3、设计说明书1份。
1、传动方案拟定…………….……………………………….2
2、电动机的选择……………………………………….…….2
3、计算总传动比及分配各级的传动比……………….…….4
4、运动参数及动力参数计算………………………….…….5
5、传动零件的设计计算………………………………….….6
6、轴的设计计算………………………………………….....12
7、滚动轴承的选择及校核计算………………………….…19
8、键联接的选择及计算………..……………………………22
9、设计参考资料目录
10、结束语
计算过程及计算说明
结果
1、传动方案拟定
第三组：
设计单级圆柱齿轮减速器和一级链传动
1.1工作条件：
使用年限10年，工作为二班工作制，载荷稍有波动，环境多灰尘。
1.2原始数据：
滚筒圆周力F=1500N；带速V=1.6m/s；
滚筒直径D=300mm；滚筒长度L=500mm。
1.3传动简图<图1）
2、电动机选择
2.1电动机类型的选择：
Y系列三相异步电动机
2.2电动机功率选择：
2.2.1传动装置的总功率：
η总=η联×η2轴承×η齿轮×η链×η滚筒
=0.99×0.982×0.97×0.90×0.95×0.96
=0.757
2.2.2电机所需的工作功率：
P工作=FV/1000η总
=1500×1.6/1000×0.757
=3.17KW
图1
2.2.3确定电动机转速：
计算滚筒工作转速：
n筒=60×1000V/πD
=60×1000×1.6/π×300
=101.9r/min
按手册P7表1推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I’a=3~6。
取链传动比I’1=1~3，则总传动比理时范围为I’a=3~18。
故电动机转速的可选范围为n’d=I’a×
n筒=<3~18）×76.43=305.7~1834.2r/min
符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500r/min。
根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号：
因此有三种传支比方案：
如指导书P15页第一表。
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，可见第2方案比较适合，则选n=1000r/min 。
2.2.4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：
4.0KW，满载转速960r/min，额定转矩2.0。
质量73kg。
3计算总传动比及分配各级的伟动比
3.1总传动比：
i总=n电动/n筒=960/101.9=9.42
3.2分配各级伟动比
据指导书P7表1，取链i链=2.5<单级减速器i=3~6合理）
∵i总=i齿轮×I链
∴i齿轮=i总/i链=9.42/2.5=3.77
4运动参数及动力参数计算
4.1计算各轴转速nI=n电机=960r/min
n
=nI/i齿轮=960/3.77=254.6（r/min>
4.2计算各轴的功率P
=P电动机×η联=4.0×0.99=3.96KW
P
=P
×η轴承×η齿轮=3.96×0.96×0.97=3.76KW
4.3计算各轴扭矩T
=9.55×106P
/n
=9.55×106×3.96/960
=39400N·mm
T
=9.55×106P
/n
=9.55×106×3.76/254.6
=141000N·mm
5传动零件的设计计算
5.1齿轮传动的设计计算
<1）选择齿轮材料及精度等级
考虑减速器传递功率不在，所以齿轮采用软齿面。
小齿轮选用40Cr调质，齿面硬度为240~285HBW。
大齿轮选用45钢，调质，齿面硬度229~286HBW；根据课本P139表6-12选9级精度。
（2>按齿面接触疲劳强度设计
确定有关参数如下：
传动比i齿=3.77
取小齿轮齿数Z1=20。
则大齿轮齿数：
Z2=iZ1=3.77×20=76
实际传动比I0=76/20=3.8
传动比误差：
i-i0/I=3.8-3.77/3.77=0.79%<2.5%可用
齿数比：
u=i0=6
由课本P126表6-10取φd=0.9
（3>转矩T1
T1=9.55×106×P/n1=9.55×106×3.96/960
=39400N·mm
（4>载荷系数k
由课本P128表6-7取k=1.5
（5>许用接触应力[σH]
[σH1]=（380+HBW>Mpa=（380+260>Mpa=640Mpa
[σH2]=（380+0.7HBW>Mpa=（380+0.7×240>Mpa=548Mpa
[σF1]=（155+0.3HBW>Mpa=（380+0.7×8260>Mpa=233Mpa
[σF2]=（140+0.2HBW>Mpa=（140+0.2×240>Mpa=188Mpa
（6>由d1≥76.43（kT1（u+1>/φdu[σH]2>1/3
d1≥76.43（kT1（u+1>/φdu[σH]2>1/3
=76.43[1.5×39400×（3.8+1>/0.9×3.8]1/3mm
=49.86mm
模数：
m=d1/Z1=48.86/20=2.493mm
根据课本P107表6-1取标准模数：
m=2.5mm
确定有关参数和系数
分度圆直径：
d1=mZ1=2.5×20mm=50mm
d2=mZ2=2.5×76mm=300mm
计算齿轮传动的中心矩a
a=m/2（Z1+Z2>=2.5/2（20+76>=120mm
根据课本124
齿宽：
b=φdd1=0.9×50mm=45mm
取b=45mmb1=50mm
（7>齿形系数YFa
根据齿数Z1=20,Z2=76由查表得
YF1=2.97YF2=2.23
（8>校核齿根弯曲疲劳强度
σF1=2kT1YF1/bd1m=2×1.5×39400×2.79/45×50×2.5=58.6MPa≤[σF1]=233MPa
σF2=σF1×YF2/YF1=46.8MPa≤[σF2]=188MPa
故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够
（9>计算齿轮的圆周速度V
V=πd1n1/60×1000=3.14×50×458.2/60×1000
=1.2m/s
圆周由课本p124表9-5齿轮精度等级为9级
6轴的设计计算
6.1输入轴的设计计算
6.1.1按扭矩初算轴径
选用45#调质，硬度217~255HBS
根据课程设计指导书P21例题
<1）、初步确定减速器外伸段轴颈
d=<0.8—1.0）d电机=<0.8—1.0）×38=30.4—38mm
<2）、选择联轴器
由传动装置工作条件拟选用弹簧柱销连轴器计算转矩Tc=KAT=1.5×39.8=59.7Nm
T=9.55P/n=39.8Nm其中KA=1.25—1.5此处取1.5
查表2.5—1及核对轴颈后选择HL3联轴器
<3）、最后确定减速器告诉轴外伸段直径为d=32mm
6.1.2轴的结构设计
<1）轴上零件的定位，固定和装配
单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，齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩和套筒定位，则采用过渡配合固定
<2）确定轴各段直径和长度
工段：
d1=32mm长度取L1=90mm
∵h=2cc=1mm
段:
d2=d1+2h=32+2×1=34mm
初选用深沟球球轴承，其内径为35mm,
宽度为17mm.
考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。
取套筒长为17mm，通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定，为此，取该段长为64mm，安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故
段长：
L2=<64+17+2）=83mm
段直径d3=38mm
L3=50-2=48mm
Ⅳ段直径d3=38mm
∵h=2cc=2mm
d4=d3+2h=38+2×2=42mm
长度与右面的套筒相同，即L4=5mm
Ⅴ段直径d5=34mm.长度L5=29mm
由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=255mm
6.1.3按弯矩复合强度计算
①求分度圆直径：
已知d1=50mm
②求转矩：
已知T1=39400N·mm
③求圆周力：
Ft
根据课本P127<6-34）式得
Ft=2T2/d2=2×39400/50=1579N
④求径向力Fr
根据课本P127<6-35）式得
Fr=Ft·tanα=1579×tan200=573.6N
⑤因为该轴两轴承对称，所以：
LA=LB=42mm
（1>绘制轴受力简图<如图a）
<2）绘制垂直面弯矩图<如图b）
轴承支反力：
FAY=FBY=Fr/2=286.8N
FAZ=FBZ=Ft/2=798.5N
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
MC1=FAyL/2=286.8×21=6.02N·m
（3>绘制水平面弯矩图<如图c）
截面C在水平面上弯矩为：
MC2=FAZL/2=798.5×21=16.76N·m
（4>绘制合弯矩图<如图d）
MC=（MC12+MC22>1/2=（6.022+16.762>1/2=17.8N·m
（5>绘制扭矩图<如图e）
转矩：
T=9.55×（6>绘制当量弯矩图<如图f）
转矩产生的扭剪文治武功力按脉动循环变化，取α=1，截面C处的当量弯矩：
Mec=[MC2+（αT>2]1/2
=[17.892+（1×141>2]1/2=142N·m
（7>校核危险截面C的强度
由式<6-3）
σe=Mec/0.1d33=142/0.1×383
=25.9MPa<[σ-1]b=60MPa
∴该轴强度足够。
6.2输出轴的设计计算
6.2.1按扭矩初算轴径
选用45#调质钢，硬度<217~255HBW）
根据课本P235页式<10-2），表<10-2）取c=120
d≥c（P3/n3>1/3=120（3.76/254.6>1/3=29.44mm
取d=34mm
6.2.2轴的结构设计
<1）轴的零件定位，固定和装配
单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面用轴肩定位，右面用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶状，左轴承从左面装入，齿轮套筒，右轴承从右面装入。
<2）确
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