变速箱设计Word文件下载.docx

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1.3

滚筒直径/mm

160

设计任务要求：

1、减速器装配图纸一张（A3图纸）

2、轴、齿轮零件图纸各张（A3图纸）

3、设计说明书一份

第二章

电动机的选择

1、类型与结构形式的选择：

按已知的工作要求和条件，选用Y型三相异步电动机。

2、确定电动机的功率

（1）工作机最大的使用功率：

Pw=Fv/1000ηw

=2.98Kw

（2）电机至工作机的总效率:

η总=η带×

η2轴承×

η齿轮×

η联轴器×

η滚筒

=0.96×

0.9801×

0.97x0.99x0.96

=0.8674

则电动机所需功率Pd`=Pw/η

=3.1KW

（3）选择电动机额定功率Pd

因该运输机载荷变化不大，电动机额定功率Pd只需略大于Pd`即可，

查表9-1取Pd=4kw

3、选择电动机转速Nw。

滚筒轴的工作转速Nw=60×

1000V/πD=60×

1000x1.3/3.14x160

=155r/min

按《机械零件课程设计》P11表3-2推荐的传动比合理范围，取V带传动比iv=2~4;

一级直齿轮传动比ic=3~5，则总传动比的推荐范围：

i=ivxic=6~20

电动机的转速可选范围：

Nd=ixNw=（6~16）x105.1=612~2040r/min

由P115表9-1知：

符合这一范围的同步转速有710、960、和1420r/min。

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960r/min比较适合。

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Y132M1-6其主要性能：

额定功率：

4KW，满载转速960r/min，额定转矩2.2。

第三章

计算总传动比及分配各级的传动比

（1）装置总传动比i=nd/nw=960/155=6.19

（2）分配传动装置各级传动比取iv=2.4为使V带轮的轮

廓尺寸不致过大，分配时传动比应保证iv<

ic∵i=ivxic

∴ic=3.92

第四章

运动参数及动力参数计算

（1）计算各轴转速

Ⅰ轴：

nd/iv=400r/min

Ⅱ轴：

nⅠ/ic=102r/min

滚筒轴：

n=nⅡ=155r/min

（2）计算各轴的功率

Pdxη带=4x0.96=3.84kw

Ⅱ轴：

pⅠxη轴承×

η齿轮=3.84x0.99x0.97=3.69kw

（3）计算各轴的转矩

电动机轴Td=9550xPd/nd=9550x3/1420=39.79N·

m

Ⅰ轴TⅠ=9550xpⅠ/nⅠ=9550x2.88/405.7=91.68N·

Ⅱ轴TⅡ=9550xpⅡ/nⅡ=9550x2.77/105=345.5N·

将以上数据整理后如下表：

轴号

功率kw

转矩N.m

转速r/min

电机主轴

4

39.79

960

Ⅰ轴

3.84

91.68

400

Ⅱ轴

3.69

345.5

102

卷筒轴

3.62

222.5

155

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P131表9.7知:

KA=1.2,PC=KAP=1.2×

4=4.8KW　　（课本式9.19）

　　　由课本P131图9.9得：

选用A型V带

（2）确定带轮基准直径，并验算带速

由课本表9.8知推荐的小带轮基准直径为80~100mm，d1≥dmin的要求，取d1=100mm

按式（课本9.20）得

d2=d1•n1/n2=100x960/400=349.8

由课本表（9.8）取d2=355mm

带速：

V=πd1n1/60×

1000=3.14x100x1420/60x1000=7.43（m/s）

带速在5~25m/s范围内，故合适。

（3）确定带长Ld和中心矩a

由式（9.22）得0.7（d1+d2）≤a0≤2（d1+d2）

0.7（100+355）≤a0≤2x（100+355）

初定a0=500mm

由式（9.23）得L0=2a0+π（d1+d2）/2+（d2-d1）2/4a0

=2x500+3.14x（100+355）/2+（355-100）2/4x500

=1747mm

由表9.1取Ld=1800mm

由式（9.24）

得:

a≈a0+Ld-L0/2=500+1800-1747/2=526.5mm

由式（9.25）得:

amin=a-0.015xLd=499.5mm

amax=a-0.03xLd=554mm

（4）验算小带轮包角

由式（9.26）得:

α1=1800-d2-d1/a×

57.30=152.25>

1200

故合适

（5）确定带的根数

依次查表9.4、9.5、9.6和表9.1得：

P0=1.32kw，△P0=0.17,Kα=0.92,KL=1.01

由式（9.27）得：

Z≥PC/（P1+△P1）KαKL

=2.82

则取Z=3

（6）计算初拉力

由表9.2查得q=0.10kg/m由式（9.28）得：

F0=500PC/ZV（2.5/Kα-1）+qV2

=152.237+5.52

=207.4N

（7）轴的拉力FQ

FQ=2ZF0sinα1/2=1208.3N

2、齿轮传动的设计计算：

（1）选择齿轮材料、热处理方式：

所设计齿轮传动属于闭式传动，通常齿轮采用软启动，由课本表10.1和10.2得：

小齿轮采用45钢，齿面硬度取230HBS，调制处理，大齿轮也选用45钢，正火处理，齿面硬度取190HBS

（2）确定精度等级减速器为一般齿轮传动，估计速度不大于5m/s,根据表10.3，初选8级精度。

（3）确定许应用力由图10.11（c）、10.14（c）分别查的

бHlim1=560MPaбHlim2=530MPa

бFlim1=195MPaбFlim2=180MPa

由表10.5查的SH=1.1和SF=1.4，故：

[бH]1=бHlim1/SH=509.1MPa

[бH]2=бHlim2/SH=481.8MPa

[бF]1=бFlim1/SF=139.3MPa

[бF]2=бFlim2/SF=128.6MPa

因齿面硬度小于350HBS，属于软齿面，所以按齿面接触强度进行设计。

由式（10.7）计算中心距a

1）取[бH]=[бH]1=509.1MPa

2）小齿轮转矩T1=9550x2.88/405.7=67793.94N·

mm

3）取齿宽系数φa=0.4υ=3.86

4）查表10.4，选用K=1.15

将上述数据带入，得初算中心距a0≥171.5mm

1.确定基本参数计算齿轮的主要尺寸

（1）选择齿数Z1=20则Z2=iZ1=77.2所以Z2=78

（2）确定模数m=2a0/（Z1+Z2）=3.5mm由表5.1，取m=3.5mm

（3）确定中心距a=m（Z1+Z2）/2=171.5mm

（4）确定齿宽b=φaxa=68.6mm为了补偿两轮轴向尺寸的误差，

使小齿轮宽度略大于大轮，故b2=69mmb1=75mm。

分度圆直径d1=70mmd2=273mm

2.

（1）验算齿根弯曲疲劳强度

1）бF1=2KT1YF1/bm2z1

бF2=2KT1YF1/bm2z1

按Z1=20，Z2=78，查的YF1=2.93YF2YF1=2.28，代入上式得：

бF1=23.5MPa<

[бF]1安全

бF2=18.3MPa<

[бF]2安全

2）验算圆周速度V=Πd1d2/60x1000=1.49m/s

由表10.3知。

选9级精度合适

确定齿轮的结构尺寸及绘制齿轮的零件工作图（略）

第六章

轴的设计计算

从动轴设计：

1﹑选择轴的材料确定许应用力

选轴的材料为45号钢，正火处理。

查表12.1知：

σb=600MPaσs=300MPa查表12.5知：

[σ-1]=55MPa

2、按扭曲强度估算轴的最小直径单级齿轮减速器的低速轴为转轴，输出端与联轴器连接，从结构要求考虑，输出端轴径应最小，最小直径

为d≥c由表12.4知：

45号钢取115

由式12.2知：

d≥37.89mm

考虑键槽的影响以及联轴器径孔系列标准取d=40mm

齿轮作用力的计算

转矩：

TⅡ=9550xpⅡ/nⅡ=9550x2.77/105=3183N·

齿轮作用力：

圆周力：

Ft=2T/d=3589N

径向力：

Fr=Ftxtan200=1332N

3.轴的结构设计

（1）确定轴上零件的位置与固定方式

单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，轴承对称布局在齿轮两边。

轴外深端安装联轴器，齿轮靠油环和套筒实现

轴向定位和固定，靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴承靠套筒实现定位，靠过盈配合实现轴向固定，轴通过两端轴承盖实现轴向定位，联轴器靠靠轴肩平键和过盈配合分别实现轴向定位和周向定位。

（2）、确定各段轴的直径：

将估算轴d1=40mm为外伸端直径与联轴器相配，考虑联轴器用轴肩实现轴向定位，取第二段直径为d2=45mm和右端轴承从右侧装入，考虑装拆方便以及零件固定的要求，装轴承处d3应大于d2，取d3=50mm方便齿轮装拆与齿轮配合处轴径d4应大于d3，取d4=56mm右端用套筒固定，左端用轴定位，轴直径d5=63mm满足齿轮定位的同时，还应满足右侧轴承的安装要求，根据选定轴承型号确定，左端轴承型号与右端轴承相同，去d6=50mm

（3）.选择轴承型号，由《机械零件课程设计》P88初选深沟球轴承，代号为6208，查表得轴承宽度B=18mm.安装尺寸Da=70mm

（4）.联轴器的选择

可采用弹性柱鞘联轴器，查

（2）表14.2取K=1.5

Tc=KT=1.5x252=378N·

由【1】表14.1选TL7型联轴器YA40X112/J1A40X50GB4323-84

第七章

键连接

1、选择键连接的类型

为保证齿轮传动啮合良好，要求轴毂对中性良好，故选用A型（圆头）平键联接。

2、选择键的主要尺寸按轴径d=56mm,轮毂宽B=75mm由表11.1查得：

键宽b=16mm,键高h=10mm,键长L=75mm-（5~10）mm=65~70mm,取L=65mm。

3、校核键联强度由表11.2查铸铁材料[бp]=50~