计算过程及计算说明.docx

1、计算过程及计算说明计算过程及计算说明一、设计题目题目：设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动（1） 工作条件：长期连续单向运转，使用年限8年，每天工作12小时，载荷平稳，环境要求清洁。（2） 原始数据：输送带拉力F=1500N；带速V=2.0m/s；滚筒直径D=500mm。二、电动机选择1、电动机类型的选择： Y系列三相异步电动机（工作要求：连续工作机器）2、电动机功率选择：（1）传动装置的总功率：（查指导书附表2.2）总=带2齿轮轴承齿轮联轴器滚筒轴承滚筒 =0.960.9920.970.990.980.96=0.850(2) 电机所需的工作功率：P d =FV/1000总=15002.0/10

2、000.850=3.53KW3、确定电动机转速：计算滚筒工作转速：n筒=601000V/D=6010002.0/500=76.39r/min 按指导书P7表2.1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Ia=36。取V带传动比I1=24，则总传动比理时范围为Ia=624。故电动机转速的可选范围为nd=Ian筒=（624）76.39=458.341833.36r/min，符合这一范围的同步转速有750 r/min、1000 r/min、和1500r/min。根据容量和转速，由指导书附表10查出有三种适用的电动机型号，其技术参数及传动比的比较情况见下表：表2.1 传动比方案传动比方

3、案电动机型号额定功率（KW）电动机转速（r/min）传动装置的传动比同步转速满载转速总传动比V带传动减速器1Y160M1-847507209.422.3642Y132M1-64100096012.572.5153Y112M-441500144018.853.7754、确定电动机型号综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及带传动和减速器的传动比，可知方案3比较合适（在满足传动比范围的条件下，有利于提高齿轮转速，便于箱体润滑设计）。因此选定电动机型号为Y112M-4，额定功率为Ped =4KW，满载转速n电动=1440r/min。三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：i总=n电动/n筒=

4、1440/76.39=18.852、分配各级传动比（1） 据指导书P7表2.1，取齿轮i齿轮=5（单级减速器i=36之间取3.15、3.55、4、4.5、5、5.6合理，为减少系统误差，取整数为宜）（2） i总=i齿轮i带i带=i总/i齿轮=18.85/5=3.77四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速（r/min）nI=n电动/ i带=1440/3.77=381.96r/minnII=nI/ i齿轮=381.96/5=76.39r/minnIII=nII =76.39r/min2、 计算各轴的功率（KW）PI=Pd带=3.530.96=3.39KWPII=PI齿轮轴承齿轮=3.390.9

5、90.97=3.26KWPIII=PII齿轮轴承联轴器=3.260.990.99 =3.19KW3计算各轴扭矩（Nmm）Td = 9550Pd / n电动= 95503.53/1440 =23.41 Nmm TI=9550PI/nI=95503.39/381.96=84.76NmmTII=9550PII/nII=95503.26/76.39 =407.55NmmTIII=9550PIII/nIII=95503.19/76.39 =398.80Nmm五、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选带截型由课本P104表8-4得：kA=1.2PC=KAP=1.24=4.8KW由课本

6、P104图8-11得：选用A型V带（2）确定带轮基准直径，并验算带速由课本P104表8-5和表8-6得，取dd1=125mmdmin=75 dd2=n1/n2dd1=1440/381.96125=471.25mm由课本P104表8-6，取dd2=450mm 实际从动轮转速n2=n1dd1/dd2=1440125/450=400r/min转速误差为：n2-n2/n2=381.96-400/381.96 =-0.0471200（适用）（5）确定带的根数根据课本P1=1.91KW P1=0.17KW K=0.91 KL=1.03得Z= PC/(P1+P1)KKL =4.8/(1.91+0.17) 0

7、.911.03 =2.46 取Z=3(6)计算轴上压力由课本表8-1 查得q=0.1kg/m，单根V带的初拉力：F0=500PC/ZV（2.5/K1）+qV2=5004.8/39.42(2.5/0.91-1)+0.19.422N =157.24N则作用在轴承的压力FQ，FQ=2ZF0sin1/2=23157.24sin146.9/2=904.35N2、齿轮传动的设计计算（1）选择齿轮材料及精度等级和齿数 考虑减速器传递功率不大，按课本P142表10-8及10-9选，以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40Cr钢，表面淬火，齿面硬度为55HRC。大齿轮选用40Cr钢，表面淬火，齿面硬度50HRC；一般齿

8、轮传动，选用8级精度。齿面精糙度Ra1.63.2m。取小齿轮齿数Z1=29。则大齿轮齿数：Z2= i齿Z1=529=145（2）按齿根弯曲疲劳强度设计 由课本P163式（10-57）mn12.4 (kT1/dZ12 YFS/ FP) 1/3 确定有关参数如下：载荷系数k 由课本P144 取k=1.4初选螺旋角=13 小齿轮传递扭矩T1 T1=9550P1/n1=95503.39/400 =80.94Nm 由表10-12 取齿宽系数d=0.9 齿根弯曲疲劳极限Flim，由课本P150图10-34查得：Flim1=377Mpa Flim2=367Mpa 许用弯曲应力FPFP1=1.4Flim1=5

9、27.8Mpa FP2=1.4Flim2=513.8Mpa 计算当量齿数Zv Zv1=Z1/cos3=31.35 Zv2=Z2/cos3=156.75 复合齿形系数YFS 由P149图10-32得：，YFS1=4.07， YFS2=3.92 YFS1/ FP1=4.07/527.8=0.0077 YFS2/ FP2=3.92/513.8=0.0076计算法面模数得：mn12.4 (kT1/dZ12 YFS/ FP) 1/3 =12.4 (1.480.94/0.9 292 0.0077) 1/3mm1.30mm按课本P130表10-2，取mn=1.5mm（3）确定齿轮传动主要参数及几何尺寸计算中

10、心距：a=mt（Z1Z2）/ 2= mn（Z1Z2）/ 2 cos=133.93mm圆整a=135mm精确计算螺旋角 =arccos mn（Z1Z2）/2a= arccos 1.5（29145）/2135=14.8351计算分度圆直径d1=mtZ1= mn Z1 / cos=1.529/cos14.8351=45mm d2= mtZ2= mn Z2 / cos=1.5145/cos14.8351=225mm计算齿宽 b2=b=dd1=0.945=41mm b1=b2+（510）mm=45mm验算齿轮圆周速度 V齿=d1n1/601000=3.1445400/601000=0.94m/s由表10

11、-7选齿轮传动精度等级8级合宜(4)校核齿面接触疲劳强度 由课本P162式（10-53）得 H=20.8103E kT1/bd12（i齿1/ i齿）1/2HP确定有关参数和系数传动尺寸影响系数E 查P147表10-11 E=1齿轮接触疲劳极限Hlim 由课本P150图10-33查得：Hlim1=1240Mpa Hlim2 =1170Mpa许用接触应力HPHP1= 0.9Hlim1 =1116Mpa HP2= 0.9Hlim2 =1053Mpa 校核计算 H=20.8103E kT1/bd12（i齿1/ i齿）1/2=20.810311.480.94/36452（51/5）1/2=898.33M

12、pa六、轴的设计计算1）输入轴的设计计算1、选择轴的材料，确定许用应力由于设计的是单级减速器的输入轴，旋转方向假设左旋，属于一般轴的设计问题，选用45#正火钢，硬度170217HBS，抗拉强度b=590Mpa，弯曲疲劳强度-1=255Mpa。-1=55Mpa2、估算轴的基本直径根据课本P225式13-1，并查表13-3，取A=110dA (PI/ n1)1/3=110 (3.39/400)1/3mm=22.4mm考虑有键槽，将直径增大5%，则d1=22.4(1+5%)mm=23.5mm由课本P214表13-4选d1=24mm3、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，靠平键和过盈配合实现周向固定。两轴承分别以轴肩和大筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定，轴通过两端轴承实现轴向定位。大带轮轮毂靠轴肩、平键和螺栓分别实现轴向定位和周向固定。（2）确定轴各段直径和长度工段：d1=24mm 长度取决于带轮轮毂结构和安装位置，暂定L1=70mmh=（23）c 查指导书附表2.5取c=1.5mmII段:d2=d1+2h=24+2（23）1.5=3033mm