机械设计课程设计-带式运输机用单级直齿圆柱齿轮减速器Word格式文档下载.docx
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2
零件图2张
A3图纸
3
设计计算说明书1份
电子版
目录
第一章系统总体方案设计.....................................2
第二章电动机的选择及减速器相关性能参数计算........................3
第三章带传动的设计计算............................................6
第四章齿轮的设计计算.........................................11
第五章轴的设计计算....................................17
第六章轴承、键和联轴器的选择......................................22
第七章减速器的润滑、密封及附件的选择确定.........................25
第八章减速器箱体主要结构尺寸计算...........................27
设计小结.......................................................30
参考文献.......................................................30
第一章系统总体方案设计
1传动方案特点
1.组成：
传动装置由电机、V带、减速器、工作机组成。
2.特点：
齿轮相对于轴承对称分布。
3.确定传动方案：
考虑到电机转速高，V带具有缓冲吸振能力，将V带设置在高速级。
选择V带传动和一级直齿圆柱齿轮减速器。
2计算传动装置总效率
查出各个传动件的效率：
带传动：
h1=0.96
齿轮传动的轴承：
h2=0.99
齿轮传动：
h3=0.98
联轴器：
h4=0.97
卷筒轴的轴承：
h5=0.98
卷筒：
h6=0.94
由电动机至工作机之间的总效率：
hha=h1*h22*h3*h4*h5*h6
=0.96×
0.992×
0.98×
0.97×
0.94=0.82
第二章电动机的选择及减速器相关性能参数计算
1、选择电动机的类型
按已知的工作要求和条件，选择Y系列三相异步电动机。
2、电动机的选择
圆周速度v:
v=1.25m/s
工作机的功率Pw:
Pw=F×
V1000=4350×
1.251000=5.44Kw
电动机所需工作功率为:
Pd=Pwηa=5.440.82=6.63Kw
工作机的转速为:
n=60×
1000VπD=60×
1000×
1.25π×
265=90.13r/min
传动比范围：
V带：
i1=2~4
减速器的传动比：
i2=3~5
合理传动比：
i`=6~20
电机转速范围：
n=i`ηa=（6~20）×
90.13
=540.78~1802.6r/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Y160M-6的三相异步电动机，额定功率为7.5KW,满载转速nm=970r/min，同步转速1000r/min。
3、确定传动装置的总传动比和分配传动比
（1）总传动比：
、为:
ia=nmn=97090.13=10.76
（2）分配传动装置传动比:
ia=i1×
i2
式中i1、i2分别为带传动和减速器的传动比。
为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取i1=2.5，则减速器传动比为
i=iai1=10.762.5=4.3
4、各轴的动力参数
（1）各轴转速:
输入轴：
nI=nmi1=9702.5=388r╱min
输出轴：
nII=nIi=3884.3=90.23r/min
卷筒轴：
n3=nII=90.23r/min
（2）各轴输入功率:
PI=Pd×
η1=6.63×
0.96=6.36Kw
PII=PI×
η2×
η3=6.63×
0.99×
0.98=6.17Kw
：
P3=PII×
η4=6.17×
0.97=5.93Kw
（3）各轴输入转矩:
电动机轴输出转矩：
Td=9550×
Pdnm=9550×
6.63970=65.27Nm
TⅠ=Td×
i1×
h1=65.27×
2.5×
0.96=156.648Nm
TII=TⅠ×
i2×
h2×
h3=156.48×
4.3×
0.98=653.51Nm
工作机轴：
T3=T2×
h4=653.51×
0.97=627.57Nm
第三章带传动的设计计算
1、V带的设计与计算
1.确定计算功率Pca
由表查得工作情况系数KA=1.1，故
Pca=KAPd=1.1×
6.63=7.293kw
2.选择V带的带型
根据Pca、nm由图选用B型。
3.确定带轮的基准直径dd并验算带速v
1）初选小带轮的基准直径dd1。
由表，取小带轮的基准直径dd1=140mm。
2）验算带速v。
按课本公式验算带的速度
v=πdd1nm60×
1000=π×
140×
97060×
1000=7.11m╱s
因为5m/s<
v<
30m/s，故带速合适。
3）计算大带轮的基准直径。
根据课本公式，计算大带轮的基准直径
dd2=i1dd1=2.5×
140=350mm
根据课本查表，取标准值为dd2=355mm。
4.确定V带的中心距a和基准长度Ld
1）根据课本公式，初定中心距a0=500mm。
2）由课本公式计算带所需的基准长度
Ld0≈2a0+π2dd1+dd2+dd2-dd124a0=2×
500+π2140+355+355-14024×
500=1800.66mm
由表选带的基准长度Ld=1950mm。
3）按课本公式计算实际中心距a0。
a≈a0+Ld-Ld02=500+1950-1800.662=574.67mm
按课本公式，中心距变化范围为:
amin=a-0.015Ld=545.42mm
amax=a+0.03Ld=633.17mm
5.验算小带轮上的包角a1
α1≈180°
-dd2-dd1×
57.3°
a=180°
-355-140×
475=158.56>
120°
6.计算带的根数z
1）计算单根V带的额定功率Pr。
由dd1=140mm和nm=970r/min，查表得P0=2.1kW。
根据nm=970r/min，i1=2.5和B型带，查表得DP0=0.30kW。
查表得Ka=0.95，查表得KL=0.97,于是
Pr=P0+ΔP0KαKL=2.1+0.3×
0.95×
0.97=2.21kw
2）计算V带的根数z
z=PcaPr=7.2932.21=3.29
取4根。
7.计算单根V带的初拉力F0
由表查得B型带的单位长度质量q=0.170kg/m，所以
F0=500×
2.5-KαPcaKαzv+qv2=500×
2.5-0.95×
7.2930.95×
4×
7.11+0.170×
7.112=217.79N
8.计算压轴力FP
Fp=2zF0sinα12=2×
217.79×
sin158.62=1284.02N
9.主要设计结论
带型
B型
根数
4根
小带轮基准直径dd1
140mm
大带轮基准直径dd2
355mm
V带中心距a
574.67mm
带基准长度Ld
1950mm
小带轮包角α1
158.6°
带速
7.11m/s
单根V带初拉力F0
217.79N
压轴力Fp
1284.02N
2、带轮结构设计
1.小带轮的结构设计
1）小带轮的结构图
2）小带轮主要尺寸计算
代号名称
计算公式
代入数据
尺寸取值
内孔直径d
电动机轴直径D
D=42mm
42mm
分度圆直径dd1
da
dd1+2ha
140+2×
3.50
147mm
d1
（1.8~2）d
（1.8~2）×
42
84mm
B
（z-1）×
e+2×
f
（4-1）×
19+2×
11.5
80mm
L
（1.5~2）B
（1.5~2）×
80
120mm
2.大带轮的结构设计
1）大带轮的结构图
2）大带轮主要尺寸计算
输入轴最小直径
D=32mm
32mm
分度圆直径dd2
355+2×
362mm
32
64mm
（1.5~2）d
64
第四章齿轮的设计计算
1、选精度等级、材料及齿数
（1）材料选择：
由表选小齿轮材料为40Cr调质处理，硬度范围取为280HBS，大齿轮材料为45钢调质处理，硬度范围取为240HBS。
（2）一般工作机器，选用7级精度。
（3）选小齿轮齿数Z1=24，大齿轮齿数Z2=24×
4.3=103.2，取Z2=103。
（4）压力角a=20°
2.按齿面接触疲劳强度设计
（1）由式试算小齿轮分度圆直径，即
d1t≥ 32KT1φdu+1uZEZHZεσH2
1）确定公式中的各参数值。
①试选载荷系数KHt=1.3。
②计算小齿轮传递的转矩
T1=9.55×
103P1n1=9.55×
106×
6.36970=6.26×
104Nmm
③选取齿宽系数φd=1。
④由图查取区域系数ZH=
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