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1、2海海事大孽机械设计课程设计（二级圆柱齿轮减速器）计算说明书姓名：吴健玮学院：物流工程学院专业：机械设计制造及其自动化学号：201210210099组别：第5组指导老师：罗红霞设计时间：目录第一章机械设计课程设计任务书2（两级齿轮减速器）2第二章设计计算说明书3一 .选择电机3二 .确定传动装置总传动比和各级传动比的分配4三 .计算各轴转速、功率和转矩（运动和动力参数）4四 .各轴转速、功率和转矩（运动和动力参数）5五 .带传动设计计算6第三章.齿轮传动设计计算8L高速级齿轮副82.低速级级齿轮副13第四章轴系零部件的设计计算18高速轴的设计与计算18二 .中速轴的设计与计算21三 .低速轴的
2、设计与计算22四 .联轴器的选用24五 .键连接计算及强度校核24六 .轴承寿命的校核26第五章设计小结28第六章参考资料29第一章机械设计课程设计任务书两级齿轮减速器班级 机械123,姓名吴健玮,学号2机210210099,指导教师罗红霞 日期：20期年3月9日至2015年4月7日带式 机由电动 动。电动 通过联轴 将动力传 级圆柱齿 速器3,再 联轴器4 力传至输 卷筒5,带动输送带6工作。二、原始数据（将与组号对应的原始数据填入以下空格中）输送带有效拉力F=3500N；输送带工作速度V=0.85m/s（允许误差5%）；输送机滚筒直径d=400mm；减速器设计寿命为5年。三、工作条件两班制
3、，常温下连续工作；空载起动，工作载荷平稳；三相交流电源，电压为380/220第二章设计计算说明书一.选择电机1 .选择电动机的类型和结构型式根据工作条件，本设计方案中选用Y系列三相笼型异步电动机。2 .选择电动机额定功率对于不变载荷下长期连续运行的机械，要求PedPdPed为所选电动机额定功率，Pd为根据工作要求所需的电动机功率。1）确定儿式中：F运输带拉力，N；V运输带线速度，m/so2）确定%a=dt1C1Izrllt1j=96X0.982X0.994X0.99X0.96=0.842式中：电带传动效率，ro=096c一对齿轮传动效率，c=0.98狈一对滚动轴承效率，z=0-99五一一弹性联
4、轴器效率，五=0.99j一一卷筒效率，j=0.963）计算Pd1.确定电动机转速60 1000v 60 1000 0.85n =-D一-T-；=40.6r/min3.1415400,式中：n滚筒轴转速，r/min;D滚筒直径，nun；V运输带线速度，m/so11d=i,anijn=(24)(840)40.6=(6506496)r/min式中：n,d电动机可选转速范围；一一，转动装置总传动比的合理范围；心、巳一一带转动和耳机援助齿轮减速器的传动比合理范围。普通V带传动,&=24；二级圆柱齿轮减速器，巳=840；n滚筒轴转速。根据Pd和成从设计手册中选择电动机型号，有关性能参数及尺寸如下表电动机型
5、号额定功率kW满载转速/(r/min)堵转转矩最大转矩额定转矩额定转矩Y132M1-649602.02.0二.确定传动装置总传动比和各级传动比的分配1 .确定总传动比心式中：m电动机满载转速，rmi11o2 .各级传动比分配G=i2其中，i2=22,，21、i22分别为减速器高速级和低速级传动比。D带传动比友为防止大带轮半径过大导致与底座相碰，i1=2.5。2)各级齿轮传动比Gl、2为使两级齿轮传动中的大齿轮直径相近，浸油深度接近相等3 =22那么121=3.08i22=3.08三.计算各轴转速、功率和转矩(运动和动力参数)按照转速从高到低将减速器三根轴依次定为I轴、H轴和W轴。I .计算各轴
6、转速I轴转速：n1=n=384r/minII 轴转速：n2=tl=124.7r/minl2111轴转速：n3=N=40.5r/minl22卷筒轴转速：n=n3=40.5r/min2 .计算各轴输出功率I轴功率：P=PMol=3.68kwH轴功率：P11=P1T712=3.57kWIn轴功率：Pl=P11T723=3.46kW卷筒轴功率：pv=P111Z734=3.39kW式中：小2、破3、小4一一分别为电动机至轴I、轴I至轴H、轴11至轴IIL轴III加轴IV的幅动效重。TJoI=加，12=-C-z，（23=rIEz，叮34=Ml。3 .计算各轴输入转矩电动机轴输出转矩Td=9550-=3.5
7、15IO4NmmI轴转矩：TI=Tdi101=8.436IO4NmmII轴转矩：Tn=TIi21小2=2.522IO5Nmm11l轴转矩：T111=T11i2223=7.535IO5N-mm卷筒轴转矩：TlV=Tll因34=7385IO5Nmm四.各轴转速、功率和转矩（运动和动力参数）各轴转速I轴转速r/minII轴转速r/minIn轴转速r/min卷筒轴转速r/min384124.740.540.5各轴功率I轴功率kW11轴功率kWIII轴功率kW卷筒轴功率kW3.683.573.463.39三、各轴转矩电动机轴输出转矩NmmI轴转矩NmmII轴转矩NNmmHI轴转矩Nmm卷筒轴转矩Nmm3
8、.515IO48.436IO42.522XIO57.535XIO57.385XIO5五.带传动设计计算电动机与减速器之间采用普通的V带传动。1,确定计算功率计算功率外是根据传递的功率P和带的工作条件而确定的PCa=KAP式中：Pca计算功率，kW;Ka一工作情况系数，查表得；P一所需传递的额定功率，Kw查表（机械设计P156表8-8）得，Ka=1.2那么Pca=4.8kW2 .选择V带的类型小带轮转速几1=960r/min根据计算功率七I和小带轮转速修,从图（机械设计P157图8-11）选取A型3 .确定带轮的基准直径&并验算带速V1）初选小带轮的基准直径四1根据V带的带型参考机械设计P155
9、表8-7和P157表8-9确定小带轮的基准直径Bi=100mm2）验算带速VTrddI九mUno/V=-=5.03m/s601000/3）计算大带轮的基准直径考虑带传动的滑动率（=0.01）计算实际传动比i=2.475dd2=iddl=247.5mm并根据机械设计P157表8-9适当调整得，dd2=250mm4.确定中心距a,并选择V带的基准长度Ld1)2)3)根据0.7&1+dd2）a02（ddl+dd2）初定中心距为劭=525mm计算相应的带长Ldo,、（dd2一盛1）2一1.do2a0+-（ddl+dd2）+=1453mm24a0带的基准长度Ld根据LdO由机械设计P145表8-2选取1
10、.d=1430mm计算中心距a及其变动范围。传动的实际中心距近似为Q=QO+Ld,L-O=513.5mm考虑带轮的制造误差、带长误差、带的弹性以及因带的松弛而产生的补充张紧的需要，中心距的变动范围如下amin=a-0.015Ld=492.05mmamax=Q+0.03Ld=556.4mm5 .验算小带轮上的包角的通常小带轮上的包角的小于大带轮上的包角。2,小带轮上的临界摩擦力小于大带轮上的临界摩擦力、因此，打滑通常发生在小带轮上。为了提高带传动的工作能力，应使573a1180o-(dd2-ddl)=163o1206 .确定带的根数Z工=PCa=KAPZ一百一(Po+APo)KKl根据带型和小带
11、轮转速查机械设计P151表8-4得PO=0.9576根据带型、传动比和小带轮转速查机械设计P153表8-5得P0=0.1116根据小带轮包角查机械设计P155表8-6得Ka=0.954根据带长查机械设计P145表8-2得Kl=0.96计算得到Z4.9取z=5.7 .确定带的初拉力五由机械设计P149表8-3得，A带的单位长度质量q=0.105kgm;单根V带的初拉力由下式确定：F0=500(25j)%+=157.3NKazv8 .计算带传动的压轴力FP为了设计安装带轮的轴和轴承，需要计算带传动作用在轴上的压轴力外Fp=2zF0siny=1556N9 .主要设计结论1.选用A型普通V带5根,带的
12、基准长度143Ommo带轮基准直径盛1=100mm,dd2=250mm,中心距控制在=492.05-556.4mm.单根带初拉力Fo=157.3N第三章.齿轮传动设计计算1.高速级齿轮副D选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数i. 选用斜齿圆柱齿轮传动。ii. 减速器为一般工作机器，参考机械设计P205表10-6选7级精度iii. 材料选择。根据机械设计P191表IOT选择小齿轮材料为40Cr（调质），齿面硬度280HBS,大齿轮材料为45钢（调质），齿面硬度240HBS。iv. 选小齿轮齿数Zl=18,Z2=i21z1=55.44,取z?=56。v. 初选螺旋角=12。vi. 压力角a=20。2
13、）按齿面接触疲劳强度计算i. 由机械设计P219式10-24试计算小齿轮分度圆直径，即_32KlitT1u+1/ZHZEZZpzA.确定公式中各参数值a）试选载荷系数KHt=13。b）小齿轮传递的转矩为I轴转矩Tl=T1=Tdi101=8.436104Nmmc）由机械设计P203表10-7选取齿宽系数九=1d）由机械设计P203图10-20查取区域系数ZH=2.463。e）由机械设计P202表10-5查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPaI片f）由机械设计P219式10-21计算接触疲劳强度用重合度系数Zfat=tan-1（tanancos?）=20.412oaatl=cos1z1cos
14、at（+2/ncos0）=32.29oaat2cos1z2sat（z22九嬴cos/?）=25.10oa=z1(tanaatltana,t)+z2(tanaat2tana)2=1.597S=dz1tan0=1.218宁(If)+*0.767g）计算接触疲劳强度许用应力kJ。h）由机械设计P211图10-25d查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为（THLiml=600MpaOHLim2=550MPa。由机械设计P209式10-15计算应力循环次数：N1=6011L=5.53XIO8Nl=/V1i21=1.795IO8由机械设计P208图10-23查取接触疲劳寿命系数KHNl=O.95、Khn2=0.98取失效概率为1%平安系数S=1由机械设计P207式10-14得Hz=KHNlaHLtmlSKHN2。Lim2S=570 MPa=
