某大学减速箱课程设计说明书资料

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1、 课程设计说明书 学 院 专业班级 学 号 姓 名 指导老师 2013 年 月 日一、课程设计的内容DVF图1 带式运输机传动装置简图设计一带式运输机传动装置（见 图1）。设计内容应包括：传动装置的总体设计；传动零件、轴、轴承、联轴器等的设计计算和选择；减速器装配图和零件工作图设计；设计计算说明书的编写。二、课程设计的要求与数据已知条件： 1运输带工作拉力：F = 2.6 kN； 2运输带工作速度：v = 2.0m/s； 3卷筒直径： D = 310mm； 4使用寿命：8年; 5工作情况：两班制，连续单向运转，载荷较平稳；目录一、传动方案拟定.4二、电动机的选择.4三、计算总传动比及分配各级的

2、传动比.5四、运动参数及动力参数计算.5五、传动零件的设计计算.6六、箱体尺寸的选择.10七、轴的设计计算.12八、滚动轴承选择及校核计算.16九、键连接的选择及校核计算.18十、减速器附件选用.19十一、减速器的润滑方式、润滑油牌号及用量.19十二、参考资料.19计算过程及计算说明一、传动方案拟定设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动（1） 工作条件：使用年限10年，工作为两班工作制，载荷平稳，单向运转，环境清洁。（2） 原始数据：输送带拉力F=2400N；带速V=2.6m/s；滚筒直径D=420mm； 二、电动机选择1、电动机类型的选择： Y系列三相异步电动机2、电动机功率选择：（1）传动装置

3、的总功率：总=带2滚齿轮联轴器滑 =0.950.9920.970.980.98=0.86(2)电机所需的工作功率：P工作=FV/1000总=24002.6/10000.86=7.3KW 3、确定电动机转速：计算滚筒工作转速：n筒=601000V/D=6010002.6/420=118r/min 按要求取电动机同步转速为1000r/min，满载转速为970r/min。4、确定电动机型号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Y160M-6。其主要性能：额定功率：7.5KW，满载转速970r/min。三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：i总=n电动/n筒=9

4、70/118=8.222、分配各级传动比（1） i总=i齿轮I带（2） i齿轮I带1i齿轮=3.41，i带=2.41四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速（r/min）n0=n电机=970r/minnI=n0/i带=970/2.41=402.49(r/min)nII=nI/i齿轮=402.49/3.41=118.03(r/min)2、 计算各轴的功率（KW）P0=Pd= 7.3KWPI=P0带=7.30.95=6.94KWPII=PI轴承齿轮=6.940.960.97 =6.46KW3计算各轴扭矩（Nm）To = 9550P0/N0 = 95507.3/970 =71.9 NmTI=955

5、0PI/nI=95506.94/402.49=164.67NmTII=9550PII/nII=95506.46/118.03 =522.69Nm 五、传动零件的设计计算1、 皮带轮传动的设计计算（1） 选择普通V选带截型由课本P156表8-8得：kA=1.2PC=KAP=1.27.3=8.76KW由课本P157图8-11得：选用B型V带（2） 确定带轮基准直径，并验算带速由表8-9，取dd1=125mm. 验算带速V. V=V=d1n1/601000=6.35m/s 因为5m/sV900（适用）（5）确定带的根数根据表8-4.8-5得P0=1.64KW P0=0.3KW表8-6K=0.93 K

6、L=0.92得Z=PC/P=PC/(P0+P0)KKL =8.76/(1.64+0.3) 0.930.92 =5.286取Z =6根(6)计算轴上压力由课本查得q=0.10kg/m，单根V带的初拉力：F0=500PC(2.5- K)/ Kzv+qv2=5008.76(2.5-0.93)/0.9366.35+0.16.352N=174.24N则作用在轴承的压力FQ，FQ=2ZF0sin1/2=26174.24sin1570/2=2048.9N2、齿轮传动的设计计算 （1）选择齿轮材料及精度等级 齿轮采用硬齿面，小齿轮选用45号钢,调质，齿面硬度为235HBS。大齿轮选用45号钢，正火处理，齿面硬

7、度187HBS；根据表选7级精度。选取安全系数SH=1, Hlim1=580Mpa Hlim2=380MpaH1=KHN1Hlim1/SH=0.92580Mpa=533.6mpaH2=KHN2Hlim2/SH=0.98380Mpa=372.4mpa查得SF=1.4, Flim1=380Mpa Flim2=360Mpa 1=KFNIlim1/SF=0.88380/1.4Mpa=238.86Mpa2=KHN2lim2/SF=0.92360/1.4Mpa=236.57Mpa (2)按齿面接触疲劳强度设计 由a176.43(kT1(u+1)/auH2)1/3 由式（6-15）确定有关参数如下：传动比i

8、齿=3.31, 载荷系数k=1.563 取小齿轮齿数Z1=25。则大齿轮齿数：Z2=iZ1=3.3125=82.7取Z=90 可用齿数比：u=3.31由表 取a=1计算应力循环次数N1=60n1jLh=60396.6912830010=1.142109N2=2.765109/3.31=8.353108 (3)转矩T1T1=9.55106P/n1=86900Nmm (4)许用接触应力H=（H1+H2）/2=466.8Mpa故得：初选螺旋角=140 ，故，mn 321.5638.691040.875（cos140 ）2/12521.650.01744=1.56mm根据课本表 取标准模数：m=3mm

9、 计算小齿轮分度圆直径d1t59.88mm(5)齿形系数YFa根据齿数Z1=25,Z2=90由表6-9相得YFa1=2.62 YFa2=2.20查取应力校核系数FS1=1.59,FS2=1.78 FE1=380Mpa,FE2=360Mpa取弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.88，KFN2=0.92 6) 许用弯曲应力F取弯曲疲劳系数S=1.4得 FE1=KFN1FE1/1.4=0.88380/1.4Mpa=238.86MpaF2=KFN2FE2/1.4Mpa=236.57Mpa计算载荷系数K=1.563计算大小齿轮的 YFYS/FE1=2.621.59/238.86=0.01744YF2YS2/F

10、2=2.201.78/236.57=0.01655故得：初选螺旋角=140 ，故，mn 321.5638.691040.875（cos140 ）2/12521.650.01744=1.56mm根据课本表 取标准模数：m=2mm 计算小齿轮分度圆直径d1t59.88mm故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够 (7)计算齿轮的圆周速度VV=d1n1/601000=3.1459.88396.69/601000=1.24m/s=arccosmn( Z1 + Z2)/2a=arccos（30+99）2/2133= 140 517大,小齿轮参数:分度圆直径：d1=mZ1/ cos=61.8mmd2=mZ2 /cos=

11、204.1mm齿宽：b=aa=159.88mm=59.88mm取b1=65mm b2=60mm齿顶高 ha = mn =2 齿根高 hf=1.25mn=3.5齿顶圆直径 da1= d1+2ha=65.8mm da2=d2+2ha=208.1mm 齿根圆直径 df1= d1-2hf=56.8mm df2 = d2-2hf=199.1mm六、轴的设计计算 输入轴的设计计算1、按扭矩初算轴径选用45钢调质，硬度217255HBS根据设计手册例题，并查表10-2，取c=107d113 (3.61/369.69)1/3mm=23.59mm考虑有键槽，将直径增大5%，则d=28.426(1+5%)mm=2

12、9.84选d=30mm2、 轴的结构设计 （1）轴上零件的定位，固定和装配 单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，小齿轮两面用封油盘定位，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴承盖和封油盘定位，则采用过渡配合固定 （2）确定轴各段直径和长度工段：d1=30mm 根据带轮宽度长度取L1=63mm初选用7208C角接触球轴承，其内径为40mm,宽度为18mm. 考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承座孔端面和箱体内壁应有一定距离。通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和带轮距箱体外壁应有一定矩离而定，故有：L2=44mm，d2=36mm段直径d3=40mmL3=31mm段直径d

13、4=48mm,L4=8mmd5=208.1mm,L5=65mmd6=48mm,L6=8mmd7=40mm，L7=31mm (3)按弯矩复合强度计算输出轴的设计计算求分度圆直径：已知d1=61.8mm求转矩：已知T2=267700Nmm求圆周力：FtFt=2T2/d2=2267700/204.1=2623NFa=Ft tan=2623tan 140 517Fr=Fetan an/cos=2623tan 140 517压轴力:1899.6因为该轴两轴承对称，所以：LA=LB=51mm(1) 绘制轴受力简图(2) 绘制垂直面水平面弯矩图，合成弯矩图(3) 绘制扭矩图 输出轴的设计计算1、按扭矩初算轴

14、径选用45#调质钢，硬度（217255HBS）根据设计手册表 取c=107dc(P3/n3)1/3=113(3.36/119.85)1/3=34.33mm取d1=38mm因其跟联轴器相连，查标准可选对应联Y型长圆柱形轴孔，直径为38mm，长度L为82mm的联轴器，则可得L2=82mm。（1）轴的零件定位，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，齿轮左面用轴环定位，右面用封油盘轴向定位，两轴承分别以轴承肩和轴承盖定位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶状，左轴承从左面装入，封油盘和右轴承联轴器依次从右面装入。 （2）确定轴的各段直径和长度 初选7210AC型角

15、接球轴承，其内径为50mm，宽度为20mm。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，则取封油盘长为21mm，则该段长43mm，安装齿轮段长度比轮毂宽度短2mm。又考虑到轴承座孔端面到内壁的距离为50mm，联轴器距轴承座孔端面距离为24mm，已经相对应的定位轴肩非定位轴肩引起的直径变化，得出各段轴的直径和长度如下： L2=42mm，d2=44mm段直径d3=50mmL3=43mm段直径d4=54mm,L4=58mmd5=64mm,L5=8mmd6=50mm,L6=33mm七、滚动轴承的选择及校核计算根据根据条件，轴承预计寿命1636510=58400小时1、计算输入轴承 （1）已

16、知n=396.69r/min两轴承径向反力：FR1= 536N FR2=520N初先两轴承为角接触球轴承7208AC型轴承内部轴向FS=0.68FR 则FS1=364.48N FS2=353.6N (2)故任意取一端为压紧端，现取1端为压紧端FA1=1054.6N FA2=353.6N (3)求系数x、y 根据课本表 得e=0.68FA1/FR1=1054.6N/536N0.68FA2/FR2=353.6N/520N=0.68FA1/FR1e x1=0.41 FA2/FR2=e x2=1 y1=0.87 y2=0 (4)计算当量载荷P1、P2根据课本表 取f P=1P1=1(x1FR1+y1F

17、A1)=1(0.41536+0.871055)=1137NP2=1(x2FR1+y2FA2)=1(1520+0)=520N (5)轴承寿命计算P1P2 故取P=1137N角接触球轴承=3根据手册得7208AC型的Cr=35200N,得Lh=106/60n(ftCr/ fp P)=106/60396.69(135200/11137)3=1246649h58400h预期寿命足够2、计算输出轴承 (1)已知n=119.85r/min 两轴承径向反力：FR1 =FR2=491.5N初先两轴承为角接触球轴承7210AC型轴承内部轴向FS=0.68FR 则FS1=FS2=334.22N (2)故任意取一端

18、为压紧端，现取1端为压紧端FA1=987.22N FA2=334.22N (3)求系数x、y 根据课本表 得e=0.68FA1/FR1=987.22N/491.5N0.68FA2/FR2=334.22N/491.5N=0.68FA1/FR1e x1=0.41 FA2/FR2=e x2=1 y1=0.87 y2=0 (4)计算当量载荷P1、P2根据课本表 取f P=1.0P1=1(x1FR1+y1FA1)=1(0.41491.5+0.87987.2)=1060NP2=1(x2FR1+y2FA2)=1(1491.5+0)=491.5N (5)轴承寿命计算P1P2 故取P=1060N角接触球轴承=3

19、 根据手册得7210AC型的Cr=40800N,得Lh=106/60n(ftCr/ fp P)=106/60119.85(1408000/11060)3=793000h58400h预期寿命足够八、键联接的选择及校核计算1. 输入轴与带轮联接采用平键联接轴径d1=30mm查手册得，选用C型平键，得：键A 87 GB1096-79 L1=50mm l=L1-b=42mmT2=86900Nmm h=7mm k=0.5h=3.5mm得p=2T2/kdl=286900/3.53042 =39MpaR(120150Mpa)3、输出轴与齿轮联接用平键联接轴径d2=54mm L2=58mm T=267700N

20、mm查手册P51 选用A型平键键1610 GB1096-79l=L2-b=50-16=34mm h=10mm k=0.5h=5mmp=2T/kdl=2267700/55434=58Mpap4、 输出轴与联轴器联接采用平键连接轴径d1=38mm查手册得，选用C型平键，得：bh =108 GB1096-79 L1=70mm l=L1-b=60mmT2=267700Nmm h=8mm k=0.5h=4mm得p=2T2/kdl=2267700/43860 =59MpaR(120150Mpa)注意事项：注意设计时长轴短轴各段距离和离箱体内侧等的距离。F=2400NV=2.6m/sD=420mmn滚筒=1

21、18r/min总=0.86P工作=7.3KW电动机型号Y160M-6i总=8.22算得：i齿轮=3.41i带=2.41n0 =970r/minnI=402.49r/minnII=118.03r/minP0=7.30KWPI=6.94KWPII=6.46KWT0=71.9 NmTI=164.67NmTII=522.69 Nmd2=269.92mm取标准值d2=270mm379mma0443mm取a0=400mmZ=4根F0=165.4NFQ =3448NHlimZ1=580MpaHlimZ2=380MpaH1=533.6MpaH2=372.4MpaFlim1=380MpaFlim2 =360MpaSF=1.3F1=238.86MpaF2=236.57Mpau=3.5i齿=3.31Z1=25Z2=90a=133mmm=2b1=65mmb2=60mm