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1、精品学习资源华南理工高校课程设计说明书题目 单级圆柱齿轮减速器学院：设计学院专业：工业设计学号： 202130031109同学：罗贤军指导老师：胡广华2021 年 7 月 9 日欢迎下载精品学习资源设 计 说 明 书设计及说明结果一、传动方案的确定如以下图 ：采纳一般 V 带传动加一级斜齿轮传动；F=5300NV=2.03m/s D=505mm二、原始数据：a) 带拉力： F=5000Nb) 带速度： v=2.03m/sc) 滚筒直径： D=505mm三、确定电动机的型号：1. 挑选电动机类型 ：选用 Y 系列三相异步电动机；2. 挑选电动机功率：欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源运输机
2、主轴上所需要的功率：.5000 2.03欢迎下载精品学习资源P. =1000 =1000= 10.15.欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源传动装置的总效率： = .2.欢迎下载精品学习资源总联轴轴承 齿轮.带欢迎下载精品学习资源其中，查机械设计课程设计P6 表 2 -3.带 ，V 带传动的效率 .带 = 0.95欢迎下载精品学习资源齿轮 ，闭式圆柱齿轮的效率精度等级8齿轮 = 0.97电动机型号为欢迎下载精品学习资源轴承，滚子轴承的效率轴承= 0.98Y180L- 6欢迎下载精品学习资源联轴 ，弹性联轴器的效率 联轴 = 0.933欢迎下载精品学习资源.，工作机的效率 . = 0.96所
3、以：2Ped=15KW欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源.总 = 联轴轴承齿轮.带.= 0.933 0.98 2 0.97 0.95 0.96 = 0.844欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源电动机所需功率：. .=.= 1.210.15 .0.844 = 14.431.欢迎下载精品学习资源查机械设计课程设计 P152 的表 16 -1 ，取电动机的额定功率为15.；3挑选电动机的转速：欢迎下载精品学习资源工作机的转速：.60 1000n . =.2.03 60 10003.14 505= 76.8./.欢迎下载精品学习资源依据机械设计课程设计P5 表V 带传动比范畴 .1.= 2
4、4 ，单级圆柱齿轮闭式，斜齿传动比i 2 = 36 ， 电动机转速范畴：. = .1.2. = 76.8 24 36 = 460.81843.2./.挑选电动机同步转1000./.，.满载转速 . = 970./.；.四、确定传动装置的总传动比及各级安排：传动装置得总传动比：i= . = 970 .= 12； 6欢迎下载精品学习资源.76.8欢迎下载精品学习资源取 V 带传动比： .1.= 2.5 ；单级圆柱齿轮减速器传动比：.2.= 5.04 1运算各轴的输入功率：欢迎下载精品学习资源电动机轴 . = 14.431.轴高速轴.1 = .1.= 0.95 14.431 = 13.71.轴低速轴
5、.2 = .2.3 .1 = 0.97 0.98 13.71 = 13.03.2. 运算各轴的转速电动机轴. = 970./.= .= . .欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源轴 .= . = 970.= 388./.欢迎下载精品学习资源1轴 .2.1.= .1.2.2.5= 388 .5.04 = 76.98./.欢迎下载精品学习资源3. 运算各轴的转矩电动机轴 .= 9550 . = 9550 14.431 .= 142.1. .欢迎下载精品学习资源.970欢迎下载精品学习资源轴 . = 9550 .1 = 9550 13.71 .= 337.4. .欢迎下载精品学习资源1轴 .2.
6、1= 9550 .2.2388= 9550 13.03 .76.98 = 1616.5. .欢迎下载精品学习资源4上述数据制表如下 ：参数输入功率转速输入转矩传动比效率轴名PkW 电动机轴nr/min970TN .m i6轴高速轴3885.045轴低速轴五、传动零件的设计运算 :1. 一般 V 带传动的设计运算 : 确定运算功率 .= . = 1.2 14.431 = 17.32.欢迎下载精品学习资源.依据机械设计 P347 附表，此处为带式运输机，载荷变动小，每天两班制工作每天工作8 小时，挑选工作情形系数.= 1.2 挑选 V 带型号依据机械设计 P344 附表，此处功率 .= 17.32
7、.与小带轮的转速 . = 970r/min，挑选 B 型 V 带， .= 180.； 确定带轮的基准直径 .，. .依据机械设计P344/P345 ，附表和附表取小带轮直径 .1 = 180.大带轮的直径 .2 = 450.欢迎下载精品学习资源 验证带速.=.1.60 1000= 9.14./.欢迎下载精品学习资源在5./.25./.之间；故带的速度合适；欢迎下载精品学习资源 确定 V 带的基准长度和传动中心距.初选传动中心距范畴为：0.7.1+ . .2 .0 2.1+ .2 ，即441 .0 1260 ，初定 a0 = 500.V 带的基准长度：.= .= .欢迎下载精品学习资源欢迎下载精
8、品学习资源.0. = 2.0 +.2 .1+ . .2 += 2 500 += 1454.2 -.124.03.142 180 + 450 + 450 -180 24 500欢迎下载精品学习资源依据机械设计P349 附表，选取带的基准直径长度L0 = 1600.；欢迎下载精品学习资源实际中心距：.= .0 +.-.02= 500 +1600 -14542= 573.欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源 验算主动轮的包角.1 = 180 -.2-.157360 = 151.7.= .欢迎下载精品学习资源故包角合适； 运算 V 带的根数 z欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源.=.+ .
9、. .欢迎下载精品学习资源0由. = 970./min .1 = 180.0. .= .欢迎下载精品学习资源依据机械设计P344/P345 ，附表和附表，.0 = 3.27.0.= 0.29.依据机械设计表12 -7， .= 0.92依据机械设计附表，.= 0.9317.32.= 3.27 + 0.29 0.92 0.93 = 5.69取.= 6根；欢迎下载精品学习资源 运算 V 带的合适初拉力 .500. =2.52欢迎下载精品学习资源0.-1 + .欢迎下载精品学习资源依据机械设计P343 附表， .= 0.19欢迎下载精品学习资源.0500 17.32=6 9.142.5 0.92-1
10、+ 0.19 9.14 2 = 287.1.= 6欢迎下载精品学习资源 运算作用在轴上的载荷.= 2.0.sin.12 = 3340.7.欢迎下载精品学习资源 V 带轮的结构设计依据机械设计表单位：mm 带轮小带轮大带轮尺寸槽型BB基准宽度 . 1414欢迎下载精品学习资源基准线上槽深 .基准线下槽深 .槽间距 e1919槽边距 .轮缘厚 .外径D.1 = 180.2= 450.= 3340.7.欢迎下载精品学习资源内径D.3030欢迎下载精品学习资源带轮宽度 B3B3 = 2.+ .= 137.B3 = 2.+ .= 137.欢迎下载精品学习资源带轮结构腹板式轮辐式V 带轮采纳铸铁 HT20
11、0 制造，其答应的最大圆周速度为25./.2. 齿轮传动设计运算1 挑选齿轮类型，材料，精度，及参数 选用斜齿圆柱齿轮传动外啮合 挑选齿轮材料考虑到齿轮使用寿命较长： 依据机械设计P382 附表小齿轮材料取为 40Cr ，调质处理， HBS1 = 260大齿轮材料取为 40Cr ，调质处理， HBS2 = 255 初选取齿轮为8 级的精度 GB10095-2001 初选螺旋角 = 12 初选小齿轮的齿数.1. = 25 ；大齿轮的齿数 .2. = 5.04 25 = 126取.2. = 126考虑到闭式软齿面齿轮传动最主要的失效为点蚀，故按接触强度设计，再按弯曲强度校核；2 按齿面接触疲惫强度
12、运算欢迎下载精品学习资源 确定运算参数传递扭矩 . = 9.55 10 6 .1= 3.37 10 5 （N mm ）欢迎下载精品学习资源1.1载荷系数 k：因载荷比较平稳，齿轮相对轴承对称布置，由表10-4 取齿宽系数 .= 0.5许用接触应力 .:由图 10- 26c查得 .lim1 = 720MPa .lim2 = 680MPa 安全系数由表10 -5 取. = 1欢迎下载精品学习资源就 . = .lim1= 720MPa . = .lim2= 680MPa欢迎下载精品学习资源.1.2.欢迎下载精品学习资源 .1 .2 ,因此应取较小值 .2代入齿数比，将以上参数代入下式得欢迎下载精品学
13、习资源3305.2 .1 .欢迎下载精品学习资源. u + 1 . = 186.8.欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源确定齿轮参数及主要尺寸圆整中心距取 a=187mm 运算模数2.cos .= .= .欢迎下载精品学习资源.=. + .= 2.4欢迎下载精品学习资源12取标准值 .= 2.5 ，适当削减齿数 .1. = 24, .2. = 121修正螺旋角并运算主要尺寸欢迎下载精品学习资源= arccos .（ .1 +.2 ）2.= 14.2452欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源. = .1= 61.90.欢迎下载精品学习资源1. 欢迎下载精品学习资源. = .2= 312.
14、10.欢迎下载精品学习资源1. .= .欢迎下载精品学习资源b = .= 93.5.圆整后取 .2 = 94mm， .1. = 102mm欢迎下载精品学习资源(3) 校核弯曲疲惫强度 依据式 10 -35得 .1. 2. = 1.6k.1 . .欢迎下载精品学习资源许用弯曲应力：由图10 -24c得.lim1 = 245MPa .lim2 = 240MPa欢迎下载精品学习资源安全系数由表 10-5 取.= 1.3就 . = .lim1= 188.5.欢迎下载精品学习资源 . = .lim2.= 184.6.1.欢迎下载精品学习资源.1.欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源v1 =当量齿数
15、.1.3.2.= 26.36.v.2 = .3.= 132.88欢迎下载精品学习资源查图 10-23 得齿形系数 .1= 2.69.2=2.2欢迎下载精品学习资源.1= 1.6k.1. .1 . 2.1= 41.89MPa . .1欢迎下载精品学习资源.2.= .= 34.26. . 欢迎下载精品学习资源.2.1.1.2欢迎下载精品学习资源(4) 齿轮主要尺寸欢迎下载精品学习资源.1 = 61.9.欢迎下载精品学习资源齿轮传动的几何尺寸 ，制表如下： 具体见零件图 .2 = 312.1.欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源代名称运算公式号结果小齿轮大齿轮欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习
16、资源中心距aa = .1 + .2.2 cos .187mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源.传动比.= .2.5.04欢迎下载精品学习资源法面模数.设计和校核得出欢迎下载精品学习资源端面模数.= .cos . 2.6欢迎下载精品学习资源法面压力角.标准值20 螺旋角一般为 82014.2452 . .= .2.5mm. = 1.25.3.125mm齿顶高齿根高全齿高hh = .+ .5.625mm齿数z24121欢迎下载精品学习资源.cos .分度圆直径dd = .61.9mm312.1mm66.9mm317.1mm55.65305.8593.5mm86.5mm欢迎下载精品学习资源齿
17、顶圆直径. = .+ 2. .齿根圆直径.= .-2.齿轮宽BB = .螺旋角方向查表 7-6右旋左旋4 齿轮的结构设计小齿轮采纳齿轮轴，大齿轮采纳腹板式六、减速器铸造箱体的主要结构尺寸设计依据机械设计课程设计P14 表 3 -1 体会公式，列出下表：名称代号尺寸运算结果 mm 欢迎下载精品学习资源底座壁厚0.025a + 1 7.58箱盖壁厚.1.0.80.8588底座上部凸缘厚度. 01.51.7512箱盖凸缘厚度. 11.51.751 12底座下部凸缘厚度. 22.252.7520底座加强肋厚度e0.81 8底盖加强肋厚度.1.0.80.851 7地脚螺栓直径d216M16地脚螺栓数目n
18、表 3-46轴承座联接螺栓直径.20.75d12箱座与箱盖联接螺栓直径d 30.50.6d8M8轴承盖固定螺钉直径d 40.40.5d12视孔盖固定螺钉直径d 50.30.4d6轴承盖螺钉分布圆直径.1D + 2.5.460,80螺栓孔凸缘的配置尺寸.1./.2 /.0表 3-222/20/30地脚螺栓孔凸缘的配置尺寸././.表 3-325/23/45箱体内壁与齿轮距离. 1.2 10箱体内壁与齿轮端面距离. 1 12底座深度H0.5.+ 3050190外箱壁至轴承座端面距离.1.1. + .2. + 51047120七、轴的设计：1. 高速轴的设计：1挑选轴的材料 ：选取 45 号钢，调质
19、， HBS2 = 230GB699-19882初步估算轴的最小直径依据机械设计课程设计P115 表 16 -2，取A = 110 ，欢迎下载精品学习资源13 .3 13.71欢迎下载精品学习资源. .1. = 110 388= 36.1mm欢迎下载精品学习资源3轴的结构设计由于与 V 带联接处有一键槽，所以直径应增大5% ，考虑带轮的机构要求和轴的刚度，取安装带轮处轴径.= 40mm ，依据密封件的尺寸，选取小齿轮轴径为.= 55mm ；初选取型号为 30210 的圆锥滚子轴承， d = 50mm D = 90mm B = 21.75mm ；1) 两轴承支点间的距离：.1 = .1 + 2.
20、1 + 2.2 + .式中： .1，小齿轮齿宽， .1 = 93.5. 1，箱体内壁与小齿轮端面的间隙，.1 = 12. 2，箱体内壁与轴承端面的距离，.2 = 10.B，轴承宽度， .= 21.75.代入上式得.1 = 93.5 + 2 12 + 2 10 + 21.75 = 159.25mm2) 带轮对称线到轴承支点的距离：.2. = 2 + .2.+ .+ .3.+ .3/2欢迎下载精品学习资源式中：l 2，轴承盖高度欢迎下载精品学习资源.2. = .+ .1. + .2. + 5 + .-. 2 -.= 8 + 22 + 20 + 5 + 10 -10 -21.75 = 33.25.欢
21、迎下载精品学习资源9-2 可得t，轴承盖凸缘厚度， .= 1.2.4 = 10.，l 3 ，螺栓头端面至带轮端面的距离，.3. =15mmk，轴承盖 M8 螺栓头的高度，查机械设计课程设计P82 表.1. = 159.25.2 = 143.425.欢迎下载精品学习资源.= 5.3.B3 ，带轮宽度， .3 = 118.欢迎下载精品学习资源解得21.75118欢迎下载精品学习资源.2 =2+ 33.25 + 15 + 5.3 +2= 143.425.欢迎下载精品学习资源4按弯扭合成应力校核轴的强度欢迎下载精品学习资源 轴的运算简图 见以下图 运算作用在轴上的力欢迎下载精品学习资源12.1. =小
22、齿轮受力分析圆周力： .1=欢迎下载精品学习资源2 337.4 1000 .61.9 =欢迎下载精品学习资源10901.径向力： .1=欢迎下载精品学习资源.1tan .cos .=10901 tan 20 .cos 14.2452=欢迎下载精品学习资源4094.轴向力： .1 =欢迎下载精品学习资源.1.= 10901 .1.4.2452= 2768. 运算支反力水平面：.= .= .1 2 =5450.5.垂直面：MB = 0.1 -. .1.+ . .-. . + . = 0.12.1212.159.25 -4094 159.25 .2 + 2768 61.9 .2欢迎下载精品学习资源得
23、： .= 7439.-3340.7 1159.25 + 123.425 = 0欢迎下载精品学习资源F= 0.= .-.-.1= 7439 -3340.7 -4094 = 4.3.欢迎下载精品学习资源 作弯矩图水平面弯矩：欢迎下载精品学习资源.= -.12= -276861.9.2= -85670.欢迎下载精品学习资源垂直面弯矩：.= -.2 = -3340.7123.425= -412326.欢迎下载精品学习资源.1= -. .2 + .1.2 + .1.2欢迎下载精品学习资源.= -3340.7123.425+ 159.25 .2 + 5450.5 159.25 .2= -244333.欢迎
24、下载精品学习资源.2= -.1.= -4.32159.252欢迎下载精品学习资源.= -342. .合成弯矩：.= .= -412326N.mm.1= .2.+ .2= -856702 + -2443332 = 258917. .1.2 = .2+ .2= -85670 2 + -3422 = 85671. .2 作转矩图.1. = 144400N.mm当扭转剪力为脉动循环应变力时，取系数= 0.6，就：欢迎下载精品学习资源.=.2 + .1.2 = 02 + 0.6 337400 2 = 202440. .欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源.=.2 + .1. 2 = -4123262
25、 + 0.6 337400 2欢迎下载精品学习资源.= 459342. .= .2 + .1. 2 = 258917 2 + 0.6 337400 21.1= 328664. .= .2 + .1.2 = 85671 2 + 0.6 337400 22.2= 219821. . 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 .= 650MPa ，对称循环变应力时的许用应力 .-1 .= 60.欢迎下载精品学习资源由弯矩图可以知道， .剖面的运算弯矩最大，该处的运算应力为：欢迎下载精品学习资源. .459342欢迎下载精品学习资源.2.=. 0.1.3 =0.
26、1 503 = 36.75. .-1 .= 60.欢迎下载精品学习资源D剖面的轴径最小，该处的运算应力为：欢迎下载精品学习资源.202440欢迎下载精品学习资源.=. 0.1.3 =0.1 40 3 = 31.63. .-.1 .= 60.欢迎下载精品学习资源均满意强度要求；2. 低速轴的设计1挑选轴的材料 ：选取 45 号钢，调质， HBS2 = 250GB699-19882初步估算轴的最小直径依据机械设计课程设计P115 表 16 -2，取A = 110 ，欢迎下载精品学习资源3 .23 13.03欢迎下载精品学习资源. .2= 110 76.98= 60.8mm欢迎下载精品学习资源3轴的
27、结构设计欢迎下载精品学习资源考虑联轴器的结构要求及轴的刚度，取装联轴器处的轴.= 65mm ， 依据机械设计课程设计P150 表 15 -4；十字滑块联轴器处轴径取.= 65mm ，安装长度 L1 = 125mm ；按轴的结构和强度要求选取轴承处的轴径d = 75mm ，初选型号为30215 型的圆锥滚子轴承， d = 75mm D = 130mm B= 27.25mm ；3) 两轴承支点间的距离：.3 = .2 + 2. 1 + 2.2 + .式中： .2，大齿轮齿宽， .2 = 86.5. 1，箱体内壁与小齿轮端面的间隙，.1 = 12. 2，箱体内壁与轴承端面的距离，.2 = 10.B，
28、轴承宽度，选取30214 型轴承， . = 27.25.代入上式得.3 = 86.5 + 2 12 + 2 10 + 27.25 = 157.75mm4) 联轴器对称线到轴承支点的距离：.3 = 157.75.4 = 124.175欢迎下载精品学习资源.4. =+ .2.+ .+ .3.+ .3/22欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源式中：l 2 ，轴承盖高度欢迎下载精品学习资源.2. = .+ .1. + .2. + 10 + .-. 2 -.= 8 + 22 + 20 + 10 + 5 -10 -27.25 = 27.75.t，轴承盖凸缘厚度， .= 1.2.4 = 10.，l 3
29、，螺栓头端面至联轴器端面的距离，.3.=15mmk，轴承盖 M8 螺栓头的高度，查机械设计课程设计P82 表9-2 可得.= 5.3.B3 ，联轴器的安装长度，.3 = 125.欢迎下载精品学习资源解得27.25125欢迎下载精品学习资源.4 =+ 27.75 + 5.3 + 15 +2= 124.175.2欢迎下载精品学习资源4按弯扭合成应力校核轴的强度 运算作用在轴上的力小齿轮受力分析欢迎下载精品学习资源圆周力： .= 2.22 1616.5 1000312.1欢迎下载精品学习资源.1.2 =.= 10359.欢迎下载精品学习资源径向力： .1= .1tan .cos .= 10359 t
30、an 20 .cos 14.2452=欢迎下载精品学习资源3890.轴向力： .1 = .1.= 10359 .1.4.2452= 2630.欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源 运算支反力水平面： .= .= .12垂直面：MB = 0.3= 5179.5.2欢迎下载精品学习资源.3 -.1.2 -.1.2 = 0欢迎下载精品学习资源.157.75 -3890 172.75 .2 -2630 312.1 .2 = 0得： .= 4547.F= 0.= .-.1= 4547 -3890 = 657.欢迎下载精品学习资源 作弯矩图欢迎下载精品学习资源水平面弯矩：.= -. AH .3.2= -5179.5157.75 .2 = -408533.欢迎下载精品学习资源垂直面弯矩