机械设计课程设计计算说明书

1、机械设计课程设计计算说明书一. 传动方案拟定 .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. 键连接的选择及计算 .22设计题目：V带一一双级圆柱减速器机电工程学院08机工A 班设计者：学号：指导老师：2010 年 9 月 15 日16 / 33一设计数据和要求传动方案拟定第七组：设计单机圆柱齿轮减速器和一级带传动I. 原始数据：输送带工作拉力F=4kN输送带速度v=2.0 m/sF=4000NV=2.0m/sD=450mm卷筒直径D=450 mmII.

2、工作条件：1.工作情况：两班制工作（每班按 8h计算），连续单向运转，载荷变化不大，空载启动；输送带速度允许误差_5% ;滚筒效率=0.96。2. 工作环境：室内，灰尘较大，环境温度30 C左右。3. 使用期限：折旧期 8年，4年一次大修。4 制造条件及批量：普通中、小制造厂，小批量。III .参考传动方案（如下图）5IV .设计工作量1. 设计说明书一张。2. 减速器装配图一张（1号图）。3. 减速器主要零件的工作图（3号图纸34张）。电动机的选择电动机（1） Y系列（转动惯量，启动力矩小）V2n3 *60 = 84.925 : 85r / min（2）输出二 D 二 *450*10(3)P

3、工作 = FV4*10 3*28KW1000 1000P工作8p电机= 二*联轴.轴承 齿轮 滑筒.v带= 10.2106KW80.991Q984_0.972J196_0.95查14页表16-1可选电动机参数中心距方 案型号P额转速满载 转速传动 比轴 径额外伸 长度1601Y160L-611100097011.41421101602Y160M-4111500146017.1842110由上表数据，初选 Y160M-4电动机，即总传动比i=17.18三计算总传动比及各轴的运动及动力参数 传动比分配：取带传动比=2|=卩化8.59则减速器总传动比|1双级圆柱齿轮高速级:i- =2.57低速级：i

4、33动力装置的运动和动力参数计算(1 )各轴转速计算：n1 = nm=1460r/minn2=730r /mini12n2730n3=-218.43r/mini33.342n3218.43 n4=84.99r / mini42.57输送带误差84.99二84.92584.925-0.076% ：5%符合所以n传送带=n4=84.99r/min（2 ）各 轴 的 输 入 功 率 计 算pi=p 电几 *V 带=10.2106*0.95=9.700kw戸2 =卩1*卩 轴承 八 齿=9.700*0.98*0.97=9.221kwP3 = P 2*轴承 齿=9.221*0.98*0.97 =8.76

5、5kwP4 = P3*轴承 * 联轴=8.765*0.98*0.99= 8.504kw（3 ）各轴的输入转矩：Ti=9550P/n2=9550 9.700/e=126.897N MT2=9550P/n3=9550显 9.221/n3=9550 9.221/218.43= 403.T3=9550P/n4=9550汇 8.765/=9550汇 8.765/84,99= 984.8152NMT4=9550P4/n4=9550汉 8.8.504/邙=9550汉 8.504/84.99= 955562NM轴号转速（r/min）功率（kw）转矩（NM ）17309.700126.8972218.439.2

6、21403.152384.999.765984.889484.998.504955.562各轴的运动及动力参数四.V带的选择及参数计算2.57V带（1）由表8-7查得工作情况系数Ka =1.1Pca= Ka P=1.1*11=12.1 kw(2) 选择V带类型据Pca门1由图8-11选B型确定带轮的基准直径dd1由表8-6和8-8取小带轮的基准直径dd1 =200mm_75）验算带速V。m/s=15.28 m/s兀 * ddi* ni 3.14*200*1460 V =60*1000 60*10005m/sV 30m/s 合格(3) 计算大带轮基准直径dd2 = i dd1=2*200=400

7、 mm 由表 8-8 圆整 dd2=400mm（4）确定v带中心距a和基准长度Ld0.7（dd1 dd2）_a _2（dd1 dd2）=420 _a。1200取 a0=600 mm（5）带所需基准长度Ld0 =2a0（dd1 pd2）+ （dd2-dd1）24* a0兀2002=1200 亠一（200400）亠=1200=942+16.6724*600=2158.67 mm由表8-2选带基准长度 Ld =2240 mm(6)计算实际中心局aLd - Ld0a = a0640.665 mm2中心距变化范围 4201200 mm(7) 验算小带轮上的包角 ：1.：1 =180 -(ddzddi)5

8、73 二 162.12 - 90a(8)计算带的根数Z由 dd1 =200 mm n 1 =1460r/min 查表得 8-4a 得 Po =5.13kw(差值法求出)据n 1 =1460r/min i=2和B型带查表8-46的Kl =1于是PeaPrPr =(P0+. ：P0)*K ：* Kl= ( 5.13+0.46)*0.954*1 kw =5.333kw 计算v带根数z12.1=2.26895.333五.齿轮的设计计算1减速器高速级齿轮设计:已知轴输入功率 P9.700KW小齿 轮转速730r/min 齿数u = i3 二 3.342由电动机工作寿命 8年(设每年工作300天)两班制，

9、传动机连续单向运 转载荷变化不大(1) 选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数a. 选用直齿圆柱传动b. 运输机为一般工作机器，速度不高故选择8级精度(GB10095-88 )e.材料选择由表10-1 (机械设计P191)选择小齿轮材料为 40Cr (调制)硬度为280HBS大齿轮45钢(调制)硬度 240HBS二者材料硬度差为 40HBSd.选小齿轮齿数 Z1=24，则大齿数 ZZtU =80.208取Z 2 =80(2) 按齿面接触强度设计：3由设计计算公式（10-9a; P203机械设计）dit兰2.23 JKLpU 1）2U a. 试选择载荷系数 Kt =1.3=9550=126.897

10、103N|_mmb. 计算小齿轮传递转矩n2c. 由表10-7 （机械设计 P205）选取齿宽系数 V =1 （两支承相对小齿 轮不对称布置）1d. 由表10-6查得材料的弹性影响系数Ze=189.8MP2（机械设计P201）e. 由图10-21d （机械设计 P209）按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限匚Hiim1 =600MPa由图10-21d （机械设计P209 ）按齿面硬度查得大齿轮的接触疲劳强度极限二 h lim 2 = 550MPa由式 N=60nj Lh（机械设计P206）计算应力循环次数N 1=60*730*1*9(2*8*300*8 ) =1.682x10N192=0.5

11、03 x 103.342g. 由图10-19取接触疲劳寿命系数Khn 1=0.91 Khn2 0.95 （机械设计P207）h. 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：（机械设计P205）Khn 戸 lim 1二h1=0.9X600 MPa =540 MPaSKHN2& lim 2二h2=0.95X500 MPa =522.5 MPaS计算：（1）试计算小齿轮分度圆直径d1t，代人二h中较小的值。dit _2.233=2.231.3*126.897 X103_189.8522.52X1000 二 7.068mm（2）计算圆周速度V二 d1tn1二 70.

12、68 730V=2.7m/ s60 1000 60 1000(3) 计算齿宽bob = d dit =1 70 =70.68mm(4)计算齿宽与齿高之比 bh模数:齿高:（5）d1t70.68 cl b 70.68mt2.945mm =10.67Z124h 6.626h=2.25 m =2.25 2.945=6.626 mm计算载荷系数根据V=2.7m/s 8级精度，由图10-8查得动载系数 Kr -1.13（1.1272） （机械设计P197）直齿轮Kh_： = Kf_：=1 ；由表10-3 （机械设计P195）由表10-2查得使用系数 Ka =1 （机械设计P193）由表10-4用插值法查

13、得8级精度，小齿轮相对支承非对称布置时,KhK1.457机械设计P197)由 b =10.67 Kh 1 =1.457 查图 10-13 得 Kf 一： =1.38 故载荷系数 h(6)K=KaKvKhK 1.13 1 1.475 =1.667按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径由式（10-10a）得：（机械设计P204）d1 二 d1t二 70.68二 76.788mm(7)计算模数m。m =-Z176.788 .3.199mm24按齿根弯曲强度设计由式（10-5）得弯曲强度的设计公式为:3I 2灯1 “YFaYsa、 说2)（1）由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限二 FE1 =

14、500MPa ；大齿轮的弯曲疲劳强度极限；FE2 =380MPa（2）由图10-18取弯曲疲劳寿命系数 KFN1=0.85 ； KFN2-0.88（3）计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数 S=1.4,由式（10-12）得（机械设计 P205）Kfn1 crFE10.85 汉 500L2Kfn2 二 FE20.88 3801.4MPa =238.86Ma（4）计算载荷系数K0K =KaKvKf_Kf1:=1 1.13 1 1.38=1.559（5）查取出齿形系数。由表 10-5 查得：YFa1=2.65 ； YFa2=2.22（机械设计 P200）（6）查取应力校正系数由表 10-5 查得：Ysa1=1.58 ； Ys