机械设计说明

机械设计课程设计说明书课程设计题目：单级圆柱减速器姓名：学号：专业：交流生班级：交流指导教师：完成时间：2020年2月15日机械设计课程设计说明书目录一、设计任务书..........................................错误!未定义书签。二、机械传动装置的总体设计..................错误!未定义书签。三、计算V带传动.....................................................4四、齿轮的计算...........................................................7五、轴的初步计算......................................错误!未定义书签。六、轴承的计算与选择................错误!未定义书签。七、键的选择与验算................错误!未定义书签。八、联轴器的选择.....................错误!未定义书签。九、润滑与密封设计................错误!未定义书签。十、相关参数的验证及误差分析..............错误!未定义书签。十一、箱体的机构设计................错误!未定义书签。十二、参考资料..........................................错误!未定义书签。机械设计课程设计说明书-1-一、设计任务书原料车间一运送饮料的带式输运机，由电动机经一级减速传动装置带动，该减速传动装置系由单机齿轮减速器配合其他传动件组成。该带式运输机折合每日两班制工作，工作期限5年。设计参数如下:运输带主动鼓轮轴输入端转矩Tw=500N·m主动鼓轮直径D=350mm运输带工作速度Vw=1.5m/s二、机械传动装置的总体设计（一）确定传动方案（二）选择电动机1)工作机的转速nW=60×Vw×1000/πD=60×1.5×1000/（π×350）=81.851r/minPw=4.285Kw机械设计课程设计说明书-2-2)工作机的输入功率Pw=TW×nW/9550kw=500×81.851/9550=4.285kw3)电动机所需的输出功率P0Po=Pw/总(kw)24=总带轮联轴器轴承链条=0.95×0.98×0.91×0.993²×0.994=0.802查课设表2-2轮=0.97（选7级精度（稀油润滑）圆柱齿轮传动）带=0.95（V带传动）链条=0.91（开式滚子链）联轴器=0.993（2个弹性联轴器（运送饮料的带式运输机，每日两班工作，5年，而非金属寿命短））轴承=0.99（4个滚子轴承转速较高，旋转精度高）4)选择电动机查课设表2-3选Ｙ１３２Ｍ——４电动机主要参数：（三）总传动比的确定与分配1)总传动比593.17851.81/1440/wmnni2)传动比的分配查课设表２－１取i链=2.199，得i齿=4.000，则i带=i/（i齿×i链）=17.593/（2.199*4.000）=2.000（四）确定各轴的功率、转矩和转速电动机型号额定功率(kW)设计功率(kW)同步转速(r/min)满载转速nm(r/min)堵载转矩额定转矩最大转矩额定转矩Y132Ｍ-45.505.10150014402.22.2Nw=86.398r/minη=0.811(7级精度)Po=5.44Kwnm=1440r/mini总=17.593i带=2.000i齿=4.000i链=2.199机械设计课程设计说明书-3-1)各轴输入功率①电动机轴kWP297.50②轴Ⅰ(减速器高速轴)kWηPP带I032.595.0297.50③轴Ⅱ(减速器低速轴)kWPPIII882.4)99.098.0(032.5球齿2)各轴转速①电动机轴min/14400rnnm②轴Ⅰmin/000.720000.2/1440/11rinnm③轴Ⅱmin/180000.4/720/212rinn3)各轴转矩①电动机轴mNnPTm129.351440/297.59550/955000②轴ⅠmNnPT744.66720/032.59550/9550111③轴ⅡmNnPT017.259180/882.49550/9550222把上述计算结果列于下表:三、计算V带传动（一）确定计算功率输入功率kw转速n(r/min)输入转矩TNm电动机轴5.297144035.129轴Ⅰ5.03272066.744轴Ⅱ4.882180259.017Po=5.297KwPI=5.032KwPII=4.882KwNo=1440r/minNI=720r/minNII=180r/minT0=35.129N·mT1=66.744N·mT2=259.017N·m机械设计课程设计说明书-4-根据V带工作条件,由表13-6选工作情况系数2.1AK所以kWPKPAc3564.6297.52.10（二）选择带的型号根据Pc与小带轮转速n,由图13-12Ⅰ,选用A型普通V带。（三）确定带轮的基准直径d1和d21)选择小带轮基准直径d1根据图13-12及表13-7，在A型V带的带轮基准直径范围112~140mm中选取小带轮基准直径mmdd11212)选择大带轮基准直径d2mmndnddd52.219720/)02.01(1121440/)1(1102查表13-7取标准值mmdd2202（四）验证带速smndvd/445.8)100060/(1440112)100060/(11带带速在5～25m/s范围内,故带轮的基准直径选取合适。（五）确定中心距和带长1)初步确定中心距6644.232)(2)(7.0021021addadddddd故初定中心距mma40002)初定V带基准长度mmaddddaLdddd794.1328)4504/()112220(2/)220112(40024/)(2/)(2202122100dd1=112mmdd2=220mm机械设计课程设计说明书-5-根据初定的带长,查表13-2选取相近的基准长度:mmL1400近似计算实际所需中心距mmLLaad603.4352/)(00[2]（六）验算小带轮包角120807.1653.57/)(180121adddd故主动轮上包角合适[2]。（七）确定V带的根数)(/00PPKKPzLc查表13-5得A型普通V带kWP62.10查表13-8得A型普通V带31003.1bK根据表13-9选取传动比系数12.1iK则功率增量为kWKnKPib159.0)/11(10查表13-10得98.0K查表13-2得96.0LK因为911.396.096.0)159.062.1/(412.6)(/00PPKKPzLc所以带的根数为Z=4（八）计算张紧力Fo由表13-1查得q=0.1kg/m060.158445.81.0)196.05.2(445.843564.6500)15.2(500220qvKZvPFcLd=1400mma=435.603mmα=165.807º.机械设计课程设计说明书-6-Ｆo=158.060N（九）计算作用在轴上的压轴力378.11882807.165sin060.158422sin210ZFFQN（十）确定大带轮的结构Bz1e2f31521065mm四、齿轮的计算（一）选择齿轮类型、材料和精度结构：选用闭式斜齿圆柱齿轮材料：小齿轮选用45钢，调质处理230HBS大齿轮选用45钢，正火处理200HBS精度：7级精度齿数：小齿轮齿数Z1=26大齿轮齿数Z2=µ*Z1＝104参数结果参数结果Pc6.3564KW1dd112mm2dd220mmv8.445m/s0a436mmZ4根0F158.06NQF1198.378NZ=4B=65mmZ1=26Z2=104机械设计课程设计说明书-7-螺旋角：β＝12０（假定）（二）按接触疲劳强度计算1)小齿轮转矩mNT743.6612)确定载荷系数由于载荷平稳查表11-4取1AK齿轮7级精度，调质处理，查表11-5取1VK（初设ｖ３ｍ／ｓ）对称布置，轴刚性大，软齿面查表11-8取1d查表11-9取23.1K查图11-7取05.1K则该斜齿圆柱齿轮传动的载荷系数K为292.105.123.111KKKKKVA3)确定弹性系数Ze、节点区域系数Zh、重合度系数Zε和螺旋角系数Zβ钢对铸钢的弹性系数查表11-6的PaZEM8.189；查图11-9得节点区域系数ZH=2.45；重合度系数tZ1/X其中，对斜齿轮可取X=0.9,1.68812cos)]104/126/1(2.388.1[cos)]2/11/1(2.388.1[zzt由此可得811.0).68819.0(/11/XtZ;螺旋角系数989.021coscosβZ4)计算许用接触应力[σH]因大齿轮接触疲劳强度较差，所以接触疲劳强度只要按大齿轮计算。大齿轮45钢，由图11-10取σHlim2=530MPa查表11-7，定失效概率为1%得SH=1。所以大齿轮许用接触应力为[σH2]=530/1=530MPaK=1.69机械设计课程设计说明书-8-5)计算小齿轮分度圆直径46.0953414166743292.12530989.0811.045.28.18912][3231221uuKTZZZZddHHE6)验证速度smsmndv/788.1/)100060/(7200953.46)100060/(11与初设v3m/s相符。（三）确定传动尺寸1)确定模数nmmmzdmn785.126/12cos462.49/cos11按标准取mmmn0.22)确定中心距mmmmzzman904.13212cos2/)10426(2cos2/)(21中心距应圆整成整数，取mma1333)确定螺旋角''33'1112192.12]2/)(arccos[0021azzmn4)确定分度圆直径d1、d2mmmmzmdn200.53''33'1112cos/262cos/11mmmmzmdn800.212''33'1112cos/902cos/225)确定齿宽b1、b2mmmmdbd200.53200.53112取mmb552,mmbb60521（四）弯曲疲劳强度计算mn=2.0mmd1=53.200mmd2=212.800mmb2=55mmb1=60mm机械设计课程设计说明书-9-1)确定齿形系数YFa、应力修正系数Ysa、重合度系数Yε及螺旋角系数Yβ齿轮当量齿数：842.27cos/311zzv大齿轮当量齿数：367.111cos/322zzv查图11-12、图11-13得80.114.261.158.21211SaFaSaFaYYYY重合度为：1.688tX=0.9重合度系数为0.658)688.19.0/(1/1tXY螺旋角系数0.914140/192.121140/1ooY2)确定许用弯曲应力[δF]小齿轮为45钢调制230HBS，查图11-14得σFlim1=420MPa;大齿轮为45钢正火200HBS，查图11-14得σFlim2=400Mpa因mmmn2查图11-15，可取尺寸系数YX=1.0；设失效概率为1%,查表11-7得安全系数SF=1。计算许用弯曲应力[σF1]=σFlim1YX/SF=(4