精密机械设计

华侨大学课程设计论文学院机电学院专业班级学生学号指导教师年月日《精密机械设计》课程设计任务书A(2)姓名专业班级学号一、设计题目：带式运输机传动系统中的一级圆柱齿轮减速器 二、系统简图：减速器三、工作条件：传动不逆转，载荷平稳，起动载荷为名义载荷的1.25倍，输送带速度容许误差为±5%。

四、原始数据五、设计工作量：1. 设计说明书1份2. 减速器装配图1张3. 减速器零件图2张 指导教师：傅师伟开始日期：2016年1月4日完成日期：年月日第一章电动机的选择§1—2拟定设训方案一、总体设计方案分析二、确定传动方案§1—2电动机的选择一、确定传动效率二、计算电机功率三、确定电机转速四、确定电机型号§l—3训算各轴功率、转速、转矩第二章传动零件的设计计算§2— 1 v带传动的设引引算§2—2链传动的设引引算§2 —3闭式齿轮传动的设引训算第三章轴的设计计算§3—1 高速轴的设引计算§3—2 低速轴的设引训算第四章其它零、部件的选择计算§4—1高速轴承的选择引算一、高速轴轴承的选择训算二、高速轴轴承的选择训算§4 —2键的选择引算一、联轴器上键的选择引算二、高速齿轮处键的选择引算三、低速齿轮处键的选择引算四、带轮处键的选择计算§4—3联轴器的选择第五章维护检修润滑规程§5—1洲滑规程制定需润滑的点的位置、选择润滑油的类型、牌号装油量、润滑油更换蒯期。

§5—2维护规程制定日常维护内容、观察运行状况及时问间隔。

§5—3榆修规程制定大、中、小修训划及内容、每次榆修所需时间。

传动方式：圆柱齿轮带传动组成：传动装置由电机、圆柱齿轮、传输带、滚筒组成。

特点：该工作机有轻微振动，由于链有缓冲吸振能力，采用链传动，能减小振动带来的影响，并且该工作机属于较大功率、载荷变化不大，可以采用链这种简单的结构，并且价格便寅，标准化程度高，大幅降低了成本。

减速器部分一级圆柱齿轮减速，这是一级减速器中应用最广泛的一种。

电动机部分为Y 系列三相交流异步电动机。

总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应有严格要求的工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动。

减速器第一章电动机的选择因为装置的载荷平稳，单向连续长期工作，因此可选用Y 系列三项异步电动机，电压为380V 。

该电机工作可靠、维护容易、价格低廉、配调速装置、可提高起动性能。

可知卷筒的工作转速：min /18.72)45014.3/(10007.160)/(100060n r D V =⨯⨯⨯=⨯⨯=π筒按手册推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I 1 =3~5。

取链传动比I 2=2~5，则总传动比理时范围为I 总=6~20。

故电动机转速的可选范围为：n 筒=（6~25）³72.18=433.1~1803.8r/min符合这一范围的同步转速有750、1000、1500r/min 。

传动装置的总功率 ：由设计手册得，齿轮联轴器的效率：0.99滚动轴承（一对）的效率：0.98 圆柱齿轮（闭式）的效率：0.97 齿形链传动的效率：0.97 卷筒的效率为：0.96 V 型带传动的效率：0.9684.096.096.097.097.098.099.02=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=带滚筒链齿轴承联轴器总ηηηηηηη可知电动机功率为：总ηpp wd=式中为——工作机要求的电动机输出功率，kW ； 为——工作机所输入功率，kW ；为——电动机至工作机之间传动装置的总效率；工作机所需应由及其工作阻力和运动参数计算求的，列如：1000Fvpw=或9550wwTn p=式中 F ——工作机的阻力，N; V ——工作机的线速度，m/s; T ——工作机的阻力矩，N ∙m;——工作机的转速，r/min ；即：=2660x1.7/1000=4.52kW=4.52/0.84=5.38kW根据容量和转速、重量、价格和带传动、减速器的传动比，由有关手册查出适用的电动机型号,则选用选用1000r/min 同步转速的Y132M2-6,即满载转速为960r/min ，功率为5.5kW 。

2.分配各级传动比：由已知数据可知：30.1318.72960n ===筒满载总n i 查阅资料可知，单级圆柱齿轮减速器i=3～5合理，故可取齿轮i 齿轮=4 则有325.3430.13===齿总链i i i 。

且查表可知，链传动为2～4，即符合条件。

计算各轴转速、功率和转矩：计算各轴转速：电动机轴（高速轴） ： 960n 1==电机np dpw总ηpww n pwpd低速轴 ： 2404960n 1===齿轮i n s 卷筒带 ： 18.72325.3240n 12==链i n计算各轴的功率电动机轴 ： kw5.51==电机P P 高速轴： kw 45.599.05.512=⨯=⨯=联轴器ηp p低速轴 ： kw p p 18.597.098.045.523=⨯⨯=⨯⨯=齿轮轴承ηη 卷筒轴 : kw p p 92.497.098.018.534=⨯⨯=⨯⨯=链轴承ηη V 带 ：kw p p 53.496.096.092.445=⨯⨯=⨯⨯=滚筒带ηη 计算各轴转矩电动机轴 ： m N n P T ∙=⨯=⨯=7.549605.595509550111 高速轴 ： m N n P T ∙=⨯=⨯=2.5496045.595509550122 低速轴 ： m N n P T s ∙=⨯=⨯=2.20624018.59550955033 卷筒轴 : m N n P T ∙=⨯=⨯=0.65118.7292.495509550244传动装置运动、动力参数汇总表表3.1 传动装置运动、动力参数计算减速器外传动设计： 带传动：1、选择V 带型号：可知工作时间为16h ，载荷平稳，起动载荷为名义载荷的1.25，即选用A K 为1.2，P=1.25可知：kW PK P A d 795.6== 式中：——计算功率——传递的名义功率——为工作情况系数且知小带轮的转速18.72n 2=，选用V 带轮为C 型。

2、确定带轮直径:可知min D =200，且min 1D D ≥，)1()1(12112εε-=-=D n n iD D 通常ε=0.02，可知2501=D ,?2=D 。

可知条件不足，无法计算。

四、设计链传动 选择链轮齿数取小链轮齿数211=z ，大链轮的齿数70213.32512=⨯=∙=z i z 确定计算功率由《机械设计》表9-6查得1.0A K =，由图9-13查得 1.36Z K =，单排链，则计算功率为kW P K K P Z A ca 2.653.436.10.1=⨯⨯==选择链条型号和节距根据kW P ca 2.6=及min /240r n =，查《机械设计》图9-11，可选16A-1。

查表9-1，链d P P A K条节距25.4p mm =。

计算链节数和中心距 初选中心距：0(30~50)25.4762~1270a mm =⨯=取01000a mm =。

相应链节数：201221002()22p a z z z z p L p a π+-=++ 10002176762125.42()129.325.4221000π+-=⨯++≈ 取链长节数0130p L =节。

查《机械设计》表9-7得到中心距计算系数10.243424f =。

则链传动的最大中心距为112[2()]P a f p L z z =-+0.24342425.4[2130(2176)]1007.8mm =⨯⨯⨯-+≈计算链速v ，确定润滑方式11262.162125.42.33/601000601000n z p v m s⨯⨯==≈⨯⨯由 1.8/v m s =和链号16A-1。

查《机械设计》图9-14可知应采用油池润滑。

减速器内传动设计：选择齿轮材料并确定许应应力考虑到减速器传递功率不大及其工作条件，所以齿轮采用软齿面。

小齿轮选用40Cr ，调质；大齿轮选用45钢，调质。

其主要参数如表4-1。

lim1700H MPa σ=， lim2580H MPa σ=1590FE MPa σ=， 1450FE MPa σ=由于载荷平稳，可知应力循环次数为H N :82104.836516102406060⨯=⨯⨯⨯⨯==t n N H由书P171图8-41可知，当HBS=286时，H H N N <⨯=70103.2，所以可知1=HL K 。

对于调制处理的齿轮，1.1=H S 。

许用接触应力为：[]MPa K S HL HH H 4.6361.17001lim 1===σσ，[]MPa K S HL HH H 3.5271.15802lim 2===σσ许用弯曲应力为：取25.1=F S ，单向传动1=Fc K ，因为0F FV N N >，所以1=KL K 。

[]115904721.25FE F FMPa S σσ===，[]224503601.25FE F F MPa S σσ===计算小齿轮上的名义转矩：m N n P T ∙=⨯=⨯=2.5496045.595509550122按齿面接触强度设计计算根据软齿面闭式齿轮传动准则，应首先按齿面接触强度设计公式进行设计计算，然后再按软齿面弯曲强度验算公式进行验算。

根据课本P171，可知设计计算公式为：[]uu H K T K d d d12131+=σψβ初步计算时，取=84，=1，=1.1，且u=i[]m m d 8.474144.63611.12.5484231=+⨯= mm d b d 8.471==ψ所以取mm b mm b 56,4821== 可知要求模数不能小于2mm,且11z d m =，所以9.2328.4711==<m d z ， 即取=20，8020412=⨯==uz z ，39.2208.4711===z d m ， 取可知，取标准模数m=2.5，12.195.28.4711==<m d z d K d ψβK 1z即取=19，7619412=⨯==uz zmm z z m a 8.118)7619(25.2)(221=+=+=验算接触应力： 可知：uu d K K T Z Z Z d V E H H 12311+=ψσβε由课本P170可知=1.76，=1（直齿轮），=271（钢制齿轮）。

齿轮圆周速度：s m n d v /40.21000609608.4710006011=⨯⨯⨯=⨯=ππ可知16.1=V K （7级精度齿轮） 所以：23311/1.541417.4716.105.1542002271176.112m m N u u d K K T Z Z Z d V E H H =+⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=+=ψσβε<(接触强度足够) 验算弯曲应力：可知：md K K T Y d V FF ψσβ2112=令X=0，即14.4,1911==F Y Z ,75.3,7622==F Y Z 且[]MPa Y F F 0.11414.447211==σ,[]MPa Y F F 0.9675.336022==σ 取较大数，验算弯曲应力：[]22211223.15059.118.4716.105.154200214.42F d V F F MPa md K K T Y σψσβ<=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==(弯曲强度足够)确定齿轮的主要几何尺寸：分度圆直径：mm mZ d 5.47195.211=⨯==mm mZ d 190765.222=⨯==1z H Z εZ E Z []1H σ齿顶圆直径：mm m ad d h a 5.522*11=+=mm m ad d h a 1952*22=+=齿根圆直径：mm m a d d c h f 35)(2**11=+-=mm m ad d c h f 5.177)(2**22=+-=轴、轴承、联轴器、键的参数计算: 按扭矩初算轴径： 高速轴：选用45#调质，硬度217~255HBS ，取c=110。