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机械设计课程设计-设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动

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机械设计课程设计-设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动

全套CAD设计图纸联系QQ153893706设计计算说明书设计题目V带单级圆柱减速器机电系班级设计者学号指导教师二○○八年五月六日目录一、前言1二、传动方案拟定3三、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11七、滚动轴承的选择及校核计算20八、键联接的选择及计算23九、联轴器的选择及验算24十、参考资料25一、前言机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要,是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外,还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。根据设计要求,我们考虑以下四种传动方案,如下图所示类型传递功率(KW)速度(m/s)效率传动比特点开式闭式一般最大普通V带传动≤50025~300.94~0.972~4≤7传动平稳、缓冲、中心距大、结构简单、寿命短。链传动≤100≤200.90~0.930.95~0.972~6≤8中心距大、高速不平稳、多用于低速传动。圆柱齿轮传动直齿≤750斜齿和人字齿≤500007级精度≤25255级及以上≤15~1300.94~0.96一对齿0.96~0.99一对齿单级3~7两级8~40单级15~20两级≤60承载能力大、尺寸小、效率高、制造精确、成本高、传动比恒定。圆锥齿轮传动直齿≤1000曲线齿≤15000直齿≤5曲线齿≤5~400.92~0.95一对齿0.94~0.98一对齿2~4≤7承载能力大、尺寸小、效率高、制造精确、成本高、传动比恒定。蜗杆传动通常≤50最大≤750滑动速度≤15个别≤350.50~0.70一对齿0.70~0.92一对齿10~40单级≤80两级≤3600尺寸小、效率较低制造精度要求高成本高、传动比大传动平稳。方案(a)选用了V形带传动和单级圆柱齿轮减速器传动。V形带传动布置于最高级,传动平稳、缓冲吸振和过载保护的特点。方案(b)采用蜗轮蜗杆传动,结构紧凑。但蜗杆传动传动效率低,功率损耗大,不适宜长期连续运转。方案(c)采用两级闭合齿轮传动,适应于繁重及恶劣的条件下长期工作,使用维护方便。但减速机零件较多,加工成本高。方案(d)适合于布置在窄长的通道中工作,但加工圆锥齿轮比圆柱齿轮困难,成本也较高。以上四种方案各有特点,适用于不同的工作场合。根据工作条件和设计要求,拟选用第一种方案最为合适。传动方案采用了两级传动,第一级传动为带传动,第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。带传动承载能力较低,在传递相同转矩时,结构尺寸较其他形式大,但有过载保护的优点,还可缓和冲击和振动,故布置在传动的高速级,以降低传递的转矩,减小带传动的结构尺寸。齿轮传动的传动效率高,适用的功率和速度范围广,使用寿命较长,是现代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是单级直齿轮传动。由于单级圆柱齿轮减速器的速度较低、载荷较轻,适合于本设计要求,齿轮可做成直齿。减速器的箱体采用水平剖分式结构,用HT200灰铸铁铸造而成。计算过程及计算说明一、传动方案拟定课题设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动原始资料1、电机型号Y112M4N4Kw2、输送带运行速度v2.0(m/s)3、滚筒直径D500mm4、运输机两班制连续工作,单向运转,工作时有轻度振动。使用期限10年。二、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比in电机满载转速nm1450r/minN4KwN1450rpmV2.0m/sD500mm滚筒转速nwv/πdr/s2.0/3.140.5r/s1.2739r/s76.43r/min总传动比innm/nw1450/76.4318.972、分配各级传动比初定减速级的传动比i齿轮6,则V带传动的传动比为i带,i带i总/i齿轮18.97/63.16取i带3.16。三、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速(r/min)电机转速ndnm1450r/minI轴的转速nInd/i带1450/3.16458.9r/minⅡ轴的转速nⅡnI/i齿轮458.9/676.5r/min滚筒的转速nwnⅡ76.5r/min2、计算各轴的功率(KW)电机的功率p04kWI轴的功率PIp0η0140.953.8KwⅡ轴的功率PⅡPIη023.80.963.65Kw滚筒的功率PwPⅡη033.650.993.61Kw3、计算各轴扭矩(Nmm)电机的转矩T09550P0/n095504/145026.34Nmi总18.97i齿轮6i带3.16nd1450r/minnI458.9r/minnII76.5r/minnw76.5r/minPI3.8KwPII3.65KwPw3.61KwI轴的转矩T19550PI/nI95503.8/458.979NmⅡ轴的转矩T29550PⅡ/nⅡ95503.65/76.5455.6Nm滚筒的转矩Tw9550Pw/nw95503.61/76.5450Nm四、传动零件的设计计算1、皮带轮传动的设计计算1普通V带截型选择Pc=kAP式中kA工作情况系数,查表得KA=1.2P名义传动功率(kW)。Pc=kAP1.244.8(kW)根据计算功率和小带轮得转速nd1450r/min,查表初选带的型号为A型。(2)确定带轮基准直径dd1和dd2dd1小,则传动所占空间小,重量轻,但dd1太小,则弯曲应力σd1太大,所以dd1稍大于并取标准值,查表,因为带为A型,所以取dd1=95mm>dd1min75mm。dd2=i带dd13.1695300.2mm选取标准值dd2=315mmT179N.mT2455.6N.mTw450N.mdd195mmdd2315mm

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