机械设计课程设计计算说明书机械设计课程设计计算说明书设计题目：带式运输机的单级斜齿圆柱齿轮减速器班级：班姓名：学号：指导老师：莫才颂目录一、 传动方案拟定二、 电动机的选择三、 计算总传动比及分配各级的传动比四、 V 带设计五、 齿轮的设计六、 减速器铸造箱体的主要结构尺寸设计七、 轴的设计八、 轴承校核计算九、 键的设计十、 润滑与密封十一、设计小结十二、参考文献计计算算及及说说明明结结 果果一、 传动方案拟定题目：带式输送机一级斜齿圆柱齿轮减速器1）工作条件：皮带式输送机单向运转，载荷平稳，空载启动、二班制工作，运输带允许速度误差为 5%， 使用期限10 年，小批量生产。2）原始数据：输送带拉力 F=770N，带速V=1.3m/s，卷筒直径 D=250mm二、电动机的选择1、电动机类型的选择： Y 系列三相异步电动F=770NV=1.3m/sD=250mm机（工作要求：连续工作机器） ，卧式封闭结构。2、选择电动机的容量工作机的有效功率Pw为Pw=FV=0.77x1.4=1.078KW从电动机到工作机传送带间的总效率为=122345由机械设计课程设计指导书可知：1：V 带传动效率 0.962：滚动轴承效率 0.98(球轴承)3：齿轮传动效率 0.97 (8 级精度一般齿轮传动)4：联轴器传动效率 0.99(齿轮联轴器)5：卷筒传动效率 0.96由电动机到工作机的总效率=122345=0.87因此可知电动机的工作功率为：Pd=PW/=1.078/0.87kw=1.24KWPw=1.078KW=0.87Pd=1.24KW式中：Pd工作机实际所需电动机的输出功率，kW；Pw工作机所需输入功率。kW；电动机至工作机之间传动装置的总功率。3、确定电动机转速工 作 机 卷 筒 轴 的 转 速 nW=60x1000xV/ Dr/min=106.95r/min按推荐的传动比合理范围，V 带传动在(24)之间，一级圆柱齿轮传动在（36）之间，所以总传动比的合理范围 i=624， 故电动机的转速可选范围为 nm=nWi=6422567 r/min，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及带传动和减速器的传动比。因此选定电动机型号为 Y100L1-4， 额定功率为 Ped =2.2kW， 满载转速 nm=1430r/min。nW=106.95r/minPed =2.2kWnm=1430r/min三、计算总传动比及分配各级的传动比1、传动装置的总传动比为i=nm/nw=1430/106.95=13.372、分配各级传动比因 i=i 带i 减，初取 i 带=3.2，则齿轮减速器的传动比为i 减=i/i 带=13.37/3.2=4.183、计算传动装置的运动参数和动力参数（1） 各轴转速轴n=nm/i带=1430/3.2=446.88 r/min轴 n=n/i减=446.88/4.18=106.9 r/min卷筒轴 n=n=106.9r/min（2） 各轴功率轴 PPd1=1.19kW轴 PP23=1.13kW卷筒轴 PP24=1.10kW（3） 各轴转矩i=13.37i 减=4.18n=446.88 r/minn=106.9 r/minn=n=106.9r/minP=1.19kWP=1.13kWP=1.10kWT=25.43Nm轴 T=9550P/n=25.43Nm轴 T=9550P/n=100.95Nm卷筒轴 T=9550P/n=98.27Nm四、V 带设计设计参数应该满足带速 5m/sV10m/s、小带轮包角120、一般带根数 Z45 等方面的要求。1、求计算功率 Pc查得 KA=1.2Pc=Kax Pd=1.2X1.24=1.488kW选用 SPZ 型窄 V 带2、确定带轮基准直径，并验算带速，由设计标准取主动轮基准直径为 dd1=71mm从动轮基准直径 dd2= i x dd1=3.271=227.2mm取 dd2=228mm带速V：V=dd1nm/601000T=100.95NmT=98.27NmPc=1.488kWdd1=71mmdd2=228mmV=5.28m/s=711420/601000 =5.28m/s在 525m/s 范围内，带速合适。3、确定带长和中心矩0. 7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)0. 7(71+228)a02(71+228)所以有：209.3a0598初步确定 a0=300mm由 L0=2a0+(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)/4a0 得：L0=2300+ (71+228)/2+(228-71)2/4300=1108.91mm确定基准长度 Ld=1120mm 计算实际中心距a a0+Ld-L0/2=300+ （ 1120-1108.91 ） /2=305.545mm4、验算小带轮包角1=1800-（dd2-dd1）/a57.30=1800-（228-71）/305.54557.30=150.5601200（适用）5、确定带的根数由 n0=1420r/mindd1=71mmi=3.2a0=300mmL0=1108.91mmLd=1120mma=305.545mm1=150.560查得P0=1.25kwP0=0.22kw查得 K=0.93查得 KL=0.93由 Z=Pc/p=KAP/(P0+P0)KKL得：Z=1.21.24/(1.25+0.22) 0.930.93 =1.17取 Z=26、计算张紧力 F0查得 q=0.07kg/m，则：F0=500Pc/ （ZV） （2.5/K-1） +qV2=5001.488/（21.4）(2.5/0.93-1) +0.071.42N =157.53N则作用在轴承的压轴力 FQ：FQ=2ZF0sin1/2=22157.53sin150.560/2=609.43N五、齿轮的设计1、选定齿轮材料及精度等级及齿数(1)材料选择。选择小齿轮材料为 45 调质处理硬度为 260HBS大齿轮材料为 45 钢 正火处理 硬度为 215HBSZ=2FQ=609.43N(2)机器为一般工作机器速度不高故选用 8级精度 GB10095-88。(3)按齿面接触疲劳强度设计由设计计算公式d1 (5902KT1(u1) /duH2)1/31.选择载荷系数 K=1.22.计算小齿轮传递的转矩T1=9.55x106xPI/nI=9.55x106x1.19/446.88=2.5x104Nmm3.计算接触疲劳许用应力HH= HminZn/sHmin查得Hlim1=610Mpa, Hlim2=500Mpa接触疲劳 Zn由公式 N=60njtH 得N1=60x446.88x5x365x16=7.8x108N2=N1/i 齿=7.8x108/4.18=1.87x108Zn1=1.06, Zn2=1.13取 sHmin=1H1 =646.6 MpaH2=565 MpaT1=2.5x104Nmmd1=70mm试算小齿轮分度圆直径 d1选择d=1.1d1 (5902KT1(u1) / duH2)1/3=69.58 mm 取 70mm4.确定主要参数1) 选 小 齿 轮 齿 数z1=30大 齿 轮 齿 数z2=30x4.18=123。2) 初选螺旋角=15o3) 计算模数 m0m0= d1cos/ z1=69.58cos15o/302.23 mm取 m0=2.25mm4)计算中心距 ad2= d1i齿=290.84mma0=176.6mm取 a=180mm5)计算螺旋角cos=m0(z1+ z2)/2a=0.95625 176)分度圆直径d1= z1(m0)/ cos=70.59mmd2= z2(m0)/ cos=289.41mm齿宽 bb=dd1=1.1x70.59mm76.53mmz1=30z2=123m0=2.25mma=180mm17d1=70.59mmd2=289.41mmb2=80mmb1=85mmv =1.26m/s取 b2=80mm 则 b1=85mm7) 计算圆周速度 v。v=d1nI/60x1000=1.26m/s 因为v6m/s故取 8 级精度合适。2、校核弯曲疲劳强度1)复合齿形因素 yFsZv1=z1/cos3=34.31Zv2=z2/cos 3=140.67得 yfs1=4.1yfs2=3.92)弯曲疲劳许用应力 bbbb= bblim/sflimx yN弯 曲 疲 劳 应 力 极 限 bblim1=490 paMbblim2=410 paM弯曲疲劳寿命系数yn1=1yn2=2弯曲疲劳最小安全系数 SFlim=1bb1=490 Mpabb2=410 Mpa3)校核计算bb1=1.6KT1Yfscos/bm0z1=124 bb1bb1=490 Mpa bb2=410 Mpad1=70.59mmd2=289.41mmbb2= bb1yfs2/yfs1=119 bb1 bb2综上可知齿轮的设计参数如下小齿轮分度圆直径d1=70.59mm大齿轮分度圆d2=289.41mm中心距 a=180mm小齿轮齿宽B1=85mm大齿轮齿宽B2=80mm模数 m=2.25六、 减速器铸造箱体的主要结构尺寸设计名称符号尺寸mm箱体壁厚6箱盖壁厚15箱体凸缘厚度b9箱盖凸缘厚度b18机座底凸缘厚 b215a=180mmB1=85mmB2=80mmm=2.25度地脚螺钉直径df20地脚螺钉数目n4轴承旁联结螺栓直径D116机盖与机座联接螺栓直径D210轴承端盖螺钉直径D38df，d1, d2 至外机壁距离C126，22，16df， d2 至凸缘边缘距离C224，14箱座高度h60外机壁至轴承座端面距离L1114大齿轮顶圆与内机壁距离18齿轮端面与内机壁距离218箱盖、 箱座肋厚 m1,m5，4轴承旁联接螺栓距离s尽量靠近以 Md1 和Md2 互不干 涉 为 准一 般s=D2七、轴的设计选 取 轴 的 材 料 为 45 钢 调 质 处 理 ， 硬 度217255HBs抗拉强度极限 B=640Mpa屈服 极 限 s= 355MPa弯 曲 疲 劳 极 限 -1=275MPa许用弯曲应力-1=60MPa取 C0=110I 轴：d1min=C0p1/n11/3=15.2mmII 轴：d2min=C0p2/n21/3=24.1mm1、 低速轴的设计计算取低速轴最大转矩轴进行计算,校核.考虑有键槽,将直径增大 5%,则:d1min=15.2mmd2min=24.1mmd2=30mmd2min=24.1x（1+5%）=25.305mmd2=30mm轴的结构设计联轴器的计算转矩: Tca =KAT2查得 KA=1.5Tca=1.5x100.95=151.425Nm按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件,查设计手册, 选择 II 轴与 III 轴联轴器为弹性柱销联轴器。型号为 LX2 型联轴器，半联轴器 I 的孔径30mm，半联轴器长度 L=82mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度 L1=60mm(1)轴上零件的定位,固定和装配单级减速器中可以将齿轮安排在箱体中央,相对两轴承对称分布.齿轮左面由套筒定位,右面由轴肩定位,联接以平键作为过渡配合固定,两轴承均以轴肩定位(2)确定轴各段直径和长度1）II-I 段:为了满足半联轴器的轴向定位要求,I-II 轴段右端需制出一轴肩,故取 II-III 段的L1=60mmdII-III=35mmLI-II=58mm直径 dII-III=35mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度:L1=