机械设计课程V带——单级圆柱减速器.doc

机械设计课程设计计算说明书一、传动方案拟定. . .2二、原始数据. . . 2三、确定电动机的型号. . . 3四、确定传动装置得总传动比及分配. .3五、传动零件设计计算. 4V带. .4齿轮. .6减速箱箱体. .8轴. 9滚动轴承.12六：键联接得选择和强度校核.12七联轴器得选择和计算.13八减速器的润滑. .13设计题目：V带单级圆柱减速器一级斜齿轮减速器计算过程及计算说明一： 传动方案的确定（如下图） V带传动 减速器 高速轴 低速轴 电动机 联轴器 输送带 二：原始数据： 带拉力： 带速度： 滚筒直径： 运输带的效率： 工作时有轻微冲击；要求齿轮使用寿命为10年，二班工作制；轴承使用寿命不小于15000小时。三：确定电动机的型号(1) 选择电动机类型： 选用Y系列三相异步电动机(2) 选择电动机功率运输机主轴上所需要的功率： 传动装置的总效率： ， 分别是：V带传动，齿轮传动（闭式，精度等级为7），滚动轴承（球轴承一对），联轴器（弹性联轴器），运输带的效率。查课程设计表2-3，取： 所以： 电动机所需功率： 查课程设计表16-1 取电动机的额定功率（3）选择电动机的转速取V带传动比范围(表2-2)24；单级齿轮减速器传动比36滚筒的转速：电动机的合理同步转速： 查表16-1得 电动机得型号和主要数据如下（同步转速符合）电动机型号额定功率(kW)同步转速(r/min)满载转速nm(r/min堵载转矩额定转矩最大转矩额定转矩Y132S-45.5 1500 14402.2 2.2查表16-2得 电动机得安装及有关尺寸中心高 H外形尺寸底脚安装尺寸 地脚螺栓孔直径 轴伸尺寸键公称尺寸132475345315216140123880 108四：确定传动装置得总传动比及分配 传动装置得总传动比 ： 取V带传动比：；单级圆柱齿轮减速器传动比： (1) 计算各轴得输入功率电动机轴：轴（减速器高速轴）轴（减速器低速轴）(2) 计算各轴得转速 电动机轴 轴 轴 （3）计算各轴得转矩电动机轴 轴 轴 上述数据制表如下：参数轴名输入功率 （）转速（）输入转矩（）传动比 效率电动机轴5.4753144036311.93.60.96轴（减速器高速轴）5.202 400 124197.755.2750.96轴（减速器低速轴）4.995 75.83629068.31 五：传动零件设计计算1. 普通V带传动得设计计算 确定计算功率则： ，式中，工作情况系数取1.3 根据计算功率与小带轮的转速，查机械设计基础图10-10，选择A型V带。 确定带轮的基准直径取小带轮直径 ，大带轮的直径 根据国标：GB/T 13575.1-1992 取大带轮的直径 验证带速 在之间。故带的速度合适。确定V带的基准直径和传动中心距初选传动中心距范围为：，取 V带的基准长度： 查机械设计基础表10-2，选取带的基准直径长度 实际中心距： 验算主动轮的最小包角 故主动轮上的包角合适。 计算V带的根数z 由，查机械设计基础表10-5，得，由，查表10-6，得，查表10-7，得，查表10-2，得， 取根。 计算V带的合适初拉力 查机械设计基础表10-1，取得 计算作用在轴上的载荷 带轮的结构设计 （单位）mm 带轮尺寸小带轮大带轮槽型AA基准宽度1111基准线上槽深2.752.75基准线下槽深8.78.7槽间距150.3150.3槽边距99轮缘厚66外径内径 30 30带轮宽度带轮结构 实心式 腹板式 V带轮采用铸铁HT150或HT200制造，其允许的最大圆周速度为25m/s.2. 齿轮传动设计计算（1）择齿轮类型，材料，精度，及参数 选用斜齿圆柱齿轮传动（外啮合） 选择齿轮材料；小齿轮材料都取为45号钢，调质， （考虑到齿轮使用寿命较长 (GB699-1988)；大齿轮材料取为：ZG310-570,调质， 选取齿轮为8级的精度（GB 100951998） 初选螺旋角 选 小齿轮的齿数；大齿轮的齿数（2）按齿面接触疲劳强度设计对小齿轮校正 ：中心距 式中： 查机械设计基础图7-26 式中：；查表7-5 ：查表7-4 ：；齿宽系数取：计算模数 查表7-1取模数标准值 计算中心距， 圆整中心距，取 修正螺旋角： 计算两齿轮分度圆直径 小齿轮 大齿轮 计算齿宽 取小齿轮齿宽 （齿轮轴）；大齿轮齿宽（大齿轮） （3）校核弯曲疲劳强度对小齿轮校核：校核 其中查机械设计基础表7-4：；查图7-23：；查图7-24：；查表7-5： ，故满足。对大齿轮校核：校核 其中查机械设计基础表7-4：；查图7-23：；查图7-24：；查表7-5： ，故满足。 齿轮传动的几何尺寸，制表如下：(详细见零件图)名称 代号计算公式结果小齿轮大轮中心距 201mm传动比5.275法面模数设计和校核得出2.5端面模数 2.56法面压力角螺旋角一般为 全齿高 5.625mm齿数Z 略 25132分度圆直径 查表7-664.00mm338mm齿顶圆直径略69.00mm344mm齿根圆直径 df查表7-657.75mm331.75mm齿轮宽b查表7-685mm81mm螺旋角方向 查表7-6左旋右旋3减速器铸造箱体的主要结构尺寸设计。 查设计基础表3-1经验公式，及结果列于下表。名称结果（mm）名称结果(mm)底座壁厚8轴承盖固定螺钉直径8箱盖壁厚8轴承盖螺钉分布圆直径130底座上部凸圆厚度12轴承座凸缘端面直径150箱盖凸圆厚度12螺栓孔凸缘的配置尺寸22，18，30底座下部凸圆厚度20地脚螺栓孔凸缘尺寸25，23，45底座加强筋厚度8箱体内壁与齿轮距离12底盖加强筋厚度7箱体内壁与齿轮端面距离12地脚螺栓直径16底座深度190地脚螺栓数目6外箱壁至轴承端面距离47轴承座联接螺栓直径12视孔盖固定螺钉直径6箱座与箱盖联接螺栓直径10轴承盖固定螺钉直径84轴的设计1. 高速轴的设计。 选择轴的材料：选取45号钢，调质，HBS230 初步估算轴的最小直径 根据教材公式，取，则 轴的结构设计 考虑带轮的机构要求和轴的刚度，取装带轮处轴径，根据密封件的尺寸，选取装轴承处的轴径为 两轴承支点间的距离：，式中： 小齿轮齿宽， 箱体内壁与小齿轮端面的间隙， 箱体内壁与轴承端面的距离， 轴承宽度，选取6309型深沟球轴承，查表13-3，得到 得到：带轮对称线到轴承支点的距离 式中：轴承盖的凸缘厚度， 螺栓头端面至带轮端面的距离， 轴承盖M10螺栓头的高度，查表可得mm带轮宽度，得到：2. 按弯扭合成应力校核轴的强度。 轴的计算简图 计算作用在轴上的力 小齿轮受力分析 圆周力： 径向力： 轴向力： 带传动作用在轴上的压力：Q=1629.8N 计算支反力 水平面：垂直面： 得： 作弯矩图 水平面弯矩： 垂直面弯矩： 合成弯矩： 作转矩图 当扭转剪力为脉动循环应变力时，取系数， 则： 按弯扭合成应力校核轴的强度 轴的材料是45号钢，调质处理，其拉伸强度极限，对称循环变应力时的许用应力。 由弯矩图可以知道，A剖面的计算弯矩最大 ，该处的计算应力为： (安全)D 剖面的轴径最小，该处的计算应力为：（安全）轴的结构图见零件图所示低速轴的设计： 选择轴的材料：选取45号钢，调质，HBS230 初步估算轴的最小直径 根据教材公式，取，则 轴的结构设计 考虑带轮的机构要求和轴的刚度，取装带轮处轴径，根据密封件的尺寸，选取装轴承处的轴径为，选择6310型的深沟球轴承，两轴承支点的距离： 得到：带轮对称线到轴承支点的距离 得到：5滚动轴承的选择和计算 选取的轴承：型号为6309深沟球轴承（每根轴上安装一对）查课程设计表13-3和查机械基础表18-11，轴承A的径向载荷轴向载荷： 轴承B的径向载荷：轴向载荷： ;由此可见，轴承A的载荷大，应该验算轴承A.计算轴承A 的径向当量动载荷 查表13-3得到：，取，故查表18-11得：则其径向当量动载荷因两端选择同样尺寸的轴承，故选轴承A的径向当量动载荷为计算依据。工作温度正常，查机械基础表18-8得；按中等冲击载荷，查表18-9得，按设计要求，轴承得寿命为：则： 由查课程设计表13-3,6309深沟球轴承得额定动载荷,所以选取得轴承合适。六：键联接得选择和强度校核。1. 高速轴与V带轮用键联接 选用圆头普通平键（A型）按轴径d=30mm，及带轮宽，查表10-1选择C1090（GB/T 1096-1979）强度校核 键得材料选为45号钢，V带轮材料为铸铁，查表得键联接得许用应力，键得工作长度，挤压应力 （安全）2. 低速轴与齿轮用键联接 选用圆头普通平键（A型）轴径d=60mm,及齿轮宽，查表10-1选键1880（GB/T 1096-1979） 强度校核键材料选用45号钢，齿轮材料为铸钢，查表得许用应力键得工作长度；，挤压应力：（安全）七联轴器得选择和计算联轴器得计算转矩，因在前面已经考虑功率备用系数1.3，故 式中：查表取工作系数根据工作条件，选用弹性柱销联轴器，查表15-3型号HL4的许用转矩许用转速；配合轴径，配合长度。八减速器的润滑 齿轮传动的圆周速度因为：，所以采用浸油润滑；由表14-1，选用LAN68全损耗系统用油（GB443-1989）,大齿轮浸入油中的深度大约1-2个齿，单不应少于10mm。对轴承的润滑，因为：，采用脂润滑，由表14-1选用钙基润滑酯LXAAMHA2(GB491-1987)只需要填充轴承空间的1/21/3.并在轴承内侧设挡油环，使油池中的油不能浸入轴承稀释润滑酯。九： 设计总结总=0.8447n滚筒=75.83r/min电动机型号Y132S-4i=18.991.3选择A型V带带速V带基准直径长度V带根数Z=6根初拉力=155.1N轴上的载荷模数标准值 中心距修正螺旋角小齿轮直径大齿轮直径小齿轮齿宽 大齿轮齿宽高速轴的最小直径装轴承处的轴径为两轴承支点间的距离：选取6308型深沟球轴承带轮对称线到轴承支点的距离计算作用在轴上的力计算支反力低速轴的设计装带轮处轴径装轴承处的轴径为选择6310型的深沟球轴承两轴承支点的距离高速轴与V带轮用键联接选用圆头普通平键（A型）C856低速轴与齿轮用键联接选用圆头普通平键（A型）1670选用弹性柱销联轴器齿轮传动的圆周速度齿轮采用浸油润滑轴承采用脂润滑