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1、个人资料整理仅限学习使用目录一、传动方案分析2 二、选择电动机3 三、计算总传动比及分配各级的传动比4 四、计算传动装置的运动和动力参数6 五、V带传动设计计算6 六、直齿圆柱齿轮传动设计计算8 七、轴的结构设计计算及校核13 八、滚动轴承的选择及校核计算18 九、联轴器的选择计算18 十、键联接的选择及校核计算18 十一、润滑方式18 十二、参考文献18 十三、设计小结19 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用一、传动方案分析机械设计课程设计题目：设计两级圆柱齿轮减速器减速器工作条件：此减速
2、器用于热处理车间两件清洗传送带的减速，此设备两班制工作，工作期限十年，户内使用。传送方案如下图所示：已知工作条件：鼓轮直径： 370mm，传送带运行速度： 1.25m/s ，传送带从动轴所需扭矩： 850N m 为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和拟定传动方案，可先由已知条件计算鼓轮的转速，即：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用二、选择电动机1、电动机类型选择根据电源及工作机工作条件，选用卧式封闭型YIP44）系列三相交流异步电动机。2、电动机功率的选择 1 ）、工作机所
3、需功率 2 ）、电动机输出功率为传动装置的总效率式中为从动机至工作机之间的个传动机构和轴承的效率。查机械设计课程设计表2-4 得：V 带传动效率=0.96，圆柱齿轮传动效率为=0.97 ，滚动轴承效率=0.99 ，弹性联轴器传动效率=0.99, 平带传动效率。则：故根 据 电 动 机 输 出 功 率， 查 表 选 择 电 动 机 的 额 定 功 率3）、电动机转速的选择为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。由机械设计课程设计表2-1 查得V 带的传动比范围为，高速齿轮传动比精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 2
4、1 页个人资料整理仅限学习使用低速齿轮传动比。则传动装置的总的传动比为故电动机转速范围为可见同步转速为 ,、的电动机均符合要求。由于的电动机体积小，转速高，传动不平稳；因此选同步转速为的电动机：方案电动机型号额定功率kw 电动机转速r/min 电动机质量kg 传动装置的传动比同步满转总传动比V带二级减速器1 Y132M-4 7.5 1500 1440 81 22.15 2.3 9.63 由表中数据可知，选定电动机型号为Y132M-4 。三、计算总传动比及分配各级的传动比1、传动装置总传动比2、分配各级传动比取 V带传动的传动比为，则两级减速器的传动比为两级圆柱齿轮减速器高速级齿轮传动比为，低速
5、级齿轮传动比为，取则：取则精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用四、计算传动装置的运动和动力参数1、各轴转速电动机轴为 0 轴，减速器高速轴为1 轴，中速轴为 2 轴，低速轴为 3 轴，则各轴转速分别为：2、各轴输入功率按电动机额定功率计算各轴输入功率2、各轴转矩3、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用4、各轴输入转速、功率、转矩如下表所示：工程电动机轴高速轴中间轴低速轴转速 r/min1440
6、 626 177 65 功率 kW7.5 7.2 6.91 6.64 转矩49.47 109.84 372.83 975.57 传动比2.3 3.54 2.72 效率0.96 0.96 0.96 五、V带传动设计计算电动机转速，带轮所连减速器高速轴I轴转速为，传动装置输入功率为。1、求计算功率由机械设计基础 第五版）查表 13-8 得，故计算功率为：2、选择 V带型号根据，由机械设计基础 第五版）查图 13-15 得坐标点位于 A型界内，故初选普通A型 V带。2、计算大、小带轮基准直径、由机械设计基础第五版）查表13-9 可知，应不小于75mm ，现取由得精选学习资料 - - - - - -
7、- - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用取4、验算带速 V 带速在范围内，符合要求5、求 V带基准长度和中心距 a 初步选取中心距取，符合由式得带长查 机 械 设 计 基 础 第 五 版 ） 表13-2 ， 对A 型V 带 选 用。由式得6、验算小带轮包角由得合适精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用7. 确定 v 带根数 z 因，带速，传动比, 查课表 13-3 和 13-5 得. 查课本表 13-7 得=0.99 由查课本表 13-
8、2 得=0.96 由公式得故选 Z=7根带。8. 计算作用在带轮轴上的压力查课本表 13-1 可得, 故: 单根普通带张紧后的初拉力为计算作用在轴上的压轴力9、带轮结构设计小带轮设计制造成实心式带轮大带轮设计制造成腹板式带轮在高速轴与大带轮结合处轴的直径最小有公式，轴的材料为45钢查课本表14-2 得，则，查课程设计手册表11-2 取安装带轮处直径大带轮直径对照机械设计基础 第五版） P223页图 13-17 与 P224页的表 13-10 可得以下主要参数：L 40mm 224mm B 123mm 25mm 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - -
9、- -第 8 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用六、直齿圆柱齿轮传动设计计算一）高速级齿轮传动的设计计算齿轮材料，热处理及精度考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线圆柱直齿轮。齿轮材料及热处理材料：高 速 级 小 齿 轮 选 用钢 调 质 ， 齿 面 硬 度 为 大 齿 轮250HBS ，高 速 级 大 齿 轮 选 用钢 调 质 ， 齿 面 硬 度 为 大 齿 轮220HBS，由表 11-5，取 =564=545=384=3682. 齿轮精度按 GB/T10095 1998，选择 8 级3. 初步设计齿轮传动的主要尺寸高速级传动比，高速轴转速传动功率齿轮按8 精
10、度制造。取载荷系数表 11-3 ）齿宽系数 ，齿数，则，则实际传动比模数齿宽取按表 4-1 取，中心距4. 验算齿轮弯曲强度齿形系数，安全5. 小齿轮的圆周速度精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用对照表 11-2 可知选用 8级精度是合适的二）低速级齿轮传动的设计计算1. 齿轮材料，热处理及精度考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线圆柱直齿轮。齿轮材料及热处理材料：小 齿 轮 选 用钢 调 质 ， 齿 面 硬 度 为 大 齿 轮260HBS ，大 齿 轮 选 用钢
11、调 质 ， 齿 面 硬 度 为 大 齿 轮240HBS，由表 11-5，取=545=527=376=3682. 齿轮精度按 GB/T10095 1998，选择 8 级3. 初步设计齿轮传动的主要尺寸高速级传动比，高速轴转速传动功率齿轮按8 精度制造。取载荷系数表 11-3 ）齿宽系数 ，齿数，则，则实际传动比模数齿宽取按表4-1取，中心距4. 验算齿轮弯曲强度齿形系数，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用安全5. 齿轮的圆周速度对照表 11-2 可知选用 8级精度是合适的三）齿轮的结构设计单
12、位mm ）高速齿轮低速齿轮小齿轮大齿轮小齿轮大齿轮齿数 z 22 78 3493 分度圆直径77 273 119 325.5 齿数3.5 3.5 3.5 3.5 齿顶高3.5 3.5 3.5 3.5 齿根高4.375 4.375 4.375 4.375 齿顶圆直径84 280 126 332.5 齿根圆直径68.25 264.25 110.25 316.75 齿宽65 60 92 97 七、轴的结构设计计算1. 轴的选材：选用材料为45 缸，调质。查 机 械 设 计 基 础 P241 表14-1. 查 取 碳 素 钢、查 机 械 设 计 基 础 P245 表14-2. 查45 钢 取、精选学习
13、资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用2. 轴的设计1）高速度轴按纯扭转强度估算轴径 最小直径），取，轴承选 6208。2）中间轴按纯扭转强度估算轴径 最小直径），取，轴承选 6209。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用3）低速轴按纯扭转强度估算轴径 最小直径），取轴承选 6214 4）低速轴的强度校核低速轴上齿轮直径，转矩精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - -
14、 - - - -第 15 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用周向力：轴向力： 0 径向力：右上图可知，危险截面在齿轮的轴段中心处扭矩：弯矩：所以此轴满足刚度条件精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用八、滚动轴承的选择及校核计算根据轴的设计选取轴承高速轴：轴承型号6208 中间轴：轴承型号6209 低速轴：轴承型号6214 低速轴轴承寿命计算校核因为低速轴上只受径向力则当量动载荷查机械设计手册轴承6214的额定动载荷要求使用寿命为十年，两班制工作则查机械设计基础表16-13。因为受轻微冲击
15、载荷，所以其载荷系数而滚动体为球体，所以取常温下工作取代入数据的所以满足寿命要求九、联轴器的选择计算根据低速轴联轴器安装处轴径d=56mm 查机械设计手册取联轴器型号为十、键联接的选择及校核计算查机械设计基础表10-10 键的取材为45 钢则在轻微冲击中许用挤压应力根据轴径取键（1） 高速轴上联接带轮的键取A型键 b=8mm 、h=7mm 、 l=28mm 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用（2） 中间轴上联接的大齿轮的键取A型键 b=14mm 、h=9mm 、 l=50mm 3）联接的大
16、齿轮的键取A型键 b=22mm 、h=14mm 、 l=70mm联接联轴取 A型键 b=16mm 、h=10mm 、 l=63mm （3） 低速轴键的强度校核联接的大齿轮的键联接的大齿轮的键低速轴上的键的强度符合要求十一、润滑方式由于低速级大齿轮齿轮圆周速率小于2m/s，使用脂润滑十二、参考文献一、杨可帧、程光藴、李仲生主编. 机械设计基础 . 北京：高等教育出版社，2006 年 5 月二、王昆、何小柏、汪信远主编. 机械设计、机械设计基础课程设计. 北京：高等教育出版社， 1996 年精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共
17、21 页个人资料整理仅限学习使用十三、设计小结经过两周时间的努力，终于把机械设计课程设计完整地做完了。在这次设计作业过程中 , 我遇到了许多困难 , 一遍又一遍的计算 , 一次又一次的设计方案修改，同一个数据有时候也要计算好几遍，通过两周计算设计和画图终于把设计完整的做出来。尽管这次作业的时间是漫长的, 过程是曲折的 , 但我的收获还是很大的. 不仅仅掌握了带传动以及齿轮的设计步骤与方法。也对制图有了更进一步的掌握。对我来说, 收获最大的是方法和能力. 那些分析和解决问题的方法与能力。在这次设计中, 我发现自己考虑问题不全面，考虑到了细节整体又没有考虑，还有就是对理论知识的不熟悉，理论和现实脱
18、节，使得这次设计遇到了很多从来没有遇到过的问题。认清了自己的不足之处，对以后的学习以及工作有了很大的帮助。齿轮材料，热处理及精度考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线圆柱斜齿轮。齿轮材料及热处理材料：高 速 级小 齿 轮 选用钢 表 面 淬 火 ，齿 面 硬 度为 小 齿 轮40-50HRC ， ，高 速 级 大 齿 轮 选 用钢 表 面 淬 火 ， 齿 面 硬 度 为 大 齿 轮40-50HRC ，由表 11-5，取由表 11-4，取=2.5, =189.8 =1140 =552 2. 齿轮精度按 GB/T10095 1998，选择 9 级精选学习资料 - - -
19、- - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用取载荷系数表 11-3）齿宽系数表 11-6）小齿轮上的转矩初选螺旋角=150 齿数，则，圆整得=89 则实际传动比 ,齿形系数查 图 11-8得图11-9得 因因故 应 对 小 齿轮进行弯曲强度计算。法向模数由表 4-1，取=2mm 中心距，取确定螺旋角不必重新计算。齿轮分度圆直径精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 21 页个人资料整理仅限学习使用齿宽取验算齿面接触强度代入 11-8 得安全齿轮的圆周速度对照表 11-2 选 9 级精度是合宜的。所以：小齿轮齿宽分度圆直径齿根圆直径齿顶圆端面模数大齿轮齿宽分度圆直径齿根圆直径齿顶圆精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 21 页