課程設計說明書
一.電動機的選擇：
1.選擇電動機的型別：
按工作要求和條件，選用三機籠型電動機，封閉式結構，電壓380v，y系列斜閉式自扇冷式鼠籠型三相非同步電動機。（手冊p167）
選擇電動機容量 ：
滾筒轉速：
負載功率:
kw電動機所需的功率為：
（其中：為電動機功率，為負載功率，為總效率。）
2.電動機功率選擇：
折算到電動機的功率為:
3.確定電動機型號：
按指導書表1推薦的傳動比合理範圍，取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比範圍為:.取v帶傳動比，則總傳動比理論範圍為，故電動機轉速的可選範圍為
符合這一範圍的同步轉速有750,1000和1500
查手冊表的：選定電動機型別為：
其主要效能：額定功率：,滿載轉速:，額定轉速:,質量:
二、確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比
1.減速器的總傳動比為：
2、分配傳動裝置傳動比：
按手冊表1，取開式圓柱齒輪傳動比
因為,所以閉式圓錐齒輪的傳動比.
三.運動引數及動力引數計算:
1.計算各軸的轉速:
i軸轉速：
2.各軸的輸入功率
電機軸：
i軸上齒輪的輸入功率:
ii軸輸入功率：
iii軸輸入功率：
3.各軸的轉矩
電動機的輸出轉矩：
四、傳動零件的設計計算
1.皮帶輪傳動的設計計算:
（1）選擇普通v帶
由課本表5.5查得：工作情況係數：
計算功率:
小帶輪轉速為：
由課本圖5.14可得：選用a型v帶：小帶輪直徑
（2）確定帶輪基準直徑,並驗算帶速
小帶輪直徑,參照課本表5.6,取,
由課本表5.6,取
實際從動輪轉速:
轉速誤差為:
滿足運輸帶速度允許誤差要求.
驗算帶速
在範圍內,帶速合適.
(3)確定帶長和中心距
由課本式5.18得:
查課本表5.1,得:v帶高度:
得: 初步選取中心距:
由課本式5.2得:
根據課本表5.2選取v帶的基準長度:
則實際中心距:
(4)驗算小帶輪包角:
據課本式5.1得: (適用)
(5)確定帶的根數:
查課本表5.3,得:.查課本表5.4,得:
查課本表5.4,得:.查課本表5.2,得:
由課本式5.19得:
取根.(6)計算軸上壓力
查課本表5.1,得:
由課本式5.20,得:單根v帶合適的張緊力:
由課本式5.21,得:作用在帶輪軸上的壓力為 :
2、齒輪傳動的設計計算:
(1)選擇齒輪材料及精度等級
初選大小齒輪的材料均為45鋼,經調質處理,硬度為
由課本表取齒輪等級精度為7級,初選
(2)計算高速級齒輪
<1>查課本表6.2得:
取, 由課本圖6.12取,由課本表6.3,取,
齒數教少取,取則.
<2>接觸疲勞許用應力
由課本圖6.14查得:.
由課本表6.5,查得:,
則應力迴圈次數:
查課本圖6.16可得接觸疲勞的壽命係數:,
.<3>計算小齒輪最小直徑
計算工作轉矩:
由課本表6.8,取:,
<4>確定中心距:
為便於製造和測量,初定:.
<5>選定模數齒數和螺旋角
一般:,初選:則.
由得:由課本表6.1取標準模數:,則:
取,則:.
取,.齒數比:
與的要求比較,誤差為1.6%,可用.是:
滿足要求.
<6>計算齒輪分度圓直徑
小齒輪:;
大齒輪:
<7>齒輪寬度
圓整得大齒輪寬度:,取小齒輪寬度:.
<8>校核齒輪彎曲疲勞強度
查課本圖6.15,得;
查課本表6.5,得:;
查課本圖6.17得:彎曲強度壽命係數:;
由課本表6.4,得:，
z較大,取，
則: ，
所以兩齒輪齒根彎曲疲勞強度滿足要求,此種設計合理.
〈9〉齒輪的基本引數如下表所示:
五、軸的設計計算及校核：
1.計算軸的最小直徑
查課本表11.3,取:
軸: 軸:
軸: 取最大轉矩軸進行計算,校核.
考慮有鍵槽,將直徑增大,則:.
2.軸的結構設計
選材45鋼,調質處理.
由課本表11.1,查得:.
由課本表11.4查得:,.
由課本式10.1得:聯軸器的計算轉矩:
由課本表10.1,查得:,
按照計算轉矩應小於聯軸器公稱轉矩的條件,查手冊表8-7,
選擇彈性柱銷聯軸器,型號為:型聯軸器,其公稱轉矩為:
半聯軸器的孔徑:,故取:.
半聯軸器長度,半聯軸器與軸配合的轂孔長度為:.
(1)軸上零件的定位,固定和裝配
單級減速器中可以將齒輪安排在箱體**,相對兩軸承對稱分布.齒輪左面由套筒定位,右面由軸肩定位,聯接以平鍵作為過渡配合固定,兩軸承均以軸肩定位.
(2)確定軸各段直徑和長度
<1>段:為了滿足半聯軸器的軸向定位要求,軸段右端需製出一軸肩,故取段的直徑,左端用軸端擋圈定位,查手冊表按軸端去擋圈直徑,半聯軸器與軸配合的轂孔長度:,為了保證軸端擋圈只壓在半聯軸器上而不壓在軸的端面上,故段的長度應比略短,取:.
<2>初步選擇滾動軸承,因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用 ,故選用蛋列圓錐滾子軸承,參照工作要求並根據:.
由手冊表選取型軸承,尺寸:，軸肩
故，左端滾動軸承採用縐件進行軸向定位,右端滾動軸承採用套筒定位.
<3>取安裝齒輪處軸段的直徑：，齒輪右端與右軸承之間採用套筒定位,已知齒輪輪轂的寬度為,為了使套筒端麵可靠地壓緊齒輪,此軸段應略短與輪轂寬度,故取：,齒輪右端採用軸肩定位,軸肩高度,取,則軸環處的直徑：
，軸環寬度：,取，，即軸肩處軸徑小於軸承內圈外徑,便於拆卸軸承.
<4>軸承端蓋的總寬度為：,取：.
<5>取齒輪距箱體內壁距離為:.
,.至此,已初步確定了軸的各段直徑和長度.
(3)軸上零件的周向定位
齒輪,半聯軸器與軸的周向定位均採用平鍵聯接
按查手冊表4-1,得:平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長為:.
為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為;,半聯軸器與軸的聯接,選用平鍵為:,半聯軸器與軸的配合為:.
滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的,此處選軸的直徑尺寸公差為:.
(4)確定軸上圓角和倒角尺寸,
參照課本表11.2,取軸端倒角為:,各軸肩處圓角半徑:段左端取,其餘取,處軸肩定位軸承,軸承圓角半徑應大於過渡圓角半徑,由手冊,故取段為.
(5)求軸上的載荷
在確定軸承的支點位置時,查手冊表6-7,軸承型,取因此,作為簡支梁的軸的支撐跨距,據軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖,扭矩圖和計算彎矩圖,可看出截面處計算彎矩最大 ,是軸的危險截面.
(6)按彎扭合成應力校核軸的強度.
<1>作用在齒輪上的力
因已知低速級大齒輪的分度圓直徑為:，
得：，，.
<2>求作用於軸上的支反力
水平面內支反力:
垂直面內支反力:
<3>作出彎矩圖
分別計算水平面和垂直面內各力產生的彎矩.
計算總彎矩:
<4>作出扭矩圖:.
<5>作出計算彎矩圖:,
.<6>校核軸的強度
對軸上承受最大計算彎矩的截面的強度進行校核.
由課本式11.4,得:,
由課本表11.5,得:,
由手冊表4-1,取,計算得:,
得:故安全.
(7)精確校核軸的疲勞強度
校核該軸截面左右兩側.
<1>截面右側:由課本表11.5,得:
抗彎截面模量:,
抗扭截面模量:,
截面右側的彎矩:,
截面世上的扭矩為:,
截面上的彎曲應力:,
街面上行的扭轉切應力:.
截面上由於軸肩而形成的理論應力集中係數及,
由課本圖1.15,查得:
得: 由課本圖1.16,查得:材料的敏性係數為:
故有效應力集中係數為:
由課本圖1.17,取:尺寸係數;扭轉尺寸係數:.
按磨削加工,
由課本圖1.19,取表面狀態係數:.
軸未經表面強化處理,即:.
計算綜合系數值為:
.由課本第一章取材料特性係數:.
計算安全係數:
由課本式,得:,
.由課本表11.6,取疲勞強度的許用安全係數:.
,故可知其安全.
<2>截面左側
抗彎截面模量為:.
抗扭截面模量為:.
彎矩及彎曲應力為:,
扭矩及扭轉切應力為:,
過盈配合處的值:,由,得:.
軸按磨削加工,由課本圖1.19,取表面狀態係數為:.
故得綜合係數為：,
.所以在截面右側的安全係數為：,..
故該軸在截面右側的強度也是足夠的.
3. 確定輸入軸的各段直徑和長度
六. 軸承的選擇及計算
1.軸承的選擇：
軸承1：單列圓錐滾子軸承30211（gb/t 297-1994）
軸承2：單列圓錐滾子軸承30207（gb/t 297-1994）
2.校核軸承：
圓錐滾子軸承30211，查手冊：
由課本表8.6，取
由課本表8.5，查得：單列圓錐滾子軸承時的值為：.
由課本表8.7，得：軸承的派生軸向力：,.
因，故1為松邊，
作用在軸承上的總的軸向力為：.
查手冊表6-7，得:30211型,.
由課本表8.5，查得：,
,得:.
計算當量動載荷：,
.計算軸承壽命，由課本式8.2，得：取:.
則： .
七.鍵的選擇和計算
1.輸入軸：鍵， ，型.
2.大齒輪：鍵， ，型.
3.輸出軸：鍵， ，型.
查課本表3.1，,式3.1得強度條件:.
校核鍵1：;
鍵2：;
鍵3：.
所有鍵均符合要求.
八.聯軸器的選擇
選擇軸與電動機聯軸器為彈性柱銷聯軸器
型號為：型聯軸器:
公稱轉矩:許用轉速:質量:.
選擇軸與軸聯軸器為彈性柱銷聯軸器
型號為：型聯軸器:
公稱轉矩:許用轉速:質量:.
九.減數器的潤滑方式和密封型別的選擇
1、 減數器的潤滑方式：飛濺潤滑方式
2、 選擇潤滑油：工業閉式齒輪油（gb5903-95）中的一種。
3、 密封型別的選擇：密封件：氈圈1 30 jb/zq4606-86
氈圈2 40 jb/zq4606-86
十.設計小節
對一級減速器的獨立設計計算及作圖，讓我們融會貫通了機械專業的各項知識,更為系統地認識了機械設計的全過程，增強了我們對機械行業的深入了解,同時也讓我們及時了解到自己的不足，在今後的學習中會更努力地**.
十一.參考資料
1.「課本」：機械設計/楊明忠朱家誠主編編號 isbn 7-5629-1725-6 武漢理工大學出版社 2023年6月第2次印刷.
2.「手冊」：機械設計課程設計手冊/吳宗澤，羅聖國主編編號isbn7-04-019303-5 北京高等教育出版社 2023年11月第3次印刷.
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