《机械设计说明书》.pdf

1机械设计课程设计说明书姓名： 系别： 班级： 学号： 指导老师： 2目 录一、传动方案分析.2二、选择电动机3三、计算总传动比及分配各级的传动比5四、计算传动装置的运动和动力参数5五、V 带传动设计计算.7六、直齿圆柱齿轮传动设计计算.11七、滚动轴承的选择及校核计算 16八、轴的结构设计计算 19九、联轴器的选择计算 25十、润滑与密封26十一、参考文献28十二、设计小结293设计计算及说明结果4一、 传动方案分析传动方案分析机械设计课程设计题目：设计两级圆柱齿轮减速器减速器工作条件：每天两班制工作，载荷较平稳，连续单向运转，环境最高温度 350C，工作期限八年 （允许输送带速度误差为5%）设计的示意图如下：已知工作条件：滚筒直径 350mm，传送带运行速度 0.8m/s，输送带主轴所需扭矩 950Nm为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和拟定传动方案，可先由已知条件计算滚筒的转速，即：nw=44r/minDv100060一般常选用同步转速为 1000r/min 或 1500r/min 的电动机作为原动机，因此传动装置总的传动比约为 22 或 34，根据总传动比，可初步拟定以两级传动为主的多种传动方案。

nw=44r/min设计计算及说明结果1-电动机2-带传动3-减速器4-联轴器5-滚筒6-传送带2145635二、 选择电动机选择电动机1、电动机类型选择 根据电源及工作机工作条件，选用卧式封闭型 Y（IP44）系列三相交流异步电动机2、电动机功率的选择 1） 、工作机所需功率Pw=4.4kw9550Tnw总功率由表 24 查得 ： V 带传动=0.96；滚动轴承2=0.99圆柱1齿轮传动3= 0.97 弹性联轴器卷4=0.99 =86. 099. 097. 099. 096. 024电动机轴与高速轴 I 的效率01=0.96 高速轴与中间轴的效率120.990.97=0.96 中间轴与低速轴的效率23=0.990.97=0.96 2） 、电动机输出功率为dpwdpP故 =wdpPkw4 . 586. 04 . 4根据电动机输出功率Pw=5.1kw， 查表选择电动机的额定功率Ped=5.5 kw3.08wpkW83. 0kwPd3 . 5Ped=5.5 kw设计计算及说明结果63） 、电动机转速的选择 为了便于选择电动机转速， 先推算电动机转速的可选范围 由 机械设计课程设计表 2-1 查得 V 带的传动比范围为，两2 4vi 级圆柱齿轮减速器的传动比为,单级圆柱齿轮的传动比范18 60i 围为 36。

令两级圆柱齿轮减速器高数级齿轮传动比为 i2，低速级齿轮传动比为i3， 故电动机转速范围为nd=44*（16240）=70410560 r/min 可见同步转速为,750 / minr1000 / minr1500 /minr的电动机均符合要求 由于的电动3000 / minr3000 / minr机体积小，转速高，传动不平稳；而的电动机体积大、750 / minr重量大、价格昂贵，因此初步选同步转速分别为和1000 / minr的两种电动机进行比较，如下表：1500 /minr电动机转速r/min传动装置的传动比方案电动机型号额定功率kw同步满转电动机质量kg总传动比V带二级减速器1Y132S45.515001440682Y132M1-65.5100096084由表中数据可知，两方案均可行由于两级圆柱齿轮减速器的传动比要求在 860 范围内，相比之下，方案 1 比较适合，选定电动机型号为Y112M-42 4vi 18 60i 电 动 机型号为Y112M-4设计计算及说明结果7三、三、计算总传动比及分配各级的传动比计算总传动比及分配各级的传动比1、传动装置总传动比i=1440/44=32.732、分配各级传动比 取 V 带传动的传动比为，则两级减速器的传动比为7 . 2i i1=12.127 . 273.32两级圆柱齿轮减速器高速级齿轮传动比为i2， 低速级齿轮传动比为i3，则：=1i32ii5 . 11 . 122i 故 =3.64.32i取 =3.8 则 =3.22i3i四、计算传动装置的运动和动力参数四、计算传动装置的运动和动力参数1、各轴转速 电动机轴为 0 轴，减速器高速轴为 I 轴，中速轴为 II 轴，低速轴为 III 轴，则各轴转速分别为：01440 / minmnnrmin/5337 . 214400rinnImin/1408 . 35332rinnIIImin/442 . 31403rinnIIIIIi=32.73i1=12.123.8Fi2.83Si 01440 /minnr480 /minInr126.3 /minIInr44.6 /minIIInr8设计计算及说明结果2、各轴输入功率 按电动机额定功率计算各轴输入功率即edp=5.5kw0pedp=5.50.96=5.28kwIP=5.280.990.97=5.07kwIIp=5.070.990.97=4.87kwIIIp3、各轴转矩=9550=36.48N.m0009550NPT14405 . 5mNnPTIII.60.9453328. 595509550mNnPTIIIIII.85.34814007. 59550955095509550IIIIIIIIInpTmN.01.10574487. 44、各轴输入转速、功率、转矩如下表所示：项目电动机轴高速轴中间轴低速轴转速 r/min144053314044功率 kW5.55.285.074.87转矩N m36.4894.60348.851057.01传动比2.73.83.2 04pkW3.8IpkW3.65IIpkW3.5IIIpkW026.53TN m75.6ITN m275.99IITN m749.44IIITN m9设计计算及说明结果五、五、V 带传动设计计算带传动设计计算电动机转速， 带轮所连减速器高速轴 I 轴转速01440 /minmnnr为r/min，传动装置输入功率为。

533Inkwp1 . 51、求计算功率cp由 机械设计基础 （第五版） 查表 13-8 得， 故计算功率为 ：1.1Ak =5.61kw1 . 51 . 1 pkpAc2、选择 V 带型号 根据，由机械设计基础 （第五版）kwpc61. 501440 / minnr查图 13-15 得坐标点位于 A 型界内，故初选普通 A 型 V 带3 计算大、小带轮基准直径、1d2d由机械设计基础 （第五版）查表 13-9 可知，应不小于1d80mm，现取=90mm1d mmdnndI3 .23802. 019053314401102取 mmd25024验算带速 vvsmdnI/8 . 610006090144014. 31000601带速在范围内，符合要求5 25/m s5、求 V 带的基准长度 Ld 和中心距 a初步选中心距 a0 =1.5（d1+ d2）=1.5（90+250）=510mm就取 a0 =510mm，符合 0.7（d1+ d2） a0 1201633 .57180121add故包角合适7、计算 V 带根数 z由 n0=1440r/min，d1=90mm 得P0=1.06kw8 . 2112ddi查机械设计基础 （第五版）表 13-2 得 KL=0.99查机械设计基础 （第五版）表 13-5 得 ，16. 00p查机械设计基础 （第五版）表 13-7 得 Ka =0.96，因此4.880.990.961.060.165.61L00kkpppc现取 z=5作用在轴上的压力 F0NqvKZVPFC13715 . 250020 （q=0.1kg）作用在轴上的压力NFFQ13552163sin137522sin210 带轮的宽度 BB=（z-1）e+2f=（5-1）15+210=80mmda =dd+2ha=250+5.5=255.5mm六、圆柱齿轮传动设计计算六、圆柱齿轮传动设计计算 减速器高速级齿轮传动比为，高速轴转速，8 . 32imin/533rnI传动功率为，支持圆柱齿轮采用软齿面制造kwpI28. 56.78/vm s0532.5amm01651.8Lmm614amm111、第一对齿轮的计算1）选择材料及确定许用应力，采用硬齿面的组合小齿轮用 45 钢 表面淬火， 齿面硬度为 4050HRC， Hlim =1140MPa， FE =700MPa；大齿轮用 45 钢表面淬火，齿面硬度为 4050 HRC，Hlim =1140MPa，FE =700MPa取 SF=1.25,SH =1ZH=2.5,ZE =189.8F1 =F2 = MPaSFFE56025. 17001H1 =H2 = MPa114011140SHimS2）按齿轮的弯曲强度设计计算齿轮按 8 级精度制造。

取载荷系数 K=1.5，齿宽系数d=0.6，小齿轮上的转矩 T1=N.m466105 . 953328. 51055. 91055. 9IInP初选螺旋角 =15齿数 取 Z1=20 则 Z2=3.820=76，实际传动比为 i=76/20=3.8齿形系数 ，2 .2215cos2031V8415cos7632V查图 118 得YFa1=2.83，YFa2=2.25，Ysa1=1.58，Ysa2=1.78因故 应0071. 056078. 125. 20080. 056058. 183. 2222111FSaFaFSaFa对小齿轮进行弯曲强度计算 法向模数 097. 2cos232121211FFaFadnkTm现取m =2.5mmn设计计算及说明结果12中心距 124.095mmcos221nma取 a=125mm确定螺旋角 = arcos m （Z1+Z2）/2a=16.3n齿轮分度圆直径 d =52.083mm 即d1=52.083mmd2=197.917mm齿宽 b=d d=0.552.083=26.042mm取 b2=30mm，b1=35mm3）强度齿面接触强度mpauubdKTHEH12.9028 . 38 . 4083.5235105 . 95 . 123 .16cos5 . 28 .1891.224211H=902.12MPa1140MPa 安全4）齿轮的圆周速度smndv/45. 1100060533083.5214. 310006011对照表，选 8 级制造精度是合适的5) 齿轮的几何参数齿顶高 ha=m=2.5mm ， 齿根高 hf=1.252.5=3.125mm全齿高 h=ha+hf =5.625mm齿顶圆da1=d1+2ha=52.083+5=57.083mm da2=197.917+5=202.917mm齿根圆直径df1=d2 hf =45.833mm，df2=191.667mm2、第二对齿轮的计算1）选择材料及确定许用应力，采用硬齿面的组合小齿轮用 45 钢 表面淬火， 齿面硬度为 4050HRC， Hlim =1140MPa， FE =700MPa；大齿轮用 45 钢表面淬火，齿面硬度为 4050 HRC，Hlim =1140MPa，FE =700MPa取 SF=1.25,SH =1ZH=2.5,ZE =189.8F1 =F2 = MPaSFFE56025. 1700111644z coszmdn13H1 =H2 = MPa114011140SHimS2）按齿轮的弯曲强度设计计算齿轮按 8 级精度制造。

取载荷系数 K=1.3，齿宽系数d=0.6，小齿轮上的转矩 T1=N.m566105 . 314007. 51055. 91055. 9IIIInP初选螺旋角 =15齿数 取 Z3=23 则 Z4=3.221=73.6，实际传动比为 i=7422. 32168齿形系数 ，52.2515cos2131V11.8215cos7432V查图 118 得YFa1=2.79，YFa2=2.26，Ysa1=1.58，Ysa2=1.75因故 应0071. 056075. 126. 2。