基礎課程課程設計說明書
設計題目：帶傳動—單級圓柱直齒減速器
院系：機械工程與力學學院
專業：工業工程
班級：工業工程095
姓名：張亞運
學號：096130002
指導教師：胡少媚
2023年7月15日
帶傳動一單級圓柱直齒減速器設計計算說明書
設計題目：帶式運輸機的專用傳動裝置
原始資料：輸送帶的拉力f=740n；輸送帶線速度v=1.3m/s；驅動滾筒直徑d=240mm；工作機傳動效率為1。
工作條件：使用期限：8年（每年按365天算）；
工作班制：兩班制。
載荷性質：連續單向運轉、平穩，空載起動。
生產批量：小批量生產
傳動方案：
總體設計：
一、 電動機的選擇
（1）電動機型別的選擇根據動力源和工作條件，選用y系列三相非同步電動機。
（2）電動機功率的選擇
滾筒所需要的有效功率為：,其中為工作機傳動效率。
為計算電動機所需功率pd ,需確定傳動裝置的總效率η。設各效率分別為：（v帶）、（8級閉式齒輪傳動）、（滾動軸承）、（彈性聯軸器）。
查表得： =0.95； =0.
97； =0.98； =0.99；則傳動裝置的總傳動效率為：
η= =0.95×0.97×0.
982×0.992=0.867。
電動機所需功率為： pd=pw/η=0.962/0.867=1.110kw
查表可知選取電動機的額定功率為1.5kw。
（3）電動機轉速的選擇
選用常用同步轉速1000r/min和1500r/min兩種做對比。
工作機轉速 r/min
總傳動比,其中為電動機的滿載轉速。
現將兩種電動機的有關資料列表比較：
由上表可知方案2總傳動比過大，為了能夠合理分配傳動比，使傳動裝置結構緊湊，決定選用方案1。
(4)電動機型號的確定
根據以上選用的電動機型別，所需的額定功率及同步轉速，選定電動機型號為y100l-6。查表可知電動機的機座中心高為100mm，外伸軸徑為28mm，外伸軸長度為60mm。
二、傳動比的分配
現總傳動比為i=9.082，查表選取v帶傳動比=3.003，齒輪減速器傳動比。
三、傳動裝置的運動和動力分配引數計算
1. 各軸的轉速計算
=940r/min
==940/3.003=313.020r/min
=313.020/3.024=103.512 r/min
=103.512 r/min
2.各軸的輸入功率計算
p=1.110kw
=1.110×0.95×0.99=1.044kw
=1.044×0.97×0.98=0.992kw
p3=p2=0.992×0.98×0.99=0.963
3.各軸的輸入轉矩計算
td=9550pd/nm =9550×1.110/940=11.277
= 9550×1.044/313.020=31.852
= 9550×0.992/103.512=91.522
9550×0.963/103.512=88.846
表一: 各軸的運動和動力引數
四、v帶傳動的設計
1．確定計算功率pc 已知p=1.110kw; =940r/min, =3.003,查表得工作情況係數k=1.
1,則p=kp=1.1×1.110=1.
221kw
2.確定v帶帶型根據p,，由教材圖13-15，選用z型普通v帶
3.確定帶輪的基準直徑由教材表13-9，取主動輪基準直徑=106mm，從動輪基準直徑=106×3.003=318.
32，由教材表13-9取=315mm，實際傳動比=315/106=2.972，與原分配轉動比基本一致。
根據參考文獻3 p220公式可知：帶的速度： =5.214m/s(帶速在5.25m/s範圍內，合適)
4.確定普通v帶的基準長度和傳動中心距
根據參考文獻3 p220公式可知：0.7(d+d) < a < 2(d+d)， 初步確定中心距a0=650mm，符合。
=1977.77mm
由教材表13-2，選取帶的基準長度l=2000mm
實際中心距=661.12mm
5．驗算主動輪上的包角α1
×57.30=161.890>1200 (主動輪的包角合適)
6.計算普通v帶的根數zz=
今n=940 r/min，dd1 =106mm,i1=3.003，查教材表13-3由線性關係得 p=0.32kw；查教材表13-5得, δp=0.
02kw查教材表13-2得,k=1.18；查教材表13-7得,k=0.95 則：
=3.27 取z=4根
7. 計算預緊力f0
由教材表13-1查得q=0.06kg/m，
8、計算作用在軸上的壓軸力fp
=2×4×50.33sin(161.890/2)=397.62n
表二v帶傳動的主要引數
9.帶輪的設計
由教材表13-10查得e=12±0.3mm;f=8±1mm，則帶輪邊緣寬度b=(z-1)e+2f=(4-1) ×12+2×8=52mm，大帶輪輪轂直徑由後續主動軸的設計而定。
五、減速器齒輪的設計
1、選擇齒輪材料及精度等級、材料及齒數
1、 按傳動方案選用圓柱齒輪傳動
2、 輸送機為一般機械，速度不高，故選用8級精度。
3、 材料選擇：45號鋼，進行調質處理，平均硬度為235hbs。大齒材料為45鋼，正火，硬度為190hbs，二者硬度差為45hbs
4、 選小齒數為z1=24，i2z1=3.024×24=72.576，取z2=73，齒數比為u=73/24=3.042
2、按齒面接觸疲勞強度設計
根據參考文獻3 p171公式可知：
①、取載荷係數k=1.5
②、取齒寬係數φ=0.8
③、取區域係數zh=2.5
④、由於所設計的齒輪是標準齒輪，取,查教材表11-4取彈性係數
⑤、小齒輪傳遞的轉矩t1=
⑥、查表可選取小齒輪的接觸疲勞極限=550mpa，大齒輪的接觸疲勞極限=390mpa，
⑦、取s=1.0， =390/1=390mpa
計算：①、計算小齒輪分度圓直徑
根據參考文獻3 p171公式可知：
=②、計算模數m及齒厚b
③ 計算圓周速度v===1.016m/s，可知運用8級精度滿足要求
④、齒高h=2.25m=2.25×2.57=5.78mm
3、按齒面彎曲疲勞強度設計
根據參考文獻3 p173公式可知：
mm1 、查取齒輪係數及應力校正係數
yfa1=2.74 ， ysa1=1.58 ，yfa2=2.28，ysa2=1.76， =380mpa， =325mpa
則=0.011 <=0.012
②、計算（按大齒輪）
=1.32mm
對比計算結果，由於齒面模數m的大小主要取決於彎曲強度所決定的承載能力，故可取由彎曲強度算得的模數1.32mm，並就近圓整為標準值m=1.5mm，而按照接觸強度求得的分度圓直徑d1=61.
70mm，重新修正齒輪齒數 z1=d1/m=61.70/1.5=41.
33，取z1=42，則z2=取z2=127,實際傳動比為i2=z2/z1=127/42=3.024,與原分配比3.024一致
4、幾何尺寸計算
①、中心距計算 a=(z1+z2)/2=(42+127)×1.5/2=126.75mm,將中心距圓整為126mm
②、計算大小齒輪的分度圓直徑
d1=z1m=42×1.5=63mm , d2=z2m=127×1.5=190.5mm
③、計算齒輪寬度 b=.d1=0.8×63=50.4mm,圓整後取b=50mm。 則b2=50mm(大齒輪)；b1=55mm(小齒輪)
實際d1=63mm,mn=1.5mm均大於計算的要求值，故齒輪的強度足夠。
5.齒輪結構設計
小齒輪1由於直徑較小，採用齒輪軸結構。大齒輪2採用孔板式結構，結構尺寸按經驗公式和後續設計的中間軸配合段直徑計算。
表三：齒輪各項引數
6、齒輪草圖
大齒輪草圖：
圖一小齒輪草圖：
圖二 六、軸的設計與校核
一、 軸的最小直徑估算和材料選擇
初選軸的材料為45號鋼，調質處理。若最小直徑軸段開有鍵槽，有乙個，d增大5%~7%，有兩個，d增大10%~15%。由《機械設計基礎》公式14-2知d≥c.
mm。而c查教材表14-2得高速軸為126，低速軸為120 則高速軸最小直徑d』1min=18.79mm，因高速軸最小直徑處安裝大帶輪，設有乙個鍵槽，則d1min=d』1min(1+7%)=18.
79×1.07=20.11mm ，取整數為20mm。
低速軸d』2min=25.28mm 因其最小直徑處安裝聯軸器，設有乙個鍵槽，則d2min=d』2min(1+7%)=25.28×1.
07=27.05mm,取整數為28mm。
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