一级圆柱齿轮减速器计算说明书.doc
课程设计说明书一.电动机的选择：1.选择电动机的类型：按工作要求和条件，选用三机笼型电动机，封闭式结构，电压380V，Y系列斜闭式自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。（手册P167）选择电动机容量 ：滚筒转速： 负载功率: KW电动机所需的功率为：（其中：为电动机功率，为负载功率，为总效率。）2.电动机功率选择：折算到电动机的功率为:3.确定电动机型号：按指导书表1推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围为:.取V带传动比，则总传动比理论范围为，故电动机转速的可选范围为符合这一范围的同步转速有750,1000和1500查手册表的：选定电动机类型为：其主要性能：额定功率：,满载转速: ，额定转速: ,质量: 二、确定传动装置的总传动比和分配传动比1.减速器的总传动比为：2、分配传动装置传动比：按手册表1，取开式圆柱齿轮传动比因为,所以闭式圆锥齿轮的传动比.三.运动参数及动力参数计算:1.计算各轴的转速:I轴转速：2.各轴的输入功率电机轴：I轴上齿轮的输入功率:II轴输入功率：III轴输入功率：3.各轴的转矩电动机的输出转矩：四、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带由课本表5.5查得：工作情况系数：计算功率: 小带轮转速为：由课本图5.14可得：选用A型V带：小带轮直径（2）确定带轮基准直径,并验算带速小带轮直径,参照课本表5.6,取,由课本表5.6,取实际从动轮转速:转速误差为: 满足运输带速度允许误差要求.验算带速在范围内,带速合适.(3)确定带长和中心距由课本式5.18得: 查课本表5.1,得:V带高度: 得: 初步选取中心距:由课本式5.2得: 根据课本表5.2选取V带的基准长度:则实际中心距:(4)验算小带轮包角:据课本式5.1得:(适用)(5)确定带的根数:查课本表5.3,得:.查课本表5.4,得:查课本表5.4,得:.查课本表5.2,得: 由课本式5.19得: 取根.(6)计算轴上压力查课本表5.1,得:由课本式5.20,得:单根V带合适的张紧力:由课本式5.21,得:作用在带轮轴上的压力为 :2、齿轮传动的设计计算:(1)选择齿轮材料及精度等级初选大小齿轮的材料均为45钢,经调质处理,硬度为由课本表取齿轮等级精度为7级,初选(2)计算高速级齿轮<1>查课本表6.2得:取,由课本图6.12取,由课本表6.3,取,齿数教少取,取则.<2>接触疲劳许用应力由课本图6.14查得:.由课本表6.5,查得:,则应力循环次数:查课本图6.16可得接触疲劳的寿命系数:,.<3>计算小齿轮最小直径计算工作转矩:由课本表6.8,取:,<4>确定中心距:为便于制造和测量,初定:.<5>选定模数齿数和螺旋角一般:,初选:则.由得:由课本表6.1取标准模数:,则:取,则:.取,.齿数比:与的要求比较,误差为1.6%,可用.是:满足要求.<6>计算齿轮分度圆直径小齿轮:;大齿轮:<7>齿轮宽度圆整得大齿轮宽度:,取小齿轮宽度:.<8>校核齿轮弯曲疲劳强度查课本图6.15,得;查课本表6.5,得:;查课本图6.17得:弯曲强度寿命系数:;由课本表6.4,得:，Z较大,取，则:，所以两齿轮齿根弯曲疲劳强度满足要求,此种设计合理. 9齿轮的基本参数如下表所示:名称符号公式齿1齿2齿数19112分度圆直径58.015341.985齿顶高33齿根高3.753.75齿顶圆直径64.015347.985齿根圆直径50.515334.485中心距200孔径b齿宽8075五、轴的设计计算及校核：1.计算轴的最小直径查课本表11.3,取:轴:轴:轴:取最大转矩轴进行计算,校核.考虑有键槽,将直径增大,则:.2.轴的结构设计选材45钢,调质处理.由课本表11.1,查得:.由课本表11.4查得:,.由课本式10.1得:联轴器的计算转矩:由课本表10.1,查得:,按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件,查手册表8-7,选择弹性柱销联轴器,型号为:型联轴器,其公称转矩为:半联轴器的孔径:,故取:.半联轴器长度,半联轴器与轴配合的毂孔长度为:.(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>段:为了满足半联轴器的轴向定位要求,轴段右端需制出一轴肩,故取段的直径,左端用轴端挡圈定位,查手册表按轴端去挡圈直径,半联轴器与轴配合的毂孔长度:,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上,故段的长度应比略短,取:.<2>初步选择滚动轴承,因轴承同时受有径向力和轴向力的作用 ,故选用蛋列圆锥滚子轴承,参照工作要求并根据:.由手册表选取型轴承,尺寸:，轴肩故，左端滚动轴承采用绉件进行轴向定位,右端滚动轴承采用套筒定位.<3>取安装齿轮处轴段的直径：，齿轮右端与右轴承之间采用套筒定位,已知齿轮轮毂的宽度为,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短与轮毂宽度,故取：,齿轮右端采用轴肩定位,轴肩高度,取,则轴环处的直径：，轴环宽度：,取，即轴肩处轴径小于轴承内圈外径,便于拆卸轴承.<4>轴承端盖的总宽度为：,取：.<5>取齿轮距箱体内壁距离为:.,.至此,已初步确定了轴的各段直径和长度.(3)轴上零件的周向定位齿轮,半联轴器与轴的周向定位均采用平键联接按查手册表4-1,得:平键截面,键槽用键槽铣刀加工,长为:.为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性,故选择齿轮轮毂与轴的配合为;,半联轴器与轴的联接,选用平键为:,半联轴器与轴的配合为:.滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的,此处选轴的直径尺寸公差为:.(4)确定轴上圆角和倒角尺寸,参照课本表11.2,取轴端倒角为:,各轴肩处圆角半径:段左端取,其余取,处轴肩定位轴承,轴承圆角半径应大于过渡圆角半径,由手册,故取段为.(5)求轴上的载荷在确定轴承的支点位置时,查手册表6-7,轴承型,取因此,作为简支梁的轴的支撑跨距,据轴的计算简图作出轴的弯矩图,扭矩图和计算弯矩图,可看出截面处计算弯矩最大 ,是轴的危险截面.(6)按弯扭合成应力校核轴的强度.<1>作用在齿轮上的力因已知低速级大齿轮的分度圆直径为:，得：，.<2>求作用于轴上的支反力水平面内支反力:垂直面内支反力:<3>作出弯矩图分别计算水平面和垂直面内各力产生的弯矩.计算总弯矩:<4>作出扭矩图:.<5>作出计算弯矩图:,.<6>校核轴的强度对轴上承受最大计算弯矩的截面的强度进行校核.由课本式11.4,得:,由课本表11.5,得:,由手册表4-1,取,计算得:,得:故安全.(7)精确校核轴的疲劳强度校核该轴截面左右两侧.<1>截面右侧:由课本表11.5,得:抗弯截面模量:,抗扭截面模量:,截面右侧的弯矩:,截面世上的扭矩为:,截面上的弯曲应力:,街面上行的扭转切应力:.截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及,由课本图1.15,查得:得:由课本图1.16,查得:材料的敏性系数为:故有效应力集中系数为:由课本图1.17,取:尺寸系数;扭转尺寸系数:.按磨削加工,由课本图1.19,取表面状态系数:.轴未经表面强化处理,即:.计算综合系数值为:.由课本第一章取材料特性系数:.计算安全系数:由课本式,得:,.由课本表11.6,取疲劳强度的许用安全系数:.,故可知其安全.<2>截面左侧抗弯截面模量为:.抗扭截面模量为:.弯矩及弯曲应力为:,扭矩及扭转切应力为:,过盈配合处的值:,由,得:.轴按磨削加工,由课本图1.19,取表面状态系数为:.故得综合系数为：,.所以在截面右侧的安全系数为：,.故该轴在截面右侧的强度也是足够的.3. 确定输入轴的各段直径和长度六. 轴承的选择及计算1.轴承的选择：轴承1：单列圆锥滚子轴承30211（GB/T 297-1994）轴承2：单列圆锥滚子轴承30207（GB/T 297-1994）2.校核轴承：圆锥滚子轴承30211，查手册：由课本表8.6，取由课本表8.5，查得：单列圆锥滚子轴承时的值为：.由课本表8.7，得：轴承的派生轴向力：,.因，故1为松边，作用在轴承上的总的轴向力为：.查手册表6-7，得:30211型 ,.由课本表8.5，查得：,得:.计算当量动载荷：,.计算轴承寿命，由课本式8.2，得：取:.则： .七.键的选择和计算1.输入轴：键， ，型.2.大齿轮：键， ，型.3.输出轴：键， ，型.查课本表3.1， ,式3.1得强度条件:.校核键1：;键2：;键3：.所有键均符合要求.八.联轴器的选择选择轴与电动机联轴器为弹性柱销联轴器型号为：型联轴器:公称转矩:许用转速:质量:.选择轴与轴联轴器为弹性柱销联轴器型号为：型联轴器:公称转矩:许用转速:质量:.九.减数器的润滑方式和密封类型的选择1、 减数器的润滑方式：飞溅润滑方式2、 选择润滑油：工业闭式齿轮油（GB5903-95）中的一种。3、 密封类型的选择：密封件：毡圈1 30 JB/ZQ4606-86 毡圈2 40 JB/ZQ4606-86十.设计小节对一级减速器的独立设计计算及作图，让我们融会贯通了机械专业的各项知识,更为系统地认识了机械设计的全过程，增强了我们对机械行业的深入了解,同时也让我们及时了解到自己的不足，在今后的学习中会更努力地探究.十一.参考资料1.“课本”：机械设计/杨明忠 朱家诚主编 编号 ISBN 7-5629-1725-6 武汉理工大学出版社 2004年6月第2次印刷.2.“手册”：机械设计课程设计手册/吴宗泽，罗圣国主编 编号ISBN7-04-5 北京高等教育出版社 2006年11月第3次印刷.3“指导书”：机械设计课程设计指导书/龚桂义，罗圣国主编 编号ISBN 7-04-3 北京高等教育出版社 2006年11月第24次印刷.
