机械设计基础课程设计设计计算说明书单级直齿圆柱齿轮减速器

1、机械设计基础课程设计设计计算说明书设计题目 单级直齿圆柱齿轮减速器 _成人教育_学院（系）机电一体化专业 班级 Y04112 学号10 设计人_ 指导教师_ 完成日期_2007年4月13日 上海工程技术大学目录1. 设计任务书32. 传动方案的分析与拟定33. 电动机的选择与计算34. 传动比的分配与装置运动及动力参数的选择和计算45. 带传动的设计计算76. 斜齿轮的设计计算87. 轴的结构设计及校核计算128. 滚动轴承的选择及校核计算209. 键联接的选择与校核2510. 参考资料29 设 计 任 务 书一、 程设计题目：设计带式运输机传动装置（简图如下）原始数据：运输机工作转矩T/(N.m)1800运输机带速V/(m/s)1.2卷筒直径D/mm360工作条件：连续单向运转，工作时平稳，清洁：使用期限为20年，小批量生产，2班制工作（16小时/天）。运输速度允许误差为。 方案设计分析计算及说明结果3.电动机的选择与计算(1)总效率1*2*3*3*3*4*50.960.980.980.980.980.99 0.960.84；1为带的效率，2为齿轮的传动效率，3为一对轴承的效率，4为

2、联轴器的效率，5为工作机的效率,(2)工作机工作功率Pw=Fv /1000=1300*1.55/1000=2.015(3)电动机工作功率电动机所需工作功率为：PdPw/2.015/0.842.4KW(4)电动机的选择执行机构卷筒的转速为n60*1000v/D=60*1000*1.55/3.14/250=118.47r/min，经查表按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动比i124，单级圆柱斜齿轮减速器传动比i36，则总传动比合理范围为i624，电动机转速的可选范围为ninw（624）118.47710.8282843.28r/min。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选定型号为Y132S6的三相异步电动机，额定功率为3kW，满载转速nm960r/min，同步转速1000r/min。4.传动装置的总传动比和传动比分配（1）总传动比由选定的电动机满载转速nm和工作机主动轴转速nw，可得传动装置总传动比为inm / nw960/118.478.10（2）传动装置传动比分配ii1i2i3 式中i1为带传动，i2为齿轮的传动比, i3为联轴器的传动比。为使V带传

3、动外廓尺寸不致过大，初步取i12.0，则减速器传动比为i4i/i122.813/2.011.48。根据各原则，查图得高速级传动比为i23.8，则i3i4/i23.05.传动装置运动和动力参数的计算（1） 各轴转速nnm=1460r/minnn/ i1nm / i1 =1460/2730 r/minnn/i2 = nm/（i1i2）730/3.8=192.11 r/min nn/i3= nm/（i1i2i3）64r/min =n （2）各轴输入功率PPd =13.54kwPP12Pd 12 13.540.960.9812.74 kWPP23 Pd 122312.740.980.9912.36 kW PP34 Pd 12233412.360.980.9911.99 kWPP45Pd 1223344511.990.980.9711.40 kW（） 各轴输入转矩轴 T9550 P/ n=955013.54/1460=88.57 Nm轴 T9550 P/ n=955012.74/730=166.67Nm轴 T9550 P/ n=955012.36/192.11=614.43Nm轴 T9550 P

4、/ n=955011.99/64=1789.13Nm轴 T9550 P/ n=955011.40/64=1701.10Nm因为(1800-1701.10)/1800120，包角合适。确定v带根数z因90mm，小带转速n=1460r/min，传动比i=3.0,查表得单根v带所能传递的功率Po=0.36kw，功率增量Po=0.03kw，包角修正系数K=0.95，带长修正系数KL=0.93，则由公式得z= Pca /( Po+Po)*K*KL=2.64/(0.36+0.03)*0.95*1.04=6.85故选7根带。确定带的初拉力单根普通带张紧后的初拉力为Fo=500Pca(2.5/K -1)/vz+qv2 =500*2.64*(2.5/0.95 -1)/(20.25*7)+0.06*20.252=N计算作用在轴上的压轴力Fp=2Z* Fo*sin（1/2）=2*7*39.8* sin（160/2）=548.7N.齿轮的设计计算（一）高速级齿轮传动的设计计算选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮（1）按图1所示的传动方案，选用

5、直齿圆柱齿轮传动。（2）齿轮材料及热处理 大小齿轮材料为40Cr。经调质及表面淬火，齿面硬度为4855HRC， (3) 齿轮精度 运输机转速不高，故选用7级精度（GB10095-88）（4）确定齿数z 硬齿面，故取z125，z2i2z13.82595 传动比误差 iuz2/ z195/253.8, i=|(3.8-3.8)/3.8|=05% 允许按齿面接触强度设计 d1t 1) 确定公式内的各计算数值(1) 初选齿宽系数d ：因大、小齿轮均为硬齿面且按非对称布置，故宜选取稍小的齿宽系数，由(表10-7)查得d 0.8(2) 初选螺旋角初定螺旋角14(3) 由（图10-21e）查得Hlim1Hlim21100Mpa(4) 计算应力循环次数 N160* n*j*L h =60*730*1*(2*8*365*20)=N2N1/i=/3.8=由（图10-19）KHN10.90，KHN20.95(5)计算接触疲劳许用应力（失效概率1，安全系数S=1）H 1KHN1Hlim1 / S0.9*1100=990 MpaH 2KHN2Hlim2 / S0.95*1100=1045 MpaH （H 2+H

6、 2）/2（990+1045）/2=1017.5 Mpa2）计算（1）计算小齿轮分度圆直径d1t =47.58mm（2）计算圆周速度（3）计算齿宽b及模数mnt ， ，（4）计算纵向重合度 =1.59 由(图10-28)查得螺旋角影响系数（5）计算当量齿数 查取齿形系数(表10-5)得 （6） 计算载荷系数K使用系数KA 工作机均匀平查得接触疲劳寿命系数稳，所以查表得KA1.00 动载荷系数KV 估计齿轮圆周速度v1.82m/s 查(图10-8)得KV1.08;由(表10-3)查得;从(表10-4)的硬齿面齿轮栏查得小齿轮相对支承非对称布置、6级精度、时：考虑齿轮为7级精度，取，故载荷系数 另由（图10-13）查得（7）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 （8）计算模数mn 3按齿根弯曲疲劳强度设计 1）确定计算参数（1）计算载荷系数 由（图10-20d）查得齿轮的弯曲疲劳强度极限；由（图10-18）查得弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.85 ，KFN2=0.88计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4,计算大、小齿轮的并加以比较 小齿轮的数值较大。设计计算： 对此计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数mn与由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数相差不大，取标准值mn2 mm，取分度圆直径d1=50.893mm 取z1=25，则，取z2=954几何尺寸计算1）计算中心距 将中心距圆整为124mm2）按圆整后的中心距修正螺旋角因改变不多，故参数、等不必修正。3）计算大、小齿轮的分度圆直径 4）计算齿轮宽度圆整后取B2=42mm B1=47mm（二）低速级齿轮传动的设计计算选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数考虑此减速器的功率及现

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