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机械设计课程设计说明书设计题目:用于带式运输机的一级圆柱齿轮减速器设计设计者：危平班级:A1241学号：11213140104指导教师：余香梅机械与材料工程学院2015年月日-1-目录一课程设计任务书…………………………………………1二设计要求…………………………………………………1三设计步骤…………………………………………………21.传动装置总体设计方案……………………………………22.电动机的选择……………………………………………33.计算传动装置的总传动比和分配传动比……………………54.计算传动装置的运动和动力参数…………………………55.设计V带和带轮………………………………………66.齿轮的设计……………………………………………97.滚动轴承和传动轴的设计………………………………138.键联接设计……………………………………………259.箱体结构的设计………………………………………2610.润滑密封设计…………………………………………2811.联轴器设计……………………………………………28四设计小结………………………………………………29五参考资料………………………………………………29-1-计算与说明主要结果一课程设计任务书题目：设计用于带式运输机的一级圆柱齿轮减速器,简图如下:图中：1——V带传动；2——运输带；3——一级圆柱齿轮减速器；4——联轴器；5——电动机；6——卷筒设计依据：运送带工作拉力F：1250N运输带工作速度v:1.50m/s卷筒直径D:240mm工作条件：连续单向运转，载荷平稳，空载启动，使用期限10年，小批量生产，两班制工作，运输带速度允许误差为±5%二.设计要求1.减速器装配图1张(0号或1号图纸)。2.减速器零件工作图2张：齿轮零件图3号一张、轴零件图3号一张。3.减速器设计说明书一份。-2-三.设计步骤1.传动装置总体设计方案设计数据：运送带工作拉力F=1250N。运输带工作速度v=1.5(m/s)。卷筒直径D=240mm。1）外传动机构为V带传动。2）减速器为一级圆柱齿轮减速器3)方案简图如上图4）该方案的优缺点：该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振能力，采用V带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器部分一级圆柱齿轮减速，这是一级减速器中应用最广泛的一种。原动机部分为Y系列三相交流异步电动机。总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。F=1250NV=1.50m/sD=240mm-3-2、电动机的选择1）选择电动机的类型按工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压380V。2）选择电动机的容量工作机的有效功率为vPwF从电动机到工作机传送带间的总效率为543321由《机械设计课程设计》表2-2可知：1：V带传动效率0.952：滚动轴承效率0.99（球轴承）3：齿轮传动效率0.98（7级精度一般齿轮传动）4：联轴器传动效率0.99（弹性联轴器）5：卷筒传动效率0.96所以电动机所需工作功率为wPPd3）确定电动机转速按表2-3推荐的传动比合理范围，一级圆柱齿轮减速器传动比20~6'i而工作机卷筒轴的转速为Dvnw所以电动机转速的可选范围为min)2400~720(min120)20~6('rrninwd符合这一范围的同步转速有750minr、1000minr和1500minr三种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定Pw=1.875kw86.0Pd=2.18kwnw=119r/min-4-选用同步转速为1500minr的电动机。根据电动机类型、容量和转速，由《机械设计课程设计》表16.1选定电动机型号为Y100L2-4。其主要性能如下表：电动机型号额定功率/kw满载转速/(r/min)额定转矩堵转转矩额定转矩最大转矩Y100L2-4314302.22.3电动机的主要安装尺寸和外形如下表：选定电动机型号Y100L2-4-5-3.计算传动装置的总传动比i并分配传动比(1).总传动比i为wmnni(2).分配传动比iii考虑润滑条件等因素，初定2.3i75.3i4.计算传动装置的运动和动力参数1).各轴的转速I轴min1430rnnmII轴min875.446rinnIII轴min119rinn卷筒轴min119rnnw2).各轴的输入功率I轴kwPPd18.2II轴kwPP05.221III轴kwPP99.123中心高H外型尺寸L×（AC/2+AD）×HD底脚安装尺寸A×B地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸D×E装键部位尺寸F×G×D1000-0.5380×282.5×245160×1401228×608×24×2812i2.3i75.3imin1430rnmin875.446rnmin119rnmin119rnwkwP18.2kwP05.2kwP99.1-6-卷筒轴kwPP95.124卷3）.各轴的输入转矩电动机轴的输出转矩dT为ImmNnPTmdd461046.11055.9I轴mmNTTd41046.1II轴mmNnPT461038.41055.9ⅡⅡⅡIII轴mmNnPT561060.11055.9ⅢⅢⅢ卷筒轴mmNnPT561056.11055.9Ⅲ卷Ⅲ将上述计算结果汇总与下表，以备查用。轴名功率P/kw转矩T/(N·mm)转速n/(r/min)传动比i效率I轴2.1841046.114303.20.9405II轴2.0541038.4446.8753.750.9702III轴1.9951060.111910.9801卷筒轴1.9551056.11195.设计V带和带轮电动机输出功率kwPd18.2，转速min14301rnnm，带传动传动比i=3.2，每天工作16小时(两班制工作)。1).确定计算功率cP由《机械设计基础》表13-8查得工作情况系数2.1AK，故kwPKPdAc62.2kwP95.1卷kwPc62.2-7-2).选择V带类型根据cP，1n，由《机械设计基础》图13-15可知，选用A型带3).确定带轮的基准直径1dd并验算带速(1).初选小带轮基准直径1dd由《机械设计基础》表13-9，选取小带轮基准直径mmdd1001，而mmHdd10021，其中H为电动机机轴高度，满足安装要求。(2).验算带速vsmndvd48.710006011因为smvsm255（见《机械设计基础》第220页），故带速合适。(3).计算大带轮的基准直径mmdiddd32012根据《机械设计基础》表13-9，选取mmdd3152，则传动比15.312ddddi，从动轮转速min45412rinn4).确定V带的中心距a和基准长度dL(1).由式)(2)(7.021210ddddddadd得8305.2900a，取mma7000(2).计算带所需的基准长度dLmmaddddaLddddd20684)()(2202012210由《机械设计基础》表13-2选取V带基准长度mmLd2000(3).计算实际中心距a选用A型带mmdd1001smv48.7mmdd3202选取mmdd3152mma7000mmLd2000-8-mmLLaadd666200mmLaad72603.0maxmmLaad636015.0min5).验算小带轮上的包角1905.1613.57)(180121adddd6).计算带的根数z(1)计算单根V带的额定功率rP由mmdd1001和min14301rn，查《机械设计基础》表13-3得kwP32.10根据min14301rn，2.3i和A型带，查《机械设计基础》表13-5得kwP17.00查《机械设计基础》表13-7得95.0K，查表13-2得03.1LK，于是kwKKPPPLr448.1)(00(2)计算V带的根数z81.1448.162.2rcPPz取2根。7).计算单根V带的初拉力的最小值min0)(F由《机械设计基础》表13-1得A型带的单位长度质量mkgq1.0，所以NqvKzvPFac148)15.2(500)(2min0应使带的实际初拉力min00)(FF。mma666mma726maxmma636minkwPr448.12zNF148)(min0-9-8).计算压轴力pF压轴力的最小值为NFzFp5842sin)(2)(1min0min9).带轮的结构设计小带轮采用实心式，大带轮为腹板式，由单根带宽为13mm，取带轮宽为35mm。6.齿轮的设计1)选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数(1)按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。(2)运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度(GB10095-2001)。(3)材料选择。由《机械设计基础》表11-1选择小齿轮材料为45钢（调质），硬度为280HBS，大齿轮为45钢（正火），硬度为210HBS，二者材料硬度差为70HBS。(4)选小齿轮齿数241z，则大齿轮齿数9012ziz2)初步设计齿轮主要尺寸(1)设计准则:先由齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。(2)按齿面接触疲劳强度设计，即2311)][(132.2HEdtZuuKTd1确定公式内的各计算数值Ⅰ.由《机械设计基础》表11-3，试选载荷系数3.1K。Ⅱ.计算小齿轮传递的转矩mmNnPT42511031.4105.95Ⅲ.由《机械设计基础》表11-6选取齿宽系数1d。Ⅳ.由《机械设计基础》表11-4查得材料的弹性影响系数21188MPaZE。Ⅴ.由《机械设计基础》表11-1按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限MPaH6001lim；大齿轮的接触疲劳强度极限MPaH5502lim。NFp584)(min选用直齿圆柱齿轮传动7级精度小齿轮材料45钢（调质）大齿轮材料45钢(正火)241z902z-10-Ⅵ.计算应力循环次数9211056.160hjLnN8121021.4iNNⅦ.取接触疲劳寿命系数97.01HNK；25.12HNK。Ⅷ.计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%,安全系数S=1MPaMPaSKHNH58260097.0][1lim11MPaMPaSKHNH5.68755025.1][2lim222.计算Ⅰ.试算小齿轮分度圆直径td1，代入][H中较小的值。mmZuuKTdHEdt05.47)][(132.22311Ⅱ.计算圆周速度v。smndvt09.110006021Ⅲ.计算齿宽b。mmdbtd05.471Ⅳ.计算齿宽与齿高之比hb模数mmzdmtt96.111齿高mmmht41.425.267.1041.405.47hbmmdt05.471smv09.1mmb05.4767.10hb-11-Ⅴ.载荷系数由《机械设计基础》表11-3查得载荷系数45.1K。Ⅵ.按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径mmKKddttt84.4831Ⅶ.计算模数mmzdmt04.21(3).按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式3211)][(2FSaFadYYzKTm1.确定公式内的各计算数值Ⅰ.由《机械设计基础》