机械设计一级减速器课程设计讲解.docx

1、机械设计一级减速器课程设计讲解计算过程及计算说明一、传动方案的拟定 （1）工作条件： a)使用寿命：使用折旧期8年，大修期4年，中修期2年，小修期半年； b)工作环境：室内，灰尘较大，环境最高温度35； c)动力来源：三相交流电，电压380/220V; d)使用工况：两班制，连续单向运转，载荷较平稳； e)制造条件：一般机械厂制造，小（大）批量生产。（2）原始数据：运输带工作拉力,运输带工作速度V=1.2m/s（允许带速误差5%）,滚筒直径。滚筒效率（包括滚筒与轴承的效率损失）。方案拟定： 采用V带传动与斜齿轮传动的组合，即可满足传动比要求，同时由于带传动具有良好的缓冲，吸震性能，适应大起动转

2、矩工况要求，结构简单，成本低，使用维护方便。二、电动机的选择2.1电动机类型的选择 按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380V,Y型。2.2选择电动机的容量 由式Pd=和得 由电动机至运输带的总效率为 式中：、分别为带传动、轴承传动、齿轮传动、联轴器和卷筒的传动效率取=0.96， =0.98(滚子轴承），=0.97（齿轮精度8级，不包括轴承效率），=0.99（齿轮联轴器），则 所以 2.3确定电动机转速 卷筒轴工作转速为 由指导书表1推荐的传动比合理范围，取V带传动的传动比为=24，一级斜齿轮减速器传动比=36，则总传动比合理范围为24，故电动机转速的可选范围为 245

3、7.32=343.921375.68r/min符合这一范围的同步转速有750r/min、1000r/min综合考虑容量和转速，有设计手册查出有2种适用的电动机，因此有2种传动方案，如下图所示：方案电动机型号额定功率kW电动机转速r/min电动机质 量 Kg同步转速满载转速1Y160M-411150014601232Y160L-6111000970147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，可见方案2比较适合，则选n=1000r/min。2.4确定电动机的型号 根据以上选用电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y160L-6。 其主要性能：额定功率：

4、11kW,满载转速970r/min。三、计算总传动比及分配各级的传动比（1）总传动比： （2）分配传动比： 式中，、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=3.2（V带传动取24比较合理）则减速器的传动比为： 四、计算传动装置的运动参数和动力参数4.1各轴转速 轴 r/min 轴 卷筒轴 4.2各轴输入功率 轴 P= 轴 P=PP 卷筒轴 P卷=PP、轴的输出功率则分别为输入功率乘轴承效率0.98，即轴的输出功率为 P= P0.98=8.830.98=8.65kW轴的输出功率为 P= P0.98=8.390.98=8.22Kw4.3各轴输入转矩 电动机输出转矩： 各

5、轴输入转矩 轴 T=轴 卷筒轴 、 轴的输出转矩分别为各轴的输入转矩乘轴承效率0.98，即轴的输出转矩 轴的输出转矩 运动和动力参数计算结果如下表所示 轴 名功率P （Kw）转矩T （Nm）转速n r/min传动比i效 率输入输出输入输出电动机轴9.290.589703.20.96轴8.838.65278.26272.69303.135.290.95轴8.398.221399.281371.2957.361.000.97卷筒轴8.147.981357.581330.4357.30五、传动零件的设计计算5.1带的传动设计：（1）计算功率Pc由机械设计课本中表5.5查得工作情况系数KA=1.2，故

6、 (2)选取普通V带型号 根据，由机械设计图5.14确定选用B型。（3）确定带轮基准直径D1和D2 由机械设计表5.6取D1=140mm，=1%，得 由表5.6取。 大带轮转速 其误差为1.4%120。 合适（7）确定V带根数Z 传动比 由机械设计表5.3查得,由表5.4查得 由表5.7查得,由表5.2查得 V带根数 取Z=5根。（8）求作用在带轮轴上的压力FQ 由机械设计表5.1查得q=0.17kg/m 单根V带的张紧力 作用在带轮轴上的压力为 5.2齿轮传动的设计计算选定齿轮材料及精度等级及齿数（a）机器为一般机械厂制造，速度不高，故选用7级精度。 （b）由于结构要求紧凑，故大小齿轮最好选

7、用硬齿面组合， 小齿轮45SiMn表面淬火，HRC4555 大齿轮45钢表面淬火，HRC4050 (c)确定许用应力（Mpa）-由机械设计图6.14、图6.15得 (d)由机械设计表6.5取 使用寿命 由机械设计图6.16曲线 ,由图6.17得, （e）按齿面接触疲劳强度设计（长期单向运转的闭式齿轮传动） 工作转矩 确定载荷系数： 由机械设计表6.2 ;由7级齿轮精度取；由硬齿面取 ，则取则 查机械设计图6.12，得;查表6.3得,，由表6.8 得（f）确定中心距a 因尽量圆整成尾数为0或5，以利于制造和测量，所以初定a=190mm（g）选定模数、齿数和螺旋角 一般，初选，则则 由机械设计表6

8、.7，取标准模数则 取 由于，所以 取，则 齿数比 与i=5.29比，误差为0.8%，可用则 （h）计算齿轮分度圆直径小齿轮 ： 大齿轮： （i）齿轮宽度按强度计算要求，取，则齿轮工作宽度 圆整为大齿轮的宽度 则小齿轮宽度 （j）接触疲劳强度的校核 故满足强度要求(k)齿轮的圆周速度 由手册查得，选8级制造精度最合宜。（f）归纳如下 螺旋角 中心距 a=190mm 模 数 齿数及传动比 分度圆直径 齿 宽 5.3轴的设计计算两轴上的功率P、转数n和转矩 由前面的计算已知： P=8.83kW n=303.13r/min T=278.26Nm P=8.39kW n=57.30r/min T=139

9、9.28Nm(a) 求作用在齿轮上的力已知小齿轮的分度圆直径 作用在小齿轮周向力： 小齿轮的径向力： 小齿轮的轴向力： 带轮给轴的载荷FQ: 带轮给轴的转矩T T=278.26N.m已知大齿轮的分度圆直径 大齿轮的周向力： 大齿轮径向力： 大齿轮的轴向力： 作用在联轴器端的转矩T： (b) 初步确定轴的最小直径5.3.1 轴的设计及校核（）选取的轴的材料为45钢，调质处理由机械设计表11.3选C=112（）确定轴各段直径和长度从大带轮开始左起第一段，由于带轮与轴通过键联接，则轴应该增加5%，取，又带轮的宽B=(1.52)d1,即B=2d1=74mm,则第一段长度左起第二段直径取 根据轴承端盖的

10、装拆以及轴承添加润滑脂的要求和箱体的厚度，取端盖的外端面与带轮的左端面的距离为30mm,则取第二段的长度为L2=50mm.左起第三段，该段装有滚动轴承，选用角接触球轴承，选用7009C型轴承，其尺寸为，那么该段的直径d3=45mm,长度为L3=40mm.左起第四段，为滚动轴承的定位轴肩，其直径应小于滚动轴承的内圈外径，取d4=51mm,长度取L4=10mm左起第五段，因为齿轮分度圆直径为60.8mm1.8倍轴的直径，故做成齿轮轴段，齿轮宽度为80mm，则此段的直径为d5=65.8mm,长度为L5=80mm左起第六段，为滚动轴承的定位轴肩，其直径应小于滚动轴承的内圈外径，取 d4=51mm,长度

11、取L6=10mm左起第七段，为滚动轴承安装出处，取轴径d7=45mm,长度为L7=40mm综上:轴的总长为L=L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7=320mm()轴上零件的周向定位 V带与轴的周向定位采用平键联接，由轴右起第一段直径d1=37mm，查手册得平键截面，键槽采用键槽铣刀加工，长度系列为L=80mm，同时为了保证带轮与轴配合有良好的对中性，故选择带轮毂与轴的配合，滚动轴承与轴的周向定位是有过渡配合来保证，此处选择的轴的直径尺寸公差为m6.()确定轴上圆角和倒角尺寸 由机械设计表11.2查得，取轴右端倒角为，轴右起1、2段圆角半径为1.2mm,2、3段圆角半径为1.2mm，3、4段

12、圆角半径为2.0mm,4、5段圆角半径为2.0mm，5、6段圆角半径为2.0mm，6、7段圆角半径为2.0mm，轴左端倒角为()轴上支反力绘制轴受力简图（如图所示）因两轴承对称布置，由手册查得30209型圆锥滚子轴承所以 L=255mm （D为齿轮处轴直径） 绘制水平面、垂直面弯矩图（如图所示） 轴承支反力：水平面支反力: 垂直面内支反力： 以轴承1作用点求矩： 将数据代入得 根据简图，水平面内和垂直面内各力产生弯矩为 按计算结果分别作出水平上的弯矩图MH和垂直面上的弯矩图MV,然后计算总弯矩并作出M图 根据已做出的弯矩图和扭矩图，求弯矩Mca 所以 (其中=0.6) 已知轴的计算弯矩后，即可

13、对某些危险截面的（及计算弯矩大而直径可能不足的截面，）做强度校核计算，通常只校核轴上承受最大计算弯矩的截面（即左边轴承的截面） 则 （其中由机械设计表11.4查得） 故，安全 5.3.2 轴的设计计算及校核（）选取轴的材料为45钢，调质处理 由机械设计表11.3查得C=112 （）确定轴各段直径和长度 联轴器的选择为了使所选输出轴的最小直径与联轴器的孔相适应，故需选联轴器的型号，联轴器的计算转矩,查机械设计表10.2，考虑到转矩变化很小，故取,则按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，查手册，选用LX4型弹性柱销联轴器，其公称转矩为2500N.m，半联轴器的孔径，故取轴的右端第一段的直径为；半联轴器长度L=142mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度L1=142mm右起第二段，考虑联轴器的轴向定位要求，该段直径，根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端与半对联轴器左端面的距离为3