直齿圆柱齿轮减速器课程设计计算过程

FV

1000FV

1000n1：电动机2：联轴器3：输送机4：减速器5：带传动原始设计数据：工作条件：单向转动；工作连续、较平稳；每天工作16小时，寿命5年（每年300工作日）设计任务：输送带拉力F（N）1500输送带速度V（m/s）2.5卷筒的直径D（mm）4001、 设计说明书一份（5000字左右）2、 设计图：总装配图一张，主要零件工作图2-3张主要设计过程一、电动机的选择1、 按已知工作要求及条件，选用Y型全封闭笼型三相异步电动机。2、 电动机功率：n=nin；门3门4门5=0.83（效率分别为带传动0.96、轴承0.98、齿轮传动0.97、联轴器0.99、卷筒0.961500x2.5“El =4.52kw1000x0.833、确定电机转速卷筒的工作转速:…60x1000X2.5=119.5,/minw兀x400V带传动传动比2-4,单级齿轮传动3-7，所以总传动比范围为6-28，故电动机转速可选范围为717-3346r/min综合考虑，选Y132S-4:额定功率5.5KW，满载转速1440r/min二、总传动比及其分配1、总传动比ii=些二12119.5（符合范围）大致试分为：带传动3,齿轮传动即减速器4（符合范围）最终结果为1440/（2.84x4.26）=119rpm合适三、计算传动装置各轴转速和功率1、各轴转速一轴：n=竺0=480,/min1 3二轴（卷筒轴）：n2=4r120,/min2、各轴的输入功率（输入和输出差别很小，就是轴承效率）轴：P=P^01=4.52x0.96=4.34知二轴（卷筒轴）：P=［气2=P^2l=4.34x0.98x0.97=4.13而3、各轴输入转矩电机转矩Td：T=9550xPd=9550x4,52=29.98Nmn 1440一轴.T=Tin=29.98x3x0.96=86.34Nm1d01二轴：T2=86.34x4x0.98x0.97=328.30Nm四、传动设计带传动设计:1、 确定计算功率查表取Ka=1.1，故Pca=KAPd=4.52X1.1=4.97KW2、 选择带型查图选普通V带A型3、 确定带轮直径取d1=90d2=iXd]=270，取d2=280

带速为v=叫一=脂90x1440=6.78m/s60x1000 60x1000带速合适(其传动比i=280/90=3.11，齿轮传动传动比调整为12/3.11=3.86)4、确定带长和中心距0.7(d1+d2)<a0<2(d1+d2)初步定为a0=400兀,兀,计算得L=2a+—(dd' 0 2 1(d2―d1)2=1403.5mm4a0选带长为Ld=1400选带长为Ld=1400计算实际中心距：。=a01400-1403.5=400+ =398.25mm5、验算带轮包角=1805、验算带轮包角=180。-d2-dax57.5。=152.6。>120。合格6、计算带的根数查得6、计算带的根数查得P0=1.06,AP0=0.16查得K=0.93,Kl=0.964.97z= =4.56，取z=5(太多，不合适)(1.06+0.16)x0.93x0.96改选B型带取d1=125d2=iXd]=375，取d2=355带速为v带速为v=Kd1n160x1000兀x125x1440 ， =9.42m/s60x1000带速合适(其传动比i=355/125=2.84,带速合适(其传动比i=355/125=2.84,齿轮传动传动比调整为12/2.84=4.23)4、确定带长和中心距0.7(d+d)<a<2(d+d)1 2 0 1 2初步定为a0=500-兀，，计算得-兀，，计算得L=2a+—(dd' 0 2 1(d2―d1)2=1806.5mm4a0选带长为Ld=1800计算实际中心距：a=aUM1800-1806.5M,cu

=500计算实际中心距：a=a5、验算带轮包角

合格a=180。—d2-dix57.5。=153.5。＞120。合格1 a6、计算带的根数查得P0=2.18,AP0=0.45查得Ka=0.93,、=0.95=2.14,=2.14,取z=3（合适）(2.18+0.45)x0.93x0.957、 计算预紧力查得q=0.18kg/mF=500(2.5—0.93)X4.97+0.18x9.422=164.4N0 0.93x3x9.428、 计算压轴力F=2zFsinL=756.8Np0 2齿轮传动设计：1、选择材料1） 精度选择：要求一般选7级精度的直齿圆柱齿轮2） 材料选择：小齿轮选40Cr调质处理，硬度为260HB；大齿轮45钢调质处理，硬度为220HB3） 初选小齿轮齿数为24,大齿轮齿数为4.23X24=101.5取101（n1=1440/2.84=507rpm）2、按接触强度设计1） 确定各参数试选Kt=1.4；小齿轮传递的转矩：T=86.34Nm=8.634x104Nmm；（可以修正为乙=81.74）1 1选取齿宽系数◎d=1；查的材料的弹性影响系数为189.8；查得小齿轮接触疲劳极限为650Mpa,大齿轮为550Mpa；应力循环次数：%=60njL=60x507x1x16x300x5=7.3x108N2=N/4.23=1.73x108查得（线2）接触疲劳寿命系数分别为0.93、0.97；取安全系数为1；9H1]=0.93X650=604.5,[aH2]=0.97X550=533.52） 设计计算小齿轮分度圆直径:d1d1>2.32"=52.8mm1.4x8.634x1041x1.6189.8, X( )2533.5计算圆周速度:=1.4m/s_ndn_=1.4m/sV—60x1000 60x1000计算齿宽及模数：b=4d^=1x52.8=52.8mm52.8dz124=2.2mmh=2.25m=2.25x2.2=4.95tb；=孤8=10.67，h4.95计算载荷系数：查得Ka=1.0据v=1.4,7级精度，查得Kv=1.05匕T.41，,办膈=KFaT.1=1.0x1.05x=1.0x1.05x1.1x1.41=1.63修正分度圆直径:163修正分度圆直径:=52.8x3 =55.6mm31.4模数m=d/Z]=55.6/24=2.323、按弯曲强度设计1）确定各计算参数载荷系数：K=KK七%=1.0x1.05x1.1x1.6=1.85查得齿形系数：YFa1=2.65,丫「口2=2.18查得应力校正系数：Y%]=L58,YSa2=1.79查得小齿轮的弯曲强度极限：580Mpa；大齿轮：400MPa查得弯曲疲劳寿命系数分别为：0.85和0.9取弯曲疲劳安全系数为S=1.4「 10.85x580ce’eIn1= =352MPaF1 1.4I10.9x400b1= =257MPaF2 1.4

2.65x1.58352YY2.65x1.58352=0.01189<Fa2sa2= =0.01518&丁257F22）设计计算：2x：2x1.85x8.634x1041x242x0.01518=2.03mm取标准模数m=2.5mmz=—^=556牝22.24，取z=231m2.5 1则z2=4.23X23=97.3取98（实际传动比为4.26）4、计算齿轮的几何尺寸中心距：a=（Z1+Z2）m=151.25mm2分度圆直径：—1=z1m=23x2.5=57.5mm,d2=98x2.5=245mm计算齿轮宽度：b=4—=1x57.5=57.5mm取整为B2=60mm,B1=65mm轴的设计计算（高速轴）转矩T=86340Nmm1、 材料45（可以做齿轮轴），调质处理，轴上的功率P=4.34,转速n=507,转矩T=86340Nmm2、 作用于齿轮上的力分度圆d=57.5mm2TF=——d12^02TF=——d12^0=3003N57.5=Ftanat=3003xtan20。=1093NF

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cosa3003=3196Ncos20°3、估算轴的最小直径轴的材料选用40Cr调质处理，取A0=110, ,H…：4.34 “〃则有：d.=A°\|—=110x$507=22.5mm，取25mm4、确定各轴段的直径和长度（结构设计）1） 轴头段d=25mm，长度为60mm（带轮毂宽为62mm）2） 过渡部位直径为32mm，定位带轮的轴肩高为3.5mm（合适），长为50mm3） 二轴颈段均为35mm（拟选用6207轴承，宽度为17mm）5、轴的受力分析及弯矩计算圆周力作用于铅垂面，径向力和带轮的压轴力作用于水平面；设左支承为1，右支承为2。力均作用于齿轮及轴承的宽度中点，即1、2跨距为128mm1）铅垂面：3003=3003=1501.5N64 =1501.5x =96096Nmm2受力简图受力简图铅垂面受力和弯矩图2）水平面：Fh1==26.2NFh2==1823.6NMh1=26.2x64=1677NmmMh2=756.8x88=66598.4Nmm水平面受力和弯矩图3） 合成弯矩（齿轮处为最危险截面）M=\；M;+M%1=v'960962+16772=96110Nmm4） 求扭矩前已求得T=86340Nmm2扭矩图5）求当量弯矩

转矩为脉动循环变化，故取a=0.6M=、：M2+(aT)2=%.961102+(0.6x86340)2=109182Nmm6）校核轴的强度按轴径为38mm粗略估算；轴的许用弯曲应力为60MPaM_M^M_M^ca—W—0.ld31091820.1x383=19.9MPa，合格（小于许用弯曲应力）五、轴承的选择与计算一轴（高速轴）：1、选用6207，查得C=20100，C0=13900，外圈直径为72mm，宽度为17mm，安装尺寸为42mm轴承只受径向力，即