单级圆柱齿轮减速器课程设计说明书

P0= P w/η总=3.94KW

则，电机的额定功率P m=1.2 P0=4.73KW

3、确定电动机的转速：

滚筒的工作转速

n滚筒=60×1000V/πD=60×1000×1.3/π×450=55.2r/min

通常，取V带传动比i’带=2~4，单级圆柱齿轮传动比范围i’齿轮=3~5，则合理总传动比i’的范围为i’=6~20，故电动机转速的范围为

n’电动机=i’×n滚筒=(6~20)×55.2=331.2~1104r/min。

符合这一范围的同步转速有750 r/min和1000r/min，根据电动机额定功率和同步转速，由有关手册查出有两种适用的电动机型号：

四、传动装置的运动和动力参数的计算

1、计算各轴转速：

nⅠ=n电动机=960r/min

nⅡ=nⅠ/i带=960/3.48=275.86r/min

nⅢ=nⅡ/i齿轮=275.86/5=55.17r/min

2、计算各轴的功率：

PⅠ=P工作=3.94KW

PⅡ=P I×η带=3.94×0.96=3.78KW

PⅢ=PⅡ×η轴承×η齿轮=3.78×0.99×0.97=3.63KW 3、计算各轴转矩：

五、带传动的设计

1、选择普通V带截型：

由课本P188表11.5得：k A=1.2，P C=K A P工作=1.2×5.5=6.6KW

由课本P188图11.15得：选用A型V带

2、确定带轮基准直径，并验算带速：

由课本P189表11.6得：

D1=100mm>D min=75mm，

D2=i带D1(1-ε)=3.48×100×(1-0.01)=344.52 mm，

由课本P179表11.4得：D2=355mm，D1=100mm

实际从动轮转速nⅡ’= nⅠD1/ D2=960×100/355=270.42r/min

转速误差为1- nⅡ’/ nⅡ=1-270.42/275.86=0.0197<0.05(允许)

带速v=πD1nⅠ/60×1000=π×100×960/60×1000=5.03m/s，在5~25m/s范围内，带速合适

3、确定带长和中心距：

0.65(D1+ D2)≤a0≤2(D1+ D2)，即0.65(100+355)≤a0≤2×(100+355)，所以有297.75mm≤a0≤910mm，初定中心距a0=650mm

带长L0=2a0+1.57(D1+ D2)+(D2- D1)2/4a0

=2×650+1.57(100+355)+(355-100)2/(4×650)=2039.36mm，

根据课本P179图11.4得：L d=2000mm

中心距a≈a0+(L d-L0)/2

=650+(2000-2039.36)/2=650-19.68=631mm

4、验算小带轮包角：

α1=1800-57.30 ×(D2- D1)/a=1800-57.30×(355-100)/631

=156.840>1200（适用）

5、确定带的根数：

根据课本P191表11.8得：P0=0.97KW

根据课本P193表11.10得：△P0=0.11KW

根据课本P190表11.7得：Kα=0.95

根据课本P194表11.12得：K L=1.03

根数z=P C/(P0+△P0)KαK L

=6.6/(0.97+0.11) ×0.95×1.03=6.25，取z=7

6、确定单根V带的预紧力：

F0=500 P C(2.5/Kα-1)/zv+qv2

=500x6.6(2.5/0.95-1)/7x5.03+0.1x5.032=155.45N

7、确定带对轴的压力：

F Q=2z F0sin(a1/2)=2x7x155.45xsin(156.84/2)=2132N

六、齿轮传动的设计

1、选择齿轮材料及精度等级：

所设计齿轮传动属于闭式传动，通常齿轮采用软齿面。根据课本P211表12.7，小齿轮材料选用45Cr，调质处理，齿面硬度260HBS；大齿轮材料选用45号钢，调质处理，齿面硬度为210HBS。

精度等级：运输机是一般机器，速度不高，故选8级精度。

2、齿面接触疲劳强度计算：

（1）初步计算：

齿数比u=i齿轮=5

由课本P222表12.13得齿宽系数：φd=1.0

转矩T1=9.55×106PⅡ/nⅡ=9.55×106×3.78/275.86=130859.9N.mm

根据课本P223图12.18c得接触疲劳极限σHlim：

σHlim1=640Mpa，σHlim2=510Mpa

许用接触应力[σH]：

[σH1] ≈0.9σHlim1=0.9x640=576Mpa，

[σH2] ≈0.9σHlim2=0.9x510=459Mpa

根据课本P227表12.16得：A d=85

小齿轮直径d1≥A d(T1(u+1)/φd uσH2)1/3

=85x(130859.9x(5+1)/1x5x4502)1/3=78.09mm(取78mm)

初步齿宽b=φd d1=1x78=78mm

（2）校核计算：

圆周速度v=πd1 nⅡ/60x1000=πx78x275.86/60x1000

=1.13m/s<6m/s，故取8级精度合适

初取齿数z1=20，z2=i齿轮z1=5×20=100

模数m= d1/z1=78/20=3.9mm，

根据课本P206表12.3得标准模数：m=4mm，

则z1= d1/m=78/4=20，z2=i齿轮z1=5x20=100

根据课本P215表12.9得使用系数：K A=1.10

根据课本P216图12.9得动载系数：K v=1.0

F t=2T1/d1=2x130859.9/78=3355.4N

K A F t/b=1.10x3355.4/78=47.32N/mm<100N/mm

εa=[1.88-3.2(1/ z1+1/ z2)]cosβ=1.88-3.2x(1/20+1/100)=1.69 Zε=[(4-εa)/3]1/2=[(4-1.69)/3] 1/2=0.88

K Ha=1/ Zε2=1/0.882=1.29

KH=A+B(b/d1)2+Cx10-3b=1.17+0.16x12+0.61x10-3x78=1.38 载荷系数K= K A K v K Ha K Hβ=1.10x1.0x1.29x1.38=1.96

根据课本P221表12.12得弹性系数：Z E=189.8Mpa1/2

根据课本P222图12.16得节点区域系数：Z H=2.5

根据课本P225表12.14得最小安全系数S Hmin=1.07

总工作时间t h=10x350x16x0.5=28000h，

根据课本P226表12.15得应力循环次数：107