设计题目及方案图

1.设计题目及方案图：设计用于皮带轮运输机的单极直齿齿轮减速器，单向运转，负荷变动小，两班制，设计寿命十年（每年按300天计）。已知滚筒直径D为320mm效率为0.98ηw运输带拉力F(KW)为4.62kw.带速V(v/s)为1.85m/s.方案图如下：2．选择电动机的型号。2.1选择电动机类型及结构形式：减速器在常温下连续工作，载荷平稳，对电动机物特殊要求，但工作环境一般较多选用Y型全封闭自扇冷式三相异步电动机，电源电压为380V,结构为卧式电动机。2.2确定电动机的功率2.2.1工作机所需功率：8.5KW2.2.2电动机所需要的功率：11KW2.3确定电动机转速2.3.1工作机转速n=110r/min2.3.2查表12-6推荐传动比合理范围，取i1=2~4.查表2-1知i2总传动比范围为ia=3~24电动机。nˋd=ia′nw=(6～16)×110=663～1768r/min符合这范围的同步转速为750r/min,1000r/min,1500r/min,3000r/min.综合考虑减轻电动机及传动系统质量和节约资金，查表Pn8选用电动机得型号为Y160L-6.Y160L-6电动机的主要性能电动机型号额定功率／kw同步转速／r.min-1满载转速／r.min－1满载转矩额定转矩最大转矩额定转矩Y160L-61110009702.02.。0中心高H外形尺寸L安装尺寸A×B轴向尺寸D×E平键尺寸F×G160745×417×385254×25442×11012×373计算减速器的传动比。3.1传动系统的总传动比。I总=n电/n工作机=8.78.3.2分配传动比i总=i带i减速器=i带I初步取i带=2.8.则减速器的传动比i减速器=8.78/2.8=3.13固单级减速器i齿轮=i减速器=3.134.计算减速器I,Ⅱ轴的运动参数。4.1.各轴输入功率：电机轴P0=Ped=11kwI轴PI=Pedη2=11×0.96=10.56kwⅡ轴PⅡ=PIη=10.78×0.98×0.97=10.13kw4.2.各轴转速：Ⅰ轴nⅠ=970/2.8=346.42r/minⅡ轴nⅡ=nI/iI=346.42/3.13=110.00r/min4.3.各轴的转矩：电机轴T0=9550×P0/n0=108.3N·mⅠ轴TⅠ=9550×PⅠ/nⅠ=291.1N·mⅡ轴TⅡ=9550×PⅡ/nⅡ=880.0N.m计算数值计算项目功率/kw转速r.min-1转矩N.m传动比效率电机轴11970108.302.80.96I轴10.56346.43291.113.140.97Ⅱ轴10.14110.348805.V带传动设计设计单级直齿减速器V带传动。已知电动机的功率为11KW，转速n1=970r/min,传动比iv带=2.8，。传动平稳，载荷变动小两班制（16小时）。5.1.计算功率Pc选择V带型号。Pc=KA·P=1.2×11=13.2根据查图表7-6得V的型号为B型号。5.1.2确定带轮dd1.dd2.由图表考虑。综合7-6图与7-6表得dd1=140mm验算带的速度V.V=7.10m/s.确定大带轮的基准直径dd2.dd2=idd1(1-E)=386.12mm.根据查表7-6.大带轮取标准直径dd2=400mm.5.1.3.确定中心距a和v带的基准长度Ld.5.1.3.1初定中心距,由0.7（dd1+dd2）a02(dd1+dd2)得取a0=800mm.51.3.2确定基准长度Ld据式7-14得Ld=2ao+(dd1+dd2)+(dd2-dd1)/4a0=2468由图7-2取Ld=2500mm.(向较大的标准值整值，有利于传动)。确定中心距a.a≈ao+()/2=816mm.按装所需要的最小中心距amin=a-0.15Ld=778mm.张紧或补偿带伸长量所需要的最大的中心距amax=a+0.03Ld=891mm4）验算小带轮的包角由公式得:a1=180-57.3×（dd2-dd1）=161.74﹥120。确定v带根数Z,查表并计算P0=2.11kw△P0=0.31kw查表7-4得Ka=0.954,查表7-2得KL=1.03代入公式Z=Pc/KaKL（P0+△P0）=5.69所以取Z=65.2带轮设计（小带轮）小带轮dd1=140mm采用实心轮。大带轮dd2=400mm.采用腹板轮。查表7-8得轮缘宽度B=120mm.轮毂长度L=60mm.取轴孔径d=42mm.按表7-7和经验公式的。5.3确定结构hamin=3.5取ha=3.5轮毂外径da=dd1+2ha=147mm.取基准线工槽底深hf=11mmΦ=34º6.齿轮的传动设计(模数越大,承载能力越大.6.1齿轮传动设计计算i齿轮=n小齿轮/Z大齿轮/Z小齿轮。设计由电动机驱动的单级齿轮减速器的标准直齿圆柱齿轮传动。已知传动功率为Pi=10.56kw.Ni=346.42r/min,i齿轮=3.13.齿轮对称布置，单向运转载荷介于平稳与中等冲击之间。（1）选择材料的处理方式：据条件及传动功率，属于中小功率的一般减速器齿轮采用硬面45号钢。小齿轮为45钢，表面淬火处理硬度为=430～480HBs。大齿轮为45钢，表面淬火处理，硬度为=430～480HBs。（2）确定齿轮许用应力，查表8-26得ÓHlim1=1160MPaÓHlim2=1160MPa齿轮弯曲疲劳强度极限应力查表8-27.ÓFlim1=270MPaÓFlim2=270MPa查表8-13，得接触和弯曲强度的安全因数为SH=1.15SF=1.5.则[ÓH]1=ÓFlim1/SH≈1009MPa[ÓH]2=ÓFlim2/SF=1009MPa设计时取[ÓH]=1009MPa则有[ÓF]1=ÓFlim1/SF=18OMPa[ÓF]2=ÓFlim2/SF=18OMPa6.2按齿面接触疲劳强度设计。载荷系数查表8-10得K=1.2，查表8-14对称布置，选齿宽系数ψd=0.6.小齿轮的转矩为T1=291.1N·m=291.1×10³N·mm6.3查表8-11得弹性系数ZE=189.8.6.4根据式（8-28）的说明，ZH=2.56.5由式（8-28）的小齿轮分度圆直径为：d1≈807确定齿轮传动主要尺寸。1).确定齿数取Z1=30Z2=iZ1=3.13×3O=94.2)确定模数，根据d1=z1m.则m=d1/z1=2.66.查表8-1，取标准值模数为m=3.3)计算主要尺寸，分度圆直径：d1=mz1=90mmd2=mz2=282mm齿宽b2=b=ψdd1=90×0.6=54mmb1=b2+5=59mm中心距a=(d1+d2)/2=186mm4验算齿根弯曲疲劳强度1）查表8-12，得齿形系数yF1=2.53yF2=2.202)计算齿根弯曲应力ÓF1=121.1MPa[ÓF]ÓF2=105.3MPaÓF齿轮传动尺寸及其参数小齿轮大齿轮模数m=3压力角20º齿数3094分度圆90mm282mm齿顶圆96288齿根圆82.5274.5中心距186精度等级8GJ8GJ跨齿数411公法线长度32.257896.94177.轴的设计。1)Ⅰ轴的设计计算。2）I轴结构图。设计单级齿轮减速器Ⅰ轴结构如上图，该轴传递的功率，PI=10.56kw,转速nI=346.42r/min,齿宽为36mm.确定该轴的主要结构尺寸。1)选择轴的材料，因轴的传递功率不大转速不高，并对重量和结构没有特殊要求，故选用45钢，调质处理。2）估算轴的直径，d≥A·√=34.2mm.考虑轴上有一键槽，轴在增大4%，故取轴的直径35mm。I轴的主要结构尺寸径向尺寸轴向尺寸D135L198mmD238L256mmD340L317mmD442L436mmD547L520mmD640L618mm8.设计单级齿轮减速器Ⅱ轴的结构,如下图,该轴的传动功率PⅡ=10.13kw.转速为n=110.00r/min,齿宽24mm.确定轴的主要结构尺寸。1）选择轴的材料。传动功率不大，转速不高，对于其他没有什么特定要求。所以选用45钢。2）估算轴的直径。d=A·√=52.77～47.81.固取轴径为50mmⅡ轴的主要结构尺寸径向尺寸轴向尺寸D150mmL1110mmD253mmL235mmD355mmL341mmD456mmL452mmD564mmL515mmD655mmL720mm