传送带说明书

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1、机械课程设计作者：2011/6/27设计内容1. 设计题目：设计用于带式齿轮的一级圆 柱减速器，工作条件：连续单向运转，轻微冲击，使用 年限为 10 年，每天工作时间为 8 小时，总 传动比误差为5%。2. 技术数据： 题号：004 输出轴功率为 P=5kw, 输出转速为 n=45r/min3 设计任务：1) .选择电动机型号2) .设计带轮参数3) .设计减速器4) .设计外齿轮4. 设计工作量1) 设计说明书一份2) 减速器装配图一张3) 零件工作图两张前言1. 设计目的2. 传动方案分析 一电动机的选择1. 选择电动机的类型2. 选择电动机的功率3. 选取电动机的转速和型号 二计算传动装

2、置的运动和动力参数 1）传动的总传动比2）分配各级传动比1. 个轴转速2. 个轴功率3. 个轴转矩三普通 V 带传动的设计1选择 V 带的型号2. 确定带轮的基准直径dd1和dd23. 验算带速4. 确定带的基准长度和带传动的中心距5. 验算小带轮包角6. 确定V带的根数Z7. 计算 V 带作用在轴上的压力 四减速器直齿圆柱齿轮的设计1. 选择齿轮材料及确定许用应力2. 按齿面接触强度计算3. 选着齿轮齿数4. 计算齿面接触强度5. 齿轮的圆周速度6. 尺寸计算 五外齿轮的计算1.选择齿轮材料及确定许用应力2.按齿面接触强度计算3. 选着齿轮齿数4. 计算齿面接触强度5. 齿轮的圆周速度6.

3、尺寸计算 六轴的设计1. 选择轴的材料和许用应力2. 轴承的选择3. 估算轴的尺寸和验算许用应力4. 圆周力的计算5. 求垂直面的支承反力6. 求水平面的支承反力7. F 力在支点产生的反力8. 绘垂直面的弯矩9. 绘水平面的弯矩10. F 力产生的弯矩11. 求合成弯矩12. 求危险截面的当量弯矩七设计参考资料前言（一） 设计目的： 通过本课程设计将学过的基础理论知识进行综合应用，培 养结构设计，计算能力，熟悉一般的机械装置设计过程。（二） 传动方案的分析： 机器一般是由原动机，传动装置和工作装置组成。传动装 置是用来传递原动机的动力和运动，变换其运动形式以满 足工作装置的需要，是机器的重要

4、组成部分。 本设计中原动机为电动机，工作机为外齿轮输出轴。传动 方案采用两级传动，第一级为带传动，第二级为齿轮传动。 带传动的承载能力较低，在传递相同的转矩时，结构尺寸 较大。但有过载保护的功能，还可缓和冲击和震动，故布 置在传动的高速级。齿轮传动的传动效率高，适用于功率和速度范围广，使用 寿命长。是现代机器中最常用的机构之一。 本设计采用的是单极直齿轮传动一电动机的选择1. 选择电动机的类型按工作要求和条件，在设计减速器时，选用丫系列三相异 步电动机，电压为380V全封闭自扇冷式笼行三相异步电动 机。(参考机械设计基础)2. 选择电动机的功率(1) 工作机的输出功率为PW=5KW，需要电动机

5、输出的功率 为P.p=pw/ nn为电动机到输出轴的总效率，由机械设计基础表 2.3查的；v带传动n带=0.96, 对齿轮n齿轮=0.97, 对外齿轮 n外齿=0.95,两对滚动轴承n轴承=0.99。因此总效率： n = n带* n齿轮*n夕卜齿*n轴承即n总二戸带*戸齿轮*n夕卜齿*n轴承=0.96*0.97*0.95*0.99=0.87P=PW/n=5/0.87=5.71KW选取电动机的额定功率Pm(KW)，使得Pm= (11.4)Po=5.71*(1-1.4)=5.717.994查机械设计基础 课程指导书 附录8得Pm=7.5KW4. 选取型号和转速(1) 输出轴的转速为N=45r/mi

6、n(2) 根据表2-3推荐的各类传动比的范围,合理安排各级传动比的范围，取V带的传动比i带二24, 级齿轮减速 器i齿轮二3-5,外齿轮i外齿=3-5.传动装置的总传动比 i=18-100（3）选取电动机的转速范围Nm=i*Nw=（18-100）*45=（819-4500）r/min 查机械设计基础 课程指导书 附录8 符合要求的转速有 3000r/min、1500 r/min、1000 r/min 三种， 为降低电动机的重量和价格，综合考虑电动机和传动装置的 尺寸、结构、电动机的功率和带传动比等因素，选择转速为 1500 r/min 的 Y 型系列的电动机 Y132M-4 其满载转速为 Nm

7、=1440 r/min。二计算传动装置的运动和动力参数1）传动装置的总传动比i二Nm/Nw=1440/45=322）分配各级传动比本传动装置由一个带传动 i 带=2-4.和；两个齿轮传动 i=3-5，为计算和加工方便i带取2，i齿轮取4.i=2*4*4=321 .各级转速丨轴 n | =1440/2=720 r/min|轴 nll=1440/2*4=180 r/minIII轴 nlll=1440/2*4*4=45 r/min2.各轴的功率丨轴 PI=P * n 带=5.7*0.96=5.472KWo丨丨轴 PI I二P*n 12=5.472*0.99*0.97=5.2KWIII轴 Pill二P

8、|*n 23=5.2*0.95*0.99=4.9KW3. 各轴转矩电动机轴Td=9550*Pd/nm=9550*5.4/1440=37.8n.mm丨轴 T I =Td*i 带*戸带=37.8*2*0.96=72.6 n.mm丨丨轴 TI 丨二Tl*i 齿轮 * n 齿轮=72.6*4*0.99*0.97=275n.mmIII轴 Till二Tll*i 外齿*n外齿=275*4*0.95*0.99=1092n.mm参数轴号电动机丨轴II轴III轴转速144072018045功率5.75.4725.24.9转矩37.872.62751092传动比244三V带的选择1选择V带的型号由机械设计表13-8

9、查得KA=1.1Pc=KA*P=1.1*7.5=8.25KW由机械设计基础图13-15选用A型V带2确定带轮的基准直径Dd1和Dd2.由机械设计基础图 13-15 知，推荐小带轮的基准直径为112-140，查表 13-9 得 Dd1=132mm故有 Dd2=n1/n2*Dd1=2*132=264mm由机械设计基础表13-9取Dd2=265mm3. 验算带速实际从动轮的转速n2二n1*Dd1/Dd2=717r/min转速误差为(n2-n2)/n2=0.4%在士5%以内。为允许值。带速 V=3.14n1dd1/60*1000=9.94m/s带速在5-25m /s范围内，合格4. 确定带的基准长度和

10、带传动的中心距0.7(dd1+dd2) WaoW2(dd1+dd1)278WaoW794A o=540mmLO=2* ao=3.14/2(dd1+dd2)+1/4* ao(dd1+dd2)LO=1826.69mm据机械设计基础表13-2得Lo取2000mm实际中心距二ao (L-Lo) /2=686.69mm5. 验算小带轮包角a1=180- (dd2dd1) /2=168.91 $120小带轮包角合适6. 计算带数根据机械设计基础表13-3得P1取2.73据表13-5得厶P=0.17 据表 13-7 得 Ka=0.98 据表 13-2 得 KL= 1.03Z二Pc/(P1+AP1)KaKL=

11、8.24/(2.730.1)*0.9*1.03=3.36故Z取4跟7. 计算V带作用在轴上的压力 由机械设计基础表12-1得 q=0.1Fo=500Po (2.3/Ka-1) +qv2=212.12FQ=2*Z* Fo*sin a/2=2*4*212.12*sin 267.48/2=1695.68N四减速器齿轮的选择1) 选择材料和确定许用应力齿轮的材料、热处理方法及齿面硬度题意无做特殊要求， 可选一般齿轮材料，由机械设计基础表1 1 - 1得：小齿轮选 择 40MNB 表面淬火处理，齿面硬度 45-55HRC, oHim=1130-1210, ofe=690-720.大齿轮选择45号钢表面淬

12、火 处理 ，齿面硬度 40-50 HRCoHim=1120-1230,Himo fe=680-700.由机械设计基础表11-5得，去Sh=1.25 , Sf=1.6【oh1】=1170/1.25=936Mpa【oh2】=1124/1.25=899.2Mpa【of1】=700/1.6=437.5Mpa【of2】=690/1.6=431.2Mpa2) 按齿面接触强度设计等级精度 该减速器为一般齿轮传动估计圆周转速不会大于6m/s,根据机械设计基础表11-2，选择8级精度。3) 选择小齿轮的齿数为Z1=20,大齿轮的齿数为Z2=Z1*i=20*4=804) 根据机械设计基础表11-3得K=1.1，根

13、据表11-6的d=0.6，根据表 11-4 得 Ze=188 ,Zh=2.5转矩T1T1=9550*P/N=9550*5.472/720=1.25根据机械设计基础表11-6得屮d=0.7d=3Spa(2*K*T1/ed)*(U+1)/U*(ZE*ZH/【oH】)八2=51.2 模数m=D/Z1=2.56据表4-1 m=3齿宽 b二屮 d*D=0.7*51.2=35.84mm故 b2=40b1=45实际 d1=z1*m=20*3=60mm d2=z2*m=80*3=240mm中心距 ao=(dd1+dd2)/2=150mm5）验算齿轮弯曲强度由机械设计基础图11-8得YFa1=2.92Ysa1=

14、1.56Fa2=2.15Ysa2=1.77o f1=137W437.5 合格o f2=335.8W437.5 合格6）齿轮的圆周速度V=3.14*60*710/60*1000=2.16在8级精度以内 合格名称数值z1Z2模数m33齿形角a2020齿数z2080分度圆直径d60240齿顶圆直径da a66246齿根圆直径df52.5232.5基圆直径db56.38225.5齿距p9.429.42齿高h6.756.75中心距a150四外齿轮的计算和选择1）选择材料和确定许用应力齿轮的材料、热处理方法及齿面硬度题意无做特殊要求， 可选一般齿轮材料，由机械设计基础表11-1得：小齿轮选 择 40MNB

15、 表面淬火处理，齿面硬度 45-55HRC, oHim=1130-1210, ofe=690-720.大齿轮选择45号钢表面淬火 处理 ，齿面硬度 40-50 HRCoHim=1120-1230,Himofe=680-700.由机械设计基础表11-5得，去SH=1.0 , Sf=1.25【oh1】=1180/1.0=1180Mpa【oh2】=1124/1.0=1124Mpa【of1】=700/1.25=560Mpa【of2】=690/1.25=552Mpa2）按齿面接触强度设计等级精度 该减速器为一般齿轮传动估计圆周转速不会大于6m/s,根据机械设计基础表11-2，选择9级精度。3 ）选择小齿

16、轮的齿数为Z1=30,大齿轮的齿数为Z2=Z1*i=30*4=1204）根据机械设计基础表11-3得K=1.1，根据表11-6的 d=0.5，根据表 11-4 得 Ze=188 ,Zh=2.5转矩T1T1=9550*P/N=9550*5.2/180=2.758根据机械设计基础表11-6得屮d=0.7 d=3Spa(2*K*T1/6d)*(U+1)/U *(ZE*ZH/【oH】厂2=120 模数m=D/Z1=4据表4-1 m=4齿宽 b二屮 d*D=0.7*120=84mm故 b2=80b1=85实际 d1=z1*m=30*4=120mm d2=z2*m=120*4=480mm中心距 ao=(d

17、d1+dd2)/2=300mm5)验算齿轮弯曲强度由机械设计基础图1 1 -8得YFa1=2.6Ysa1=1.64YFa2=2.24Ysa2=1.82o f1=102W560 合格o f2=138W552 合格6）齿轮的圆周速度V=3.14*120*150/60*1000=0.745 在9级精度以内 合格7.齿轮参数如下表：名称数值z1Z2模数m4齿形角a20齿数z30120分度圆直径d120480齿顶圆直径da128488齿根圆直径df110470基圆直径db112.76451.05齿距p12.56齿高h9中心距a300五.中间轴的设计上图为根据题意设计的轴1. 选择轴的材料 题中对从动轴没

18、有特殊的要求，故可以选择 45号钢，调制 处理，由机械设计基础表14-1查得其强度极限=650Mpa。2. 估算轴的最小轴经根据机械设计基础表14-2得C=118-107 t =30-40A=126-103d$C3spr (P/N) =36-32 因为最小轴经上有键槽，故增大 5%。取 d=35mm3. 选择轴承根据机械设计基础 课程指导书 附录 ，选用代号为6009的 轴承。L=81mm4. 圆周力的计算Ft=T2/ (d2/2) =275*10八3/(75/2)=1936NFr=Ft*tan20=704.6N5. 求垂直面的支撑反力Fn=Fr/2=352.3N6. 求水平面的支撑反力Fh=

19、Ft/2=968N7. F力在支点产生的反力F1f=F*K/L=704.6*60/200=211.38NF2F=F+F1F=704.6+211.38=915.98N8. 垂直弯矩Mav=Fv*L/2=352.3*0.086/2=15.149.水平面的弯矩Mah=Fh*L/2=20.8 N10. 轴上的标准件的选择名称型号参数轴承6009d=45 .D=75 .B=166008d=40 .D=68 .B=15键键14x32GB/T1096b=14 .h=9 .L=32键10x80GB/T1096b=10 . h=8 . L=806.参考资料目录1. 陈立德 主编 机械设计基础 课程设计指导书2. 杨可桢 程光蕴 李仲生 主编 机械设计基础3. 陈海魁 主编 机械基础