V带-单级圆柱齿轮减速器说明书【n=150,p=4】

机械设计课程设计计算说明书设计题目： V带单级圆柱齿轮减速器航空运输学院：设计者： 学 号： 指导教师： 2013年1月13日目 录初始、传任务书 .3一、传动方案拟定.4二、电动机的选择.4三、计算总传动比及分配各级的传动比.5四、运动参数及动力参数计算.5五、传动零件的设计计算.5六、轴的设计计算.7七、键联接的选择.13八、减速器箱体、箱盖及附件的设计计算.13九、润滑与密封.14十、设计小结. 15机械设计基础课程设计任务书班级代号 学生姓名 指导老师 下达日期 1 题目：铸工车间自动送砂带式运输机传动装置设计2 任务：（1）减速器装配图（1号）1张（2）轴工作图（3号）1张（3）齿轮工作图（3号） 1张（4）设计说明书 .1份3 时间 ：2011年6月20日至2011年7月8日4 传动方案：1电动机 2V带传动 3减速器4联轴器 5传动带鼓轮 6传动带 7底座图S5 传动方案示意图5 设计参数： （1）传动带鼓轮转速n 150 r/min。（2）鼓轮轴输入功率P 4 kw （3）使用年限 6 年6 其它条件 双班制工作，连续单向运转，有轻微振动，室内工作，有粉尘。小批量生产，底座（为传动装置的独立底座）用型钢焊接。一、 传动方案拟定设计带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器（1） 工作条件：使用年限6年，每年按300天计算，两班制工作，载荷平稳。（2） 原始数据：滚筒输入转速150r/min；鼓轮输入功率4kw；运动简图： 二、电动机的选择1、电动机类型和结构型式的选择：按已知的工作要求和条件，选用 Y系列三相异步电动机。2、确定电动机的功率：（1）传动装置的总效率：总=带×2轴承×齿轮×联轴器×滚筒= 0.96 ×0.9922 ×0.97 ×0.99 ×0.95=0.86（2）电机所需的工作功率：Pd=鼓轮输入功率/总=4/0.86 =4.65KW3、确定电动机转速：滚筒轴的工作转速=150r/min取V带传动比Iv=24，单级圆柱齿轮传动比范围Ic=36，则合理总传动比i的范围为i=624，故电动机转速的可选范围为nd=i×nw=（624）×150=9003600r/min符合这一范围的同步转速有1000r/min和1500r/min。由【2】表8.1查出有三种适用的电动机型号、如下表方案电动机型号额定功率KW电动机转速（r/min）同步 满载传动装置的传动比总传动比 V带 齿轮1Y132M2-6 5.5kw1000 9606.4 2 3.2 2Y132S-4 5.5kw1500 14409.6 2 4.8 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，比较两种方案可知：方案1,2虽然传动比适中，装置体积适中，转速越高，传动比越大相应的齿轮也越大，为了制造简便，选择传动比低的方案1。故出于保守考虑选择电动机型号Y132M2-6，且其具有同输出功率下比价较低的优势。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Y132M2-6。其主要性能：额定功率：5.5KW，满载转速960r/min。三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：i总=n电动/n筒=960/150=6.42、分配各级传动比（1） 取i带=2（2） i总=i齿×i 带i齿=i总/i带=6.4/2=3.2四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速（r/min）减速器输入轴：nI=nm/i带=960/2=480(r/min)减速器输出轴：nII=nI/i齿=480/3.2=150(r/min) 滚筒nw=nII=150(r/min)2、 计算各轴的功率（KW） PI=Pd×带×轴承=5.5×0.96×0.992=5.24KW PII=PI×轴承×齿轮=5.24×0.992×0.97=5KW3、 计算各轴转矩Td=9.55Pd/nm=9550×5.5/960=54.71NmTI=9.55pI/nI =9550x5.24/480=104.25NmTII =9.55pII/nII=9550x5/150=318.33Nm 五、传动零件的设计计算1、 皮带轮传动的设计计算（1）选择普通V带由书P218表13-8得kA=1.2 又P=5.5KW故PC=KAP=1.2×5.5=6.6KW据PC=6.6KW和n1=960r/min由书P219图13-15初定选用A型V带且d1=112mm（2）确定带轮基准直径，并验算带速（注：小带轮转 速n1就是电机输出转速，大带轮n2转速就是减速器输入转速NI）取d1=112mm>dmin=75d2=n1/n2×d1(1-)=960/480×112×（1-0.02） =219.52mm由书P219表13-9取d2=220mm(虽使n2略有加快，但其误差小于5%故允许) 带速V：V=d1n1/60×1000=×112×960/(60×1000) =5.63m/s在525m/s范围内，带速合适。（3）确定带长和中心距初定中心距a0=1.5(d1+d2)=1.5×(112+220)mm=498mm取a0=600mm,符合0.7（d1+d2）<a0<2(d1+d2)Ld=2a0+(d1+d2)/2+(d2-d1)2/4a0=2×600+(112+220)/2+(220-112)2/(4×600)=1721.26mm由表13-2选取相近的Ld=2000mm确定中心距aa0+(Ld-Ld0)/2=600+(2000-1721.26)/2=739.37mm（4）验算小带轮包角1=180°-57.3°×(d2-d1)/a=180°-57.3°× (220-112)/739.37=171.6°>120°（适用）（5）确定带的根数Z= Pc/(P0+P0)KKL=6.6/(1.15+0.11) ×0.98×1.03=5.18 (取6根)由13-9得传动比 i=d2/d1(1-)=220/112×(1-0.02)=2（6）计算轴上压力查表13-1得q=0.1kg/m，故单根V带的初拉力： F0=500Pc/ZV(2.5/K-1)+qv2=500x6.6/(6x5.63) x (2.5/0.97-1)+0.10x5.632=154.34N则作用在轴承的压力FQFQ=2ZF0sin(1/2)=2×6×154.34×sin(171.6°/2)=1847.1N2、齿轮传动的设计计算（1）选择齿轮材料与热处理：所设计齿轮传动属于闭式传动，通常齿轮采用软齿面。在此选用价格便宜便于制造的材料：（表11-1）小齿轮材料：45钢，调质处理，齿面硬度H1=260HBS,Hlim1=600MPa, FE1=450MPa大齿轮材料：45钢，正火处理，齿面硬度H2=215HBS, Hlim2=380MPa, FE2=320MPa 由表11-5，取SH=1.1,SF=1.25H1=Hlim1/SH=600/1.1=545MPaH2= Hlim2/1.1=380/1.1=345MPaF1= Flim1/SF=450/1.25=360MPaF2= Flim2/SF=320/1.25=256MPa精度等级：输送机是一般机器，速度不高，故选8级精度。 （2）按齿面接触疲劳强度设计已确定齿轮按8级精度制造，取载荷系数K=1.3，齿宽系数d=0.8小齿轮上的转矩：T1=9.55×106×P1/n1=9.55×106×5.24/480=104254Nmm 初选螺旋角： =15°齿数：取Z1=30，因以上已经求出V带传动比为2，则齿轮部分传动比为6.4/2=3.2故Z2=3.2×30=96取Z2=96。实际传动比i=96/30=3.2。齿形系数:ZV1=30/cos3（15°）=33.33，ZV2=96/cos3（15°）=106.52 d1 2×KT1/d×(u+1)/u×(ZEZH/H)21/3=2×1.3×104254/0.8×(3.2+1)/3.2×(188×2.5/345)21/3=84.8mm模数：m=d1/z1=2.83mm取m=3mm齿宽：b=dd1=67.84mm,取b2=70mm,b1=75mm中心距：a=(z1+z2)m/2cos=195.7mm 圆整为a=196mm=arccosm(z1+z2)/2a=15°实际d1=mz1/cos=93.17mm, d2=mz2/cos=298.16mm（3）校核轮齿弯曲疲劳强度齿形因数YFa1=2.55,YFa2=2.18 YSa1=1.63 YSa2=1.83 F1=2KT1YFa1YSa1/bm2Z1=2×1.3×8.2×104×2.55×1.63/(70×9×30)=46.89MPaF2=F1 YFa2 YSa2/ YFa1 YSa1=46.89×2.18×1.83/(2.55×1.63)=45MPa<F2故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够（4）计算齿轮的圆周速度V计算圆周速度V=n1d1/60×1000=3.14×480×93.17/（60×1000）=2.34m/s对照表11-2，因为V10m/s，故取8级精度合适。六、轴的设计计算从动轴设计1、选择轴的材料 确定许用应力选轴的材料为45号钢，调质处理。查表14-1可知：强度极限B=650Mpa,屈服极限s=360Mpa2、按扭转强度估算轴的最小直径单级齿轮减速器的低速轴为转轴，输出端与联轴器相接，从结构要求考虑，输出端轴径应最小，最小直径为：dC 查表可得，45钢取C=118则dII118×(5/150)1/3mm=37.98mm dI118×(5.24/480)1/3mm=26.18mm考虑键槽的影响以及联轴器孔径系列标准，取d