1、目 錄l 設計任務.2 電動機的選擇計算.3 傳動裝置的運動和動力參數計算.4 傳動零件的設計計算.5 齒輪的設計計算.6 軸的設計計算.7 減速器高速軸的校核.8 減速器高速軸滾動軸承的選擇及其壽命計算.9 高速鍵聯接的選擇和驗算.10 聯軸器的選擇.11 潤滑與密封.12 參考文獻.13 設計體會. .一 設計任務1總體布置簡圖 1電動機；2皮帶；3齒輪減速器；4帶式運輸機；5鼓輪；6聯軸器2 工作情況：載荷平穩、單向旋轉原始數據鼓輪的扭矩TNm：鼓輪的直徑Dmm：400運輸帶速度Vm/s：帶速允許偏差：5使用年限年：10工作制度班/日：24 設計內容電動機的選擇與運動參數計算；斜齒輪傳動

2、設計計算軸的設計滾動軸承的選擇鍵和連軸器的選擇與校核；裝配圖、零件圖的繪制設計計算說明書的編寫5設計任務減速器總裝配圖一張齒輪、軸零件圖各一張設計說明書一份6 設計進度第一階段：總體計算和傳動件參數計算第二階段：軸與軸系零件的設計第三階段：軸、軸承、聯軸器、鍵的校核及草圖繪制第四階段：裝配圖、零件圖的繪制及計算說明書的編寫二、電動機的選擇計算如圖2-1所示的膠帶運輸帶的有效拉力F=6500N，工作速度v=m/s,傳動滾動直徑D=400mm,載荷平穩，電源為三相交流，空載啟動，室內工作有粉塵,使用期限10年。帶速允許誤差大于-5%且小于5%,試選擇電動機。圖2-1按工作要求及工作條件選用三相異步

3、電動機,封閉自扇冷式結構,電壓為380V,Y系列。 2.選擇電動機功率卷筒所需的有效功率：= kw傳動裝置的總效率： V帶傳動的效率 帶5閉式齒輪的傳動效率 齒輪7一對滾動軸承的效率 軸承8聯軸器的效率 聯軸器傳動滾筒效率 滾筒=0.96傳動總效率582所需電動機功率 =kw由表9-39指導書209頁可選用Y系列三相異步電動機Y180L-6型，額定功率P0 =15kw或選用Y系列三相異步電動機Y160L-4型，額定功率P0 =15kw,均滿足P0 Pr。3.選取電動機的轉速滾筒轉速 =r/min根據滾筒所需的功率和轉速，可選擇功率為15KW，同步轉速分別為1500r/min和1000r/min

4、兩種型號的電動機。電動機數據及傳動比方案號電機型號額定功率/KW同步轉速/r/min滿載轉速/(r/min)總傳動比1Y160L-415150014602Y180L-6151000970通過比擬決定選擇第2種方案，電動機型號為Y180L-6, 同步轉速為1000r/min，所選電動機的數據和安裝尺寸如下表額定功率P0/kw15電動機外伸軸直徑D/mm38滿載轉速n0r/min970電動機外伸軸長度E/mm80額定扭矩電動機中心高H/mm132三、傳動裝置的運動及動力參數計算1、分配傳動比電動機的滿載轉數n0=970r/min總傳動比 i總 = n0/nw = 970/=取i帶 =2.5 那么減

5、速器的傳動比 i齒輪= i總/i帶=/2.5=5.4162、各軸功率、轉速和轉矩的計算0軸：即電機軸P0=Pr=kwn0=970r/minT0=9550P0/n0=9550/970=軸：即減速器高速軸采用帶聯接傳動比i帶 =2.5，帶傳動效率帶=0.95， P1= P001= P0帶 =0.95=kwn1= n0/i 01=970/2.5=388r/minT1=9550P1/n1=9550/388=軸：即減速器的低速軸，一對滾動軸承的傳動比效率為軸承8 閉式齒輪傳動的效率為齒輪7那么127P=P12=0.95=kwn=n/i=388/5.r/minT=9550P/n=9550=軸：即傳動滾筒軸

6、 軸承8 聯軸器=0.99 齒輪 23P=P23=kwn= n/i=/1r/minT3=9550P/n=9550=各軸運動及動力參數軸序號功率P/kw轉速n/(r/min)轉矩T/Nm傳動型式傳動比效率0970V帶傳動2.51388閉式齒輪傳動5.41627彈性聯軸器3四、傳動零件的設計計算1、V帶傳動的設計算(1)確定設計功率PC , 載荷有輕度沖擊， 2班制， =書218PC=P=18kw(2)選取V帶的型號 根據PC和n0，因工作點處于B型區，應選B型帶。課本圖13-15(3)確定帶輪基準直徑、選擇小帶輪直徑由表10-4書P214頁確定=140mm驗算帶速V書P211V=m/s在5m/s

7、25m/s之間，故符合要求。書P220確定從動輪基準直徑(書P211)=(1-)=140(1-0.02)=343mm按表10-5書215頁取從動輪基準直徑為=355mm (4)確定中心距a和帶的基準長度Ld初定中心a書P220取初定中心距0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)a=1.8(+(140+355)=891mm確定帶的計算基準長度Ld按式 L=2a+( +)+=2由表10-2書213頁取標準Ld =2500確定實際中心距=+=891+=855(5)驗算包角180-=180-=1651200 符合要求(6)確定帶根數z根據電機的轉速n=970和小帶輪直徑140mm，由圖10-7

8、書P214頁查得 P=2.2kw ，再由表13-5書216頁得P=0.3 (i=2.5)由表13-7書P217頁查得 K由表13-2書P212頁查得KZ=0根取Z=3根 7、計算作用于軸上的載荷F單根V帶的初拉力：F0=500(-1)+q=500=N式中q由表10-1指導書140頁查得q=0.17Kg/m。F=2FZ=23=N8 帶輪結構設計 帶速V30m/s 材料用灰鑄鐵 用HT150或HT200 300mm 用輪輻式9 帶輪輪槽尺寸由表4-2指導書224頁得 h=15mm,h=,e=19mm,f= Bd=14mm,=B=(z -1)e+2f=(3-1)19+211.5=61mm圖4-1 小

9、帶輪結構圖圖4-2 大帶輪結構圖五、齒輪的設計計算：材料精度等級齒輪減速器為一般機械，小齒輪材料選用45鋼，調質處理， 小齒輪45調質,=650MPa,=360Mpa，硬度217255HB； 大齒輪45正火, =580MPa, =290MPa,硬度162217HB。齒輪精度等級為8級.計算循環次數NN=60nj=603881(1036516)=1360000000工作十年，兩班制N=10由表11-5P171頁取載荷系數S由圖11-1書166頁查得 =600Mpa ， =380MPa計算許用接觸應力= =600Mpa= =380Mpa因 計算中取=380MPa小輪輪距 TT1010=270000

10、Nm由表11-3P169取得K=1.8，由表11-6P175取得=0.8，由表11-4P171取得Za =mm取中心距a=mm 取小輪齒數=21那么大齒輪數=114所以計算得到=5.428-5.416/5.416=0.18%在正負5%之間，故合理。模數m=/齒寬b=m=m=741mm388/60對照表11-2P168可知，選用8級精度是適宜的。3驗算齒面接觸疲勞強度按電機驅動載荷輕度沖擊由表11-3得k由圖11-2b指導書177頁按8級精度和vZ25/100=3 校核齒根彎曲疲勞強度=360MPa=240MPa=MPa2m/s所以滾動軸承采用油潤滑高速軸密封處的圓周速度V由于V2m/s，所以采

11、用氈圈密封。低速軸密封處的圓周速度V由于V 計算軸承A的壽命PA= 預期壽命滿足要求大帶輪裝在高速軸軸端，需用鍵進行周向定位和傳遞轉矩。由前面設計計算得知：V帶帶輪材料為鋼 ，軸的材料為45鋼，V帶與軸的配合直徑為35mm，V帶輪轂長為70mm，傳遞轉矩T=Nm1.選擇鍵的材料、類型和尺寸。a.鍵的材料選用45鋼，b.選擇最常用的A型普通平鍵，因為它具有結構簡單，對中性好，裝拆方便等優點。c.鍵的截面尺寸由鍵所在軸段的直徑 d=35mm由標準中選定，鍵的長度由輪轂長確定，查表得bh=8*7,L=65mm.2.鍵聯接的強度計算普通平鍵的主要失效形式是鍵，軸和輪轂三個零件中較弱零件的壓潰。由于帶輪

12、材料是鋼，許用擠壓應力由表9-7指導書135頁查得=100MPa。鍵的計算長度l=L-b=65-8=57mm =100Mpa平安十 聯軸器的選擇在減速器低速軸與工作機之間需采用聯軸器聯接。由于工作機和減速器之間可能產生一定的徑向位移和角位移。應選用彈性柱銷聯軸器。由式Tc=Nm n=7r/min由表2-14-1(課設指導書114頁) LH4聯軸器4084 GB/T50142003其公稱轉矩 Tn=1250 Nm Nm，許用轉矩n=2800r/min7r/min 十一 減速器箱體的結構設計參照參考文獻機械設計課程設計?修訂版 鄂中凱，王金等主編 東北工學院出版社 1992年第19頁表1.5-1可

13、計算得，箱體的結構尺寸如表8.1： 減速器箱體采用HT200鑄造，必須進行去應力處理。設計內容計 算 公 式計算結果箱座壁厚度=56mm取=8mm箱蓋壁厚度18=6.4608取1=8mm機座凸緣厚度b8=12mmb=12mm機蓋凸緣厚度b1b118=12mmb1=12mm箱底座凸緣厚度P8=20mmP=20mm地腳螺釘直徑和數目Df=16mm n=4Df=16mm n=4 通氣孔直徑Df=20mmDf=20mm地腳沉頭座直徑D0D0=45mmD0=45mm底座凸緣尺寸C1min=25mm C1min=25mm C2min=23mmC2min=23mm軸承旁連接螺栓直徑d1d1= 12mmd1=

14、12mm定位銷直徑d =()d =7mm箱座蓋連接螺栓直徑d 2 =(0.50.6)16=8mmd 2 =8mm大齒輪頂園與箱內壁距離8mm=10mm上下箱連接螺栓通孔直徑d28 1015mm=10mm軸承蓋螺釘直徑和數目n,d3n=4, d3=8mmn=4d3=8mm檢查孔蓋螺釘直徑d4d4=0.316=4.8mmd4=6mm軸承端蓋外徑D1D1=(55.5) 7+62=取D1=100mm凸緣箱體外壁至軸承座端面距離KK= C1+ C2+(58)=32mmK=32mm機蓋、機座肋厚m1,mm11=mm=mmm1=7mm, m=7mm十二 潤滑與密封1減速器齒輪傳動潤滑方式和潤滑油的選擇a.減速器齒輪傳動潤滑方式:油潤滑；b.潤滑油的選擇：工業