单级斜齿减速器说明书课程设计

1、机械设计课程设计说明书TOCo1-5hz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18八、键联接的选择及计算22九、设计小结23十、参考资料目录23计算过程及计算说明F=2000N一、传动方案拟定V=1.8m/s第三组：设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动D=320mm(1)工作条件：使用年限8年，工作为单班工作L=500mm制，载荷平稳，环境清洁。n滚筒(2)原始数据：输送带拉力F=2000N;带速=76.4r/minV=1.8m/s;n总=0.8412滚

2、筒直径D=320mm;滚筒长度L=500mm。P工作二、电动机选择=2.4KW1、电动机类型的选择：Y系列三相异步电动机电动机型号2、电动机功率选择：Y132M-4(1)传动装置的总功率：i总=12.572n总=n带Xq轴承齿轮联轴器xn滚筒据手册得=0.96X0.982X0.97X0.99X0.96i齿轮=6=0.885i带=2.095(2)电机所需的工作功率：niP工作=FV/1000n总=1440r/min=2000X1.8/1000X0.94nii=642.86r/=3.83KWmin3、确定电动机转速：niii=53.57r/计算滚筒工作转速：minn筒=60X1000V/nDPi=

3、5.23KW=60X1000X1.8/nX320Pii=5.02KW=107.05r/minPiii=4.87K按手册P7表1推荐的传动比合理范围，取圆柱W齿轮传动一级减速器传动比范围1=36。取V带To=36.48N传动比1；=24，则总传动比理时范围为1=620。mm故电动机转速的可选范围为n=|xn筒=(620)X107.05=642.32141r/min符合这一范围的同步转速有750、1000、和Ti=34.69NmmTii=74.575Nmm1500r/min。Tm=868.18根据容量和转速，由有关手册查出有一种适用Nmm的电动机型号：因此有三种传支比方案：如指导书dd2=209.

4、5mP15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。4、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Y132M-4。其主要性能：额定功率：4KW，满载转速1440r/min。三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：i总=门电动/n筒=1440/107.05=13.452、分配各级传动比（1）据指导书P7表1,取齿轮i齿轮=6（单级减速器i=36合理）（2）i总=i齿轮xI带i带=i总/i齿轮=13.45/6=2.24四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速（r/m

5、in）ni=n电机=1440r/minnII=nMi带=1440/2.24=642.86（r/min）nIII=nII/i齿轮=321.43/6=53.57（r/min）2、计算各轴的功率（KW）m取标准值dd2=200mmn2=480r/minV=5.03m/s210mmdmin=75dd2=ni/n2ddi=960/458.2xl00=209.5mm由课本P74表5-4,取dd2=200mm实际从动轮转速n2=iddi/dd2=960 x100/200=480r/min转速误差为：n2-n2/F458.2-480/458.2二0.048120(适用)m(5)确定带的根数MC2=25N-m根

6、据课本Pi=0.95KWPi=0.11KWMcKa=0.96Kl=0.96=26.6Nm得T=48NmZ=Pc/P=P+PJKaKlMec=3.9/(0.95+0.11)x0.96x0.96=99.6Nm=3.99(Te(6)计算轴上压力=14.5MPa由课本表查得q=0.1kg/m，单根V带的初拉(T-1b力：d=35mm2Fo=500Pc/ZV(2.5/Ka-1)+qV2Ft=1806.7N=500 x3.9/4x5.03x(2.5/0.96-1)+0.1x5.032NFax=Fby=328.6N=158.01NFaz=Fbz=903.35N则作用在轴承的压力Fq,Mc1=16.1NFq=

7、2ZFoSinai/2=2x4xm=1256.7NMc2=44.26Nm2、齿轮传动的设计计算Me(1)选择齿轮材料及精度等级=47.1Nm考虑减速器传递功率不在，所以齿轮米用软齿Mec=275.06Nm面。小齿轮选用40Cr调质，齿面硬度为(Te240260HBS。大齿轮选用45钢，调质，齿面硬度=1.36Mpa220HBS;根据表选7级精度。齿面精糙度Ra76.43(k(u+1)/du彷h2)1/3Fs1=Fs2=315.1N由式(6-15)X1=1确定有关参数如下：传动比i齿=6y1=0取小齿轮齿数Z1=20。则大齿轮齿数：X2=1Z2=iZ1=6x20=120y2=0实际传动比lo=1

8、20/2=60P1=750.3N传动比误差：i-i0/1=6-6/6=0%2.5%可用P2=750.3N齿数比：u=i0=6LH=1047500h预期寿命足由表取d=0.9够匚l转矩T1FrT=9.55x106xP/n1=9.55x106x2.4/458.2=903.35NFs1=569.1N=50021.8Nmm载荷系数k取k=1许用接触应力(ThTh=THlimZNT/SH由课本查得：THlimZI=570MpaTHlimZ2=350Mpa由课本P133式6-52计算应力循环次数NlNL1=60n1rth=60 x458.2x1x(16x365x8)=1.28x10998Nl2=Nl/=1

9、.28x109/6=2.14x108由课本查得接触疲劳的寿命系数：Znt1=0.92Znt2=0.98通用齿轮和一般工业齿轮，按一般可靠度要求选取安全系数Sh=1.0th1=tHlim1ZntSh=570 x0.92/1.0Mpa=524.4MpaTH】2=THlim2ZnT2/Sh=350 x0.98/1.0Mpa=343Mpa故得：21/3d76.43(k(u+1)/duth)=76.431x50021.8x(6+1)/0.9x6x34321/3mm=48.97mm模数：m=d1/Z1=48.97/20=2.45mmX1=1y1=0X2=1y2=0P1=1355NP2=1355NLh=24

10、88378.6h故轴承合格A型平键8x7Tp=29.68MpaA型平键10 x8Tp=101.87MpaA型平键16x10Tp=60.3Mpa根据课本表取标准模数：m=2.5mm(6)校核齿根弯曲疲劳强度(TF=(2kTi/bm2Zi)YfaYsa彷h确定有关参数和系数分度圆直径：d1=mZ1=2.5x20mm=50mmd2=mZ2=2.5x120mm=300mm齿宽：b=ddi=0.9x50mm=45mm取b=45mmb1=50mm齿形系数YFa和应力修正系数Ysa根据齿数Zi=20,Z2=120由表6-9相得Fa1=2.80YSa1=1.55Fa2=2.14YSa2=1.83(8)许用弯曲

11、应力(TfTf=TFlimYSTYNt/Sf由设计手册查得：tFiimi=290MpatFiim2=210Mpanti=0.88Ynt2=0.9试验齿轮的应力修正系数Yst=2按一般可靠度选取安全系数Sf=1.25计算两轮的许用弯曲应力tf1=tFiimi丫stYnti/Sf=290 x2x0.88/1.25Mpa=408.32Mpa(Tf2=(TFiim2YstYnt2/Sf=210 x2x0.9/1.25Mpa=302.4Mpa将求得的各参数代入式(6-49)2(TF1=(2kTbm乙)YFaYSa1=(2x1x50021.8/45x2.52x20)x2.80 x1.55Mpa=77.2M

12、patf1TF2=(2kTbm2Z2)YFa1Ysa1=(2x1x50021.8/45x2.52x120)x2.14x1.83Mpa=11.6Mpa115(2.304/458.2)1/3mm=19.7mm考虑有键槽，将直径增大5%,则d=19.7x(1+5%)mm=20.69选d=22mm2、轴的结构设计(1)轴上零件的定位，固定和装配单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩和大筒定位，则采用过渡配合固定(2)确定轴各段直径和长度工段：d1=22mm长度取L1=50mmth=2cc=1.5mm段:

13、d2=di+2h=22+2x2x1.5=28mmd2=28mm初选用7206c型角接触球轴承，其内径为30mm,宽度为16mm.考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有定距离。取套筒长为20mm，通过密圭寸盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定，为此，取该段长为55mm,安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故II段长：L2=(2+20+16+55)=93mm段直径ds=35mmL3=Li-L=50-2=48mmW段直径d4=45mm由手册得：c=1.5h=2c=2x1.5=3mmd4=d3+2h=35+2x3=41mm长度和右面的套筒相同，即L4=20mm但此

14、段左面的滚动轴承的定位轴肩考虑，应便于轴承的拆卸，应按标准杳取由手册得安装尺寸h=3.该段直径应取：(30+3x2)=36mm因此将W段设计成阶梯形，左段直径为36mmV段直径d5=30mm.长度L5=19mm由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=100mm(3)按弯矩复合强度计算求分度圆直径：已知di=50mm求转矩：已知T2=50021.8Nmm求圆周力：FtFt=2T2/d2=50021.8/50=1000.436N求径向力FrFr=Fttana=1000.436xtan20=364.1N因为该轴两轴承对称，所以：LA=LB=50mm(1)绘制轴受力简图(如图a)(2)绘制垂直面弯矩图(如

15、图b)轴承支反力：Fay=Fby=F/2=182.05NFaz=Fbz=F2=500.2N由两边对称，知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为Mci=FAyL/2=182.05x50=9.1Nm绘制水平面弯矩图（如图c）Mei(c)Ie)丁|11HI11111HI11川111(DrrnTTl截面C在水平面上弯矩为：Mc2=FazL/2=500.2x50=25Nm(4)绘制合弯矩图(如图d)Mc=(Mci2+Mc22)1/2=(9.12+252)1/2=26.6Nm绘制扭矩图(如图e)转矩：T=9.55x(P2/n2)x106=48Nm绘制当量弯矩图(如图f)转矩产生的扭剪文治武功力按脉动循环

16、变化，取a=1,截面C处的当量弯矩：Mec=Mc2+(aT)21/2=26.62+(1x48)21/2=54.88Nm校核危险截面C的强度(Te=Mec/0.1d33=99.6/0.1x413=14.5MPac(P3/n3)1/3=115(2.168/76.4)1/3=35.08mm取d=35mm2、轴的结构设计(1)轴的零件定位，固定和装配单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面用轴肩定位，右面用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶状，左轴承从左面装入，齿轮套筒，右轴承和皮带轮依次从右面装入。

17、(2)确定轴的各段直径和长度初选7207c型角接球轴承，其内径为35mm，宽度为17mm。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定矩离，则取套筒长为20mm，则该段长41mm，安装齿轮段长度为轮毂宽度为2mm。(3)按弯扭复合强度计算求分度圆直径：已知d2=300mm求转矩：已知T3=271Nm求圆周力Ft:Ft=2Ts/d2=2x271x103/300=1806.7N求径向力FrFr=Fttana=1806.7x0.36379=657.2N.两轴承对称二LA=LB=49mm(1)求支反力Fax、Fby、Faz、FbzFax=FBY=Fr/2=657.2/2=328.6NFaz=Fb

18、z=F2=1806.7/2=903.35N由两边对称，书籍截C的弯矩也对称截面C在垂直面弯矩为Mci=FayL/2=328.6x49=16.1Nm截面C在水平面弯矩为Mc2=FazL/2=903.35x49=44.26Nm计算合成弯矩Mc=(Mci2+Mc22)1/2=(16.12+44.262)1/2=47.1Nm计算当量弯矩：根据课本P235得a=1Mec=Mc2+(aT)21/2=47.12+(1x271)21/2=275.06Nm校核危险截面C的强度由式(10-3)(Te=Mec/(0.1d)=275.06/(0.1x453)=1.36Mpa(T-1b=60Mpa二此轴强度足够七、滚动

19、轴承的选择及校核计算根据根据条件，轴承预计寿命16x365x8=48720小时1、计算输入轴承(1)已知nn=458.2r/min两轴承径向反力：Fri=Fr2=500.2N初先两轴承为角接触球轴承7206AC型轴承内部轴向Fs=0.63Fr则Fsi=Fs2=0.63Fri=315.1N-Fsi+Fa=FS2Fa=O故任意取一端为压紧端，现取1端为压紧端Fai=Fsi=315.1NFa2=Fs2=315.1N求系数x、y/Fai/Fri=315.1N/500.2N=0.63Fa2/Fr2=315.1N/500.2N=0.63根据课本表得e=0.68Fai/FRiexi=1FA2/FR24872

20、0h二预期寿命足够2、计算输出轴承已知nm=76.4r/minFa=0Fr=Faz=903.35N试选7207AC型角接触球轴承根据课本得Fs=0.063Fr,则Fs1=Fs2=0.63Fr=0.63x903.35=569.1N计算轴向载荷Fa1、Fa2tFs1+Fa=Fs2Fa=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=569.1N求系数x、yFa1/Fr1=569.1/903.35=0.63Fa2/Fr2=569.1/930.35=0.63根据课本表得：e=0.68tFAFR1eX1=1y1=0tFA2/FR248720h二此轴承合格八、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A8x7GB1096-79l=L1七=50-8=42mmT2=48Nmh=7mm得(Tp=4T2/dhl=4x48000/22x7x42=29.68Mpa彷R(110Mpa)2、输入轴和齿轮联接采用平键联接轴径d3=35mmL3=48mmT=271Nm查手册P51选A型平键键10 x8GB1096-79l=L3-b=48-10=38mmh=8mm(Tp=4T/dhl=4x271000/35x8x