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减速器课程设计
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一级圆柱直齿减速器课程设计11896.7,减速器课程设计
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机械设计课程设计计算说明书 设计题目 : 设计一用于带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器 设计者： 杜博 学 号： 0801020209 指导教师：刘贵仲 材料科学与工程学院 材料成型及控制工程专业 二一零年元月 二十 日 nts 目录 一、课程设计的目的 3 二、传动方案拟定 3 三、电动机的选择 4 四、计算总传动比及分配各级的传动比 6 五、运动参数及动力参数计算 6 六、传动零件的设计计算 7 七、轴的设计计算 13 八、 输出 轴的设计计算 18 九、滚动轴承的选择及校核计算 20 十、键联接的选择及计算 23 十一、参考文献 24 十二、总结 25 nts 机械设计课程设计计算说明书 计算过程及计算说明 一、 课程设计的目的 当代人们对计算机的依赖性越来越强了，我 们的生活已经离不开了计算机。作为一名大学生对计算机的掌握与运用应该更加娴熟。课程设计不仅仅能够提高我们的能力，还锻炼了我们的综合素质。程序设计中，语句的语法和常量变量的定义都有严格的要求，有时输了一个中文标点、打错了一个字母，编译就不通过，程序无法正常运行。因此，它还锻炼了我们的意志，学生经常会犯这样的错误，我会从这些错误中来提高自己的能力 . 课程设计是培养学生综合运用所学知识 ,发现 ,提出 ,分析和解决实际问题 ,锻炼实践能力 ,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程 .随着科学技术发展，当今计算机 应用在是生活中可以说得是无处不在。我会通过这次课程设计来提高自己的计算机水平。 二 、传动方案拟定 nts任务九 : 设计一用于带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器 （ 1） 工作条件：使用年限 5 年，工作为一班工作制，载荷平稳，环境清洁。 （ 2） 原始数据：滚筒圆周力 F=2200N；带速 V=1.8m/s； 滚筒直径 D=450mm。 三 、电动机选择 1、电动机类型的选择： Y 系列三相异步电动机 2、电动机功率选择： （ 1）传动装置的总效率： 总 = 带 2 轴承 齿轮 联轴器 滚筒 =0.97 0.982 0.96 0.99 0.94 =0.8324 (2)电机所需的工作功率： P 工作 =FV/1000 总 =2200 1.8/(1000 0.8324) F=2300N V=1.8m/s D=450mm 总 =0.8324 1 - 电 动 机 2 - 带 传 动 3 - 减 速 器 4 - 联 轴 器 5 - 滚 筒 6 - 传 送 带2145 63nts=4.8KW 3、确定电动机转速： 计算滚筒工作转速： n 滚筒 =60 1000V/ D =60 1000 1.8/( 450) =76.39r/min 按手册 P7 表 1 推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围 I a=35。取 V 带传动比 I 1=24，则总传动比理时范围为 I a=620。故电动机转速的可选范围为 n d=I a n 筒 =（ 620） 57.30=343.81146r/min 符合这一范围的同步转速有 750、 1000r/min。 根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号：因此有三种传动比方案：如指导书 P15 页第一表。综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第 2 方案比较适合，则选n=1000r/min 。 1 Y160M-6 4.0 1000 970 2.0 2 Y112M-4 4.0 1500 1440 2.2 P 工作 =4.8KW n 滚筒 =76.39r/min 电动机型号 Y160M-6 nts4、确定电动机型号 根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电 动机型号为 Y160M-6。 其主要性能：额定功率： 7.5KW，满载转速 970r/min，额定转矩 2.0。质量 68kg。 四 、计算总传动比及分配各级的传动比 1、总传动比： i 总 =n 电动 /n 筒 =970/76.39=12.7 2、分配各级传动比 （ 1） 据指导书 P7表 1，取齿轮 i 齿轮 =5（单级减速器 i=36合理） （ 2） i 总 =i 齿轮 I 带 i 带 =i 总 /i 齿轮 =12.7/5=2.54 五 、运动参数及动力参数计算 1、计算各轴转速（ r/min） nI=n 电机 =970r/min nII=nI/i 带 =970/2.54=381.9(r/min) nIII=nII/i 齿轮 =381.9/5=76.3(r/min) 2、 计算各轴的功率（ KW） PI=P 工作 =4.8KW PII=PI 带 =4.8 0.95=4.56KW PIII=PII 轴承 齿轮 =4.56 0.98 0.96 i 总 =12.7 据手册得 i 齿轮 =5 i 带 =2.54 nI =970r/min nII=381.9r/min nIII=76.3r/min PI=4.8KW PII=4.56KW nts=4.29KW 3、 计算各轴扭矩（ N mm） TI=9.55 106PI/nI=9.55 106 4.8/970 =47257N mm TII=9.55 106PII/nII =9.55 106 4.56/381.9 =114030N mm TIII=9.55 106PIII/nIII=9.55 106 4.29/76.3 =536952N mm 六 、传动零件的设计计算 1、 皮带轮传动的设计计算 （ 1） 选择普通 V 带截型 由课本 P218 表 13-8 得： kA=1 PC=KAP=1 7.5=7.5KW 由课本 P219 图 13-15 得：选用 A 型 V 带 （ 2） 确定带轮基准直径，并验算带速 由课本图 13-9 得，推荐的小带轮基准直径为 112140mm 则取 dd1=140mmdmin=75 dd2=n1/n2 dd1=970/381.9 140=355.6mm 由课本 P219 表 13-9，取 dd2=475mm PIII=4.29KW TI=47257N mm TII=114030N mm TIII=536952N mm dd2=355.6mm 取标准值 dd2=355mm nts实际从动轮转速 n2 =n1dd1/dd2=970 140/355 =382.5r/min 转速误差为： |(n2-n2 )|/n2=|(381.9-382.5)|/381.9 =0.0131200（适用） （ 5）确定带的根数 Z 根据课本 P214 表（ 13-3） P1=1.62KW 根据课本 P216 表（ 13-5） P1=0.11KW 根据课本 P217 表（ 13-7） K =0.89 根据课本 P212 表（ 13-2） KL=1.03 由课本 P218 式（ 13-18）得 Z=PC/P =PC/(P1+ P1)K KL =7.5/(1.62+0.11) 0.89 1.03 =4.72 Z=5 条； (6)计算轴上压力 由课本 P212 表 13-1 查得 q=0.1kg/m，由式（ 13-17）单根 V 带的初拉力： F0=500PC/ZV（ 2.5/K -1） +qV2 =（ 500 7.5） /（ 5 7.11） (2.5/0.96-1)+0.17.112N =195.87N Z=5 根 F0=195.87N nts则作用在轴承的压力 FQ，由课本 P87式（ 5-19） FQ=2ZF0sin 1/2=2 5 195.87sin140.7/2 =1844.6N 2、齿轮传动的设计计算 （ 1）选择齿轮材料及精度等 级 考虑减速器传递功率不在，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用 40Cr 调质，齿面硬度为 217286HBS。大齿轮选用 45钢，调质，齿面硬度 197286HBS；根据课本 P168 表 11-2选 7 级精度。齿面精糙度 Ra 1.63.2 m (2)按齿面接触疲劳强度设计 由 d1 76.43(kT1(u+1)/ du H2)1/3 由式（ 6-15） 确定有关参数如下：传动比 i 齿 =5 取小齿轮齿数 Z1=20。则大齿轮齿数： Z2=iZ1=5 20=100 实际传动比 I0=100/20=5 传动比误差： i-i0/I=5-5/5=0%14600h 预期寿命足够 2、计算输出轴承 (1)已知 n =76.3r/min Fa=0 FR=FAZ=2400N 试选 7207AC 型角接触球轴承 根据课本 表（ 16-12） 得 FS=0.68FR,则 FS1=FS2=0.68FR=0.68 2400=1632N (2)计算轴向载荷 FA1、 FA2 FS1+Fa=FS2 Fa=0 任意用一端为压紧端， 1 为压紧端， 2 为放松端 两轴承轴向载荷： FA1=FA2=FS1=1632N (3)求系数 x、 y FA1/FR1=1632/2400=0.68 FA2/FR2=1632/2400=0.68 根据课本 P263 表（ 11-8）得： e=0.68 FA1/FR1=e x1=1 y1=0 FA2/FR2=e x2=1 y2=0 LH=564396.7h 预期寿命足够 FR =2400N FS1=1632N x1=1 y1=0 x2=1 nts(4)计算当量动载荷 P1、 P2 根据表（ 11-9）取 fP=1.5 根据式（ 11-6）得 P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5 (1 2400)=3600N P2=fP(x2FR2+y2FA2)=1.5 (1 2400)=3600N (5)计算轴承寿命 LH P1=P2 故 P=3600 =3 根据手册 P71 7207AC 型轴承 Cr=42800N 根据课本 P279 表 16-8 得： ft=1 根据课本 P264 （ 11-10c）式得 Lh=16667/n3(ftCr/fPP) =（ 16667/76.3） (1 42800/(1.5*3600)3 =108763.4h29200h 此轴承合格 十 、键联接的选择及校核计算 轴径 d1=22mm,L1=50mm 查手册得，选用 C 型平键，得： 键 A 8 7 GB1096-79 l=L1-b=50-8=42mm T2=114029N mm h=7mm 根据课本 P243（ 10-5）式得 p=4T2/(dhl)=4 114029/22 7 42 =70.5Mpa R(110Mpa) y2=0 P1=3600N P2=3600N Lh=108763.4h 故轴承合格 A 型平键 8 7 p=70.5Mpa nts 2、输入轴与齿轮联接采用平键联接 轴径 d3=55mm L3=48mm T=183666.7N mm 查手册 P51 选 A 型平键 键 10 8 GB1096-79 l=L3-b=48-10=38mm h=8mm p=4T/(dhl)=4 183666.7/(35 8 38) =69.05Mpa p(110Mpa) 3、输出轴与齿轮 2 联接用平键联接 轴径 d2=54mm L2=93mm T=864000N mm 查手册 P51 选用 A 型平键 键 16 10 GB1096-79 l=L2-b=50-16=77mm h=10mm 据课本 P243 式（ 10-5）得 p=4T/(dhl)=4 864000/(54 10 77)=83.12Mpa p 十一、参考文献 （ 1）机械设计基础（第五版） （ 2）机械设计使用手册 （ 3）实用标准件与装配工具手册 A 型平键 10 8 p=69.05Mpa A 型平键 16 10 p =83.12Mpa nts（ 4）机械制图（第五版） （ 5）机械基础综合课程设计 十二 、 总结 终于在我的不懈的努力下，课程设计完成了。从开始直到设计基本完成，我有许多感想。这是我们比较独立的在自己的努力下做一个与课程相关的设计。首先要多谢老师给我们的这个机会，还要感谢诸多同学的帮助。我深切的感觉到，在这次设计中也暴露出我们的许多薄弱环节，很多学过的知识不能灵活应用，在这次作业后才渐渐掌握，以前学过的东西自己并不是都掌握了，很多知识都已很模糊，经过这次设计又回忆起来了。 做作业的期间用到的手工制图又得到了巩固， AutoCAD画图软件也在不断练习中进一步深 入，学会了如何去应用工程手册，我体会到钱老师的良苦用心。 总的说来，我感觉这次课程设计学到了很多东西，是很有意义的。 nts 机械设计课程设计计算说明书 设计题目 : 设计一用于带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器 设计者： 黄师圆 学 号： 0801020211 指导教师：刘贵仲 材料科学与工程学院 材料成型及控制工程专业 二一零年元月 二十 日 nts 目录 一、课程设计的目的 3 二、传动方案拟定 3 三、电动机的选择 4 四、计算总传动比及分配各级的传动比 6 五、运动参数及动力参数计算 6 六、传动零件的设计计算 7 七、轴的设计计算 13 八、 输出 轴的设计计算 18 九、滚动轴承的选择及校核计算 20 十、键联接的选择及计算 23 十一、参考文献 24 十二、总结 25 nts 机械设计课程设计计算说明书 计算过程及计算说明 一、 课程设计的目的 当代人们对计算机的依赖性越来越强了， 我们的生活已经离不开了计算机。作为一名大学生对计算机的掌握与运用应该更加娴熟。课程设计不仅仅能够提高我们的能力，还锻炼了我们的综合素质。程序设计中，语句的语法和常量变量的定义都有严格的要求，有时输了一个中文标点、打错了一个字母，编译就不通过，程序无法正常运行。因此，它还锻炼了我们的意志，学生经常会犯这样的错误，我会从这些错误中来提高自己的能力 . 课程设计是培养学生综合运用所学知识 ,发现 ,提出 ,分析和解决实际问题 ,锻炼实践能力 ,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程 .随着科学技术发展，当今计算 机应用在是生活中可以说得是无处不在。我会通过这次课程设计来提高自己的计算机水平。 二 、传动方案拟定 nts任务九 : 设计一用于带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器 （ 1） 工作条件：使用年限 5 年，工作为一班工作制，载荷平稳，环境清洁。 （ 2） 原始数据：滚筒圆周力 F=2200N；带速 V=1.8m/s； 滚筒直径 D=450mm。 三 、电动机选择 1、电动机类型的选择： Y 系列三相异步电动机 2、电动机功率选择： （ 1）传动装置的总效率： 总 = 带 2 轴承 齿轮 联轴器 滚筒 =0.97 0.982 0.96 0.99 0.94 =0.8324 (2)电机所需的工作功率： P 工作 =FV/1000 总 =2200 1.8/(1000 0.8324) F=2300N V=1.8m/s D=450mm 总 =0.8324 1 - 电 动 机 2 - 带 传 动 3 - 减 速 器 4 - 联 轴 器 5 - 滚 筒 6 - 传 送 带2145 63nts=4.8KW 3、确定电动机转速： 计算滚筒工作转速： n 滚筒 =60 1000V/ D =60 1000 1.8/( 450) =76.39r/min 按手册 P7 表 1 推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围 I a=35。取 V 带传动比 I 1=24，则总传动比理时范围为 I a=620。故电动机转速的可选范围为 n d=I a n 筒 =（ 620） 57.30=343.81146r/min 符合这一范围的同步转速有 750、 1000r/min。 根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号：因此有三种传动比方案：如指导书 P15 页第一表。综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第 2 方案比较适合，则选n=1000r/min 。 1 Y160M-6 4.0 1000 970 2.0 2 Y112M-4 4.0 1500 1440 2.2 P 工作 =4.8KW n 滚筒 =76.39r/min 电动机型号 Y160M-6 nts4、确定电动机型号 根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定 电动机型号为 Y160M-6。 其主要性能：额定功率： 7.5KW，满载转速 970r/min，额定转矩 2.0。质量 68kg。 四 、计算总传动比及分配各级的传动比 1、总传动比： i 总 =n 电动 /n 筒 =970/76.39=12.7 2、分配各级传动比 （ 1） 据指导书 P7表 1，取齿轮 i 齿轮 =5（单级减速器 i=36合理） （ 2） i 总 =i 齿轮 I 带 i 带 =i 总 /i 齿轮 =12.7/5=2.54 五 、运动参数及动力参数计算 1、计算各轴转速（ r/min） nI=n 电机 =970r/min nII=nI/i 带 =970/2.54=381.9(r/min) nIII=nII/i 齿轮 =381.9/5=76.3(r/min) 2、 计算各轴的功率（ KW） PI=P 工作 =4.8KW PII=PI 带 =4.8 0.95=4.56KW PIII=PII 轴承 齿轮 =4.56 0.98 0.96 i 总 =12.7 据手册得 i 齿轮 =5 i 带 =2.54 nI =970r/min nII=381.9r/min nIII=76.3r/min PI=4.8KW PII=4.56KW nts=4.29KW 3、 计算各轴扭矩（ N mm） TI=9.55 106PI/nI=9.55 106 4.8/970 =47257N mm TII=9.55 106PII/nII =9.55 106 4.56/381.9 =114030N mm TIII=9.55 106PIII/nIII=9.55 106 4.29/76.3 =536952N mm 六 、传动零件的设计计算 1、 皮带轮传动的设计计算 （ 1） 选择普通 V 带截型 由课本 P218 表 13-8 得： kA=1 PC=KAP=1 7.5=7.5KW 由课本 P219 图 13-15 得：选用 A 型 V 带 （ 2） 确定带轮基准直径，并验算带速 由课本图 13-9 得，推荐的小带轮基准直径为 112140mm 则取 dd1=140mmdmin=75 dd2=n1/n2 dd1=970/381.9 140=355.6mm 由课本 P219 表 13-9，取 dd2=475mm PIII=4.29KW TI=47257N mm TII=114030N mm TIII=536952N mm dd2=355.6mm 取标准值 dd2=355mm nts实际从动轮转速 n2 =n1dd1/dd2=970 140/355 =382.5r/min 转速误差为： |(n2-n2 )|/n2=|(381.9-382.5)|/381.9 =0.0131200（适用） （ 5）确定带的根数 Z 根据课本 P214 表（ 13-3） P1=1.62KW 根据课本 P216 表（ 13-5） P1=0.11KW 根据课本 P217 表（ 13-7） K =0.89 根据课本 P212 表（ 13-2） KL=1.03 由课本 P218 式（ 13-18）得 Z=PC/P =PC/(P1+ P1)K KL =7.5/(1.62+0.11) 0.89 1.03 =4.72 Z=5 条； (6)计算轴上压力 由课本 P212 表 13-1 查得 q=0.1kg/m，由式（ 13-17）单根 V 带的初拉力： F0=500PC/ZV（ 2.5/K -1） +qV2 =（ 500 7.5） /（ 5 7.11） (2.5/0.96-1)+0.17.112N =195.87N Z=5 根 F0=195.87N nts则作用在轴承的压力 FQ，由课本 P87式（ 5-19） FQ=2ZF0sin 1/2=2 5 195.87sin140.7/2 =1844.6N 2、齿轮传动的设计计算 （ 1）选择齿轮材料及精度 等级 考虑减速器传递功率不在，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用 40Cr 调质，齿面硬度为 217286HBS。大齿轮选用 45钢，调质，齿面硬度 197286HBS；根据课本 P168 表 11-2选 7 级精度。齿面精糙度 Ra 1.63.2 m (2)按齿面接触疲劳强度设计 由 d1 76.43(kT1(u+1)/ du H2)1/3 由式（ 6-15） 确定有关参数如下：传动比 i 齿 =5 取小齿轮齿数 Z1=20。则大齿轮齿数： Z2=iZ1=5 20=100 实际传动比 I0=100/20=5 传动比误差： i-i0/I=5-5/5=0%14600h 预期寿命足够 2、计算输出轴承 (1)已知 n =76.3r/min Fa=0 FR=FAZ=2400N 试选 7207AC 型角接触球轴承 根据课本 表（ 16-12） 得 FS=0.68FR,则 FS1=FS2=0.68FR=0.68 2400=1632N (2)计算轴向载荷 FA1、 FA2 FS1+Fa=FS2 Fa=0 任意用一端为压紧端， 1 为压紧端， 2 为放松端 两轴承轴向载荷： FA1=FA2=FS1=1632N (3)求系数 x、 y FA1/FR1=1632/2400=0.68 FA2/FR2=1632/2400=0.68 根据课本 P263 表（ 11-8）得： e=0.68 FA1/FR1=e x1=1 y1=0 FA2/FR2=e x2=1 y2=0 LH=564396.7h 预期寿命足够 FR =2400N FS1=1632N x1=1 y1=0 x2=1 nts(4)计算当量动载荷 P1、 P2 根据表（ 11-9）取 fP=1.5 根据式（ 11-6）得 P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5 (1 2400)=3600N P2=fP(x2FR2+y2FA2)=1.5 (1 2400)=3600N (5)计算轴承寿命 LH P1=P2 故 P=3600 =3 根据手册 P71 7207AC 型轴承 Cr=42800N 根据课本 P279 表 16-8 得： ft=1 根据课本 P264 （ 11-10c）式得 Lh=16667/n3(ftCr/fPP) =（ 16667/76.3） (1 42800/(1.5*3600
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