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机械设计课程设计 计 算 说 明 书设计题目：减速器设计材料系 10级焊接 专业 3 班 设计者：常林指导教师：刘同亮2011年9月28日哈尔滨理工大学机械动力工程学院 机械基础工程系附： 1. 主要参考书2. 机体各部分尺寸3. 减速器整体最大几何尺寸及特性尺寸课程设计的主要数据：带式输送机传动系统中的减速器。要求传动系统中含有单级圆柱齿轮减速器及V带传动。输送带的最大有效拉力F=2000N，输送带的工作速度V=1.6 m/s，输送机滚筒直径D=300 mm。传动系统工作条件：带式输送机在常温下连续工作、单向运转；空载起动，工作载荷较平稳；两班制（每班工作8小时），要求减速器设计寿命为7年，大修期为3年，中批量生产；三相交流电源的电压为380/220V。传动系统方案的选择：【一】 电机的选择1. 选择电机的类型和结构形式，依工作条件和要求，选择三相笼型异步电机a.封闭式结构b.u=380Vc.Y型2. 电机容量的选择工作机的功率P工作机=F牵*V运输带/1000=( 1.6*2000/1000=3.2KWV带效率：( 0.95 )滚动轴承效率：( 0.99 )齿轮传动效率（闭式）：( 0.98X ( 1 )（对）联轴器效率：( 0.99 )卷筒效率：( 0.96 )传输总效率 =( 0.95*0.994*0.982*0.99*0.96=0.832 则，电机功率Pd = P工作机/ = ( 3.2/0.832=3.84 3. 电机转速确定 工作机主动轴转速n工作机 = = ( 60*1.6/3.14*0.3=122.29 V带传动比范围：24 一级圆柱齿轮减速器传动比范围： 36 总传动比范围： 420 所以，电动机转速的可选范围为：( 730-1500 ) 在此范围的电动机的同步转速有：( 960,1440 ) 依课程设计指导书67页Y系列三相异步电机技术数据（JB30 74-82） 选择电机的型号为: 性能表如下：电机型号功率KW满 载 时额定转矩质量转速nr/min电压V电流A功率因数Y132M2-64.096038012.60.772.0841. 4. 电机主要外形和安装尺寸：电机主要外形和安装尺寸：机座号极数ABCDEFGHKLABACADHD132M4,6,8,25421010842110123716015600330325255385中心高H外形尺寸L(AC/2+AD) HD地脚安装尺寸AB地脚螺栓孔直径 K轴伸尺寸DE装配部位尺寸 FGD1606002438467202542511542110123742 ( ) 【二】 传动装置的运动和动力参数计算 所选电机满载时时转速nm=（ 960r/min 总传动比：i总=nm/n工作机=（ 960/122.29=7.85分配传动比及计算各轴转速i总=iD x 带传动的传动比iD=（ 2.8）一级圆柱齿轮减速器传动比i=（ 7.85/2.8=2.8则高速轴I轴的转速n1=（ 960/2.8=342.86 则低速轴II轴的转速n2=（ 342.86/2.8=122.45 (2) 各轴输入功率、输出功率 P输出=P输入，效率如前述 则高速轴I轴的输出功率PI=（ 3.84*= ）KW 则低速轴II轴的输入功率PII=（*=KW （3）各轴输入转矩 小带轮输入转矩Td=（ */= I轴输入转矩TI=（* II轴输入转矩TII=（ 【三】V带传动设计 2. 计算功率Pc 已知电机输出功率，依教材机械设计基础表（，取1.2，故Pc（选择普通带型号已知Pc、nm，结合教材机械设计基础，由图（ ）确定所使用的v带_型4.确定大小带轮基准直径d1，d2，由机械设计基础表 -,=动比iD已知，则d2=iDd1=5.验算带速vV= =*6.求V带基准长度和中心距（L0，a）初选中心距a0=1.5（d1+d2）=（）选a0=450带长L0=2a0+/2（d1+d2）+（d2-d1）/4a0=1552依表 10-2 型带选用ALd=1600则实际中心距aa0+（Ld-L0）/2=4937.验算小带轮包角1=180-d2-d1/a57.3= 160.2120，合格。8.求v带根数Z已知n1，d1，查表 10-10,P0=1已知传动比iD，查表10-5得 P0=0.11已知1，查表10-6K= 0.99 得K1=1.09则Z=Pc/(P0+ P0) KKl=59.求作用在带轮上的压力Fq由机械设计基础表 10-1知 A型带每米质量q=0.10单根v带的拉力F0= +qv=158.37作用在轴上的压力FQ=2ZF0sin = 1559.64 减速器（齿轮）参数的确定选择材料及确定许用应力由机械设计基础表 6-7小齿轮用：45钢，热处理方式 调制处理 硬度260 大齿轮用：45钢 ，热处理方式：正火 ， 面硬度为：215则许用应力为：HI= = 610 H2= =500F1= =490 F2= =410按齿面接触强度设计设齿轮按 8 级精度制造，按齿面接触强度设计，由表6-9 得载荷系数k=1.2,由表 6-11齿宽系数d= 1.2.小齿轮输入功率p=3.18,转矩T1=9.55106= 31634由表 6-10 得弹性系数ZE= 189.8 则小齿轮直径d1=41.7齿数取Z1=20 ，Z2=iZ1= 56 ,模数m=d1/Z1=2.8 按表 6-2 ，标注模数m=3.25 ,实际传动比i=Z2/Z1=2.8实际标准中心距离a=101b=dd1= 50 （ 圆整）为补偿安装误差b1=b+5=554齿轮的圆周速度V=5.02对照表6-8知，选择8 级精度设合适的。 轴的结构设计及验算 1. 高速轴及低速轴的材料选择根据表 12-1高速轴材料为：45钢 ， 热处理方式：调质 低速轴材料为：45钢 ，热处理方式：正火高速轴极限强度= 650 ，低速轴极限强度= 600 。根据表12-6 得， 两根州的许用弯曲应力= 55 。2 轴颈初估 初选小轴颈，根据扭转强度计算初估轴颈。由表12-5 得常数G=110 .d1= 31.7 。结合大带轮轮毂内径，圆整后暂取d1= 32 。大轮轴颈d2= 52.33 结合联轴器的内径，整圆后暂取d2= 50 。3.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，初步确定轴的径向尺寸。 高速轴：（带尺寸的草图）-各尺寸确定的依据：低速轴：（带尺寸的草图）-：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(六) 高速轴上的轴承寿命校核 根据选出轴承牌号. 高速轴轴承的主要参数轴承代号轴承内径mm轴承外径mm轴承宽度 mm径向基本额定动载荷Cr 620945851924.5 低速轴轴承的主要参数轴承代号轴承内径 mm轴承外径mm轴承宽度mm径向基本额定动载荷Cr62651202344 根据轴的受力情况可知,高速轴上靠近带轮一侧的轴承所受的径向力最大,故为最危险轴承.1.径向力计算:已知轴的各部分尺寸,带轮的压力轴,齿轮的受力.1， 径向力计算：已知轴的各部分尺寸，带轮的压轴力，齿轮的受力。齿轮所受的转矩：T=9.551000000P/N=138150N.mm 圆周力 = 2138150/80=3454N径向力 =tan=3454tan20=1257N 由于为直齿轮，轴向力=0（七） 高速轴轴强度计算 已知轴的各部分尺寸，带轮的压轴力，齿轮的受力。1. 球垂直面的支撑反力：=0.5=0.51257 =628.52. 球水平面的支撑反力=0.5=0.53454=17273. 各截面的弯矩图：4.由图可知，合成弯矩按最不利的情况，即带轮压轴力与齿轮受力共面，则，Ma=583505.求轴传递的转矩：T=Ft 138.156.求危险截面当量弯矩Me=58350.7.计算危险截面处的直径d=26.2(mm)若考虑到键对轴的消弱，将d增加5，故危险轴段直径：=27.8mm 结构设计尺寸=80mm，合格。六 联轴器的选择根据轴孔直径d2=45mm。 输出转矩T=5040。 依据 课程设计指导书，选定联轴器型号为; 。公称转矩许用转数DD1D2转动惯量质量355400014096500.01558.25九 键连接的选择和计算 本设计减速器供徐键;4 个 1 高速轴上键安装轴段直径为; 45 mm 查表选择普通圆通平键;h= 12 ，b= 12 根据对应轴段长度，确定键长L=442; 齿轮轴上所需键安装轴段直径为; 65 mm 查表选择普通圆头平键;h= 12 ，b= 12 根据对应轴段长度，确定键长L= 40 3; 大轴上连轴器所需键，其安装段直径为; 10 mm 查表选择普通圆通平键;h=16 ，b= 10 附表1机 体 各 部 分 尺 寸名称符号尺寸机座壁厚35机盖壁厚30机座凸缘厚度b25机盖凸缘厚度b122机座底凸缘厚度b220地脚螺钉直径df18地脚螺钉数目n4轴承旁连接螺栓直径d126盖与座联接螺栓直径d220轴承端盖螺钉直径d38窥视孔盖螺钉直径d412定位销直径d10df,d1,d2至外机壁距离C1