减速器课程设计说明书(6)华中科技大学课程设计计算说明书材料科学与工学院材料成型及控制工程专业 0808班课程机械设计题目使用两级减速的传送带设计说明书学生姓名：······学号：·····指导老师：···完成时间：2011年1月18日目录一．设计任务书··················· (3)二．传动方案的分析和拟定 (3)三．电动机的选择计算··················· (4)四．传动装置的运动及运力参数的选择和计算 (5)五．传动零件的设计计算·····················7六．轴的设计计算··················· (17)七．键连接的选择及计算·····················28八．滚动轴承的选择及计算 (2)9九．联轴器的选择··················· (32)十．润滑和密封方式的选择 (3)3十一．箱体及附件的结构设计和选择 (34)十二．设计小结 (35)十三．参考资料 (36)1-电动机； 2-联轴器； 3-齿轮减速器；4-联轴器；5-传送带；6-链轮三、 电动机的选择计算1. 电动机类型和结构的选择因为本传动的工作状况是：载荷平稳、单向旋转，无特殊要求。
所以选用常用的封闭式Y 系列三相异步交流的电动机。
其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、价格低等优点。
2. 电动机容量的选择①工作机所需的功率已知F=4100N ，v=0.8m/s ，所以*4100*0.83.2810001000w F V P kw === ②电动机的输出功率d p电动机所需要的功率为：wd P P η=式中：η为传动装置的总功率。
设1η、2345ηηηη、、、分别为弹性联轴器、闭式齿轮传动（8级精度）、滚动轴承、开式滚子链传动、滚筒的效率，由表查得1η=0.99，2η=0.97，3η=0.99，4η=0.92，5η=0.96，则传动装置的总效率为 η= 22512345ηηηηη= 2250.990.970.990.920.96⨯⨯⨯⨯=0.7745电动机所需功率为wd P P η== 3.28 4.235kw 0.7745= ③确定电动机额定功率3.28w P kw =η=0.77454.235d P kW =*112*()*52.1742*(10.25)*247.174f an nd d h c m mm=-+=-+=齿顶圆直径112**52.1742*1*256.174a an nd d h m mm=+=+=大齿轮：分度圆直径2187.826d mm=齿根圆直径*222*()*187.8262*(10.25)*2182.826f an nd d h c m mm=-+=-+=齿顶圆直径222**187.8262*1*2191.826a an nd d h m mm=+=+=6.齿轮结构设计小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用实心打孔式结构大齿轮的相关尺寸计算如下：轴孔直径42d mm=，轮毂长度l与齿宽相等，52l mm=，轮缘厚度11mmδ≈，腹板厚16C mm=，腹板中心孔直径120D mm=，腹板孔直径20d mm=，齿轮倒角2n mm=，倒圆角2r mm=，180d mm=。
齿轮工作图如下：3.低速级齿轮的设计1.由工作条件选定材料及齿轮部分参数已知条件：低速级主动轮输入的功率23.986P kW=，转速2266.7/minn r=，齿数比232.78i=，单向运转，载荷平稳，每天工作16个小时，要求使用圆柱齿轮来实现传动。
初选圆柱斜齿软齿面齿轮，因无特殊要求，暂选齿轮精度等级选8级，其中，小齿轮：45钢，调质处理，取硬度为230HBS；大齿轮：45钢，正火处理，取硬度为200HBS。
初选12oβ=，325Z=，42325*69Z i=≈，2369/25 2.76i==34x x==，齿宽系数1dψ=。
2.计算需用应力156.174ad mm=2182.826fd mm=2191.826ad mm=325Z=469Z=大齿轮的相关尺寸计算如下：轴孔直径50d mm=，轮毂长度l与齿宽相等，取77l mm=，轮缘厚度11mmδ≈，腹板厚23C mm=，腹板中心孔直径0136D mm=，腹板孔直径46d mm=，齿轮倒角2n mm=，倒圆角3r mm=，190d mm=。
齿轮工作图如下：4.齿轮的传动参数表名称符号单位高速级低速级小齿轮大齿轮小齿轮大齿轮中心距 a mm 120 145传动比i 3.6 2.76模数m mm 2 3压力角αº20 20齿数Z 25 90 25 69 分度圆直径 d mm 52.174 187.826 77.128 212.872 齿顶圆直径da mm 56.174 191.826 83.128 218.872 齿根圆直径df mm 47.174 182.826 69.628 205.372 齿宽 b mm 58 52 83 77 旋向右旋左旋左旋右旋材料45 45 45 45 热处理状态调质调质调质调质齿面硬度HBS 230 200 230 200轴承代号基本尺寸/mm安装尺寸/mm基本额定/kNd D B da Da动载荷Cr静载荷Cor70307C 35 80 21 44 71 34.2 26.870308C 40 90 23 49 81 40.2 32.370309 45 100 25 54 91 49.2 39.83.高速轴的结构设计与校核①确定轴上零件的装配方案由于高速轴齿根圆直径与轴径接近，将高速轴取为齿轮轴，使用角接触球轴承承载，一轴端连接电动机，采用弹性柱销联轴器。
初步绘制其结构如图所示：⑴根据轴向定位的要求确定州的各段直径a.由于轴的一端需要使用联轴器接电动机，另一端连接输入轴，所以该段直径尺寸受到电动机外伸轴直径的限制，选为32mm；b.此处需要安装滚动轴承，所以轴段直径选为35mm，比a段直径大3mm，联轴器的轴向固定将会使用套筒；c.此处需比b轴端高出9个mm，以便实现轴承的轴向固定，故选为44mm；d.此处为插齿轮；e.与c轴段作用相同；f.该段安装轴承，选定直径为35mm。
⑵各段长度的确定a．该轴段需要与联轴器相连接，同时还要套上套筒，初步选定为117mm；b．此处需要安装70307C型号轴承，同时还有安装挡油盘（其长度为15mm），综合考虑两者长度，选定此处长度为34mm；c．此处决定了轴的总体长度，考虑到箱体的宽度，此处选为102mm；d．插齿轮的长度58mm;e．要求插齿轮的断面离箱体内壁有10~15mm的距离，选定长度为10mm;f．此处需要安装70307C型号轴承，同时还有安装挡油盘（其长度为15mm），综合考虑两者长度，选定此处长度为34mm；②轴的校核10.63aF kN=34.47tF kN=31.66rF kN=30..93aF kN=高速轴的总长：355mm因为选的角接触球轴承，故可把其中点看作支承点，齿轮也做为点看待，作用点为其中点。
各受力点与支撑点如下：（a）其中A、B两处是轴承位置。
将轴的受力分解为铅直方面和水平方向的受力，则有V平面：1*561582.93*56435(14856)204tVAFF N===+11582.934351148VB t VAF F F N=-=-=H平面：1*56601.12*56165204204rHAFF N===1601165436HB r HAF F F N=-=-=由此得到其铅垂面与水平面的弯矩为：*561148*5664288Va VBM F N mm===⋅*56436*5624416Ha HBM F N mm===⋅合弯矩为：2222642882441668768a Ha VaM M M N mm=+=+=⋅其转矩为：141294T N mm=⋅已知工作条件为载荷平稳，故取0.3α=，则有当量弯矩为：22221(*)68768(0.3*41294)69875ca aM M T N mmα=+=+=⋅轴的受力图及弯矩图如下：(b)铅直面受力(c)水平面受力435VAF N=1148VBF N=165HAF N=436HBF N=68768aM N mm=⋅69875caM N mm=⋅（d）铅直面弯矩(e)水平面弯矩（f）总弯矩(g)转矩图由上述计算分析可知，a a截面处的当量弯矩最大，是危险截面，对其进行强度校核有：133169875698756.66[]600.1*0.1*47.174cacafMMPa MPaW dσσ-====<=其中1[]60MPaσ-=是45钢受对称循环应力时的许用弯曲应力。
上述初步估算的结果远小于许用应力值，故轴的强度满足要求。
4.中间轴的结构设计与强度校核①确定轴上零件的装配方案根据中间轴在减速器中的装配要求，初步绘制其结构如图所示：（1）根据轴向定位的要求确定州的各段直径a. 此处需要安装型号为70308C的滚动轴承，所以轴段直径选为40mm；b. 此处需比a轴端高出10个mm，以便实现轴承的轴向固定，故选为50mm；c. 此处为插齿轮，直径为83.138mm；d. 与b轴段作用相同；e．该段安装齿轮2，从前面的设计中已知此处的轴径应为42mm；f．此处要安装型号为70308C的轴承，故轴径为40mm。