1、 机械设计课程设计题目题号：展开式二级圆柱齿轮减速器学 院：装备制造学院专业班级：金材 1101学生姓名：张建收学 号：指导教师：成 绩：年 月 日一数据800运输带工作速度 V（m/s） 1.4卷筒直径（mm） 400二. 设计要求(1)选择电动机型号；(2)确定带传动的主要参数及尺寸；(3)设计减速器；(4)选择联轴器。三. 设计步骤 1. 传动装置总体设计方案2. 电动机的选择3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比4. 传动装置的运动和动力参数计算5. 设计 V 带和带轮1. 传动装置总体设计方案1）传动装置由三相交流电动机、二级减速器、工作机组成。2）齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴
2、向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。 3二 级 圆 柱 齿 轮 减 速 器4联 轴 器5带 式 运 输 机1电 动 机2V带 传 动3）电动机转速较高，传动功率大，将带轮设置在高速级。传动装置简图：2. 电动机的选择 电动机所需工作功率为：Pw=Tw*nw/9550 =Tw*60*1000V/(d*9550)=800*60*1000*1.4/(3.14*400*9550)=5.6 kw执行机构的曲柄转速为：nw=601000v/d=66.9r/min效率范围:1：带传动： V 带 0.952：圆柱齿轮 0.99 7 级3：滚动轴承 0.984：联轴器 浮动联轴器 0.970.99,取 0.9
3、9w 滚筒： 0.99=1*2*2*3*3*3*4*w=0.95*0.97*0.97*0.99*0.99*0.99*0.98*0.99=0.839Pd = Pw / =5.6/0.839=6.67Kw又因为额定转速 Ped Pd=6.67 Kw取 Ped=7.5kw常用传动比：V 带：i1=24圆柱齿轮：i2=35圆锥齿轮：i3=23i=i1i2i2=243535=18100 取 i=1840N=Nwi=（1840）57.83=10412313.2 r/min取 N=1500r/min选 Y132M-4 电动机 Nm=1440r/min型号 额定功率Ped满载转速 nm 启动转矩 最大转矩 中
4、心高 HY132M-4 7.5KW 1440r/min 2.2. 2.2 132mm3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 总传动比 i=Nm/Nw=ivi 减=i0i1i2i0 为带传动传动比；i1 为高速齿轮传动比；i2 为低速级齿轮传动比；总传动比 i=Nm/Nw=1440/67.7=21.27取 V 带传动比 i0=3减速箱的传动比 i 减=i/ i0= i1i2=7.09按浸油深度要求推荐高速级传动比：一般 i1=（1.11.2 ）i2 ，取 i1=1.1 *i2。i1*i2=1.1 *i2i2=2.5，i1=1.1*i2=2.754. 计算传动装置的运动和动力参数 1）各轴转速(
5、r/min)n0=nm=1440 r/minn=nm/i0=480minn= n/i1=174.55r/minn = n/i2=69.82 r/min2）各轴输入功率（kW）P0=Pd=6.67 kWP=P01=6.670.95=6.34 kWP = P23=6.340.970.98=6.03kWP = P 23=6.030.990.98=5.85 kWP= P 34=5.850.980.99=5.68 kW1=v=0.95, 2= 齿=0.99，3= 滚=0.98，4= 联=0.99；注意：滚筒轴负载功率是指其输出功率，即：Pw=Pw=5.68*0.99=5.62kW3）各轴输入扭矩（N.m
6、）T0=9550Pd/nm=44.24 N.mT=9550 P/n=126.14 N.mT =9550 P/n=329.91 N.mT =9550 P/n=800.16 N.mT=9550 P/n=776.91 N.m运动和动力参数结果如下表编号理论转速（r/min）输入功率（kw ）输入转矩(Nmm)传动比 效率电机轴 1440 6.67 44.243 0.95高速轴 480 6.34 126.142.75 0.97中间轴 174.55 6.03 329.91低速轴 69.82 5.85 800.162.5 0.97滚筒轴 57.83 5.62 848.04 0.995.设计 V 带和带轮电
7、动机功率 P=6.67KW，转速 n=1440r/min 传动比 i0=31 确定计算功率 Pca由机械设计课本表 8-7 查工作情况系数 KA=1.1Pca=KAP=1.16.67KW=7.34KW2.选择 V 带的带型根据 Pca， Nm 查图 8-11，选 A 带确定带轮的基准直径 dd 和验算带速 V1） 初选小带轮的基准直径 dd1 由表 8-6 和表 8-8，取小带轮的基准直径 dd1=160 mm2） 验算带速 v，按式（8-13）验算带的速度V=n1Dd1/(60*1000)=3.14*160*1440/(60*1000)=12.06 m/s又 5 m/s V25 m/s 故带
8、速合适3计算大带轮的基准直径。根据式（8-15a） ，计算大带轮的基准直径 dd2dd2=i0*98%* dd1=3*160*98%=470.4 mm根据表 8-8 圆整为 200mm 此时带传动实际传动比 i0= dd2/ dd1=3.1254.确定 V 带的中心距 a 和基准长度 Ld1)0.7（dd2+dd1） a0 2（dd2+d d1）460mm a0 1320mm取 a0=500mm2)由式（8-22）计算带所需的基准长度：Ld0=2a0+/2（dd2+dd1）+（dd2+dd1）（dd2+dd1）/4a0=2500+3.14660/2+340340/（4*500 ）=2094mm
9、查表 8-2，选 Ld=2000mm，带的修正系数 KL=1.033）按式（8-23）计算实际中心距 aa=a0+（Ld-Ld0）/2=500+（2094-2000）/2=547mmamin=a-0.015Ld=517mmamax=a+0.03Ld=560mm所以中心距变化范围 517560 mm5验算小带轮上的包角 11=180 -（dd2-dd1）57.3/a=180-(500-160)57.3/538=144 90满足要求7 计算带的根数1)计算单根 V 带的额定功率 PrN1=1440r/min ，dd1=160mm查表 8-4a 得，P0=2.73KW查表 8-4b 得，P0=0.1
10、7 KW查表 8-5 得，Ka=1.03查表 8-2 得，KL=0.961 于是Pr=（P0+P0 ）*K*KL=（2.73+0.17 ）*0.91*1.03=2.69 KW2)计算 V 带的根数 zz=Pca/Pr=7.34/2.69=2.73取 Z=36.齿轮设计（一）高速级齿轮传动的设计计算输入功率 P=6,34 KW，小齿轮转速 n=480r/min 齿数比u=3.04，工作寿命 10 年（每年工作 300 天） ，一班制1. 选定高速级齿轮的类型，精度等级，材料(1)选用直齿圆柱齿轮；(2)由于工作平稳，速度不高，选用 7 级精度；(3)材料选择：由表 10-1 选择小齿轮材料为 4
11、5（调质） ，硬度为240HBS，大齿轮材料为 45 钢（正火）硬度为 200HBS，二者材料硬度差为 40HBS；(4)选小齿轮齿数为 Z1=24，大齿轮齿数为 Z2=3.04*24=72.96 取Z2=73；5）选取螺旋角。初选螺旋角 =152. 按齿面接触强度设计由计算公式（10-21）进行计算，即d1t 1232()HEdaKtTuZ1） 确定公式内的各计算数值：（1） 试选 Kt=1.6（2） 由图 10-30，选取区域系数 ZH =2.425（3） 由图 10-26，查的 a1= 0.765 a2=0.87 a= a1+ a2=1.65（4）计算小齿轮传递的转矩T1=126000
12、N.mm(5) 由表 10-7 选取齿宽系数 d=1(6)由表 10-6，查的材料的弹性影响系数 Ze=189.8Mpa1/2（7） 由图 10-21d，按齿面硬度查的小齿轮的接触疲劳强度极限 Hlim1=570 Mpa ，由图 10-21c，按齿面硬度查的大齿轮的接触疲劳强度极限 Hlim2=350Mpa（8）计算应力循环次数N1=60njLh=604801（1103008 ）=6.912 108N2=N1u=2.510 8(9)由图 10-19，查的接触疲劳寿命系数 KHN1=0.95，KHN2=0.92(10)计算接触疲劳许用应力取失效概率为 1%，安全系数 S=1，由式（10-12 ） ，得H1=Hlim1 KHN1S=600 0.95570MpaH2=Hlim2 KHN2S=350 0.92=322MpaH= （ H1+ H2）2= （570+350 ）2=460Mpa2）计算（1）试算小齿轮分度圆直径 d1t，由公式得d1t =69.10mm123()HEdaKtTuZ（2）计算圆周速度V=d1t n1 60000= 69.10480601000=1.74ms（3）计算齿宽 b 及模数 mnt
