PAGE22機械設計課程設計計算說明書設計題目：二級展開式圓柱齒輪減速器設計者：指導教師：年月日一、傳動方案擬定…………….……………….2二、電動機的選擇……….…….2三、計算總傳動比及分配各級的傳動比……………….…….3四、運動參數及動力參數計算………….…….3五、傳動零件的設計計算………………….….4六、軸的設計計算…………11七、滾動軸承的選擇及校核計算………….…13八、鍵聯接的選擇及校核計算……………….15設計參數：運輸帶工作拉力:F=2.7KN運輸帶工作速度:V=1.6m/s滾筒直徑：D=450mm；工作壽命：10年，2班制，大修期3年，所以，；H=2×8×10×300工作條件：載荷平穩，空載啟動，室內工作，有粉塵；。傳動裝置設計：傳動方案：展開式二級圓柱齒輪減速器。二、選擇電機：類型：Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機；型號：工作機所需輸入功率：Pw=FV/1000ηKW=2700×1.6/1000×0.95=4.55KW電機所需功率：P0=P/η1=4.55/0.890=5.11KW，其中，Η為電動機軸至卷筒軸的傳動裝置總效率η1電機轉速選：1500；所以查表選電機型號為：Y132s-4 電機參數： 額定功率：5.5Kw 滿載轉速：＝1440 電機軸直徑：傳動比分配：傳動裝置總傳動比i=/（）其中：為高速級傳動比，為低速級傳動比，且， 取，則有：;四、傳動裝置的運動和動力參數電機軸：；； ；高速軸：;； ;中間軸：;; ;4、低速軸：; ;5、工作軸：;; ;將以上算得的運動的動力參數列表如下： 軸名參數電動機軸=1\*ROMANI軸=2\*ROMANII軸=3\*ROMANIII軸工作軸轉速n(r/min467.9767.97功率p(kw)5.115.0084.8334.6654.55轉矩T(N·m)33.8933.21174.57655.4639.08傳動比i1.005.4463.891.00效率0.980.9650.9650.975傳動零件設計：一、齒輪設計（課本p147）高速級設計參數： 1、選材：大齒輪：45，調質處理表面淬火，硬度40~50HBS；小齒輪：45，調質處理表面淬火，硬度40~50HBS。2、按齒面接觸強度設計 (1)確定公式內的各項參數值 1)試選載荷系數 1)小齒輪的工作轉矩： 2)3)計算應力循環次數4)由圖9-35查表的接觸疲勞壽命系數5)計算接觸疲勞許用應力取安全系數;計算齒輪參數1)求小齒輪分度圓直徑,代入中較小的值 2)圓周速度 3)計算齒寬 4) 5)計算載荷系數 根據v=2.30m/s,8級精度,由圖9-31得動載荷系數 直齒輪,假設,由表9-8查得由表9-7查得使用系數,由表9-9查得,由表9-32查得,故載荷系數6)按實際的載荷系數校正所算得的分度圓直徑, 7)計算模數m 3.按齒根抗彎強度設計(1)確定公式內的各項參數數值1)查圖9-39得大小齒輪的疲勞極限： ; 2)由圖9-38查得抗彎疲勞壽命系數:; 3)取抗彎疲勞安全系數， 所以: 4)計算載荷系數 5)查取應力校正系數.由表9-11可查得,插值求得6)查取應力校正系數.由表9-11可查得,插值求得7)計算大,小齒輪的并加以比較小齒輪的數值大.(2)設計計算0對比計算結果,由齒面接觸疲勞強度計算的模數m略大于由齒根彎疲勞強度計算的模數,由于齒輪模數m的大小取決于抗彎強度所決定的承載能力,而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力,僅與齒輪直徑有關,可取由抗彎強度算得的模數1.40,并就近圓為標準值,按接觸強度算得的分度直徑,由4.幾何尺寸計算1)計算分度圓直徑,2)計算中心距3)計算齒輪寬度圓整,取5.驗算,合格 低速級：設計參數： 1、選材：大齒輪：45，調質處理表面淬火，硬度40~50HBS；小齒輪：45，調質處理表面淬火，硬度40~50HBS。2、按齒面接觸強度設計 (1)確定公式內的各項參數值 1)試選載荷系數 1)小齒輪的工作轉矩： 2)3)計算應力循環次數4)由圖9-35查表的接觸疲勞壽命系數5)計算接觸疲勞許用應力取安全系數;計算齒輪參數1)求小齒輪分度圓直徑,代入中較小的值 2)圓周速度 3)計算齒寬 4) 5)計算載荷系數 根據v=0.682m/s,8級精度,由圖9-31得動載荷系數 直齒輪,假設,由表9-8查得由表9-7查得使用系數,由表9-9查得,由表9-32查得,故載荷系數6)按實際的載荷系數校正所算得的分度圓直徑, 7)計算模數m 3.按齒根抗彎強度設計(1)確定公式內的各項參數數值1)查圖9-39得大小齒輪的疲勞極限： ; 2)由圖9-38查得抗彎疲勞壽命系數:; 3)取抗彎疲勞安全系數， 所以: 4)計算載荷系數 5)查取應力校正系數.由表9-11可查得,插值求得6)查取應力校正系數.由表9-11可查得,插值求得7)計算大,小齒輪的并加以比較小齒輪的數值大.(2)設計計算0對比計算結果,由齒面接觸疲勞強度計算的模數m略大于由齒根彎疲勞強度計算的模數,由于齒輪模數m的大小取決于抗彎強度所決定的承載能力,而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力,僅與齒輪直徑有關,可取由抗彎強度算得的模數2.40,并就近圓整為標準值,按接觸強度算得的分度直徑,由4.幾何尺寸計算1)計算分度圓直徑,2)計算中心距3)計算齒輪寬度圓整,取5.驗算,合格 所以，計算得齒輪的參數為：高速級大2401.52214225小4412030低速級大2152.52213545小558650二、初算軸徑 （軸的材料均用45號鋼，調質處理）高速軸：，（外伸軸，A=107），根據聯軸器參數選擇；中間軸：，（非外伸軸，A=118），具體值在畫圖時確定；低速軸：，（外伸軸，A=107），根據聯軸器參數選擇。三、軸承的潤滑方式選擇：高速級齒輪的圓周速度為： 所以，軸承采用油潤滑。高速級小齒輪處用擋油板。四、輸入軸的設計計算1、軸的結構設計（1）軸上零件的定位，固定和裝配兩級展開式圓柱齒輪減速器中可將齒輪安排在箱體兩側，齒輪由由軸肩定位，套筒軸向固定，聯接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別以軸肩定位，軸承兩端分別用端蓋密封與固定。采用過渡配合固定。（2）確定軸各段直徑和長度=1\*ROMANI段：d1=22mm長度取L1=52mm=2\*ROMANII段:d2=25mm初選用6205型滾動球軸承，其內徑d=25mm,外徑D=52mm,寬度B=15mm考慮齒輪端面和箱體內壁，軸承端面和箱體內壁應有一定距離。通過密封蓋軸段長應根據密封蓋的寬度，并考慮聯軸器和箱體外壁應有一定矩離而定，為此,故=2\*ROMANII段長：L2=60mm=3\*ROMANIII段:安裝軸承的軸肩定位，d3=30mmL3=3mmⅣ段直徑d4=25mm長度L4=40mmⅤ段直徑d5=35mm.長度L5=28mm該軸段安裝高速小齒輪，齒輪分度圓直徑為44mm，可以判斷e<2.5m,因此，該齒輪為齒輪軸。=6\*ROMANVI段安裝軸承的軸肩定位,L6=5mm=8\*ROMANVII段該段為支撐段，取d8=25mmL=15mm初選用6205型滾動球軸承，其內徑d=25mm,外徑D=52mm,寬度B=15mm中間軸的設計計算1、軸的結構設計（1）軸的零件定位，固定和裝配齒輪的一端用軸肩定位，另一段用套筒固定，傳力較方便。兩端軸承常用同一尺寸，以便加工安裝與維修，為便于裝拆軸承，軸承上軸肩不宜太高。軸承兩端分別用端蓋密封與固定。（2）確定軸的各段直徑和長度=1\*ROMANI段：取d1=35mm初選6027型滾動球軸承，其內徑為35mm，外徑為72mm，寬度為17mm。考慮齒輪端面和箱體內壁，軸承端面與箱體內壁應有一定矩離，則取套筒長20mm，則該段長L1=37mm。=2\*ROMANII段：安裝高速大齒輪段長L2=23mm直徑d2=40mm。=3\*ROMANIII段：固定=2\*ROMANII段齒輪軸肩取d3=50mmL3=8mm=4\*ROMANIV段：取d4=40mmL4=48mm該軸段安裝低速小齒輪，齒輪分度圓直徑為55mm，安裝軸徑為40mm，可以判斷e<2.5m,因此，該齒輪為齒輪軸。齒輪距=3\*ROMANIII段軸徑4mm。=5\*ROMANV段：d5=35mmL5=30mm軸承選6027型滾動球軸承，內徑d=35mm,外徑D=72mm，寬度B=17mm(3)按彎扭復合強度計算低速小齒輪①求分度圓直徑：已知d1’=55mm②求轉矩：已知T=2\*ROMANII=174.57N·m③求圓周力Ft’：Ft’=2T=2\*ROMANII/d1’=2×174.57×103/55=6348N④求徑向力Fr’：Fr’=Ft·tanα=6348×0.364=1929.8N高速大齒輪①求分度圓直徑：已知d1=240mm②求轉矩：已知T=2\*ROMANII=174.57N·m③求圓周力Ft：Ft=2T=2\*ROMANII/d1=2×174.57×103/240=1454.75N④求徑向力Fr：Fr=Ft·tanα=1454.75×0.364=529.5N求支反力Fz、Fz’、Ry、Ry’在垂直面中可得Ry+Ry’=Fr+Fr’=1\*GB3①以Ry為支點，由力矩方程可得43Fr+（43+43）Fr’=（43+43+45）Ry’=2\*GB3②代入數據，可得：Ry=1018.6NRy’=1440.7N在水平面中同理可得：Fz=2554.25NFz’=4644.9N截面C在垂直面彎矩為MC1=115.63N·m(3)截面C在水平面彎矩為MC2=209.02N·m(4)計算合成彎矩MC=（MC12+MC22）1/2=（115.632+209.022）1/2=238.87N·m(5)計算當量彎矩：取α=1Mec=[MC2+(αT)2]1/2=[238.872+(1×174.57)2]1/2=295.86N·m(6)校核危險截面C的強度由式（10-3）σe=Mec/（0.1d）=295.86×103/(0.1×313)=99.31Mpa<[σ-1]b=268Mpa∴此軸強度足夠輸出軸的設計計算1、軸的結構設計（1）軸的零件定位，固定和裝配兩級減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承非對稱分布，齒輪右面用軸肩定位，左面用套筒軸向定位，周向定位采用鍵和過渡配合，兩軸承分別以軸承肩和套筒定位，周向定位則用過渡配合或過盈配合，軸呈階狀，左軸承從左面裝入，齒輪套筒，右軸承依次從右面裝入。（2）確定軸的各段直徑和長度初選6210型深溝球軸承，其內徑為50mm，大徑90mm,寬度為20mm。考慮齒輪端面和箱體內壁，軸承端面與箱體內壁應有一定矩離，則取套筒長為20mm，則1段長41mm，2段安裝齒輪段長度為43mm，d=52mm,軸肩定位為3mm,3段d=54mm,L=40mm,4段取套筒長為20mm，初選6210型深溝球軸承，其內徑為50mm，大徑90mm,寬度為20mm，故此段長40mm，5段d=48mm，L=45mm，六段d=47mm，L=50mm。七、滾動軸承的選擇及校核計算根據根據條件，軸承預計壽命16×300×3=14400小時1、計算輸入軸承（1）已知nⅡ=1440r/min兩軸承徑向反力：FR1=FR2=500.2N初先兩軸承為滾動球軸承6205型根據課本得軸承內部軸向力FS=0.63FR則FS1=FS2=0.63FR1=315.1N(2)∵FS1+Fa=FS2Fa=0故任意取一端為壓緊端，現取1端為壓緊端FA1=FS1=315.1NFA2=FS2=315.1N(3)求系數x、yFA1/FR1=315.1N/500.2N=0.63FA2/FR2=315.1N/500.2N=0.63根據課本得e=0.68FA1/FR1<ex1=1FA2/FR2<ex2=1y1=0y2=0(4)計算當量載荷P1、P2根據課本P263表（11-9）取fP=1.5根據課本P262（11-6）式得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×500.2+0)=750.3NP2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×500.2+0)=750.3N(5)軸承壽命計算∵P1=P2故取P=750.3N∵角接觸球軸承ε=3根據手冊得6205型的Cr=14000N75191h>14400h∴預期壽命足夠2計算中間軸承(1)已知nⅢ=264.4r/minFa=0FR=FAZ=903.35N試選6210型深溝球軸承根據課本得FS=0.063FR,則FS1=FS2=0.63FR=0.63×903.35=569.1N(2)計算軸向載荷FA1、FA2∵FS1+Fa=FS2Fa=0∴任意用一端為壓緊端，1為壓緊端，2為放松端兩軸承軸向載荷：FA1=FA2=FS1=569.1N(3)求系數x、yFA1/FR1=569.1/903.35=0.63FA2/FR2=569.1/930.35=0.63根據課本P263表（11-8）得：e=0.68∵FA1/FR1<e∴x1=1y1=0∵FA2/FR2<e∴x2=1y2=0(4)計算當量動載荷P1、P2根據表（11-9）取fP=1.5根據式（11-6）得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×903.35)=1355NP2=fP(x2FR2+y2FA2)=1.5×(1×903.35)=1355N(5)計算軸承壽命LH∵P1=P2故P=1355ε=3根據手冊得6205型的Cr=14000N根據課本得：ft=1根據課本=69527h>14400h∴此軸承合格3、計算輸出軸承(1)已知nⅢ=67.94r/minFa=0FR=FAZ=903.35N試選6210型深溝球軸承根據課本得FS=0.063FR,則FS1=FS2=0.63FR=0.63×903.35=569.1N(2)計算軸向載荷FA1、FA2∵FS1+Fa=FS2Fa=0∴任意用一端為壓緊端，1為壓緊端，2為放松端兩軸承軸向載荷：FA1=FA2=FS1=569.1N(3)求系數x、yFA1/FR1=569.1/903.35=0.63FA2/FR2=569.1/930.35=0.63根據課本P263表（11-8）得：e=0.68∵FA1/FR1<e∴x1=1y1=0∵FA2/FR2<e∴x2=1y2=0(4)計算當量動載荷P1、P2根據表（11-9）取fP=1.5根據式（11-6）得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×903.35)=1355NP2=fP(x2FR2+y2FA2)=1.5×(1×903.35)=1355N(5)計算軸承壽命LH∵P1=P2故P=1355ε=3根據手冊得6205型的Cr=14000N根據課本得：ft=1根據課本=270576h>14400h∴此軸承合格八、鍵聯接的選擇及校核計算I軸：1〉輸入軸與聯軸器聯接采用平鍵聯接軸徑dI1=16mm,LI1=52mm查手冊得，選用A型平鍵，得：鍵b×h=5mm×5mml=LI1-b=52-5=47mmTI=17N?mh=5mm根據課本式得σp=4TI/dI1hl=4×17×1000/16×5×47=18.09Mpa<[σR](110Mpa)II軸:1〉中間軸與高速大齒輪聯接用平鍵聯接軸徑dII2=40mmLII2=20mmTII=94.78Nm查手冊選用C型平鍵鍵b×h=12mm×8mml=LII2=20mmh=8mm據課本校核公式得σp=4TII/dII2hl=4×94780/40×20×8=59.24Mpa<[σp]中間軸與低速小齒輪聯接用平鍵聯接軸徑dII2=30mmLII2=40mmTII=94.78Nm查手冊選用A型平鍵鍵b×h=8mm×7mml=LII2-b=40-8=32mmh=7mm據課本校核公式得σp=4TII/dII2hl=4×94780/30×7×32=56.42Mpa<[σp]III軸：1〉低速軸與低速大齒輪聯接用平鍵聯接軸徑dIII4=50mmLIII4=35mmTII=377.39Nm查手冊選用C型平鍵鍵b×h=14mm×9mml=LIII4=35mm取h=9mm據課本校核公式得σp=4TIII/dIII4hl=4×377390/50×35×9=95.8Mpa<[σp]2〉輸出軸與聯軸器聯接采用平鍵聯接軸徑dIII6=40mmLIII6=60mmTIII=377.39Nm查手冊選用A型平鍵 鍵b×h=12mm×8mml=LIII6-b=60-12=48mmh=8mm據課本校核公式得σp=4T/dII2hl=4×377390/40×8×48=98.28Mpa<[σp]所以各鍵強度足夠.基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現的供暖系統最佳啟停自校正（STR）調節器單片機控制的二級倒立擺系統的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協議棧的實現基于單片機的蓄電池自動監測系統基于32位嵌入式單片機系統的圖像采集與處理技術的研究基于單片機的作物營養診斷專家系統的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統研究與開發基于單片機的泵管內壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統開發基于單片機的液壓動力系統狀態監測儀開發模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數控系統的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環走絲方式研究基于單片機的機電產品控制系統開發基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統單片機系統軟件構件開發的技術研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統的研制基于單片機的數字磁通門傳感器基于單片機的旋轉變壓器-數字轉換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調系統的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現基于單片機的電液伺服控制系統用于單片機系統的MMC卡文件系統研制基于單片機的時控和計數系統性能優化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數據采集系統基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數控改造基于單片機的溫度智能控制系統的設計與實現基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協議轉換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監測技術研究基于單片機的膛壁溫度報警系統設計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設計基于單片機船舶電力推進電機監測系統基于單片機網絡的振動信號的采集系統基于單片機的大容量數據存儲技術的應用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務器技術的研究及實現基于AT89S52單片機的通用數據采集系統基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統基于單片機的控制系統在PLC虛擬教學實驗中的應用研究基于單片機系統的網絡通信研究與應用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統設計與研究基于單片機的模糊控制器在工業電阻爐上的應用研究基于雙單片機沖床數控系統的研究與開發基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統研究基于TCP/IP協議的單片機與Internet互聯的研究與實現變頻調速液壓電梯單片機控制器的研究基于單片機γ-免疫計數器自動換樣功能的研究與實現基于單片機的倒立擺控制系統設計與實現單片機嵌入式以太網防盜報警系統基于51單片機的嵌入式Internet系統的設計與實現單片機監測系統在擠壓機上的應用MSP430單片機在智能水表系統上的研究與應用基于單片機的嵌入式系統中TCP/IP協議棧的實現與應用單片機在高樓恒壓供水系統中的應用基于ATmega16單片機的流量控制器的開發