机械设计课程设计计算说明书

1、机械设计课程设计计算说明书一、传动方案拟定2二、电动机的选择2三、计算总传动比及分配各级的传动比4四、 运动参数及动力参数计算5五、传动零件的设计计算6六、轴的设计计算12七、滚动轴承的选择及校核计算19八、键联接的选择及计算22九联轴器的选择. 十. 润滑与密封. 十一.参考文献计算过程及计算说明一、传动方案拟定第二组：设计单级圆柱齿轮减速器和一级V带传动（1）工作条件：使用年限8 年，工作为二班工作制，载荷平稳，环境清洁（2）原始数据：滚筒圆周力F=900N；带速V=2.3m/s；滚筒直径D=400mm；滚筒长度L=500mm。二、电动机选择1、电动机类型的选择： Y 系列三相异步电动机2、电动机功率选择：（1）传动装置的总功率：n总=n带*n2轴承*n齿轮*n联轴器*n滚筒=0.96x0.982x0.97x0.99x0.96=0.85（2）电机所需的工作功率：p 工作=Fv/iooon 总=900x2.3/1000x0.85=2.44KW3、确定电动机转速：计算滚筒工作转速：n 筒=60x1000V/nD=60x1000x2.3/3.14x400=109.87r/min按手册推荐

2、（P90,表2-11-1）的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围 Ia=36。取V带传动比11=24，则总传动比理时范围为la=624。故电动机转速的可选 范围为nd=laxn筒nd=（624） x109.87=659.222636.88r/min符合这一范围的同步转速有750、1000、和 1500r/min。根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号：因此有三种传支比方案。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，可见第 2 方案比较 适合，则选 n=1000r/min 。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Y132S-6。 其主要性能：额定功率：3KW，满载转速960r/min,额定转矩2.0,质量63kg。三、计算总传动比及分配各级的伟动比1、总传动比：匚总=门电动/n筒=960/109.87=8.742、分配各级伟动比(1) 据指导书P90表2-11-1,取齿轮i齿轮=6(单级减速器i=36合理)(2) Vi总9齿轮xi带.i 带=i 总/i 齿轮=8.74/6=1.46四、运

3、动参数及动力参数计算1、计算各轴转速(r/m in)nI=n 电机=960r/minnll=nI/i 带=960/1.46=657.53(r/min)nIII=nII/i 齿轮=657.53/6=109.59(r/min)2、计算各轴的功率(KW)PI=P 工作=2.44KWPII=PI*n 带=2.44x0.96=2.34KWPIII=PII*n 轴承xn 齿轮=2.34x0.98x0.96=2.20KW3、计算各轴扭矩(Nm)TI=9.55x1000PI/nI=9.55x1000x2.44/960=24.27NmTII=9.55x1000PII/nII=9.55x1000x2.34/657.53=33.99NmTIII=9.55x1000PIII/nIII=9.55x1000x2.20/109.59=191.71Nm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 带截型由课本P132表8.21得：kA=1.2PC=KAP=1.2x3=3.9KW由课本P134图8.13得：选用A型V带( 2) 确定带轮基准直径，并验算带速由课本得，推荐的小带轮基准直径为7510

4、0mm则取 dd1=100mmdmin=75dd2=n1/n2 dd1=960/657.53x100=146.0mm由课本 P116表 8.3,取 dd2=150mm实际从动轮转速 n2=n1dd1/dd2=960x100/150=640r/min转速误差为：(n2-n2)/n2=(657.53-640)/657.53=0.0270.05(允许)带速 V： V=ndd1 n1/60x1000=3.14x100x960/60x1000=5.03m/s在 525m/s 范围内,带速合适。(3) 确定带长和中心矩根据课本P134式(8.14)得0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)0.7(100+150)a02x(100+150)所以有： 175mma01200(适用)( 5)确定带的根数根据课本 P127 表(8.9)P0=0.97KW根据课本 P131 式(8.11)AP0=0.11KW根据课本 P131 图(8.11)Ka=0.96根据课本 P118表(8.4)KL=0.96由课本P135式(8.18)得Z=PC/P=PC/(P0+AP0)KaKL=3.9/(0.97+0.1

5、1) x0.96x0.96=3.4(6)计算轴上压力由课本P124表8.6查得q=0.1kg/m，由式(8.19)单根V带的初拉力:F0=500PC/ZV(2.5/Ka-1)+qV2=500x3.9/4x5.03x(2.5/0.96-1)+0.1x5.032N=158.01N则作用在轴承的压力FQ，由课本P135式(8.20)FQ=2ZF0si na1/2=2x4x158.01si n167.6/2=1256.7N2、齿轮传动的设计计算( 1 )选择齿轮材料及精度等级 考虑减速器传递功率不在，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用 40Cr 调质，齿面硬度为 240260HBS。大齿轮选用45钢，调质，齿面硬度220HBS；根据课本P211表10.22选7级精度。齿面精糙度Ra1.63.2pm(2) 按齿面接触疲劳强度设计由 d“76.43(kT1(u+1)/guoH2)1/3由式(10.21)确定有关参数如下：传动比i齿=6取小齿轮齿数Z1=20。则大齿轮齿数：Z2=iZ1=6x20=120实际传动比 i0=120/2=60传动比误差： i-i0/I=6-6/6=0%76.43(kT1(u+

6、1)/duoH2)1/3=76.431x50021.8x(6+1)/0.9x6x34321/3mm=48.97mm模数： m=d1/Z1=48.97/20=2.45mm根据课本P172表10.3取标准模数：m=2.5mm(6) 校核齿根弯曲疲劳强度根据课本P195(10.24)式oF=(2kT1/bm2Z1) YFaY SaSoH确定有关参数和系数分度圆直径：d1=mZ1=2.5x20mm=50mm d2=mZ2=2.5x120mm=300mm齿宽：b=gd仁0.9*50mm=45mm取 b=45mm b1=50mm(7) 齿形系数YFa和应力修正系数YSa根据齿数Z1=20,Z2=120由表10.13和表10.14得YFa1=2.80YSa1=1.55YFa2=2.14YSa2=1.83(8) 许用弯曲应力oF根据课本P189(10.14)式:oF= oFlim YSTYNT/SF由课本图10.25查得：oFlim1=290Mpa oFlim2 =210Mpa 由图10.27查得： YNT1=0.88 YNT2=0.9试验齿轮的应力修正系数YST=2按一般可靠度选取安全系数SF=1.

7、25 计算两轮的许用弯曲应力oF仁oFliml YSTYN T1/SF=290*2x0.88/1.25Mpa =408.32MpaoF2=oFlim2 YSTYN T2/SF =210x2x0.9/1.25Mpa =302.4Mpa将求得的各参数代入式(10.24)oF1=(2kT1/bm2Z1)YFa1YSa1=(2x1x50021.8/45x2.52x20) x2.80x1.55Mpa=77.2Mpa oF1oF2=(2kT1/bm2Z2)YFa1YSa1=(2x1x50021.8/45x2.52x120) x2.14x1.83Mpa=11.6Mpa115 x(2.304/458.2)1/3mm=19.7mm考虑有键槽，将直径增大 5%，则d=19.7x(1+5%)mm=20.69mm.选 d=22mm 2、轴的结构设计(1 )轴上零件的定位，固定和装配 单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面 用套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩和大筒定位，则采用过渡 配合固定(2) 确定轴各段直径和长度工段：d1=22mm 长度取L1=50mm/ h=2c c=1.5mmII 段:d2=d1+2h

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