机械设计课程说明书(一级齿轮减速箱)good

1、一级斜齿轮减速器讨算过程及计算说明原始数据：f = 4000w v = 1 .om / s d = 290mm带拉力：f=4000n 带速度：v二l.oom/s 滚筒直径：d=290mm运输带的效率： =0.94工作时有轻微冲击；要求齿轮使用寿命为10年，二班工作制；轴承使 用寿命不小于5000小时，载荷平稳，环境清洁。三：确定电动机的型号（1）选择电动机类型：选用y系列三相异步电动机（2）选择电动机功率运输机主轴上所需要的功率：p=fv/1000=4000 x 1.00/1000=4.00kw传动装置的总效率：二巾j? "i 45 巾，2，“3，z，分别是：v带传动，齿轮传动（闭式

2、，精度等级为8）,滚动轴承（深沟球轴承一对），联轴器（弹性联轴器），运输带的效率。查课程设计表23,取:7 = 0.95, 2 = 0.97, “3 - 0.99,久-0.995,仏=0.94所以：?7 = 0.95 x 0.97 x 0.992 x 0.995 x 0.94 = 0.8447电动机所需功率:pd=kpw/ n =1 x4.00/0.8447=4.735kwu 总=0.8447巧=4.735rw因为工作时有轻微冲击，式中，取载荷系数kf=l查课程设计表16-1取电动机的额定功率pd =5.5kw（3）选择电动机的转速滚筒的转速：n 昨60x 10（）0v/（兀 d）=60x 1

3、000x 1.00/（ ji x290）=65.86r/min电动机的介理同步转速：取v带传动比范围(表2-2)z, <=24；檄 斜齿轮减速器传动比=36.则总传动比合理时范围为二6-24 o故电动机转速的可选范围为n筒=(624 ) x 65.86=3951580r/min根据以上计算在这个范围内电动机的同步转速冇1000r/min和1500r/min,综合考虑电动机和 传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，同时也要降低电动机的重量和成本, 最终可确定同步转速为1500r/min ,根据所需的额定功率及同步转速确定电动机的型号为 y132s-4 ,满载转速 1440r/

4、min。其主要性能：额定功率：5.5kw,满载转速1440r/min,额定转矩2. 2。电动机型号额定功率(kw)同步转速(r/min)满载转速nm(r/min)堵载转矩最大转矩额定转矩额定转矩y132s-45.5150014402.22.2查表16-1得电动机得型号和主要数据如下(同步转速符合)n滚筒=65.86r/min电动机型号y132s-4根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y132s-4。查表16-2得电动机的安装及有关尺寸屮心高h外形尺寸lx(-ac-ad)xad2底脚女装尺 寸axb地脚螺栓 孔直径k轴伸尺寸dxe键公称尺寸fxh表10113247

5、5x345x210216x1401238x8010x8四：确定传动装置总传动比及分配传动装置总传动比：i =nni/n=1440/65.86=21.86分配各级传动比据指导书p7表1,取齿轮i =3.8 (单级减速器i=36合理)ti总t齿轮xi带i 齿轮=i 总/i 帯=21.86/3.8=5.75传动比:i带=3.8；单级圆柱齿轮减速器传动比i齿轮二5/5=21.86/3.8=5.75：(1) 计算各轴的输入功率电动机轴：p=pd=4.735kw轴 i (减速器高速轴)pi=px 仏=4.735x0.95=4.498kw轴 ii (减速器低速轴)pn= pi x h 轴承 x g轮=4.4

6、98 x 0.99x0.97=4.319kw(2) 计算各轴得转速电动机轴 ni =nm=1440 r/min轴 inn=m/i hv=1440/3.8=379r/min轴 iinni=nn/i 齿轮=379/5.75=66i7min(3) 计算各轴得转矩p4 735电动机轴 t. = 9550 = 9550x«31.40/v mdnm1440p4 498轴 i 7； =9550a = 9550x=ull3.34n mi=21.86=3.8i2 =5.75pd = 4.735pw 片=4a9skwp2 =4.319kwnm = 1440/7 minq =379/7 minn2 - 6

7、6/7 mint=3 .40/v mtx =113.34n mna379t2 =633.63?/ tnp4319轴 ii 7； =9550二= 9550x «633.637v m 一n266上述数据制表如下：参数轴名输入功率（kw ）转速(r/min )输入转矩（n m）传动比1效率n电动机轴4.735144031.403.80.95轴i （减速器高速轴）4.498379113.345.750.97轴ii （减速器低速轴）4.31966633.63五：传动零件得设计计算1.普通v带传动得设计计算 确定计算功率=6.156rw心=1.3选择a型v带ddx = 100mm= 375mm带

8、速v = 7.536m/5贝ij：匕=心£ =1.3x4.735 = 6.156hv ,查表123式屮工作情况系数取 心=1.3 根据计算功率小带轮的转速也二1440（r/min）,查机械设计基础图12-10,选 择a型v带。 确定带轮的基准直径%取小带轮直径 ddl=00mmf大带轮的直径=3.8x100 = 380mm根据国标：gb/t 13575. 1-1992取人带轮的直径dj2 = 375/wmz-x r,3.14x100x1440, 亠-, 宀 一、 验证帀速 v = =u7.536加/$,在5加/$2 nils z间。60x100060x1000故带的速度合适。 确定v

9、带的基准直径和传动中心距d（）初选传动111 心距范围为：一（4/1 + d（i2 ） 2（/ + 4/2 ），取 = 500/7/7/7v带的基准长度：v带基准直径 长度ld = 1750加加厶=2勺 + 兰（d| + d2） + "'2 一j = 2x 500 + 兰x 475 + 37.8 = 1784加加24*zq2查机械设计基础表12-2,选取带的基准直径长度ld = 1750mm实际中心距：a = a（ + ldl（） = 500 + = 483mm2 2 验算主动轮的最小包角© =180° 心x57.3* 147.38° >1

10、20°故主动轮上的包角合适。a计算v带的根数zpcz =(c+xjk 足由 q = 1440r/min , ddl = 100mm 査机械设计基础表12-5,得pq = 1.32 ,由z = 3.8 查表12-6,得=0.17查表 12-7,得k =0.92,查表 12-2,得k, =1.036.156v带根数z = 5根(1.32 + 07)xo92xl.o3取z=5根。计算v带的合适初拉力丘500pczv查机械设计基础表12-1,取q = 0alkg/m50()x6.1565x7.536” 2.5.0924-0.llx7.5362 «146.547v初 拉 力«

11、;)= 146.54n轴上的载荷伦=1406.432 计算作用在轴上的载荷sin = 2 x 5 x 146.54x sin - = 1406.437v 带轮的结构设计(单位)mm带轮尺、j小带轮大带轮槽型aa基准宽度乞1111基准线上槽深斷2.752.75棊准线下槽深何斷8.78.7槽间距£15±0.315 ±0.3槽边距z99轮缘厚益尬66外径d“心"右+2105.52a =380.5内径ds3030带轮宽度坊b3 =2/+4e = 78b3=2/+4e = 78带轮结构实心式轮辐式v带轮采用铸铁ht150或ht200制造，其允许的最大恻周速度为25

12、m/s.2.齿轮传动设计计算（1）择齿轮类型，材料，精度，及参数 选用斜齿岡柱齿轮传动（外啮a） 选择齿轮材料；小齿轮材料都取为45号钢，调质，hbs严2门255 （考虑到齿轮使用寿命较长（gb699-1988）；取用230.人齿轮材料取为：45号钢，正火处理,©=25z2=144772=160 217 取 190 选取齿轮为8级的精度（gb 10095-2001） 初选螺旋角0 = 12。 选小齿轮的齿数勺=25；人齿轮的齿数z2 =5.75x25 = 143.75取144中心距（5.75 + 1）（2）按齿面接触疲劳强度设计.lx.3.34x.000 =i95 7696mm0.3

13、x5.75查机械设计基础图10-26式中:m=525mpa;查表10-5 : s=l查表74 : k = .3；齿宽系数取：= 03模数标准值叫=25计算模数 m£ = 2xl96xcosl2%226'zi+z? 25 + 144查表7-1取模数标准值 叫=2.5zl=23z2=133 （实际）, 人（石+乙）他 （25 + 144）x2.52 cos f32xcosl2 関整中心距，取 = 200mmi 7 + 7 i ffl 修正螺旋角:0 = arccos = 12.842a 计算两齿轮分度i员i直径小齿轮 d.= 叫“ = 23x23 - 60.00m/ncos0 c

14、os 12.84°大齿轮 d,=也邑= "x® = 34! 00mm cos/? cos 12.84 计算齿宽 b = x a = 0.3x 200 = 60mm取小齿轮齿宽/?! = 6smm （齿轮轴）；人齿轮齿宽b2 = 6qmm （人齿轮）（3）校核弯曲疲劳强度校核16 kqf cos 0v0f查机械设计基础表104 k=ll；查图10-23： yf = 2.69 ；查图10-24：°7iim 二 190mp。；查表 10-5： sf = 1.31.6x1.1x113.34xl000x2.69xcosl2.84068x2.52x23= 53.52

15、mpa<af,故满足。名称代号计算公式结果小齿轮大齿轮中心距a/ 2cos 0200mm传动比1/=%5.75法面模数叫设计和校核得出2.5端面模数mn / 叫=%os02.56法面压力角an略20°螺旋角0一般为8°20°12.84°全齿髙hh = ha + hf5.625mm齿数z略23133分度恻直径d查表10-660.00mm342.00mm齿顶圆直径da略65.00mm347.00mm齿根関直径df查表10-653. 75mm335.75mm齿轮宽b查表10-668mm60mm螺旋角方向查表10-6左旋右旋齿轮传动的几何尺寸，制表如下：（

16、详细见零件图）以下部分数据没修改六：轴的设计1.高速轴的设计。 选择轴的材料：选取45号钢，调质，hbs = 230 初步估算轴的最小直径中心距 a = 200mm修正螺旋角0 = 12.84°小齿轮直径% = 60mm人齿轮直径d2 = 342mm小齿轮齿宽b、= 68mm大齿轮齿宽6 = 60mm根据教材公式，取a)= ho,则dna)#¥ = iiox屮鬻 =25轴的结构设计考虑带轮的机构要求和轴的刚度，取装带轮处轴径dinin = 30mm ,根据密封件的尺寸，选取装轴承处的轴径为d = 40mm两轴承支点间的距离：l1=b1+2a1+2a2+b,式中：b、 小齿轮

17、齿宽，b, = 84mmi箱体内壁与小齿轮端面的间隙，a, =12/7a2箱体内壁与轴承端面的距离，a2=10/nmb轴承宽度，选取6309型深沟球轴承，查表13-3,得到3 = 25加加得到：厶=84 + 24 + 20 + 25 = 153加加带轮对称线到轴承支点的距离厶= if +l+k d-2 - - 2式中：轴承盖的凸缘厚度，= 30mmar13螺栓头端面至带轮端面的距离，13= 15 mmk轴承盖m8螺栓头的高度，查表可得k=5.6b3带轮宽度，b、= 18mmdd no7r得到：厶=+ 厶+人+£+=一 + 32 + 15 + 5.6 + = 102amm2 2 3 2

18、222.按弯扭合成应力校核轴的强度。 轴的计算简图略 计算作用在轴上的力小齿轮受力分析圆周力：砧竺=2x115270=3547"h d、 65径向力：吐些547x320 j342.7/vcos 0cos 15 57轴向力:巧严你tan0 = 1014.42©=1687.09n计算支反力高速轴的最小 直径d- = 30mm装轴承处的轴 径为d = 45mm两轴承支点间的距离：l、二 153w?选取6309型深沟球轴承带轮对称线到轴承支点的距厶=102j/nm计算作川在轴上的力计算支反力f 3547 水平而：ra厂 rbh= = p = "3.5n垂直面：rav x1

19、53-frix 76.5 -faix (102.1 + 153) = 0 得：rav = 3650/v 2工f=0rbv = rav -q-frx= 3650-1687.09-1342.7 = 620.27v作弯矩图水平面弯矩:mch =-rbh x 76.5 = -1773.5x76.5 q-135673(" mm)垂直面弯矩:mav =-2x102.1 = 172253(" mm)mcvl = -2 (102.1 + 76.5)+ rav x 76.5 « -22091 (n mm) mcv2 =-rbv x76.5 q 47445(n mm)ma=mav =

20、172253(n mm)介成弯矩：mc = yjmcn +mcvi = 137460(n mm)mc2 = jm；h +m：2 = 143730(2 mm)作转矩图t =115270（n mm）当扭转剪力为脉动循环应变力时，取系数a = 0.6,则:mcad =(m；+(at$ = jo?+(0.6x115270)2 = 69162(n mm) mcaa = j/w； + (刃；y = jl72253? +(0.6x115270=185619(/v mm) mg =m：+(at$ =j13746()2+(0.6x115270 =153879(n mm) mcaa = jm： +(旳=71437

21、302+(0.6x115270)2 = 159504(2v mm)按弯扭介成应力校核轴的强度轴的材料是45号钢，调质处理，其拉伸强度极限碍=650mpa,对称循环变应力时的许用应力b_l=60mpa。由弯矩图可以知道，a剖面的计算弯矩最大,该处的计算应力为：20-37 < e l = 60 咖（安全）d剖而的轴径最小，该处的计算应力为：低速轴的设计叽d 二 69162o.ldj 0x3()3« 25.gimpa < 丄=60mpa (安全) 轴的结构图见零件图所示 略2.低速轴的设计。 选择轴的材料：选取45号钢，调质，hbs = 230装带轮处轴径= 45 加加装轴承处

22、的轴 径为d = 55mm选择6311型的深沟球轴承两轴承支点的 距离厶4 = 151mm 初步估算轴的最小直径根据教材公式，取a)=112,则dn观勺=112><企型43.2伽miv 80.16 轴的结构设计考虑带轮的机构要求和轴的刚度，取装带轮处轴径dinin = 45/n/n ,根据密封件的尺寸，选取装轴承处的轴径为d =60”两轴承支点间的距离:厶4 =场+2亠+2亠+ 3，式中：b2 小齿轮齿宽，b2 = 78m/na,箱体内舉与小齿轮端而的间隙，a, =12mm2箱体内壁与轴承端面的距离，a2 = 10mmb轴承宽度，选取6311型深沟球轴承，査表13-3,得到b =

23、29mm得到：厶=78 + 24 + 20 + 29 = 151加加带轮对称线到轴承支点的距离厶=色+厶+厶+ £ +如式中：/2轴承盖的凸缘厚度，2= 32mmi、螺栓头端面至带轮端面的距离，l3 =5mmk轴承盖m8螺栓头的高度，查表可得k=5.6b】带轮宽度，b, = s4mmdd29x4得到：l. =一 + 人+厶+£+=二 + 32 + 15 + 5.6 + = 109加加' 2 222七滚动轴承的选择和校核计算 选取的轴承：型号为6309深沟球轴承(每根轴上安装一对)查课程设计表133和查机械基础表18-11, e = 0.20 轴承 a 的径向载荷 r

24、a =f+&j = j(1773.5)2+(3650)2 = 4058a轴向载荷：aa=f(i=1014an轴承 b 的径向载荷：rb = j%+(心 j = j(1773.5+(620.2)2 = 1879/v轴向载荷：ab =on ；rh此可见，轴承a的载荷大，应该验算轴承a. 计算轴承a的径向当量动载荷a 10144查表x得到:青硕皿,取"21 a 10144t = t = °-25> 故查表心結 _0.56上2.10则其径向当量动载荷 p = xra +k4a = 0.56 x 4058 + 2.08 x 1014.4 = 44037v因两端选择同样尺

25、寸的轴承，故选轴承a的径向当量动载荷p为计算依据。工作温度正 常，查机械基础表18-8得ft=l；按中等冲击载荷，查表18-9得办二1.5 ,按设计要求，轴承得寿命为：lh > 5000/7 联轴器得计算转矩，因在前而已经考虑功率备用系数1.3,故则:60/?而h51.5x4403/60x400v 106x5000=32576/v由查课程设计表13-3,6309深沟球轴承得额定动载荷co = 40800/v, c < co所以选取 得轴承介适。八：键联接的选择和强度校核1.高速轴与v带轮用键联接 选用圆头普通平键（a型）按轴径d=30mm,及带轮宽艮=7&加，查表10-1选

26、择c8x70 （gb/t 1096-1979）强度校核高速轴与v带 轮用键联接选用圆头普通 平键（a型）c8x56低速轴与齿轮 用键联接 选用圆头普通 平键（a型） 16x70键得材料选为45号钢，v带轮材料为铸铁，查表得键联接得许用应力ah =50-60mpa ,10 65mm , k =- = = 5nun » 挤压应力2 2键得工作长度z = l- = 70-2 22t.x10002x115.27x1000 "厂n “ ""门 /亠入、（jh = 23.65mpa < cr = 50 60mpa （女全）kid5x65x302.低速轴与齿轮用键联接选用圆头普通平键（a型）轴径 d=55mm,及齿轮宽 b2 = 62mm ,查表 101 选键 16x56 （gb/t 1096-1979）强度校核键材料选用45号钢，齿轮材料为铸钢，查表得许用应力0” = 100120mpa键得工作长度心70-16 = 54呦；挤压应力:=2tnx1000 = 2x546.36x1000 = 64 45mpa < 可=100-120mpa （安全） b kidcl lh5x54x60九.联