2022年机械方案一圆柱齿轮减速器 .docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 机械设计基础一级圆柱齿轮减速器设 计 说 明 书池州职业技术学院08 机电（ 1）班名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 机械设计课程设计计算说明书名师归纳总结 一、传动方案拟第 2 页,共 12 页定 . .2二、电动机的选择 . .2三、计算总传动比及分配各级的传动比 . .4四、运动参数及动力参数计算 . .5五、传动零件的设计计算 . .6六、轴的设计计算 .12七、滚动轴承的选择及校核计算 . 19八、键联接的挑选及运算 . 22- - - - - - -精选

2、学习资料 - - - - - - - - - 设计题目：V带单级圆柱减速器计 算 过 程 及 计 算 说 明一、传 动 方 案 拟 定（ 1）工 作 条 件 ： 使 用 年 限 8 年 , 工 作 为 二 班 工 作 制 , 载 荷 平 稳 , 环 境 清 洁 ；（2） 原始数据：滚筒圆周力 F=6500N；带速 V=1.2m/s ；滚筒直径 D=400mm ；滚筒长度L=400mm；二、电 动 机 选 择1、电 动 机 类 型 的 选 择： Y 系 列 三 相 异 步 电 动 机2、电 动 机 功 率 选 择：（1）传 动 装 置 的 总 功 率： 总 = 带 2 轴 承 齿 轮 联 轴 器

3、 滚 筒 =0.96 0.982 0.97 0.99 0.96 =0.85 2电机所需作的工作功率：P工=FV/1000 总=6500 1.2/10000.85 =9.18KW 3、确定电动机转速：计算滚筒筒工作转速：n=606500V/ D=606500 1.2/ 40 =372.61r/min 名师归纳总结 按手册P7 表1 举荐的传动比合理范畴,取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范畴a第 3 页,共 12 页I a=36；取 V 带传动比I 1=24,就总传动比理时范畴为I a=62 4；故电动机转速的可选范围为nd=I n筒=（624）372.61=22368943r/min 符合这一范围

4、的同步转速有3000r/min；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 根据容量和转速,就选n=1000r/min ；4、确 定 电 动 机 型 号依据以上选用的电动机类型,所需的额定功率及同步转速,选定电动机型号为 Y160M1-2；其主要性能：额定功率：11KW ,满载转速 2930r/min ,额定转矩 2.0 ；质量 63kg ；三、计 算 总 传 动 比 及 分 配 各 级 的 传 动 比1、总 传 动 比：i 总 =n 电 动 /n 筒 =2930/372.6=7.86 2、分 配 各 级 伟 动 比（ 1 ）据 指 导 书 P7 表 1 , 取

5、 齿 轮 i 齿 轮 =6 （ 单 级 减 速 器 i=36 合 理 ）（2）i 总 =i 齿 轮I 带i 带 =i 总 /i 齿 轮 =7.86/6=1.31 四、运 动 参 数 及 动 力 参 数 计 算1、计 算 各 轴 转 速（r/min）nI=n 电 机 =2930r/min nII=nI/i 带 =2930/1.31=2236.6r/min nIII=nII/i 齿 轮 =2236/6=372.7r/min 2、计 算 各 轴 的 功 率（KW）PI=P 工 作 =9.18KW PII=PI 带 =9.18 0.96=8.8128KW PIII=PII 轴 承 齿 轮 =8.812

6、8 0.98 0.96 =8.291KW 3、计算各轴扭矩（N.；mm）TI=9.55 106PI/nI=9.551069.18/2930 ；mm =31716N.TII=9.55106PII/nII =9.55 1069.18/2236 =41560N.1068.291/372.61 ；动的设计计mm TIII=9.55106PIII/nIII=9.55 =225248N.动零；mm 五、传件算1、皮带轮传普的设计计算（1）选择通V带截型由课本P83表8-2得：kA=1.2 PC=KAP=1.2 3=3.9KW 由课本图P116图8-6基得准：小选用A型算V带（2）确定带轮直径,并验带速由课

7、本8-6得,推荐的带轮基准直径为75100mm 名师归纳总结 dd2=n1/n2.本就动；8取速3dd1=100mmdmin=75 第 4 页,共 12 页dd1=2930/2236.6100=131mm P116由课表,取dd2=200mm 实际从轮转n2=n1dd1/dd2=2930 100/200 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - =1465r/min 转速误差V为允：n2-n2/n2=2236.6-1465/2236.6 带 =-0.2641200（本定本适表的用）（5）确带根数根据课P1=0.95KW 根据课课本表式P1=0.11KW 根据表

8、K =0.96根据课本本表KL=0.96 由课得Z=PC/P=PC/P1+P1K KL =3.9/0.95+0.11 0.96 0.96 =3.99 6计算轴根上V带的压拉力由课本表查得q=0.1kg/m,由式单初力：F0=500PC/ZV（2.5/K -1）+qV2 =500 3.9/4 5.03 2.5/0.96-1+0.15.032N =158.01N 就作用在轴承的压力FQ,由课本式）FQ=2ZF0sin 1/2=2 4 158.01sin167.6/2=1256.7N 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2

9、、齿轮传动的设计计算（1）选择齿轮材料及精度等级考虑减速器传递功率不大,所以齿轮采纳软齿面；小齿轮选用40Cr 调质,齿面硬度为240260HBS ；大齿轮选用45 钢,调质,齿面硬度疲220HBS；依据课本表选7 级精度；齿面粗糙度Ra1.63.2 m 2按齿面接触劳强度设计由由：d1 76.43kT1u+1/ du H21/3式参数如下确定有关传动比i齿=6 取小齿轮齿数Z1=20；就大齿轮齿数：Z2=iZ1=6 20=120 实际传：动比I0=120/2=60 传动比误差i-i0/I=6-6/6=0%2.5% 可用齿数比：u=i0=6 由课本本表取 d=0.9 3转矩T1 T1=9.55

10、 106P/n1=9.551062.4/458.2 ；mm =50021.8N. 4载荷系数k 由课表取k=1 5许用接应触应力 H H= HlimZNT/SH由课本图查得： HlimZ1=570Mpa HlimZ2=350Mpa力循环次数NL 由课本式计算NL1=60n1rth=60458.2 116 3658 =1.28 109 NL2=NL1/i=1.28109/6=2.14108 接触疲劳的寿命系数：由课本图查得ZNT1=0.92 ZNT2=0.98 通 用 齿 轮 和 一 般 工 业 齿 轮 , 按 一 般 可 靠 度 要 求 选 取 安 全 系 数 SH=1.0 H1= Hlim1

11、ZNT1/SH=570 0.92/1.0Mpa=524.4Mpa H2= Hlim2ZNT2/SH=350 0.98/1.0Mpa=343Mpa 故得：d1 76.43kT1u+1/ du H21/3=76.43150021.8 6+1/0.9634321/3mm =48.97mm 名师归纳总结 模数表取：准模m=d1/Z1=48.97/20=2.45mm 第 6 页,共 12 页根据课本标数：m=2.5mm 6校核齿根弯曲疲劳强度根据 H课数本式 F=2kT1/bm2Z1YFaYSa参和系数确定有关- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 分度圆直径：d1=

12、mZ1=2.5 20mm=50mm d2=mZ2=2.5 120mm=300mm 齿齿据形系宽数数YFa：力修b= dd1=0.9 50mm=45mm取和应b=45mm b1=50mm 7正系数YSa 根齿Z1=20,Z2=120由表相得YFa1=2.80 YSa1=1.55 YFa2=2.14 YSa2=1.83 8许据用课弯曲本应式力 F根： F= Flim YSTYNT/SF 由课本图查得： Flim1=290Mpa Flim2 =210Mpa 由图查得：正弯YNT1=0.88 YNT2=0.9 实验齿轮的应力修系数YST=2 按一般可靠度选取安全系数SF=1.25 计算两轮的许用曲应力

13、 F1= Flim1 YSTYNT1/SF=290 20.88/1.25Mpa =408.32Mpa F2= Flim2 YSTYNT2/SF =21020.9/1.25Mpa =302.4Mpa 将求得的各参数代入式 F1=2kT1/bm2Z1YFa1YSa1 =2 150021.8/45 2.52 20 2.80 1.55Mpa =77.2Mpa F1 F2=2kT1/bm2Z2YFa1YSa1 =2 150021.8/45 2.52 120 2.14 1.83Mpa =11.6Mpa F2故轮齿齿齿根轮弯传曲动疲的劳强度足够 9计算中心矩a a=m/2Z1+Z2=2.5/220+120=

14、175mm 10计算齿轮的圆周速度V V= d1n1/60 1000=3.14 50 458.2/60 1000=1.2m/s 六输、课入轴轴的的设设硬计计计算计算1、按本扭质矩,初算轴径选用45#调度217255HBS 并根据,查表,取c=115 d 115 2.304/458.21/3mm=19.7mm 考虑有键槽,将直径增大5%,就d=19.7 1+5%mm=20.69 名师归纳总结 选d=22mm 第 7 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2、轴的结构设计（1）轴上零件的定位,固定和装配单级减速器中可将齿轮支配在箱体中心,相对两

15、轴承对称分布,齿轮左面由轴肩定位,右面用套筒轴向固定,联接以平键作过渡协作固定,两轴承分别以轴肩和大筒定位,就采纳过 渡 配 合 固 定（2）确 定 轴 各 段 直 径 和 长 度工 段：d1=22mm 长 度 取 L1=50mm h=2c c=1.5mm II 段 :d2=d1+2h=22+221.5=28mm d2=28mm 初 选 用 7206c 型 角 接 触 球 轴 承,其 内 径 为 30mm, 宽 度 为 16mm. 考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面和箱体内壁应有肯定距离；取套筒长为 20mm,通过密封盖轴段长应依据密封盖的宽度,并考虑联轴器和箱体外壁应有肯定矩离而定,为此,取

16、该 段 长 为55mm , 安 装 齿 轮 段 长 度 应 比 轮 毂 宽 度 小2mm, 故II段 长 ：L2=（2+20+16+55）=93mm III段直径d3=35mm L3=L1-L=50-2=48mm 手段册直：径c=1.5 h=2c=2d4=45mm 由得1.5=3mm d4=d3+2h=35+2 3=41mm 长度与右面的套筒相同,即L4=20mm 但此段左面的滚动轴承的定位轴肩考虑,应便于轴承的拆卸,应按标准查取由手册得安装尺寸h=3.该段直径应取：（30+3 2）=36mm 因此将段设计成阶梯形,左段直径为36mm 上段直径d5=30mm. 轴长度计L5=19mm 由述轴各

17、段长度可算得支承跨距L=100mm 3按弯矩复合强度算求分度圆直径：已知；d1=50mm 求转矩：已知T2=50021.8N.mm 求据圆周力：Ft 根课本得Ft=2T2/d2=50021.8/50=1000.436N 绘为求轴两；径对称向力Fr 根据课本式得Fr=Ft.tan =1000.436 tan200=364.1N因该轴承,所以：LA=LB=50mm 1制轴受力简图（如图a）（2）绘制垂直面弯矩图（如图b）轴承支反力：FAY=FBY=Fr/2=182.05N FAZ=FBZ=Ft/2=500.2N 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 12 页精选学习资料 - -

18、- - - - - - - 由 两 边 对 称 , 知 截 面C的 弯 矩 也 对 称 ； 截 面C在 垂 直 面 弯 矩 为MC1=FAyL/2=182.05 50=9.1N.；m 3 绘 制 水 平 面 弯 矩 图（如 图 c）截 面 C 在 水 平 面 上 弯 矩 为：MC2=FAZL/2=500.2 50=25N.；m 4 绘 制 合 弯 矩 图（如 图 d）MC=MC12+MC221/2=9.12+2521/2=26.6N.；m 5 绘 制 扭 矩 图（如 图 e）转 矩：T=9.55（P2/n2） 106=48N.；m 6 绘 制 当 量 弯 矩 图（如 图 f）转 矩 产 生 的

19、 扭 剪 文 治 武 功 力 按 脉 动 循 环 变 化 , 取 =1, 截 面 C 处 的 当 量 弯 矩 ：Mec=MC2+ T21/2 =26.62+1 4821/2=54.88N.险截面；C6-3的强m 7校核危度由式（） e=Mec/0.1d33=99.6/0.1 413=14.5MPa -1b=60MPa 据用输该出轴质轴强的度设度足够；计计算1、45#按扭钢矩硬初算轴径选调,（217255HBS）根课本P235页式（10-2）,表（10-2）取c=115 d cP3/n31/3=1152.168/76.41/3=35.08mm取、轴的结构设d=35mm 2计（1）轴的零件定位,固

20、定和装配单级减速器中,可以将齿轮支配在箱体中心,相对两轴承对称分布,齿轮左面用轴肩定位,右面用套筒轴向定位,周向定位采纳键和过渡协作,两轴承分别以轴承肩和套筒定位,周向定位就用过渡协作或过盈协作,轴呈阶状,左轴承从左面装入,齿轮套筒,右轴名师归纳总结 承和皮带轮依次从右面装入；第 9 页,共 12 页（2）确定轴的各段直径和长度初选 7207c 型角接球轴承,其内径为35mm,宽度为17mm；考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面与箱体内壁应有肯定矩离,就取套筒长为20mm,就该段长41mm,安装齿轮段长度为轮毂宽度为2mm； 3按弯扭复合强度计算求分度圆直径：已知d2=300mm 求转矩：已知T3

21、=271N.；m 求圆周力Ft：根据课本P127（6-34）式得Ft=2T3/d2=2271103/300=1806.7N 求径向力Fr根据课本P127（6-35）式得Fr=Ft.；tan =1806.7 0.36379=657.2N- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 两轴承对称求支反力FAX、FBY、FAZLA=LB=49mm 1、FBZ FAX=FBY=Fr/2=657.2/2=328.6N FAZ=FBZ=Ft/2=1806.7/2=903.35N 2由两边对称,书籍截C的弯矩也对称截面C在垂直面弯矩为MC1=FAYL/2=328.6 49=16.

22、1N.在水；m 3截面C平面弯矩为MC2=FAZL/2=903.35 49=44.26N.合；m 4计算成弯矩MC=（MC12+MC22）1/2 =（16.12+44.262）1/2 =47.1N.；据课本P235得m 5计算当量弯矩：根 =1Mec=MC2+ T21/2=47.12+1 27121/2面C的强m =275.06N.； 6校核危险截度由式（10-3） e=Mec/（0.1d）=275.06/0.1453 =1.36Mpa -1b=60Mpa 、此动轴轴承的强选择度及校足计够七滚核算根据根1据条压件,轴承预计寿命163658=48720小时计算1、输n入轴承（）已知=458.2r

23、/min 两轴承径向反力取：FR1=FR2=500.2N 初先两轴承为角接触球轴承7206AC型根据课本P265（11-12）得轴承内部轴向力FS=0.63FR 就FS1=FS2=0.63FR1=315.1N 一 2 端为端,现FS1+Fa=FS2 Fa=0 故任意取紧1端为压紧端FA1=FS1=315.1N FA2=FS2=315.1N 3求系数x、y FA1/FR1=315.1N/500.2N=0.63 FA2/FR2=315.1N/500.2N=0.63 根据课本P263表（11-8）得e=0.68 FA1/FR1e x1=1 FA2/FR248720h 、预计期知算寿输命出足够2轴承

24、1已n=76.4r/min Fa=0 FR=FAZ=903.35N 试选7207AC型角接触球轴承根据课本P265表（11-12）得FS=0.063FR,就FS1=FS2=0.63FR=0.63903.35=569.1N 载荷FA1、FA2 2计算轴向,1为压紧端FS1+Fa=FS2 Fa=0 任意用一端为压紧端,2为放松端两轴承轴向载荷：FA1=FA2=FS1=569.1N 3求系数x、y FA1/FR1=569.1/903.35=0.63 FA2/FR2=569.1/930.35=0.63 根据课本P263表（11-8）得：e=0.68 FA1/FR1e x1=1 y1=0 FA2/FR2

25、48720h 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 此轴承合格八、键联接的选C择及校核计算轴径；d1=22mm,L1=50mm 查手册得,选用型平键,得：键A 8 7 GB1096-79 l=L1-b=50-8=42mm T2=48N.m h=7mm 根据课本P243（10-5）式得 p=4T2/dhl=4 48000/22 7 42=29.68Mpa R110Mpa2、输入轴与齿轮联接采用型平键联接轴手径册d3=35mm L3=48mm T=271N.；m 查P51 选A平键键10 8 GB1096-79 l=L3-b=48-10=38mm h=8mm p=4T/dhl=4 271000/35 8 38轮2用联接用平键联接=101.87Mpa p110Mpa3、输出轴与齿轴径选d2=51mm L2=50mm T=61.5Nm 查手册P51 A型平键键16 10 GB1096-79 l=L2-b=50-16=34mm h=10mm 名师归纳总结 据课本P243式 p （10-5）得第 12 页,共 12 页 p=4T/dhl=4 6100/51 10 34=60.3Mpa- - - - - - -