1、第 頁共40頁、設計題目及方案題目：設計用于皮帶運輸機的單級斜齒圓柱齒輪減速器已知：輸送帶工作拉力F=4500N,輸送帶速度V=1.8m/s，卷筒直徑D=400mm。方案圖：工作條件：1、兩班工作（每班按8h計算），連續單向運轉，載荷變化不大，空載啟動，輸送帶速度容許誤差土5%，運輸機工作效率n=0.96ow2、室內，灰塵較大，環境溫度30，C左右。3、折舊期10年,5年一次大修，（每年按300天計算）。4、普通中小制造廠，小批量。第 頁共40頁第 #頁共40頁選擇電動機的型號第 #頁共40頁第 #頁共40頁設計步驟如下序號設計項目計算內容計算結果確定電動按照工作要求和條件選用Y型系列一般用途

2、的全機類型封閉自扇冷籠型三相異步電動機工作機所需功率P（kw）按下式計算:Wp=FV1000qw代人設計數據得：450(,1.877P=kw=8.44kw10000.96PW=844kw確定電動機功率電動機的輸出功率按下式計算PP=w0=0.885式中，為電動機至滾筒主動傳動裝置的總效率，p二9.54kw其值按下式計算=bggcP=11kwm第 #頁共40頁第 #頁共40頁查機械設計手冊P6,表2-2）可得：帶傳動效率b=0.95,對齒輪傳動（8級精度、油潤滑）效率g=0.97,對滾動軸承效率r=0.985,聯軸器（彈性)效率c=0.99，因此二0.95,0.97,0.9852,0.99二0.

3、8858.44kw=9.54kw0.885第 #頁共40頁第 #頁共40頁選取電動機的額定功率,使Pm=（113Po，并查第 頁共40頁第 #頁共40頁第 #頁共40頁電動機技術數據表（手冊P148，表16-1）P（11.3）x9.549.5412.4m取電動機功率為P11kwm第 #頁共40頁第 #頁共40頁滾動軸的轉速為第 #頁共40頁60vnw，D60 x103x1.8400cr/min=85.94r/min第 #頁共40頁第 #頁共40頁按推薦的各種傳動機構傳動比范圍，取V帶傳動i24比b，單級圓柱齒輪傳動比nw85.94r/minnm1460/mini35g，則總傳動比范圍為電動機可

4、選擇的轉速范圍相應為3n=in(62C)x85.94r/minw5161718/mini=(2x3)-(4x5)=620電動機同步轉速符合這一范圍的有1000則、1500r/min兩種。為了降低電動機的重量和價格，由電動機技術數據表選取同步轉速為1500r/min的Y系列電動機Y160M-4，其中滿載轉速為n1460r/minm，此外，電動機的安裝和夕卜型尺寸可從技術數據表(手冊P149，表16-2)得確定電動機類型：第 #頁共40頁第 頁共40頁電動機型號額定功率/kw滿載轉速/(r/min)Y160M-4111460堵轉轉矩額定轉矩2.0最大轉矩額定轉矩2.0第 頁共40頁計算傳動裝置總體

5、傳動比并分配各級傳動比計算結果序設計項計算內容號目第 #頁共40頁第 #頁共40頁傳動裝1置總傳動比5.4416.99i=16.99w由式ibig，為使V帶傳動的外第 #頁共40頁第 頁共40頁分配各級傳動比=4ibi=4.251gib4廓尺寸不致過大，取傳動比則齒輪傳動比為第 #頁共40頁第 #頁共40頁16.9944.25第 頁共40頁第 頁共40頁四、計算減速器的運動參數和動力參數序設計項計算內容計算結果號目P9.54kwoO軸1(電nonm1460r/min動機）P9.54T:二9550o955(,N-mono146062.40N-mP9.54kwonnom1460/minT624CN

6、-moPP二9.54x0.95kw二9.06kw1obI軸n1460,.mn1ibr/min36爭/min4P9.06T95501ni955(,N-m2370N-m365P二9.06kwn136了/minT2370N-m3II軸P”p9.06,0.9850.97kw=8.66kwIIIrgPh8.66kwiiniig365r/min4.2585.88r/minp866Tii9550n：95585.88963N-mn85.88Y/minTn963N-mPPTT8.66x0.985x0.99kw二8.44kwwIIrc4w軸(卷筒軸)nn.85.88r/minwiiP8.44kwwn85.88Y/

7、minw第 頁共40頁955,8.4485.88Nm=93854NmT=938.54NmW第 #頁共40頁第 #頁共40頁為了方便于下一階段的設計計算，將以上結果列表如下:參數電機(0)軸軸I軸號II軸滾筒(w)軸功率P/kw9.549.068.668.44轉速n/r-min_1146036585.8885.88轉矩T/N-m62.40237.0963938.54傳動比i44.251效率0.950.9650.98第 頁共40頁五、V帶傳動設計傳動的設計計算方法，可得如下設計：根據前面設計獲得的數據Pono201，參照V帶傳動設計設計步驟設計結果序設計計算內容號項目計算1功率Pc查表（課本P11

8、8,5-7）取工況系數Ka=2P=KP=1.2x9.54=11.45kwcAoKa=1.2Pc=11.45kw選擇P=11c.45kW和n=1460r/mino查圖型號（課本P119,5-15）選取確定帶輪根據B型查表（課本P119,dd1=140mm5-8）取dd1=140mm基準.ni=o帶傳動的傳動比ni1460=4365，所以大帶輪基準直徑dd2dd2=560mm直徑dd2=idd1=4x140=560mm，按表（5-8）第 #頁共40頁第 #頁共40頁d2圓整為560mm第 #頁共40頁第 頁共40頁驗算4帶速V兀d“n3.14x14（X1460V在525m/sv=d1o=1070m

9、/s60 x100060 x1000范圍，符合要求第 頁共40頁第 頁共40頁初定中心由0.7(dd1dd2)ao-2(dd1dd2),得.490a1400oa，700mmoao根據條件取a，700mmo2ao+2(ddi+dd2)+初算(560-14()2=2x700+x(140+560+6帶長24x700Ld0=2562mm(dd2-ddi)24aoLd，250mm確定帶的基準長度Ld=2500mmaao+(Ld-Ldo)確定實際中心距a=700+Jx(250(-256勁，66亦amin=a0-015Lda=669nm，669-0.015x250(,632nma=a+0.03Ldmax，6

10、69+0.03x2500=744mm第 頁共40頁,180-57-31a180-573x(560-140669144120故144120符合要求根據確定根數Z單根的張緊力FOd和nd1P2.82kw(用內查法)查表(課本P117,5-3)根據i4禾口n01460/min查表AP0.46kw根據1144查表(5-5)得K0.91根據Ld250mm查表(5-6)得1得:(5-4)得P12.83kwP0.46kwK91Kl1.03LKl1.03LPC(P+AP)KK112L10.2(2.10+0.3)x0.934x1.073.17取Z4P25F=50(Xc(-1)+qv2o64.0mm因結構設計的軸

11、徑為80mm，故滿足條件。廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計等用紙3第 頁共40頁八、II軸設計計算設計項目計算內容計算結果選擇軸的料,確定軸的材料選擇45鋼，正火處理。查表（課本P206,10-1）,得Qb600MPa?s30（MPaob600MPaQ300MPas許應輸出端與聯軸器相配合的軸段軸徑最小。查表（P221,10-4）,C在118107之間，取C=110,則由式（10-13）估算得:d51.2mm軸的最小直徑11c38,66321mm85.88d.53mmmn計算齒輪受力軸端有一個鍵槽,mdncos卩直徑增大3%,由表（P221，10-5）取d.53mmmn分度圓直徑為d210

12、6mm2,5X81210.6mmcos15.942轉矩為T9.55*106,8,669.63,105Nmm85.88963kNmmTcKT96*1.514445圓周力為T963cNmmFt13717NF519NrF919Va廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計等用紙第 頁共40頁廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計等用紙第 #頁共40頁廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計等用紙第 #頁共40頁2T2x1444.5x103“,cF13717.9Ntd210.6徑向力為Ftana1371.9xtan203Ftn519Nrcos,cos15.942軸向力為FaFttan,I37x血14942249(

13、BN（1）軸上零件的裝配和定位方案的確定，繪制軸系結構草圖如：d63mmd272mmdg75mmd”二80mm,d89mm軸的結構設計廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計等用紙第 #頁共40頁廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計等用紙第 頁共40頁L=105mmL2=55mmL347mmL”94mmL5=8mmL161mm（2）確定軸的各段直徑從左到右，第一段與聯軸器配合，選擇彈性套柱銷聯軸器的規則（手冊P129，表13-5）取LT10，聯軸器J型軸孔的孔徑為63mm，孔長B1107mm，所以確定d63mm;d空=63+2him=63+2x4.5=72mm（him查表課本P224，10-7）；

14、d3要符合軸承內徑標準系列，選用角接觸球軸承，查（手冊P119,12-6）代號7215C，故d375mm，d480mm，d.80,2h.80,2x4.5=89mm5min。（6）確定軸的各段長度與傳動零件（如齒輪、聯軸器等）相配合的軸段長度應比傳動零件輪轂寬度略小2mm左右，L1=107-2=105mm，第二段軸長考慮軸承蓋螺釘至聯軸器距離人1為1015mm，取L2=55mm，其余各段軸長與箱體的設計有關，可由齒輪開始向兩端逐步確定。齒輪端面與箱壁的距離人2取1015mm，此軸取15mm，軸承端面與箱體內壁的距離與軸承的潤滑有關，此軸取5mm，軸承寬25mm，L32+A2+A3+25二47,L

15、41.2x80294mm,軸環寬度L5=8mm，與軸承配合的軸段長L6+L712+2537mm，兩支點間的距離LL,L.,L_,L.47,94,8,12=161mm3456（7）軸的結構細節設計（3）繪制軸的受力簡圖廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計等用紙第 頁共40頁5強度（4）計算支承反力計算水平面支承力：Y,10廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計等用紙第 #頁共40頁廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計等用紙第 #頁共40頁解得161F”80.5F+H2r210-6F02廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計等用紙第 #頁共40頁33.3;F”51597NH1廣西工業職業技術學院實驗、

16、實訓及設計等用紙第 #頁共40頁廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計等用紙第 #頁共40頁垂直面支承力:13717.96859NF33.3NHIIF中5159.7NHIFFVIvII685N廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計等用紙第 #頁共40頁廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計等用紙第 頁共40頁Hb41535.5N-mm,Hb+（3）繪制水平面彎矩圖、垂直面彎矩圖及合成彎矩圖（圖26807N-mm（c）、（e）、（f）。,vb552149N-mm廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計等用紙第 頁共40頁廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計等用紙第 #頁共40頁Hb+551256mm(4)

17、水平面彎矩、垂直面彎矩及合成水平面彎矩1315049Nmm廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計等用紙第 頁共40頁水平面彎矩為：M=805F=805，515.7=41535.9NmmTOC o 1-5 h zHb一H1M=8Q5F=805，33.3=26807Nmm垂 HYPERLINK l bookmark259Hb+H2垂直面彎矩為M二8Q5F二80.5，685匕55124.5Nmmvbv1合成彎矩為:(M說)2(MHb)2二551249.52+415355.92=69093.9NmmMb+=(Mvb)2(MHb+)2二551249.52+2680.72=55125Nmm繪制扭矩圖廣西工業

18、職業技術學院實驗、實訓及設計等用紙第 頁共40頁廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計等用紙第 #頁共40頁廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計等用紙第 #頁共40頁繪制當量彎矩圖危險截面的當量彎矩為：，e二（Mb）2+（T）2二690933.92+（0.61444500）2=1315049N-mm校核危險截面的直徑查表（P220，10-3）得LL55MPa1b廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計等用紙第 #頁共40頁廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計等用紙第 #頁共40頁131504辺0.1x55二621mm廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計等用紙第 #頁共40頁廣西工業職業技術學院實驗、

19、實訓及設計等用紙第 #頁共40頁增大3%為d64mm因結構設計的軸徑為80mm故滿足條件。廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計等用紙第 頁共40頁廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計等用紙第 #頁共40頁九、I軸軸承選擇計算Fa274N;Fr363N;n=36亍/min軸頸的直徑h10 x300 x1648000設計項目計算內容計算結果查表(P241,11-7),取Kp1，1。載荷系數X、Y要根據FCor查取，Cor是軸承的徑向基本額定P497N載荷P載荷，軸承型號為7211C。由查表11-8，暫取廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計等用紙第 #頁共40頁廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計等

20、用紙第 頁共40頁F/C0.058，貝Ve=0.43由aor2741Fa1Fr36320.755，e。查表11-8，得X=0.44,Y=1.30由式(11-4),得PK(XF+YF)Pra1.1x(0.44x3632b1.30 x274=497N計算由式(11-3)，得C=5053N所需的徑C60nLhP360X36X48000 x497(5053耳106106向額定動載荷查有關機械設計手冊P119,根據軸頸直徑75mm，選取選7211C型型號7211C軸承，其C5280N,5053N,rCor40500N,7211C軸承的Fa/Cor0068,與初定值相近所以選擇7211C型軸承合適十、II

21、軸軸承選擇計算Fa391N;Fr519N;n=85.88r/min軸血75mm；h=10 x300 x16=480003序設計計算內容號項目求當查表(P241,11-7),取Kp=1-1。載荷系數X、Y量動要根據Fa/Cor查取，Cor是軸承的徑向基本額定頸的直徑計算結果P497N載荷P載荷，軸承型號為7211C。由查表11-8，暫取Fa/Cor0.058，則e0.43由391951930.755,e。查表11-8，得計算X=0.44,Y=1.30由式(11-4)，得PK(XF+YF)Pra1.1x(0.44x3919b1.30 x3919=811N由式(11-3)，得C5095N所需的徑CZ

22、p360 x8588x48000 x811歸5095兇106106向額定動載荷選7215C型確定查有關機械設計手冊P119,根據軸頸直徑75mm，選取軸承7215C軸承，其C79200,5366N,r3型號C40500N,7215c軸承的orFa/Cor0.05955，與初定值相近所以選擇7211C型軸承合適卜一、I軸鍵聯接強度計算(1)主動軸所傳遞的轉矩T=237Nm齒輪的材料為鑄鋼，載荷有輕微沖擊。序設計項號目計算內容計算結果齒輪傳動要求齒輪與軸對中性好，以避免嚙合不良,故聯接選用普通平鍵A型鍵。L=90mmb=8mm鍵的類型與尺寸選擇根據軸的直徑”4二60mmh=11mm,及輪轂寬度取L

23、=80mmL=（1.52）d4=1.5,60=90mmb=18mmh=11mm12-1得鍵寬鍵高，計算得L=90-（51C）=8085mm鍵長，取L=80mm,標記為:*11，80GB/T1096-2003鍵廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計等用紙第 頁共40頁L1lOOMPa強度計算由表12-2差得p，鍵的工作長度l，8018,62mm貝則la，4T，4X237103，23.2MPdhl60 x11x62ap故此平鍵聯接滿足強度要求。廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計等用紙第 頁共40頁(2)主動軸所傳遞的轉矩T=237Nm齒輪的材料為鑄鋼，載荷有輕微沖擊。序設計項計算結計算內容號目果齒

24、輪傳動要求齒輪與軸對中性好，以避免嚙合不良，L=61.5咖故聯接選用普通平鍵A型鍵。b=12mmdh=8mm4=41mm根據軸的直徑，及輪轂寬度取L=52mm1鍵的類型與尺L=(1.52)d4=1.5,41=61.5mm寸選擇查表b=12mmh=8mm12-1得鍵寬鍵高，計算得鍵L=61.5-(510=51.5565mm長，取L=52mm,標記為:鍵12,52GB/T1096-2003廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計等用紙第 頁共40頁由表12-2差得，lOOMPa，鍵的工作長度強度計算l，52-12,40mm貝則，723MPaP/4T4x237103pdhl41x840故此平鍵聯接滿足強

25、度要求。廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計等用紙第 頁共40頁十二、II軸鍵聯接強度計算(1)主動軸所傳遞的轉矩T=963m齒輪的材料為鑄鋼，載荷有輕微沖擊。序設計項計算結計算內容號目果齒輪傳動要求齒輪與軸對中性好，以避免嚙合不良，L=96mm故聯接選用普通平鍵A型鍵。b=22mmdh=14mm4=80mm鍵的類根據軸的直徑,及輪轂寬度取L=90mm1型與尺寸選擇L=(1.52)d=1.5,80=96mm4查表12-1b=22mmh=14mm得鍵寬鍵高，計算得鍵長L=96-（51C）=8691mm，取L=90mm,標記為:鍵22,90GB/T1096-2003廣西工業職業技術學院實驗、實訓及

26、設計等用紙第 頁共40頁L1lOOMPa由表12-2差得p,鍵的工作長度強度計l，90-22,68mm貝則，506MPaP/4T4x963103pdhl80 x14x68故此平鍵聯接滿足強度要求。(2)主動軸所傳遞的轉矩，963V-m齒輪的材料為鑄鋼，載荷有輕微沖擊。設計項計算內容計算結齒輪傳動要求齒輪與軸對中性好，以避免嚙合不b，12mm故聯接選用普通平At型鍵。鍵的類型與尺寸選擇d4,72mm根據軸的直徑，及輪轂寬度h，8mm取L，52mmL，（1.52）d.，1.5x72，86.4mm4查表b，20mm12-1得鍵寬鍵高h，12mm，計算得L，864（510，76481.4mm鍵長取L8

27、0mm,標記為12,80GB/T1096-2003100MPal80-20=60mm強度計由表12-2差得p，鍵的工作長度貝則/4T：4,963103=74.3MP1pdhl一72,12,60a故此平鍵聯接滿足強度要求。廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計等用紙第 頁共40頁十三、主要零件的配合及精度表齒輪傳動主要尺寸及其它參數表參數名稱符號Z1Z齒數Z1980模數m2.52.5中心距a130130分度圓直徑d60.86210.60齒頂圓直徑da54.4215.6齒根圓直徑df41.25196.25齒寬b2934精度等級8級齒圈徑向跳動公差Fr4563公法線長度變動公差Fw周節極限偏差fpt1

28、718基節極限偏差fpb2225中心距極限偏差fa31.536跨齒數K310公法線長度及偏差W7.660429.1937十四、潤滑設計計算內容計算結果序設計號項目軸承的潤滑作用是減少摩擦和損失，同時有利于散熱、防蝕和抗振延長軸承使用壽命。滾動軸承的潤滑機主要是潤滑油和潤滑脂，一般可按軸承內徑與轉身的乘積dn值選取。滾軸的滑已選的7211C軸承的內徑為75mm，已知轉速n，85.88/mm，75x85.88，644mmy/min查課潤滑脂方式廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計等用紙第 #頁共40頁本P251表11-12得：潤滑脂已選的7215C軸承的內徑為55mm，已知轉速n，85.88/mmd.，55x85.88，472.4mm-y/min1n1課本P251表11-12得：潤滑脂。齒輪的潤滑設計（課本P162）閉式齒輪傳動的浸油潤滑和噴油兩種。齒傳的滑2已知齒輪的圓周速度v，6加/s1加/s通常采用浸油潤潤滑和噴油潤滑方式。浸油潤滑方式浸入油中的深度約一個齒高，但少于10mm，不能過深，過深會變大運動阻力并使油溫升高。廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計等用紙第 頁共40頁I商*XA*十五、設計小節這次