机械基础课程设计一级直齿圆柱齿轮减速器Word格式文档下载.docx
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（1）工作情况：
两班制，输送机连续单向运转，载荷较平稳。
（2）使用期限：
5年。
（3）动力来源：
三相交流（220V/380V）电源。
（4）允许误差：
允许输送带速度误差。
5、设计任务
（1）设计图。
一级直齿（或斜齿）圆柱齿轮减速器装配图一张，要求有主、俯、侧三个视图，图幅A1，比例1：
1（当齿轮副的啮合中心距时）或1：
1.5（当齿轮副的啮合中心距时）。
（2）设计计算说明书一份（16开论文纸，约20页，8000字）。
一传动装置的总体设计.........................3
二传动零件的设计.............................7
三齿轮传动的设计计算.........................9
四轴的计算..................................11
五、箱体尺寸及附件的设计..........................24
六装配图..........................................28
设计内容：
一、传动装置的总体设计
1、确定传动方案
本次设计选用的带式输送机的机械传动装置方案为V带传动和一级闭式齿轮传动，其传动装置见下图。
2，选择电动机
（1）选择电动机的类型
按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭自扇冷式结构，电压380V，Y系列。
（2）选择电动机的额定功率
1带式输送机的性能参数选用表1的第6组数据，即：
表一
工作机所需功率为：
②从电动机到工作机的传动总效率为：
其中、、、、分别为V带传动、齿轮传动、滚动轴承、弹性套柱销联轴器和滚筒的效率，查取《机械基础》P459的附录3选取=0.95、=0.97（8级精度）、=0.99（球轴承）、=0.995、=0.96
故
③电动机所需功率为
又因为电动机的额定功
（3）确定电动机的转速
传动滚筒轴工作转速：
查《机械基础》P459附录3，V带常用传动比为i1=2~4，圆柱齿轮传动一级减速器常用传动比范围为i2=3~5（8级精度）。
根据传动装置的总传动比i与各级传动比i1、i2、…in之间的关系是i=i1i2…in，可知总传动比合理范围为i=6~20。
又因为，
故电动机的转速可选择范围相应为
符合这一范围的同步转速有750r/min、1000r/min和1500r/min三种。
（4）确定电动机的型号
选上述不同转速的电动机进行比较，查《机械基础》P499附录50及相关资料得电动机数据和计算出总的传动比，列于下表：
方案
电机型号
额定功率kW
电机转速r/min
电机质量kg
总传动比
同步
转速
满载转速
1
Y1602
6.3
750
720
38
8.87
2
Y160M1-2
1000
960
63
11.82
3
Y132M1-2
1500
1440
79
17.72
表二
为降低电动机重量，结合现在单价。
选取同步转速为960r/min的Y系列电动机，型号为Y160M1-2。
2、传动装置的总传动比的计算和分配
（1）总传动比
（2）分配各级传动比
各级传动比与总传动比的关系为i=i1i2。
根据V带的传动比范围i1=2~4，初选i1＝2.96，则单级圆柱齿轮减速器的传动比为4，符合圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围i2=3~5（8级精度），且符合了在设计带传动和一级圆柱齿轮减速器组成的传动装置中，应使带传动比小于齿轮传动比，即i带<
i齿
4、计算传动装置的运动和动力参数
（1）计算各轴输入转速
轴：
轴：
w轴：
（2）各轴的输入的功率
轴：
W轴：
（3）各轴的出入转距
W轴：
把上述计算结果列于下表：
参数
轴名
输入功率（kW）
转速（r/min）
输入转矩
（N.m）
传动比
传动效率
轴0（电动机轴）
6.33
62.97
2.96
0.96
轴（高速轴）
6.08
342.87
178.73
4
0.99
轴（低速轴）
5.84
81.21
686.76
0.97
轴w（滚筒轴）
5.72
672.65
表五
二、传动零件的设计
1、箱外传动件设计（V带设计）
（1）计算设计功率Pd
根据V带的载荷较平稳，两班工作制（16小时），，取KA＝1.2。
即
（2）选择带型
根据算出的＝9kW及小带轮转速n1＝324.87r/min，可知应选取B型V带。
（3）确定带轮的基准直径并验证带速
小带轮基准直径为50～90mm（ddmin=50mm），则取dd1=130mm>
ddmin.（
1查表6-2选=375mm
2误差验算传动比：
误差符合要求
②带速
满足5m/s<
v<
25~30m/s的要求，故验算带速合适。
（4）确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角
由式
可得0.7（130+375）2（130+375）
即353.5mm1010mm，选取=700mm
所以有：
表6-3查得Ld＝2240mm
由：
实际中心距：
a=726mm
验算小带轮包角：
所以小带轮包角
（5）确定带的根数z
根据：
查表6-5用线性插值法得=1.64kw，由表6-6查得功率增量为=0.30kw，由表6-3查得带长度修正系数由表6-7查得包角系数=1由表6-7查得包角系数=0.95
所以：
=4.88
圆整得：
z=5
（6）求单根v带的初拉力及带轮带上大的压力
由表6-1得B型普通v带每米质量q=0.17
三齿轮传动的设计计算
（1）选择齿轮的材料精度等级，热处理方法，齿面硬度及表面粗糙度机器为一般工作机器，速度不高。
小齿轮选用45钢，硬度为220-250HBS大齿轮选用45钢正火硬度为170-210HBS因为普通减速器，由表7-7选择8级精度，要齿面粗度3.2-6.3
（2）按齿面接触度疲劳度计算
转矩
查表7-10取k=1.1查表7-11取ZE=189.8mpa
取小齿轮的齿数Z=25则大齿轮齿数z=100因单级齿轮传动为对称布置。
而齿轮故表7-14选取
由图7-25查得6Hlim1=580MPa6Hlin2=380mpa
由图7-24查得SH=1
由式得
（3）初步计算小齿轮的分度直径
由表7-2得m=3
（3）齿轮根弯曲疲劳强度
由式7-21求出6F如6F则合格
由表7-12得
由表7-13得
由表7-26查得
由表7-9得SF=1.3
由表7-23查得
由式7-26得
故
可知：
验算齿轮的圆周速度：
由7-7表知选8级精度是合适的
四，轴的设计
（1）高速轴的设计
①选择轴的材料和热处理
采用45钢，并经调质处理，查《机械基础》P369表16－1，得其许用弯曲应力，。
2初步计算轴的直径
由前计算可知：
P1=2.09KW,n1=466.798r/min
其中，A取112。
考虑到有一个键槽，将该轴径加大5%，则
查《机械基础》P458附录1，取d=25mm
3轴的结构设计
高速轴初步确定采用齿轮轴，即将齿轮与轴制为一体。
根据轴上零件的安装和固定要求，初步确定轴的结构。
设有7个轴段。
1段：
该段是小齿轮的左轴端与带轮连接，该轴段直径为25mm，查《机械基础》P475附录23，取该轴伸L1＝60mm。
2段：
参考《机械基础》P373，取轴肩高度h为1.5mm，则d2=d1+2h=28mm。
此轴段一部分用于装轴承盖，一部分伸出箱体外。
3段：
此段装轴承，取轴肩高度h为1mm，则d3=d2+2h=30mm。
选用深沟球轴承。
查《机械基础》P476附录24，此处选用的轴承代号为6306，其内径为30mm，宽度为19mm。
为了起固定作用，此段的宽度比轴承宽度小1~2mm。
取此段长L3=17mm。
4段与6段：
为了使齿轮与轴承不发生相互冲撞以及加工方便，齿轮与轴承之间要有一定距离，取轴肩高度为2mm，则d4=d6=d3+2h=33mm，长度取5mm，则L4=L6＝5mm。
5段：
：
此段为齿轮轴段。
由小齿轮分度圆直径d=60mm可知，d6=60mm。
因为小齿轮的宽度为70mm，则L5=70mm。
7段：
此段装轴承，选用的轴承与右边的轴承一致，即d7=30mm，L7＝17mm。
由上可算出，两轴承的跨度L＝mm
4高速轴的轴段示意图如下：
⑤按弯矩复合强度计算
A、圆周力：
B、径向力：
ⅰ）绘制轴受力简图
ⅱ）绘制垂直面弯矩图
轴承支反力：
由两边对称，知截面C的弯矩也对称。
截面C在垂直面弯矩为
如图
ⅲ）绘制水平面弯矩图
ⅳ）绘制合弯矩图
ⅴ）绘制扭转图
转矩产生的扭剪力按脉动循环变化，取α=0.6，
ⅵ）绘制当量弯矩图
截面C处的当量弯矩：
ⅶ）校核危险截面C的强度
轴上合成弯矩最大的截面在位于齿轮轮缘的C处，W＝0.1d43
所以轴强度足够。
（2）低速轴的设计
①选择轴的材料和热处理
②初步计算轴的直径
由前计算可知：
P2=2.007KW,n2=116.700r/min
计算轴径公式：
即：
其中，A取106。
查《机械基础》P458附录1，取d=30mm
1轴的结构设计
根据轴上零件得安装和固定要求，并考虑配合高速轴的结构，初步确定低速轴的结构。
设有6个轴段。
此段装联轴器。
装联轴器处选用最小直径d1=32mm，根据《机械基础》P482附录32，选用弹性套柱销联轴器，其轴孔直径为32mm，轴孔长度为60mm。
根据联轴器的轴孔长度，又由《机械基础》P475附录23，取轴伸段（即Ⅰ段）长度L1＝58mm。
查《机械基础》P373，取轴肩高度h为1.5mm，则d2=d1+2h=mm
此轴段一部分长度用于装轴承盖，一部分伸出箱体外。
取轴肩高度h为2.5mm，则d3=d2+2h=35+2mm。
此段装轴承与套筒。
查机械基础P476附录24，此处选用的轴承代号为6208，其内径为40mm，宽度为18mm。
取套筒长度为10mm，则此段长L3=（18-2）+10+2=2
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