机械设计基础课程设计V带传动单级圆柱斜齿轮减速器.doc

机械设计课程设计计算说明书设计题目：V带传动单级圆柱斜齿轮减速器目录一、 传动方案拟定3二、 原始数据3三、 确定电动机的型号3四、 确定传动装置的总传动比及分配4五、 传动零件的设计计算6六、 减速器铸造箱体的主要结构尺寸11七、 轴的设计计算11八、 滚动轴承的选择及校核计算15九、 键联接的选择及计算16十、 联轴器的选择和计算17十一、减速器的润滑17十二、设计心得18一、传动方案的拟定（如下图）二、原始数据带拉力：F = 4150 N 带速度v = 1.00m/s 滚筒直径 D = 285 mm 三、确定电动机的型号（1）选择电动机的类型： Y系列三相异步电动机（2）选择电动机的功率 根据已知条件F、v和D，确定求出输送带的功率Pw 传动装置的总效率：传动效率一般包括V带传动效率1 、齿轮传动效率2 、轴承传动效率3 （球轴承一对）、联轴器效率4，（参机械设计课程设计P6表2-3 ）和工作机的效率5取1=0.95，2=0.97，3=0.98，4=0.995，5=0.94那么有 = 0.950.970.9920.9950.94 = 0.8247 电动机所需功率：式中，取载荷系数K = 1.3查机械设计课程设计表16-1，取电动机的额定功率 Ped=7.5kW （3）选择电动机的转速 取V带传动比范围（表2-2）i1 = 2 4 ，单级齿轮减速器传动比i2 = 3 6 滚筒的转速：则总传动比范围为 i = 6 24 。故电动机转速的可选范围为402.31609.2 r/min符合这一范围的同步转速有750、1000和1500 r/min根据容量和转速，由有关手册查出由三种适用的电动机型号。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，选择1000 r/min较为适合。电动机的合理同步转速： 查表16-1得 电动机的型号和主要数据如下电动机型号额定功率（kW）同步转速（r/min）满载转速nm（r/min）Y160M-67.510009702.02.0 查表16-2得 电动机的安装及有关尺寸中心高M外形尺寸底脚安装尺寸AB底脚螺栓孔直径K轴伸尺寸DE键公称尺寸Fh160600417.53852542101542110128四、确定传动装置的总传动比及分配 传动装置的总传动比： 取V带传动比： i1 = 3.6 单级圆柱齿轮减速器传动比i2 = 4.02（1）计算各轴的输入功率电动机轴Pd = 6.542 kW轴I （减速器高速轴） 轴II（减速器低速轴）（2）计算各轴的转速电动机轴 轴I ： 轴II ：（3）计算各轴的转矩电动机轴 轴I 轴II 把上述计算结果列于下表：五、传动零件的设计计算1.普通V带传动的设计计算确定计算功率Pc（式中取工作情况系数KA = 1.3）根据计算功率Pc与小带轮的转速，查机械设计基础图10-10，选择B型V带确定带轮的基准直径dd1，dd2 由图10-10得，推荐的小带轮基准直径为125 140mm，则取小带轮直径dd1 = 140mm dmin=75mm 根据GB/T 13575.1-1992 取大带轮的直径dd2 = 500mm验证带速在5m/s 25m/s之间，故带的速度合适。确定V带的基准直径和传动中心距a0那么取a0 = 500mmV带的基准长度为查机械设计基础表10-2，选取带的基准直径长度Ld = 2000mm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nm = 970r/min，dd1 = 140mm查机械设计基础表10-5得， 2.13kW查机械设计基础表10-6得， 0.30kW查机械设计基础表10-7得， 0.89查机械设计基础表10-2得， 0.98那么V带的根数z为取z = 5根计算V带的合适初拉力F0并计算作用在轴上的载荷FQ单根普通V带合适的初拉力F0可按下式计算：计算作用在轴上的载荷 带轮的结构设计：单位（mm）小带轮大带轮基准宽度1414基准线上槽深3.53.5基准线下槽深10.810.8槽间距190.4190.4槽边距11.511.5轮缘厚7.57.5外径147511内径3030带轮宽度118118带轮结构实心式轮辐式槽型BB2.齿轮传动的设计计算（1）选择齿轮类型、材料、精度及参数选择斜齿圆柱齿轮传动（外啮合）选择齿轮材料：考虑减速器传递公里不大，所以齿轮采用软齿面； 小齿轮材料采用45#钢，调质，齿面硬度HBS230 大齿轮材料选用ZG310-570，调质，齿面硬度HBS240选取齿轮为8级精度（GB 10095-1988）初选螺旋角取小齿轮齿数，那么大齿轮的齿数为（2）按齿面接触疲劳强度设计中心距a0式中，。查机械设计基础图7-26，有 570MPa；查表7-5，1查表7-4，K1.3；齿宽系数取：0.4计算模数查表7-1取模数标准值mn 3计算中心距a圆整中心距，取a 190 mm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b178mm；大齿轮齿宽b276mm（3）校核弯曲疲劳强度校核，其中查机械设计基础表7-4，得K1.3；查图7-23，得YF2.76查图7-24，有 190MPa；查表7-5，有1.3那么有则设计满足要求。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齿轮中心距a190mm传动比ii = z1 / z24法面模数mn设计和校核得出3端面模数mimi = mn/cos3.01法面压力角螺旋角一般为全齿高hh=ha+hf6.75mm齿数Z25100分度圆直径d查表7-676.0mm308.5mm齿顶圆直径da查表7-682.0mm314.5mm齿根圆直径df查表7-668.5mm301.0mm齿轮宽b78mm76mm螺旋角方向左旋右旋六、减速器铸造箱体的主要结构尺寸 查机械设计课程设计基础表3-1经验公式，列结果于下表名称结果（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底座上部凸缘厚度12轴承盖凸缘端面直径150箱盖凸缘厚度12螺栓孔凸缘的配置尺寸26/21/40底座下部凸缘厚度20地脚螺栓孔凸缘尺寸25/23/45底座加强筋厚度8箱体内壁与齿顶圆距离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外箱壁至轴承座端面距离55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10七、轴的设计计算1.高速轴的设计（1）选择轴的材料：选取45#钢，调质，HBS=230（2）初步估算轴的最小直径根据教材公式，取，则（3）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d40mm 两轴承支点间的距离为：式中 小齿轮齿宽，78mm 箱体内壁与小齿轮端面的间隙，12mm 箱体内壁至轴承端面的距离，取10mm 轴承宽度，初选6308型深沟球轴承，查表13-3得23mm带入上式得带轮对称线到轴承支点的距离为式中 轴承盖的凸缘厚度，=40mm 螺栓头端面至带轮端面的距离，取15mm 轴承盖M8螺栓头的高度，查表得5.3mm 带轮宽度，118mm带入上式得 （4）按弯扭合成应力校核轴的强度绘出轴的计算简图 轴的计算简图如图所示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计算支反力 水平面垂直面做弯矩图水平面弯矩垂直面弯矩合成弯矩作弯矩图作计算弯矩图 当扭转剪应力为脉动循环变应力时，取系数按弯矩合成应力校核轴的强度 轴的材料为45#钢，调质，查表得拉伸强度极限，对称循环变应力时的许用应力。 由计算弯矩图可见，A剖面的计算弯矩最大，该处的计算应力为 D剖面的计算弯矩最小，该处的计算应力为八、滚动轴承的选择和计算选取的轴承：型号为6308深沟球轴承（每根轴上安装一对）查机械设计课程设计表13-3和查机械设计基础表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P为计算依据。工作温度正常，查机械设计基础表18-8得，温度系数为按中等冲击载荷，查机械设计基础表18-9得，载荷系数 按设计要求，轴承的寿命为，则因为，所以选取的轴承合适九、键联接的选择和强度校核1.高速轴与V带轮用键联接（1）选用圆头普通平键（A型） 按轴径d40mm，及带轮宽 118mm，查表10-1选键12100 GB/T 1096-1979（2）强度校核 键材料选择45#钢，V带轮材料为铸铁，查表得键联接的许用应力，键的工作长度，。挤压应力2. 低速轴与V带轮用键联接（1）选用圆头普通平键（A型） 按轴径d60mm，及带轮宽 92mm，查表10-1选键1656 GB/T 1096-1979（2）强度校核 键材料选择45#钢，V带轮材料为铸钢，查表得键联接的许用应力，键的工作长度，。挤压应力十、联轴器的选择和计算联轴器的计算转矩查表取工作情况系数，因前面在计算电动机功率时已考虑功率备用系数1.3，故计算转矩为 根据工作条件，选用十字滑块联轴器，查表15-4得是自滑块联轴器的许用转矩，许用转速，配合轴径d = 40mm，配合长度L1 = 90mm。十一、减速器的润滑齿轮传动的圆周速度为因，所以采用浸油润滑，由表14-1，选用LAN68全损耗系统用油（GB 443-1989），大齿轮浸入油中的深度约为12个齿高，但不应少于10mm。对轴承的润滑，因，采用脂润滑，由表14-2选用钙基润滑脂L-XAAMHA2（GB 491-1987），只需填充轴承空间的，并在轴承内侧设挡油环，使油池中的油不能进入轴承以致稀释润滑脂。十二、设计心得时间真的过得好快，仿佛昨天还是听着师兄们抱怨课程设计的种种繁复，心里充满了忐忑和期待，而今天，自己却坐在这里写下自己的课程设计的最后一页设计心得。作为一名过程装备与控制工程专业大三的学生，我觉得用心的去做一次类似的机械课程设计是十分有意义，而且是十分必要的。在已经度过的大学时光里，我们学习了许多专业基础课程，如：工程制图，工程力学，机械设计基础等等。我们在课堂上学到的仅仅是这些课程的理论层面，而且在考试之后，很快就会淡忘。如何去锻炼我们的实践层面？如何将这些知识融会贯通，并应用到生产实践当中去呢？我想这次的课程设计为我们提供了一次绝好的机会，一个良好的实践平台。在这短短的两周时间里面，翻阅机械设计课程设计成了最习惯的动作。为了让自己的设计更加完善，更好的利用已有的标准和经验公式使自己的设计更加符合生产实际，同时也为了让设计能够顺利通过答辩，一次次的翻阅课程设计，一次次的研究“GB”们是十分必要的。仔细的计算、完成的喜悦、细节的争辩、无奈的重新来过种种滋味在这14天内，一一上演，酸甜苦辣，应有尽有。很享受这种认真的感觉，很享受这种设计完成之后那种无与伦比的自豪和骄傲，很享受和舍友就一个螺栓直径而吵得面红耳赤的执着，很享受跌倒后重新站起来的坚持。课程设计，让我们离工程师又近了一步。原来这就是工程师啊！永远要从实际生产出发，有据可依，有理可循艺术家的无边幻想和超越现实都和设计无缘。虽然离真正的工程师还有很长的路要走，但幸运的是今天的课程设计让我们迈出了坚实的第一步。最后要感谢老师们的辛苦工作，感谢这样一个机会能让我们停下来，总结自己，审视自己的未来。我相信经过这次的设计，大家都会对今后的工程师之路更加憧憬！