华南理工大学机械课程设计报告计算.doc

- -华南理工大学课程设计说明书题目　 单级圆柱齿轮减速器院（系）专 业 班 级学 号 学 生 专业教研室、研究所负责人指导教师2011年1月15日华 南 理 工 大 学课 程 设 计 （ 论 文 ） 任 务 书兹发给班学生课程设计（论文）任务书，内容如下： 1． 设计题目： 单级齿轮减速器 2． 应完成的项目：（1）减速器的装配图一X（A1） （2）齿轮零件图一X（A3或者A2） （3）轴零件图一X（A3或者A2） （4）设计说明书一份3． 参考资料以及说明：（1）《机械设计课程设计》 （2）《机械设计基础》 （3）《机械设计手册》 4． 本设计（论文）任务书于2011年1月3日发出，应于2011年1月14日前完成，然后进行答辩。

专业教研室、研究所负责人审核年月日指导教师 签发年月日课程设计（论文）评语：课程设计（论文）总评成绩：课程设计（论文）答辩负责人签字：年 月 日设　计　说　明　书设计及说明结 果一、传动方案的确定（如下图）采用普通V带传动加一级斜齿轮传动二、原始数据a) 带拉力： F=6430N b) 带速度： v=1.62m/s c) 滚筒直径： D=430mmd) 滚筒及运输带效率η=0.96e) 载荷轻微冲击，总传动比误差5%，f) 室内工作，两班制，工作年限5年，环境最高温度35℃，小批量生产三、确定电动机的型号1．选择电动机类型：选用Y系列三相异步电动机2．选择电动机功率运输机主轴上所需要的功率：传动装置的总效率：其中，查《课程设计》表2-3，，V带传动的效率，　　　　　　　 ，闭式圆柱齿轮的效率（精度等级8），滚子轴承的效率，　　　　　　　 ，十字滑块联轴器的效率， =0.99，工作机的效率，　　　　　　 所以： 电动机所需功率：查《课程设计》152页的表16-1，取电动机的额定功率为15kW3．选择电动机的转速工作机的转速：根据《课程设计》第5页表2-2，V带传动比X围＝2～4，单级圆柱齿轮（闭式，斜齿）传动比＝3～6，电动机转速X围：选择电动机同步转速为1000r/min,满载转速nm=970 r/min。

四、确定传动装置的总传动比及各级分配传动装置得总传动比 ：取V带传动比：；单级圆柱齿轮减速器传动比：验证滚筒转速误差： （=/i）1．计算各轴的输入功率电动机轴　　　　　轴Ⅰ（高速轴）　　轴Ⅱ（低速轴）　　2．计算各轴的转速电动机轴 　　　nm=970 r/min轴Ⅰ轴Ⅱ3．计算各轴的转矩电动机轴　　　　　　轴Ⅰ轴Ⅱ4．上述数据制表如下：参数轴名输入功率（）转速（）输入转矩（）传动比效率电动机轴13.761970135.53.00.95轴Ⅰ（高速轴）13.072323.33864.50.96轴Ⅱ（低速轴）12.68071.9641683五、传动零件的设计计算1．普通V带传动的设计计算① 确定计算功率，根据《机械设计基础》216页表12-3，此处为带式运输机，载荷变动小，每天两班制工作16小时，选择工作情况系数＝1.2② 选择V带型号根据《机械设计基础》216页图12-10，此处功率=16.513kW与小带轮的转速=970r/min，选择B型V带，d=112～200mm③ 确定带轮的基准直径根据《机械设计基础》217页表12-4、12-5，取小带轮直径 =160mm，大带轮的直径④ 验证带速在5m/s～25m/s之间。

故带的速度合适⑤ 确定V带的基准长度和传动中心距初选传动中心距X围为：0.7（）≤≤2（），即4481280，初定=500mmV带的基准长度：根据《机械设计基础》表12-2，选取带的基准直径长度实际中心距：⑥ 验算主动轮的包角故包角合适⑦ 计算V带的根数z由，=160mm，根据《机械设计基础》表12-5、12-6， ； 根据《机械设计基础》表12-7，根据《机械设计基础》表12-2，　　　　取z=6根⑧ 计算V带的合适初拉力根据《机械设计基础》131页表10-1，q=0.11⑨ 计算作用在轴上的载荷V带轮的结构设计（根据《机械设计基础》表10-8）（单位：mm） 带轮尺寸小带轮大带轮槽型BB基准宽度1414基准线上槽深3.53.5基准线下槽深10.810.8槽间距190.4190.4槽边距11.511.5轮缘厚7.57.5外径内径4040带轮宽度带轮结构实心式轮辐式V带轮采用铸铁HT200制造，其允许的最大圆周速度为25m/s.2．齿轮传动设计计算（1）选择齿轮类型，材料，精度，及参数① 选用斜齿圆柱齿轮传动（外啮合）② 选择齿轮材料（考虑到齿轮使用寿命较长）：小齿轮材料取为45号钢，调质， (GB699-1988)大齿轮材料取为45号钢，调质， (GB699-1988)③ 选取齿轮为8级的精度（GB 10095－1998）④ 初选螺旋角 β＝16o⑤ 选小齿轮的齿数28；大齿轮的齿数=4.528=125.8 取z=126（2）按齿面接触疲劳强度设计① 中心距式中： 根据《机械设计基础》图10—24，对小齿轮：对大齿轮：，根据《机械设计基础》表10-5 ，软齿面。

所以：，选用：K，载荷系数，根据《机械设计基础》表10-5，此处中等冲击，原动机为电动机，选用K=1.2，齿宽系数，中型载荷=0.4U，齿数比，U=4.5取=240mm② 计算模数根据《机械设计基础》表10-1，取模数标准值 修正螺旋角验算模数：又因为在8度到20度之间，合适⑤ 计算两齿轮分度圆直径 小齿轮 大齿轮 ⑥ 计算齿宽 小齿轮齿宽（齿轮轴）　　　大齿轮齿宽（大齿轮）　　　（3）校核弯曲疲劳强度① 　　　　　　　其中，根据《机械设计基础》表10-5 ，软齿面K =1.2，根据《机械设计基础》表10-4齿形系数，根据《机械设计基础》图10-23 ，，弯曲疲劳强度极限，根据《机械设计基础》图10-24 　　均满足弯曲疲劳强度要求② 齿轮传动的几何尺寸，制表如下：(详细见零件图)名称代号计算公式结果小齿轮大齿轮中心距240mm传动比4.5法面模数设计和校核得出3．0端面模数3．17法面压力角标准值螺旋角一般为齿顶高3．0mm齿根高3．75mm全齿高6．75mm齿数Z28126分度圆直径87．27mm392．73mm齿顶圆直径=+293．27mm398．73mm齿根圆直径dfdf =-2.579．77mm385．23mm齿轮宽b106mm96mm螺旋角方向查表7-6右旋左旋（4）齿轮的结构设计小齿轮采用齿轮轴，大齿轮采用腹板式六、减速器铸造箱体的主要结构尺寸设计根据《机械设计课程设计》14页表3-1经验公式，列出下表：名称代号尺寸计算结果（mm）底座壁厚0.025a+1≥7.58箱盖壁厚(0.8~0.85) ≥88底座上部凸缘厚度h0(1.5~1.75) 14箱盖凸缘厚度h1(1.5~1.75) 14底座下部凸缘厚度h2(2.25~2.75) 20底座加强肋厚度e(0.8~1) 8底盖加强肋厚度e1(0.8~0.85) 6.8地脚螺栓直径d216地脚螺栓数目n表3-46轴承座联接螺栓直径d20.75d12箱座与箱盖联接螺栓直径d3(0.5~0.6)d8轴承盖固定螺钉直径d4(0.4~0.5)d8视孔盖固定螺钉直径d5(0.3~0.4)d6轴承盖螺钉分布圆直径D1125,140轴承座凸缘端面直径D2140,155螺栓孔凸缘的配置尺寸c1\c2\D0表3-215, 13, 20地脚螺栓孔凸缘的配置尺寸c’1\c’2\D’0表3-325，23，45箱体内壁与齿轮距离△≥1.210箱体内壁与齿轮端面距离△1≥12底座深度H0.5da+(30~50)240外箱壁至轴承座端面距离l1c1+c2+(5~10)33七、轴的设计1．高速轴的设计（1）选择轴的材料：选取45号钢，调质，HBS＝230（2）初步估算轴的最小直径根据《机械设计基础》282页表16-2，取=110，（3）轴的结构设计因为与V带联接处有一键槽，所以直径应增大5%，考虑带轮的机构要求和轴的刚度，取装带轮处轴径dmin=40mm，根据密封件的尺寸，选取小齿轮轴径为d=60mm。

1) 两轴承支点间的距离：L1 = B1 + 2Δ1 + 2Δ2 + T， 式中：，小齿轮齿宽，，箱体内壁与小齿轮端面的间。