机械专业设计课程设计说明书

1、单级圆柱齿轮减速器设计计算规范一、传输方案的起草.2二、电机的选择.2第三，计算总传动比并分配各级传动比.44.运动参数和动态参数的计算.5五、传动部件的设计和计算.6六.轴的设计计算.12七、滚动轴承的选择和校核计算.19八、键连接的选择和计算.22设计题目:三角带单级圆柱减速器Xxxx是xxxx类设计师:xxx学生编号xxxxxxx讲师：xxxxXxxx年xxxx月xxxx日计算过程和描述一、传输方案的制定第三组：设计单级圆柱齿轮减速器和一级皮带传动(1)工作条件：使用寿命8年，工作为两班制，负荷稳定，环境清洁。(2)原始数据：滚筒圆周力f=1000牛顿；皮带速度v=2.0m/s；辊子直径

2、d=500mm。滚轮长度L=500mm。二、电机选择1.电机类型选择：Y系列三相异步电机2.电机功率选择：(1)传动装置总功率： total=带2轴承齿轮联轴器滚子=0.960.9820.970.990.96=0.85(2)电机所需的工作功率：p工作=FV/1000总计=10002/10000.8412=2.4KW3、确定电机转速：计算滚筒的工作速度：管n=601000V伏/D=6010002.0/50=76.43r/min根据手册P7表1推荐的合理传动比范围，取圆柱齿轮传动主减速器的传动比范围Ia=36。如果v带传动比I1=24，总传动比的正时范围为Ia=624。因此，电机速度的可选范围是n

3、 d=I a。n气缸=(624)76.43=4591834r/min该范围内的同步速度为750、1000和1500转/分钟。根据容量和转速，在相关手册中有三种适用的电机型号：因此，有三种传动/分支比方案，如说明书P15页的第一个表。考虑到电机和传动装置的尺寸、重量和价格，以及皮带传动和减速器的传动比，可以看出第二种方案更合适，所以选择n=1000r/min。4.确定电机型号根据以上选择的电机类型、要求的额定功率和同步速度，选择的电机型号为Y132S-6。主要性能：额定功率：3KW，满载速度：960转/分，额定扭矩：2.0。质量是63公斤。第三，计算总传动比并分配各级传动比1.总传动比：iTot

4、al=n电动/n气缸=960/76.4=12.572.在所有级别分配动态比率(1)根据说明书P7的表1，取档位I为档位=6 (i=36的单级减速器是合理的)(2)ItoTal=一档一带i皮带=iTotal/iGear=12.57/6=2.0954.运动参数和动态参数的计算1.计算每个轴的转速(r/min)发动机转速=960转/分NII=镍/碘波段=960/2.095=458.2(r/min)NIII=nII/i档=458.2/6=76.4(r/min)2.计算每个轴的功率(千瓦)Pi=pWork=2.4KWPII=PI区=2.40.96=2.304KWPIII=PII轴承齿轮=2.3040.9

5、80.96=2.168千瓦3.计算每个轴的扭矩(Nmm)钛=9.55106皮/镍=9.551062.4/960=23875NmmTII=9.55106PII/nII=9.551062.304/458.2=48020.9NmmTIII=9.55106 PIII/NiII=9.551062.168/76.4=NmmV.传动部件的设计和计算1.滑轮传动的设计与计算(1)选择普通v带截面根据教科书P83的表5-9:Ka=1.2个人电脑=知识、态度和行为=1.23=3.9千瓦根据教科书P82，图5-10:选择A型三角带(2)确定皮带轮的参考直径，并检查皮带速度根据教科书图5-10，小滑轮的推荐参考直径为

6、75 100毫米然后取dd1=100mmdmin=75dd2=n1/N2 dd1=960/458.2100=209.5毫米从教科书P74的表5-4中，取dd2=200mm毫米实际驱动轮速度N2=n1 DD 1/dd2=960100/200=480r/min转速误差为n2-n2/n2=458.2-480/458.2=-0.0480.05(允许)磁带速度v: v= DD1N1/601000=100960/601000=5.03米/秒在525m/s范围内，皮带速度合适。(3)确定皮带长度和中心力矩根据textboo因此：210毫米A0600毫米根据教科书P84公式(5-15):l0=2 A0 1.5

7、7(dd1 dd2)(dd2-dd1)/4a 0=2500 1.57(100 200)(200-100)2/4500=1476毫米根据教材P71的表(5-2)，Ld=1400mm毫米根据教科书P84公式(5-16):aa0 Ld-L0/2=500 1400-1476/2=500-38=462毫米(4)检查小滑轮的包角1=1800-dd2-dd1/a57.30=1800-200-100/46257.30=1800-12.40=167.601200(适用)(5)确定波段数根据教科书P78表(5-5)，P1=0.95千瓦根据教科书P79表(5-6)P1=0.11千瓦根据教科书(5-7)的表P81，k

8、=0.96根据教科书P81表(5-8)，KL=0.96来自教科书P83公式(5-12)Z=PC/P=PC/(P1 P1)KKL=3.9/(0.950.11)0.960.96=3.99(6)计算轴上的压力根据教科书P70的表5-1，q=0.1kg千克/米，并且根据公式(5-18)，单个v带的初始张力：F0=500PC/ZV(2.5/K-1) qV2=5003.9/45.03(2.5/0.96-1)0 . 15 . 032牛顿=158.01N那么作用在轴承上的压力FQ由教科书P87 (5-19)表示FQ=2zf 0 sin1/2=24158.01s 167.6/2=1256.7牛顿2.齿轮传动的设

9、计与计算(1)选择齿轮材料和精度等级考虑到减速器传递的动力不存在，齿轮采用软齿面。小齿轮经40Cr调质处理，齿面硬度为240260HBS。大齿轮采用45钢，调质处理，齿面硬度为220HBS；根据教材P139表6-12，选择7级精度。齿面粗糙度Ra1.63.2m(2)根据齿面接触疲劳强度设计D176.43(kT1(u 1)/duH2)1/3根据公式(6-15)确定相关参数如下：传动比1齿=6取小齿轮齿数Z1=20。齿轮齿数：Z2=iZ1=620=120实际传动比I0=120/2=60传动比误差：i-i0/I=6-6/6=0%2.5%可用传动比：u=i0=6取教材P138表6-10中的d=0.9(

10、3)扭矩T1T1=9.55106 P/n1=9.551062.4/458.2=50021.8Nmm(4)荷载系数k从教材P128的表6-7中取k=1(5)容许接触应力HH=HlimZNT/SH见于教科书P134，图6-33:HLimz 1=570兆帕HLimz 2=350兆帕根据教材P133的公式6-52计算应力循环的次数NLNL1=60 n1 th=60458.21(163658)=1.28109NL2=NL1/i=1.28109/6=2.14108接触疲劳的寿命系数见教科书P135，图6-34:ZNT1=0.92 ZNT2=0.98对于一般齿轮和一般工业齿轮，应根据一般可靠性要求选择安全系

11、数SH=1.0H1=HLim 1 znt 1/SH=5700.92/1.0兆帕=524.4兆帕H2=HLim 2 znt 2/SH=3500.98/1.0兆帕=343Mpa因此，获取：d176.43(kT1(u 1)/duH2)1/3=76.43150021.8(6 1)/0.9634321/3毫米=48.97毫米模量：m=D1/Z1=48.97/20=2.45毫米根据教材P107表6-1，取标准模量：m=2.5毫米(6)检查齿根弯曲疲劳强度根据教科书P132(6-48)F=(2kT1/bm2Z1)YFaYSaH确定相关参数和系数刻度圆直径：d1=mZ1=2.520mm毫米=50毫米d2=mZ

12、2=2.5120mm毫米=300毫米齿宽：b=dd1=0.950毫米=45毫米B=45mm毫米b1=50mm毫米(7)齿廓系数YFa和应力修正系数YSa根据齿数Z1=20和Z2=120，从表6-9得到YFa1=2.80 YSa1=1.55YFa2=2.14 YSa2=1.83(8)容许弯曲应力F根据教科书P136(6-53):F=Flim YSTYNT/SF根据教科书图6-35C:Film 1=290兆帕Film 2=210兆帕根据图6-36: YNT1=0.88 YNT2=0.9试验齿轮的应力修正系数YST=2为2根据总体可靠性选择安全系数SF=1.25计算两个车轮的允许弯曲应力F1=Fli

13、m1 YSTYNT1/SF=29020.88/1.25兆帕=408.32兆帕F2=Flim2 YSTYNT2/SF=21020.9/1.25兆帕=302.4兆帕将获得的参数代入公式(6-49)F1=(2KT 1/BM2Z 1)YFa 1ys 1=(2150021.8/452.5220)2 . 801.55兆帕=77.2兆帕F1F2=(2kT1/bm2Z2)YFa1YSa1=(2150021.8/452.52120)2 . 141.83兆帕=11.6Mpa F2因此，齿轮齿根的弯曲疲劳强度是足够的(9)计算齿轮传动的中心力矩a=m/2(Z1 Z2)=2.5/2(20 120)=175毫米(10)

14、计算齿轮的圆周速度vv=D1 n1/601000=3.1450458.2/601000=1.2m/s六.轴的设计和计算输入轴的设计与计算1.根据扭矩计算轴直径选择硬度为217 255的45#调质钢根据教材P235(10-2)，查表10-2，取c=115d115(2.304/458.2)1/3毫米=19.7毫米考虑键槽并增加5%的直径，然后d=19.7(1.5%)毫米=20.69选择d=22mm毫米2.竖井结构设计(1)轴上零件的定位、固定和装配在单级减速器中，齿轮可以设置在箱体的中心，并且相对于两个轴承对称分布。齿轮的左侧由肩部定位，右侧由套筒轴向固定，连接由平键作为过渡配合固定。两个轴承分别

15、由肩部和大圆筒定位，因此它们通过过渡配合固定。(2)确定轴各部分的直径和长度截面：d1=22mm毫米，L1=50毫米h=2c c=1.5mm毫米第二节：d2=d1 2h=22 221.5=28mm毫米d2=28mm最初选择内径为30毫米的7206c角接触球轴承。宽度是16毫米。考虑到齿轮端面与箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定的距离。套筒长度为20毫米，穿过密封盖的轴截面应根据密封盖的宽度确定，并考虑联轴器和箱体外壁应有一定的力矩。因此，长度为55毫米，安装的齿轮部分的长度应比轮毂的宽度小2毫米，因此二段较长：L2=(2 20 16 55)=93毫米第三节直径d3=35mm毫米L3=L1-L

16、=50-2=48毫米第四节直径d4=45mm毫米根据手册：c=1.5h=2c=21.5=3毫米d4=d3 2h=35 23=41mm毫米长度与右侧套筒的长度相同，即L4=20mm毫米但是，考虑到滚动轴承在本节左侧的定位肩，拆卸轴承应该方便，从手册中得到的安装尺寸h=3应该按照标准进行检查。该部分的直径应为(3032)=36毫米因此，段设计为台阶，左段直径为36毫米截面v的直径d5=30mm毫米，长度L5=19mm毫米根据轴每段的长度，轴的轴承跨度可计算为L=100mm毫米(3)根据弯矩合成强度计算找出分度圆的直径：d1=50mm毫米是已知的扭矩计算：已知T2=50021.8牛米找出圆周力：Ft根据教材P127(6-34)Ft=2T2/d2=50021.8/50=1000.436N求径向力Fr根据教材P127(6-35)fr=Fttan=1000.436 tan 200=364.1