机械设计(减速器设计)说明书

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查表8-4得q= 0.17 kg/m，分别带如各个数据可得 F0=192.9 N 8 计算作用在轴上的压轴力Fp 由式 Fp=2·z·F0·sin(α1/2) （3-10） 计算压轴力。 其中：Z=3 ; F0=192.9 N ; α1=168.9o ; 将以上数据带入（3-10）中可得 Fp=1152 N 由以上计算可知带的选择如下： 带类型 普通V带B 型 带的长度 2000mm 根数 3根 传动中心距 728.35mm 带轮基准直径 140mm（主） 280mm（从）
项目 转速 （r/min） 功率（kw） 转矩 （N·m）
电动机轴 1440 7.5 49.73
高速轴1 720 7.2 95.5
中间轴2 156.8 6.92 421.47
低速轴3 44.39 6.64 1429.47
3、 V带的设计计算
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设计数据：传递功率；转速n1、n2（或者传动比i）；传动位置要求 及其工作条件等。 设计内容：确定带的类型；长度；根数；传动中心距；带轮基准直 径及其结构尺寸等。 1 确定计算功率Pca Pca=KA×P （3-1） 由表8-6（P151,《机械设计》第七版 高等教育出版社）可知：KA=1.1 由电动机选型可知： P=7.5 kw ∴ Pca=1.2×7.5=9 kw 2 选择带型 根据传动的形式，选用普通V带
由以上计算可知：PⅠ=7.2KW、PⅡ=6.92 KW、PⅢ=6.64 KW nⅠ=720r/min、nⅡ=156.8r/min、nⅢ=44.39r/min 分别带入式（2-9、10、11）中可得 T1=95.5N·m 、 T2=421.47N·m 、 T3=1428.5N·m。 将以上计算结果整理后列于下表，供以后计算使用：
根据Pca、n1，由表8-9知：确定选用B型V带。 3 确定带轮的基准直径 由表8-3和8-7取主动轮基准直径dd1=140 mm 根据式 i=n1/n2≈dd2/dd1 （3-2） 有： dd2=idd1 其中i=2 ∴ dd2=280 mm 根据表8-7，取dd2=280mm 按式 V=π×dd1×n1/60×1000 （3-3） 验算带的速度： 其中dd1=140 mm 、n1=1440 r/min 得 V=10.55 m/s〈Vmax=25 m/s 所选带型合适。
2 、计算传动装置的运动和动力参数
1 计算总传动比i 由电动机的满载转速nm和工作机主动轴的转速nw可确定传动装置应有的 总传动比为： i= (2-1) 传动装置总传动比是各级传动比的乘积，即 i=i1·i2·i3……·in (2-2) 其中：nm=720r/min nw=44.36r/mi）中n 代入式（2-1得：
抄。 在设计中贯彻标准化、系列化与通用化可以保证互换性、降低成 本、缩短设计周期，是机械设计应遵循的重要原则之一，也是设计质量 的一项评价指标。在课程设计中应熟悉和正确采用各种有关技术标准与 规范，尽量采用标准件，并注意一些尺寸圆整为标准尺寸。另外在设计 中应吸收和应用先进的设计手段，运用计算机辅助设计，优化设计方 案，提高设计质量。 设计者 2007-1-25
前言
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机械设计课程设计是机械设计课程中重要的综合性与实践性教学环 节，是培养学生动手能力的重要方法，设置课程设计的基本目的为： 1综合运用机械设计课程和其他先修课程的知识，分析和解决机械 设计问题，进一步巩固、加深和拓展所学的知识。 2 通过设计实践逐步树立正确的设计思想，增强创新意识和竞争意 识，熟悉和掌握机设 的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。 3 通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关 资料，进行全面的机械设计基本技能的训练。 机械设计课程设计的题目常选择通用机械的传动装置，例如以齿轮 减速器为主体的机械传动装置的设计等，设计内容包括：传动装置的总 体设计；传动零件、轴、轴承、联轴器等的设计计算和选择；装配图零 件图的设计；编写设计计算说明书。 机械设计课程设计是在教师指导下由学生独立完成的，是对我们学 生进行的第一次较为全面的设计训练。学生应明确设计任务，掌握设计 进度，认真设计。每个阶段完成后要认真检查，提倡独立思考，有错误 要认真修改，精益求精。 课程设计进程的各阶段是相互联系的，设计时，零、部件的结构尺 寸不是完全由计算确定的，还要考虑结构、工艺性、经济性以及标准 化、系列化等要求，由于影响零、部件结构尺寸的因素很多，随着设计 的进展，考虑的问题会更全面、合理，故后阶段设计要对前阶段设计中 不合理机构尺寸进行必要的修改。所以，课程设计要边计算、边绘图， 反复修改，设计和绘图交替进行。 学习和善于利用长期以来所积累的宝贵经验设计经验和资料，可以 加快设计进程，避免不必要的重复劳动，是提高设计质量的重要保证， 也是创新的基础。然而，任何一项设计任务均可能有多种决策方案，应 从具体情况出发，认真分析，既要合理吸取，又不可盲目的照搬、照
4、
1
齿轮的设计
低速级齿轮的设计 1、 选定齿轮的类型、精度等级、材料及其齿数。 （1）依题选择斜齿圆柱齿轮。 （2）运输机为一般工作机器、速度不高，故选用7级精度等级。 （3）材料选择 选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280 HBS， 大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240 HBS，二者材料硬度差为40 HBS。 （4）选择小齿轮齿数z1=27，大齿轮齿数z2=u·z1 由上阶段计算可知：u=4.59 ∴ z2=123.93 取 z2=124 （5)选取螺旋角，初选螺旋角为16O
a=a0+(Ld-Ld,)/2 (3-6) 其中Ld=2000 mm、 L,d=1871.65 mm ∴ 5 验算主动轮上的包角α1 由式 （3-7）
a=728.35 mm
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
α1=180o-[(dd2-dd1)/2]×57.5o
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计算主动轮上的包角。 依以上计算可知：dd1=140 mm、dd2=280 mm，将其带入（3-7）中有 α1=168.9o>120o 所以主动轮上的包角合适。 6 计算普通V带的根数z 由式 z=Pca/(P0+ΔP0)×Kα×KL （3-8） 计算V带的根数。 其中 Pca=9kw 由n=1440 r/min、dd1=140 mm、i=2,查表8-5a和表8-5b 可知：P0=2.83 ΔP0=0.46 查表8-8得 Kα=0.95 查表8-2得 KL=1.0 将以上数据带入式（3-8）中得 Z=2.88 ∴z取3根比较合适 7 计算预紧力F0 由式 F0=[500×Pca/vz] [(2.5/Kα)-1]+qv2 （3-9）
代入（2-3、4、5）有 nⅠ=720r/min nⅡ=156.8r/min nⅢ=44.39r/min 3 各轴的输入功率P(kw) 各轴的输入功率分别为： PⅠ=Ped·η1 (2-6) PⅡ=PⅠ·η2=Ped·η1·η2 (2-7) PⅢ=PⅡ·η3=Ped·η1·η2·η3 (2-8) 式中：η1—电动机与轴Ⅰ之间联轴器的效率；
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2、 按齿面接触强度设计 设计计算公式： d1t≥ （4-1） 1) 确定公式内的各计算数值 （1） 试选载荷系数Kt=1.6。 （2） 小齿轮传递的转矩： T1=95.5 N·m (3) 由表10-7选取齿宽系数φd=1 。 (4) 由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8 MPa1/2δ。 (5) 由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 δHlim1=600 MPa;大齿轮的接触疲劳强度极限δHlim2=550 MPa; (6) 由图10-30选取区域系数ZH=2.423 (7) 由图10-26查得εα1= 0.761；εα2= 0.9 ,则 εα=εα1+εα2=1.616 (8) 由式下式子计算应力循环次数 N1=60·n1·j·Lh=60×720×1×2×8×300×6=2.523×109 N2=N1/u=2.523×109/4.59=5.5×108 (9) 由图10-19查得接触疲劳寿命系数KHN1=0.9;KHN2=0.95 (10)计算接触疲劳许用应力 取失效概率为5%，安全系数为S=1.3，由 [δH]= 得： [δH]1=415.38 Mpa; [δH]2=401.9 Mpa ∴许用接触应力为： [δH]=（[δH]1+ [δH]2）/2=408.64 Mpa 2) 计算 （1） 计算小齿轮分度圆直径d1t,由计算公式（4-1）得 d1t=66.34 （2） 计算圆周速度： V=
一 减速器的设计
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机械设计课程设计题目
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一个带式运输机的传动系统方案如下图所示，设计其中的两级圆柱 齿轮减速器。已知设备单向运转，载荷平稳，传动带容许速度误差为 5%；两班制工作，使用寿命为6年；减速器为小批量生产。
已知数据：
带传动所需扭矩
T=1300(N.m)
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η2—高速级传动效率，包括高速级齿轮副和Ⅰ轴上的一对轴 承的效率； η3—低速级传动效率，包括低速级齿轮副和Ⅱ轴上的一对轴 承的效率。 查表可知：η1=0.97 η2=0.97·0.99 η3 .97·0.99分别带 入式（2-6、7、8） ∴PⅠ=7.2KW PⅡ=6.92 KW PⅢ=6.64 KW 4 各轴输出的转矩T(N·m) 传动系统中各轴转矩为： TⅠ=9550·PⅠ/nⅠ (29) TⅡ=9550·PⅡ/nⅡ 10) TⅢ=9550·PⅢ/nⅢ (2-11) (2-
Pd=
根据计算出的功率Pd可选定电动机的额定功率Ped。应 使Ped大于或等于Pd。故取Ped=7.5KW 3 ） 选择电动机的转速 nd’=(i1·i2·i3……in)nw (1-5) 已知:齿轮 i1=10～20； V带 i2=2 取齿轮的上下限求得 nd’=887.2～1774.34r/min 此即是电动机的转速范围 由此可由手册查的电动机的型号为： 电动机型号 Y132M-4 额定功率 7.5KW 同步转速 1500r/min 满载转速 1400r/min 质量 81kg