机械设计基础课程设计说明书圆柱一级齿轮减速器设计

1532i《机械设计基础课程设计》说明书院系工学院材料系班级模具设计141设计1组倪荣雪王琼学号1516指导老师闫芳设计时间15年11.30-12.112《机械设计基础课程设计》任务书一、设计带式输送机传动装置1-V带传动2-电动机3-圆柱齿轮减速器4-联轴器5-输送带6-滚筒图1带式输送机传动装置简图二、原始数据参数输送带工作拉力F/N2300输送带工作速度v/(m/s)1.5滚筒直径D/mm400每日工作时数T/h24传动工作年限/a5三、设计工作量1、电子说明书一份并打印。2、减速器装配图1份，打印为A3或A2幅面。33、绘制出主动轴、从动轴、主动齿轮、从动齿轮、减速器箱体、箱盖的零件图，打印。4、打印要求：所有零件及装配图均按标准图纸绘制，比例1：1，打印时可以缩打。图纸橫放，左侧装订边。目录一、传动方案拟定……………………………………………………二、电动机的选择……………………………………………………三、计算传动装置的运动和动力参数………………………………四、传动零件的设计计算……………………………………………五、轴的设计计算……………………………………………………六、滚动轴承的选择及校核计算……………………………………七、键连接的选择及计算……………………………………………八、参考文献…………………………………………………………九、总结………………………………………………………………4机械设计课程设计计算说明书一、传动方案拟定1-带传动（V带设计η=0.96）2-电动机（三相异步电机）3-圆柱一级齿轮减速器（8级精度η=0.97）优先选滚动轴承深沟球轴承η=0.99）4-凸缘联轴器（η=0.97-0.98）5-输送带6-滚筒（η=0.96）二、电动机选择1、电动机类型的选择：按已知的工作要求和条件，选用Y系列三相异步电动机2、选择电动机所需的电动输出功率为：/wd所以：wvwFP1000/由电动机至工作机之间的总效率（包括工资效率）为：5432221w式中：η1、η2、η3、η4、η5分别为带传动、齿轮传动的轴承、齿轮传动、联轴器和滚筒的传动效率，取η1=0.96、η2=0.97、η3=0.99、η4=0.97、η5=0.96.则：ηw·η=0.87所以：kwFVPW45.31000/,工作机所需电动机功率97.387.0/45.3/wdppKw为满足Pm≥Pr的条件，电动机额定功率Pm应取为4kw电动机的选择计算输送机滚筒的工作转速min)/(65.7140014.3/5.160000/100060rdvnwπ3、确定电动机的转速：滚筒轴的工作转速为：按推荐的合理传动比范围，取V带传动的传动比i1=2—4，单级齿轮传动比i2=3—5，则合理总传动比的范围i=6—20。故电动机转速的可选范围为：min/1528458min/4.76206rrninwd4、电动机型号的选定：符合这一范围的同步转速有750r/min、1000r/min、1500r/min,再根据计算出的容量，由设计手册附表8.1表1.电动机型号方案电动机型号额定功率Pd/kW电动机转速（r/min）传动装置的传动比同步转速满载转速总传动比带齿轮1Y132M-44100096012.573.1445综合考虑电动机和传动装置的尺寸，重量以及带传动和减速器的传动比，比较三个方案可知方案二比较适合。因此，选定电动机型号为Y132M2-6.其主要性能如下：v带的传动比4~21'i，单级齿轮传动比5~32'i，则合理的传动比范围为20~6'i。电动机外形尺寸和安装尺寸。三．计算总传动比和分配传动比1.）为进行传动件的设计计算，应首先推算出各轴的转速和转矩。各轴转速mn为电动机的满载转速，单位为r/min。由式（2.8)-式（2.10）得：I轴min/73.305min/14.3/960/1rrinnomII轴min/4.76min/4/73.305/112rrinn滚筒轴min/4.762rnnw2）各轴的输入功率由式（2.11）-（2.13）得：I轴：kwkwnPPd81.396.097.301II轴：kwkwnnPInPIPII66.399.097.081.3,3212滚动轴：kwnnPIInPIIPW51.397.099.066.3,42233）各轴的输入转矩由式（2.17）计算电动机机轴的输出转矩TdmNmNnPTmdd50.39960/97.39550/95506由式（2.14）-（2.16）得I轴：mNmNniTniTTdd04.11996.014.350.3910001II轴：mNmNniiTniTTII04.11997.099.0404.11932111211滚动轴：mNmNnnTTIIw10.43997.099.026.457424）运动和动力参数的计算结果参数/轴名电动机轴I轴II轴滚动轴转速n/(r/min)输入功率p/kw输入转矩T/(N/m)9603.9739.50305.733.81119.0476.43.66457.2676.43.51439.10传动比i年数n3.140.9640.9610.965）进行传动件的设计计算，校核轴，轴承，联轴器键等。（1）带传动（2）齿轮设计（3）轴的设计6)V带传动设计A.带型号，长度，根数B。中心距，带轮直径，宽度C。安装初拉力，对轴作用力7)求计算功率w=3.97kw，n=960r/min,每日工作时数24h.由表8.16查得Ka=1.3,由式（8.12）得Pc=KAP=1.3x3.97kw=5.16kw8)选取V带型号根据Pc=5.16kw,n=9607r/min,由图8.12选用交点位于A，B型交界处，且箱偏向A型，故选A型V带。9）确定带轮基准直径2,1dddd由表8.6和8.12得选取1ddmmddnndd5.3921257.305/960/1212=125mm,且mmddmmdd75125min1大带轮基准直径为按表8.3选取标准值mmdd4002，则实际传动比i，从动轮的实际转速分别为2.3125/400/12ddddimin/300/12rtnn7从动轮的转速误差率为：（305-300）/300x100%=1.9%在±5%以内为允许值。10)验算带速vsmsmnddV/28.6/100060/960125100060/11ππ，带速在5-25m/s范围内。11）确定带的基准长度Ld和实际中心距a初步估算中心距：mmddaddadd5.787)(5.160-72)(7.021021021表，为圆整计算，取780mm由式（8.15）得mmaddddddddaL5.24087804/)125400()400125(57.178024/)()(2/2202122100π查表8.4选取基准长度Ld=2500mm,由式（8.16）得实际中心距a为：mmLLaad8262/)5.24082500(7802/)(0011)验算小轮包角由式（8.17）得：00000120112092.1603.57826/)125400(1803.57/)(180adddda12）确定V带根数Z，由式（8.18）得，lCcKKPPPPPZa000]/[]/[根据min/960,12511rnmmdd查表8.10根据内插法得kwPkwkwP7.1,69.1)]960980()9801200/()67.193.1(67.1[00取由式（8.11）的功率增加量)/11(k100kinbPP为由表8.14查得,100275,13bk根据传动比为i=3.2,ki=1.1373kwkwP87.0)]1373.1/11(960100275.1[30由表8.4查得长度修正系数KL=1.09,由图8.11查得包角系数ka=0.82,得普通V带根数圆25.209.182.0)87.07.1/(17.5Z，整得Z=213）求初拉力干及带轮轴上的压力FQ8由表8.6查得A型普通V带的每米长的质量q=0,10kg/m,根据式（8.19）得单根V带的初拉力：NqvkaZvPFc6.42528.610.0)182.0/5.2()28.62/()17.5500()1/5.2(/50020由式（8.20）可得作用在轴上的压力FQ为：NaFFQ2.15132/92.160sin26.42522/sin221014）带轮的结构设计（略）15）V带传动中基本参数由表8.5.521115(2)2,0.11,3.015minminmmfeAmmfmme）（宽度带型号长度根数A型2500mm2根中心距带轮直径宽度826mmmmddmmdd300,1252152mm安装初拉力对轴拉力实际传动机425.6N1513.2N3.2四．齿轮传动的设计计算1）选择材料及确定许用应力小齿轮：45钢，调制处理，查表10.9硬度217-255HBW，强度6b=650Mpa,屈服极限6S=360Mpa,大齿轮：45钢，正火处理（当大小齿轮都为轮齿轮面时，考虑到校齿轮轮齿根较薄弯曲强度较低，且受载次数较多，放在选择材料和热处理时，一般使小齿轮面硬度比大齿轮高20-50HBW），查表10-9硬度170~210HBW，因为是普通减速器，由表10.21选8级精度，要求齿面粗糙度Pa≤3.2~6.3um,强度极限96b=580MPa,屈服强度290Mpa.2)按齿面接触疲劳强度设计1)转矩T1，根据前i=12.57，可得齿轮传动所需要传动i2=4,I轴实际转速N1=960/3.14=305.7r/minmmNmmNT3.361600955/66.31055.9612)载荷系数k，查表10.11取k=1.13)齿数Z，和齿宽系数ψd=0.8查表10.20软齿面对称布置，齿数Z=25，Z2=100则有（软齿面24-40）4）许用接触应力【6H】。由图10.24查得1lim6H=560MPa,6Hlim2=530MPa由表10.10查得SH=1SF=1.3【6H1】=6H/SH=560MPa【6H2】=6H/SH=530MPa若两材料都选锻钢ZE查表10.12得，MPaZE8.189代入校核公式得mmZdmddduHduuKTd61.3/18.90)56041/()14(3.3666001.143.764125/400/)(/)(43.76112311232111由表10.3取标准模数m=3.05）计算主要尺寸42/1实际传动比为,65560758.01.3001000.3275250.3121221ddimmbbmmddbmmmzdmmmzd按齿数弯曲疲劳强度校核由式10.24得出6F，则校核合格]6[F。6)齿形系数Yf，查表10.13得18.262.221YFYF7)应力修正系数Ys,查表10.14得Ys1=1.59Ys2=1.808)许用弯曲应力【6f】，由图10.25查得，6Flim=210MPa,6Flim2=190MPa10由表10.10查得SF=1.3由图10.26查得Ynt1=Ynt2=1由式10.14得MPSFffMPaSFfYfN1463.1/190/6]6[3.1/210/6]6[lim2lim1齿轮的结构设计1齿轮轴：齿根圆至键槽底部的距离nmx)5.2～2(应将齿轮与轴制成一体。2齿顶圆直径,200mmda采用实体式结构，选用实体式结构。（小齿轮）