卷筒直径D=480mm,工作转速n=75rmin,运输带的有效拉力F=3200N

120231220名目一、设计题目 3\l“_TOC_250002“二、拟定传动方案 3三、选择电动机 4\l“_TOC_250001“四、确定传动装置的总传动比和安排传动比 5五、计算传动装置的运动和动力参数 5六、齿轮的设计 7\l“_TOC_250000“七、轴的设计和键的校核… 10八、输出轴联轴器的选择 18九、减速器的各部位附属零件的设计 18十、润滑方式确实定 19一.设计题目D=480mmn=75r/min,运输带的有F=3200N.二.拟定传动方案为估量传动装置的总传动比范围以便选择适宜的传动机构和拟定传动方案由先知条件nw 75r/min，计算出传动装置的总传动比为13或20〔一般选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机〕，依据总传动比数值，初步拟定二级传动比齿轮减速器，如以以下图。三．选择电动机二选择电动机类型：按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭型构造，电压380V，Y型。选择电动机的容量输送带速度 vDnw6010001.88输送带速度

pwFv1000

5.76msp pw电动机输出功率d

41

3 4—滚动轴承的传动效率：0.99—圆柱齿轮的传动效率：0.97—弹式联轴器的传动效率：0.96—齿式联轴器的传动效率：0.993则：4240.9940.9720.990.990.911 2 3所以 p pw 5.760.917.5所以 p 7.5kw20.1选取电动机额定功率ed确定电动机转速2.1查的单级齿轮传动比n” n i2675~2700rd w 。可见，同步750rmin、1000rmin、1500rmin1000rmin和1500rmin的电动机比较，如下表：方案电动机型号额定功kw电动机转速r/min同步 满载传动装置传动比总传动比高级低级1Y132M-47.51500144019.204.842Y160M-67.510009701343.2522，Y160M-6.四.确定传动装置的总传动比和安排传动比：

inmnw

970/7513

4,则i

3.2512注：为高速级传动比，为低速级传动比。12计算传动装置的运动和动力参数：五.电动机轴：转速

n 9700 r/minp p 6.59输入功率0 d kw0T0输出转矩

9.55106

d64881PnP0

N/mm速轴〔1轴〕： 转速n

n 101

r/min1P1

P0 1

6.590.990.996.46kw46T1

9.55106n

P163601N/mmn1n 2间轴〔2轴〕： 转速

i1243rmin1P输入功率

P

6.20KW2 1 1 2PT2输入转矩

9.55106n

n26.20N/mm2n 3低速轴3轴：转速

i275rmin2P输入功率3

P2 1

5.95kwPT3输入转矩

9.55106

375763N/mmn3n卷筒轴4轴：转速

n 75rmin3PT4输入功率：各轴运动和动力参数表

9.55106

n474235Nmm4轴号kw转矩N/mmr/min电动机6.59648819701轴6.46636019702轴6.20243662433轴5.9575763754轴5.837423575六、齿轮的设计高速级齿轮设计六、齿轮的设计确定齿轮材料，热处理方式，精度等级和齿数4-240Cr260HBW.45。精度七级。Z1=24,Z2=24*4=96确定许用应力 710MPa, 580Hlim1 Hlim2Flim1 查图4.21-3，得 600MPa,Flim1 z4-10，取

S

1.25,u 24z1N6097053001613.961081N1uN 3.49N1u2Z 0.995,Z 1.108查图4.20，得N1 N2Y 0.895,Y 0.913查得4.22，得N1 N24.23，得YX1YX21[ ] Z /S 642.2MPaH1 Hlim1 N1 Hmin[ ] Z /S 584.2MPaH2 Hmin2 N2 Hmin[ ] Y Y /S 429.6MPaF1 Flim1 N1 X1 Fmin[ F2

Y YN2

/S

328.7MPa齿面接触疲乏强度计算计算工作转矩：T1=64800N/mm初步计算小齿轮直径，由式〔4.10〕得Tu1/Tu1/u3 1[d ]21 d4-8，取Ad=904-71，则d1>=55.7,取d1=60mm,b=60mm.(3)按齿面接触疲乏强度计算由式〔4.9〕得32kT32kTu1(ZZ Z)21 E u[ ]H2d H14-4KA=1.357vdn11

/6010003.05m/s4.9KV=1.064.12K1.08,d1KAFt/bd1=48.64-5K1.0KKKKK 1.55A V (4)计算齿面接触应力4.14ZH2.5MPa4-6ZE189.8MPa 1 z1

1)]cos1.713z24Z /4d1>=45.7，取d1=50，则m=d1/z1=2.08m=2.5d1=mZ1=2.5*25=60mm，b=60mm校核弯曲疲乏强度4.18查得，

YFa1

2.66,YFa2

2.164.16得，

YSa1

1.58,YSa2

1.78Y所以

0.250.75/

0.687由式〔4.11〕得 2KTY Y

m64.45MPa[

]42906MPaF1 1Fa1

Sa1 1 F1 2KTY Y

m58.96MPa[

]328.7MPaF2

Sa2 1 F2大小齿轮弯曲疲乏强度满足要求。确定传动主要尺寸d1=60mm，d2=d1i1=60*4=240mmA=d1+d2/2=150mm绘制轮齿零件工作图〔略〕低速级齿轮设计1.确定齿轮材料，热处理方式，精度等级和齿数4-240Cr260HBW.45。精度七级。Z1=30,Z2=30*3.25=98确定许用应力 710MPa, 580Hlim1 Hlim2Flim1 查图4.21-3，得 600MPa,Flim1 14-10SHmin1.1SFmin1.25uz2/z1

3.25N602435300163.51081N N/u1.11082 1Z 0.994,Z 1.125查图4.20，得N1 N2Y 0.894,Y 0.920查得4.22，得N1 N24.23，得YX1YX21[ ] Z /S 641.5MPaH1 Hlim1 N1 Hmin[ ] Z /S 593.1MPaH2 Hlim2 N2 Hmin[ ] Y Y /S 429.6MPaF1 Flim1 N1 X1 Fmin[ ] Y Y /S 331.2MPaF2 Flim2 N2 X2 Fmin齿面接触疲乏强度计算计算工作转矩：T1=24366N/mm初步算齿轮直，由式〔4.10〕得计小 径Tu1/Tu1/u3 1[d ]21 d4-8，取Ad=904-71，则d1>=40.7,取d1=50mm,b=50mm.(3)按齿面接触疲乏强度计算由式〔4.9〕得32kT32kTu1(ZZ Z)21 E u[ ]H2d H14-4KA=1.3517vd1

n/6010000.64m/s14.9KV=1.034.12K1.08,d1KAFt/bd1=26.324-5K1.0KKKKK 1.55A V (4)计算齿面接触应力4.14ZH2.5MPa4-6ZE189.8MPa 3.2(1/z1

1/z2

)]cos1.7414Z /4d1>=32.64mmd1=800，则m=d1/z1=2.67，取m=3d1=mZ1=3*30=90mm，b=90mm校核弯曲疲乏强度4.18查得，

YFa1

2.60,YFa2

2.204.16得，

YSa1

1.65,YSa2

1.78Y所以

0.250.75/

0.687由式〔4.11〕得 2KTY Y Y /bdm26.15MPa[

]429.1MPaF1 1Fa1Sa1X1 1 F1 2KTY Y Y /bdm23.86MPa[

]331.2MPaF2 1Sa2Fa2X2 1 F2大小齿轮弯曲疲乏强度满要求。足确定传动主尺寸要d1=90mm，d2=di=90*3.25=294mm11A=d1+d2/2=192mm绘制轮齿零件工作图〔略〕七.轴的设计和键的校核1.高速轴的设计456-1取b640MPa6-3C=110②各轴段直径确实定：dC3p由 n，p=6.59,则11

6.59970

20.69电动机轴径d38且d (0.81.2)d

886P886

取11取11

=58mm,2由于靠轴肩定位，所以取d2=46,L2

=30，3d3段装配轴承，取d3=506010L3

=23，d4段是定位轴承，取d4=56，依据箱体内壁线确定后再确定。d5段装配齿轮直径：推断是否做成齿轮轴e2

4t1

1.25m1查手册得t=3.3e=2.2<2.51.253.125,因此做成齿轮轴.60。16d6装配轴承所以d6d3=50L6

=341L1

=9723作用在齿轮上的圆周力为：232TF 1263601/602120Nt d1F

Ftan/cos772Nrtr①求垂直面的支承反力：1011F FL1V r

/LL

77297/(15397)285NF FF2V r

772285487N②求水平面的支承反力：由F (l由1H

l)Fl得2 t2得F FL/(L

L)2120153/(56153)1552N1H t 2 1 2F FF 21201552568N2H t 1HF在支点产生的反力：F FL1F

/(L1

L)320097/(56153)1485N2F FF2F 1F

320014854685N④绘制垂直面弯矩图M F Lav 2v

48815374664N/mmM FL1v 1v

2855615960N/mm⑤绘制水平面弯矩图M F LaH 1H

780153119340N/mmF力产生的弯矩图M FL2F

320097310400N/mmM F LaF 1F

直接相加最M M (M2 M2 )197739N/mma aF av aH(M”avM”(M”avM”aH)a aF

203562N/mmm-m处截面最危急，其当量弯矩为〔取折合系数1〕M2aM2a(T2)

207715N/mm轴1⑨计算危急截面处轴的直径轴1b由于材料选择45#调质，查课本226页表14-1得 640MPa，查课本231页表bMPa 60MPa14-3得许用弯曲应力1b ，则：3M1b3M1b]5 4 由于d d d 50mmd5 4 弯矩及轴的受力分析图如下：键的设计与校核:1依据d 35mm,T63601N/mm，由于d1=35在30 38范围内，故d1轴段上承受键bh：108,1A型一般键:键校核.L1=58mm综合考虑取l=45mm。 2T/bdl18.1MPa[]p p所以取键为b*h*l=10*8*45中间轴的设计：456-1取b640MPa，C=110②各轴段直径确实定：dC3p由 n,p=6.20,则1103

6.2032.38mm1243 ,11d15.5取d1

=36，22d装配低速级小齿轮，且d22

d取d2=56L

=88，231d段主要是定位高速级大齿轮，取d3=66L3=10，23144d装配高速级大齿轮，取d4=56L44

=5155d段要装配轴承，取d5=50L55

=3611

=5623t齿轮上的圆周力：23tF

2

224366/90541.5N224366/240203.1Nt3径向力：F

2 3F tan541.5tan20

197.1Nr2 t2F F tan2074N求垂直面的支反力

r3 t3F3F r3LF3

F (Lr2

L)3

127.8N1V LLL1 2 3计算垂直弯矩：

F F F F2V r3 r2

250.9NMaVm

F L1V

127.8719968.4N

/mm求水平面的支承力：

MaHn

F (L1V

L)F L2 r2

4285.8N/mm13FlF

l) 11987.51002569.6210F t33 t2 21H ll l

3 6099.5N75115951 2F F F F

32526.611987.56099.58017.6N2H t2 t3 1H计算、绘制水平面弯矩图：MaHm

F l1H1

31941NmmMaHn

F (L1H

L)FL2 t3

40865Nmm求危急截面当量弯矩：m-m,nn处截〔取折合系数1〕M M2e

(T2

)247577N.mmM” M2

(T)2

319412243662

40173N.mme am 2计算危急截面处轴的直径：M

47577d3n-n截面:

0.1e1b

0.160

19.9mmM” 40173d3m-m截面:

0.e1b

0.160

18.8mm4由于d d 56mmd，所以该轴是安全的。42④弯矩及轴的受力分析图如下142 d d456,2

24366N.mm。14.1，取bh1610

120b取键长为70.取键长为35，

224366 43.4Mpab依据挤压强度条件，键的校核为：b

dhl 5610(7016) bT 2 224366 Tb dhl 5610(3516) b所以所选键为:bhl161070 bhl161035从动轴的设计456-1取b640MPa，C=110。②确定各轴段直径33d C P331 n3

110 5.9530.98mm3 75考虑到该轴段上开有键槽，因此取，d 35mm L，1

。d 56,l 30轴承盖段2 26010d3

50,l3

384自由段取d4=56,L4轴环段取d5=66,L5

=15=156大齿轮段，,取d6=50,L6

=38157 轴承段，选用6010轴承，d 50,l 7

l l l:1=71,2=138,3=97作用在齿轮上的圆周力：2TF 3t d4

275763294

515.4NrFr

Ftan515.4tan20187.6Nt求垂直面的支反力：2rF lF2r

187.6138

123.9N1V ll1 2

71138F FF2V r

187.6123.963.7N计算垂直弯矩：M Flav 2v2

63.71388790N.mmM” Fl123.9718796N.mmav 1v1求水平面的支承力。FlF t21H l1 2

515.4138/(71138)340.3NF FF2H t 1H

515.4340.3175.1N计算、绘制水平面弯矩图。M F laH 1H1

340.37124161N.mmM” F laH

175.113824163N.mmF在支点产生的反力FlF 31F ll1

32009771138

1485NF F2F 1F

F148532004685NF力产生的弯矩图。M Fl 320097310400N.mm2F 3M F lmF 1F1

148571105449N.mmFa处产生的弯矩：16M F lmF 1F1

105449N.mm求合成弯矩图。考虑最不利的状况，把M

M2M2av

直接相加。M Mam

M2av

M2aH

105449 87902241612196503N.mm求危急截面当量弯矩。m-m〔取折合系数1〕险M M2(T

)2 1965032757632210