完整版机械设计毕业课程设计计算说明书Word格式.docx

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九.设计小结

一十.参考文献

计算过程及计算说明

第一章设计任务书

题目1设计用于带式运输机的二级圆柱齿轮减速器

Pd-----电动机

工作条件：

连续单向运转，载荷平稳，空载起动，使用年限10年，小批量生产，两班制工作，运输带速度允许误差为±

5%

所选数据编号：

3

1.1相关数据要求

（1）输送带拉力F（KN）8

（2）输送带速度V（ms）0.7

（3）滚筒直径D（mm）300

1.2机械设计课程的内容

计算及设计工作

1.传动方案

2.电机选择

3.运动和动力参数计算

4.总传动比及传动分配

5.运动参数及动力计算

6.传动零件的设计计算

7.轴承的选择

8.键的选择与核算

9.箱体的设计

10.课程小结

11.参考文件

一．传动方案拟定

设计单级圆柱齿轮减速器和二级带传动

（1）工作条件：

使用年限10年，小批量生产，两班制工作，载荷平稳，环境清洁。

（2）原始数据：

滚筒圆周力F=8000N;

带速V=0.7ms;

滚筒直径D=300mm。

二．电动机选择

1.电动机类型选择：

Y系列三相异步电动机

2.电动机功率选择：

3.确定电动机转速

==

根据以上选择Y132m-4型电动机，其满载转速为1440r\min

三．计算总传动比及分配各级传动比

1.总传动比：

=

2.分配各级传动比

因=

按展开式布置，取则=

3.计算传动装置的运动参数和动力

1）各轴转速

I轴=

II轴=

III轴=

卷筒轴

2）计算各轴功率

I轴

II轴

III轴

卷筒轴

3）计算各轴转矩

II轴

五、传动零件的设计计算

1、皮带轮传动的设计计算

（1）计算功率由教材P218表13-8得：

工矿系数=1.2

==1.27.5=9Kw

（2）选择V带型号

由教材P219图13—15得：

选用B型V带

（3）确定带轮基准直径

由教材P219图13—19得：

小带轮基准直径应大于等于125mm

取dd1=180mm>

=125mm

Dd2=（n1n2）（1-）dd1=683.195mm

由教材P219图13—19取dd2=630mm

实际从动轮转速=（1-）n1dd1dd2

=（1-0.02）514.286180630=144mm

转速误差为（n2-）n2=0.00364<

0.005（允许）

（4）验算带速

V==4.847ms

在5~25ms范围内，带速合适

（5）确定带长和中心距

由教材P220得0.7（dd1+dd2）a02（dd1+dd2）

得567mma01620mm

取a0=800mm

由教材P205式13-2得

L0=2a0+1.57（dd1+dd2）+（dd1-dd2）

=1600+1271.7+63.281=2934.981mm

由教材P212表13-2得：

=3150mm

由教材P220式13-16得

a=a0+（-L0）2=800+107.51=907.51mm

（6）验算小带轮包角

=（（dd2-dd1）a）

=167.67>

120（适用）

（7）确定v带根数

由教材P14表13-3得：

P0=3.22kw

由教材P216表13-5得：

P0=0.3kw

由教材P217表13-7得：

k=0.92kw

KL=1.07kw

由教材P218式13-15得

Z==（（P0+P0）kKL）

=9（（3.22+0.3）0.921.07）=2.6

所以取z=3根

（8）计算轴上压力

由教材P212表13-1得q=0.17kgm,由式（13-17）单根v带出拉力为：

F0=（500Pc）（2.5k-1）+qv2

=286.3N

则作用在轴承上的压力FQ为

FQ=2ZFosin（12）

=23286.3sin（12）=1655.2N

2、齿轮传动的设计计算

（1）选择材料及确定需要应力

考虑减速器传递功率和闭式传动方式，齿轮采用软齿面。

高速小齿轮采用40cr调质，齿面硬度为240~260HBS,高速大齿轮采用45钢调质，齿面硬度220HBS;

低速小齿轮采用40cr调质，齿面硬度为240~260HBS,低速大齿轮45钢正火，吃面硬度200HBS.

[H]=\Sh,由教材P166表11-1得：

高速齿轮

Hlim1=700MpaHlim2=600Mpa

通用齿轮和一般工业齿轮，按一般较高可靠度要求选取安全系数，

SH=1.25，SF=1.6

[H]1=Hlim1\SH=560Mpa[H]2=Hlim2\SH=480Mpa

低速齿轮

Hlim3=700MpaHlim4=400Mpa

[H]3=Hlim3\SH=560Mpa[H]4=Hlim4\SH=320Mpa

（2）按齿面接触疲劳强度设计

由教材P168表11-2得选精度等级为七级，齿面粗糙度Ra1.6~3.2um

由教材P169表11-3得

i）低速小齿轮转矩：

T1=9.5510P1\n2=

由d1,确定有关参数如下：

传动比i齿1=2.98取小齿轮齿数Z1=20，则大齿轮齿数Z2=60

实际传动比i齿i0==3

齿数比：

u0=i0=3

由教材P175表11-6得，取d=0.9，弹性系数Ze=188.9

故得d174.63[kt1（u+1）\d（H）]=97.35mm

模数m1=

由教材P57表4-1取标准模数m=5mm

确定有关参数和系数

分度圆直径：

d1=mz1=520=100mmd2=mz2=560=300mm

齿宽b=dd1=0.9100=90

取b1=90mm，b2=95mm

计算齿轮传动的中心距a

a1=m2（z1+z2）=227.5mm

校核齿根弯曲疲劳强度

由教材P172式11-5得

F=（2KT1\bmz1）YfaYsa[H]

Yfa1=2.94Yfa2=2.32

Ysa1=1.56Ysa2=1.72

则弯曲应力[F]由教材P173得

F=HlimYstYnt\Sf

由教材P166表11-1得教材P172式11-5得

Hlim1=450MpaHlim2=600Mpa

一般可靠度选取安全系数Sf=1.6

计算齿轮上的许用弯曲应力

[F]1=FE1\Sf=281.25Mpa

[F]2=FE2\Sf=375Mpa

将所得参数带入教材P172式11-5得

F1=（2KT1\bmz1）Yfa1Ysa1=56.85Mpa[F]1

F2=（2KT2\bmz2）Yfa2Ysa2=19.53Mpa[F]1

故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够

（4）计算轮齿的圆周速度

V1==2.693m\s

ii）高速小齿轮转矩：

T1=9.5510P2\n3=

由d2,确定有关参数如下：

传动比i齿2=4.59取小齿轮齿数Z3=22，则大齿轮齿数Z4=101

实际传动比i齿10==4.59

u2=i2=4.59

模数m2=

d3=mz3=522=110mmd4=mz4=5101=505mm

齿宽b=dd1=0.9110=99

取b3=95mm，b4=100mm

a2=m2（z3+z4）=307.5mm

由教材P172式11-5得

Yfa3=2.83Yfa4=2.29

Ysa3=1.59Ysa4=1.81

由教材P166表11-1得

Hlim3=450MpaHlim4=500Mpa

[F]3=FE1\Sf=281.25Mpa

[F]4=FE2\Sf=312.5Mpa

F3=（2KT3\bmz3）Yfa3Ysa3=281.25Mpa[F]1

F4=（2KT4\bmz4）Yfa4Ysa4=312.5Mpa[F]1

V2==2.468m\s

六、轴的设计计算

输入轴的设计计算

1.按扭矩初算轴径

选用45钢调质，齿面硬度217~255HBS

由教材P245式14-2式dC（Pn），并查表14-2，取C=110

考虑有键槽，将直径增大5%，则

d=33.42（1+5%）mm=35.09mm

2、轴的结构设计

（1）轴上零件的定位安装，固定和装配二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，齿轮右面由轴肩定位，左面用套筒轴向定位，联接以平键做过度配合固定，两轴承分别以轴肩和套筒定位，则采用过度配合固定。

（2）确定轴各段直径和长度

1段：

d1=35mm长度L1=54mm

2段：

d2=45mm长度L2=57mm

3段：

初选用7210C交接处型球轴承，其内径为50mm，宽为24mm，套筒长度为28mm

d3=50mm长度L3=24+28=52mm

4段：

d4=60mm长度L4=48mm

5段：

=8817.29=3209.22N

（5）因为该轴两轴承对称，所以：

La=Lb=64mm

1）绘制轴向力简图（如图a）

2）绘制垂直弯矩图（如图b）

轴承支反力：

Fay=FBy=Fr2=1604.61N

FAz=FBz=Ft2=4408.645N

3）有两边对称知截面C的弯矩也对称，截面C处弯矩为

Mc1=FAy=1604.6164mm=

绘制水平弯矩图（如图c）1）绘制轴向力简图（如图a）

截面C的弯矩为：

Mc2=FAz=4408.64564mm=

4）绘制合弯矩图（如图d）

Mc=（Mc1+Mc2）=

5）绘制扭矩图（如图e）

转矩：

T=9.55（P2n2）×

10=

6）绘制当量弯矩图（如图f）

扭矩产生的扭切应力脉动循环变化，取=1，则截面c处的当量弯矩为：

Mec=[Mc1+Mc2]=（1567.3681+168.4804）=41.65N*m

7）校核危险截面c处的强度，由教材P245得

e=Mec（0.1d4）=19.28Mpa[-1]=80Mpa

该轴有足够的强度

中间轴的设计计算

1.按扭矩初算轴径

d（Cp3n3）mm=45.97mm

取d=50mm

（1）轴上零件的定位安装，固