= 170.6832.7/601tdnms（3） 计算齿宽 b。1.tb（4） 计算齿宽与齿高之比 h模数： = 10.67170.682.945ttdmmZ b70.682齿高：h=2.25 =2.25 2.945=6.626t（5） 计算载荷系数根据 V=2.7m/s 8 级精度，由图 10-8 查得动载系数（机械设计 P197）1.3(27)Kr直齿轮 ；由表 10-3（机械设计 P195）1HF由表 10-2 查得使用系数 （机械设计 P193）AK由表 10-4 用插值法查得 8 级精度，小齿轮相对支承非对称布置时，.45

12、7（机械设计 P197）由 =10.67 查图 10-13 得 故载荷系数bh1.HK 1.38FKK= .4751.6AVH（6） 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径由式（10-10a）得：（机械设计 P204） 31 .70.68.813tdmK（7） 计算模数 m。 1.924Z按齿根弯曲强度设计由式（10-5）得弯曲强度的设计公式为： 312()TFaSkYmdZ上海第二工业大学机 机电工程学院 08 机工班9（1） 由图 10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；150FEaMP大齿轮的弯曲疲劳强度极限238（2） 由图 10-18 取弯曲疲劳寿命系数 ；10.85FNK20.8

13、FN（3） 计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数 S=1.4，由式（10-12）得（机械设计 P205）1. 3.74FNEaaMPS20.8 28.61FNEaaK（4） 计算载荷系数 0.3.59AVF（5） 查取出齿形系数。由表 10-5 查得： =2.65； =2.22（机械设计 P200）1FaY2a（6） 查取应力校正系数由表 10-5 查得： =1.58； =1.77SS（7） 计算大小齿轮的 并加以比较Fa12.6580.13793FaSY2.645FaS大齿轮的数值大（2）设计计算：圆整为标准值3 321.596.8710.6452.4mm=2.5 =76.788d小齿轮

14、齿数 17.831dZm大齿轮齿数 23.40.624参考 P213上海第二工业大学机 机电工程学院 08 机工班104 集合尺寸计算（1） 计算分度圆直径： 132.57.dZmm2046（2） 计算中心距 18.5a（3） 计算齿轮宽度 17.bdA278Bm85Bm2.减速器低速级齿轮设计：已知轴输入功率 ， 小齿轮转速 218.43r/min，齿数19.2PKW。2.5ui由电动机工作寿命 8 年（设每年工作 300 天）两班制，传动机连续单向运转载荷变化不大（1） 选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数：a 选用直齿圆柱传动。b 运输机为一般工作机器，速度不高，故选择 8 级精度（GB1

15、0095-88）c 材料选择由表 10-1（机械设计 P191）选择小齿轮材料为 40Cr（调制）硬度为 280HBS。大齿轮 45 钢（调制） ，硬度 240HBS，二者材料硬度差为 40HBS。d 选小齿轮齿数 =24，则大齿数 =24 2.57=61.68 取1Z12Zu62。2（2） 按齿面接触强度设计：由设计计算公式（10-9a；P203 机械设计）3211.()Et HKTUdda 试选择载荷系数 .3tb 计算小齿轮传递转矩 2 331=950(9.218.4)0.1520PNmnc 由表 10-7（机械设计 P205）选取齿宽系数 （两支承相对小齿d轮不对称布置） 。d 由表 10-6 查得材料的弹性影响系数 （机械设计1289.EZMPP201）e 由图 10-21d（机械设计 P209）按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 。lim160HMPa由图 10-21d（机械设计 P209）按齿面硬度查得大齿轮的接触疲劳强度极限 。 lim25