1、中南大学机械设计课程设计说明书全套图纸加153893706设计题目：V带单级直齿圆柱齿轮减速器设 计 人：单 位：班学 号：指导老师：日 期：2009年1月7日星期三设计题目：V带单级直齿圆柱齿轮减速器设计要求：如下图 ， 用于胶带运输的单级圆柱齿轮减速器 ， 传送带允许的速度误差为。
双班制工作 ， 有粉尘 ， 批量生产 。
运输带曳引力F=4KN ， 运输带速度V=3m/s ， 卷筒直径D=600mm ， 使用年限为10年 。
图中1为电动机 ， 2为带传动 ， 3为单级齿轮减速器 ， 4为联轴器 ， 5为卷筒 ， 6是传送胶带 。
设计及计算过程为方便计算见 ， 以下的计算及说明中 ， 带传动和齿轮传动中 ， 均以高速轮作为1 ， 低速轮为2.设计过程及说明一、 。

2、确定传动方案由题目要求可知 ， 需设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动工作条件：双班制工作 ， 有分吃 ， 批量生产 ， 使用年限为10年 。
原始数据：运输带曳引力F=4KN；带速V=3.0m/s；滚筒直径D=600mm；使用年限10年 。
二、电动机选择1、电动机类型的选择： Y系列三相异步电动机2、电动机功率选择：（1）传动装置的总功率：=带2轴承齿轮联轴器滚筒=0.960.9920.980.990.95=0.8672（2）输出功率：P输出=( 3 )电机所需的工作功率：P工作= P输出/=3、确定电动机转速：滚筒工作转速：由手册查知 ， 一级齿轮减速器的传动比为36 ， V带的传动比为24 ， 但在工程应用中 ， 由于齿轮和带 。

3、轮的传动比较大 ， 容易是大齿轮或大带轮过大而成为飞轮 ， 工程中常用的小于4 ， 且也不宜过大 ， 故电动机的转速范围为复合条件的常用的电动机转速有1000r/min ， 1500r/min 。
如果选用1000r/min的电动机 ， 则总的传动比i=1000/95.5=10.47；而选用1500r/min的电动机 ， i=1500/95.5=15.7 。
相比而言 ， 1000r/min的电动机的传动比要小 ， 较好 。
综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比 ， 可见转速为1000r/min的电动机较为合适 ， 故选电动机转速n为1000r/min 。
4、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型 ， 所需的额定功率及同步转速 。

4、 ， 选定电动机型号为Y180L-6 。
主要参数如下：额定功率：15KW ， 满载转速970r/min ， 质量195kg ， 输出轴直径48mm 。
三、传动比的确定及分配1、总传动比i：2、传动比的分配：由手册推荐值选择齿轮传动比=3.5 ， V带的传动比=3 ， 则=3*3.5=10.5 。
因为 ， 误差小于5% ， 故可取 。
四、运动参数及动力参数的计算1、各轴转速的计算2、各轴功率的计算选大带轮和小齿轮的公共轴为轴1 ， 大齿轮的轴为轴2 ， 则3、各轴转矩的计算由可得:=3.80*N*mm,=1.29*N*mm五、传动零件的设计计算1、V带的设计计算（1）、V带带型的选择选择窄V带截型 ， 取工作系数=1.2 ， 则 ， 由和及课本中的窄V带 。

5、选型图可得 ， 应选择SPA型窄V带 。
（2）、确定带轮的基准直径并检验带轮的速度窄V带选型图推荐小带轮的直径为90180mm ， 现选小带轮直径为=125mm 。
取=0.98 ， 由于传动比=3 ， 则=*(1-)=367.5mm ， 查手册取=355mm ， 则=2.90 ， i=*=2.90*3.5=10.15=i ， 符合总的传动比 ， 故设计时要保证齿轮传动比为3.5不变 。
实际从动带轮转速：=带速=6.25m/s,在525m/s范围内 ， 带速合适 。
（3）、确定带长和中心距由课本公式可得 ， 中心距在336960mm之间 。
现取中心距=500mm ， 则V带理论长度为:=1780.4mm查V带基本长度表可得 ， 应取V带长度为=1800mm 。

6、 ， 则实际中心距a为：a=509.8mm（4）、验算小轮包角由可知 ， 所选的带轮直径 ， 带长及中心距适用 。
（5）、确定带的根数由手册查得所选SPA型窄带的各参数如下:=2.98kw, =0.37kw, =0.93, 0.95则取Z=6 ， 过载率为（6.08-6）/6=0.0135%,故满足条件 。
（6）、计算轴上的力查课本上V带截面尺寸表可得q=0.12Kg/m ， 则单根V带初拉力为：作用在轴上的压力为：2、齿轮的设计计算（1）、选择齿轮材料及精度等级大齿轮选用45钢 ， 调质 ， 齿面硬度197286HBS ， 小齿轮选用40Cr调质 ， 硬度为217286HBS ， 都属于软齿面 。
按接触强度设计 ， 按弯曲强度校核 。
根据课本 。

7、上齿轮传动精度等级的选择及应用表选7级精度 ， 齿面粗糙度Ra1.63.2m 。
(2)、按齿面接触疲劳强度设计由于齿轮传递的力及功率较大 ， 现选择齿轮模数m=4 ， 工作系数K=1.2 ， 查手册知 ， 45钢的抗接触疲劳极限为 ， 40Cr调质后的抗接触疲劳极限为 。
取H=1 ， 则 。
选择齿宽系数=0.9 ， 则 ， 取=22 ， 则由d=m*Z可得 ， =88mm ， =308mm=0.9 ， 则b=0.9*=79.2mm取b=80mm ， 则=80mm ， 中心距a=（+）/2=198mm（3）、按弯曲强度校核齿轮查表可得 ， =1.57,=1.72,=2.89,=2.28取=1.25 ， 由课本常用齿轮材料及其力学性能表可得：=410480Mpa ， =56 。

8、0620Mpa由可得： =464Mpa ， =360Mpa所以齿轮的抗弯曲强度足够 。
（4）、计算齿轮圆周速度=1.54m/s ， 合适 。
六、轴的设计计算两根轴都选用45#钢调质 ， 硬度217255HBS1、初步估算轴的直径由手册查知 ， 按扭剪强度估算轴径的公式为： 。
其中P为轴所传递的功率 ， n为轴的转速 ， 是系数 ， 实心时 ， =1 ， A与材料及受力有关 ， 查手册可知 ， A=133144.可得： ， 故选取=50mm ， =70mm 。
2、高速轴的设计及校核（1）、轴的结构设计、轴上零件的定位 ， 固定和装配单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央 ， 相对两轴承对称分布 ， 小齿轮两端用套筒轴向固定 ， 联接以平键作过渡配合固定 ， 两轴承都用套筒定位 ，。

9、则采用过渡配合固定 。
、确定轴各段直径和长度轴的最小直径=50mm ， 现选取各初轴肩的高度差为5mm ， 则安装滚动轴承的轴的直径d为60mm 。
初选用6212型深沟球轴承 ， 其内径为60mm,外径为110mm ， 宽度为22mm 。
考虑齿轮端面和箱体内壁 ， 轴承端面和箱体内壁应有一定距离 。
初取套筒长为20mm 。
根据上述各参数 ， 画出轴的草图 ， 由草图可得 ， 两滚动轴承的支撑跨距为L=90+2*20+22=152mm(2)按弯矩复合强度计算求分度圆直径：已求得=88mm求转矩：已求得=3.80*求圆周力： 求径向力：因为该轴上两轴承对称 ， 所以：LA=LB=76mm绘制该轴的受力图及扭矩图如下所示：由受力图可得:由两边对 。

10、称 ， 知截面C的弯矩也对称 。
截面C在垂直面弯矩为转矩产生的扭剪应力按脉动循环变化 ， 取=1 ， 截面C处的当量弯矩：（3）、校核危险截面C的强度该轴的强度足够 。
3、低速轴的设计算（1）、轴的结构设计、轴上零件的定位 ， 固定和装配单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央 ， 相对两轴承对称分布 ， 小齿轮两端用套筒轴向固定 ， 联接以平键作过渡配合固定 ， 两轴承都用套筒定位 ， 则采用过渡配合固定 。
、确定轴各段直径和长度轴的最小直径=70mm ， 现选取各初轴肩的高度差为5mm ， 则安装滚动轴承的轴的直径d为80mm 。
初选用6216型深沟球轴承 ， 其内径为80mm,外径为140mm ， 宽度为26mm 。
考虑齿轮端面和箱体内壁 ， 轴承端面和箱体 。

11、内壁应有一定距离 。
初取套筒长为20mm 。
根据上述各参数 ， 画出轴的草图 ， 由草图可得 ， 两滚动轴承的支撑跨距为L=80+2*20+26=146mm 。
由于两根轴的长度较为接近 ， 故实际设计时 ， 为了保证美观性及加工的工艺性 ， 在设计时应将两跟轴的支撑跨距选的同样长 。
(2)按弯矩复合强度计算求分度圆直径：已求得=308mm求转矩：已求得=1.29*求圆周力： 求径向力：因为该轴上两轴承对称 ， 所以：LA=LB=76mm低速轴的受力图及扭矩图和高速轴的受力图及扭矩图相似 ， 可参照上图 。
由受力图可得:由两边对称 ， 知截面C的弯矩也对称 。
截面C在垂直面弯矩为转矩产生的扭剪文治武功力按脉动循环变化 ， 取=1 ， 截面C处的当量弯 。

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七、滚动轴承的选择及校核计算根据根据条件 ， 轴承预计寿命L=1636510=58400h1、计算输入轴承已经选得输入轴承型号为6212型 。
（1）已知=970/2.90=334.5r/ min两轴承径向反力：由于该减速器为单级圆柱直齿齿轮减速器 ， 故滚动轴承几乎不承受轴向力 ， .所以 。
查表可得：,(2)计算当量载荷查课本载荷系数表 ， 取=1.1 ， 则(5)轴承寿命计算因为= ， 故取根据手册得6212型滚动轴承的Cr=47800N由于选择的是深沟球轴承 ， 故=3查课本温度系数表取=1 ， 则：预期寿命足够2、计算输出轴承已经选得输入轴承型号为6216型 。
（1）已知=9 。

13、5.5r/ min两轴承径向反力： 由于该减速器为单级圆柱直齿齿轮减速器 ， 故滚动轴承几乎不承受轴向力 ， .所以 。
查表可得：,(2)计算当量载荷查课本载荷系数表 ， 取=1.1 ， 则(5)轴承寿命计算因为= ， 故取=根据手册得6212型滚动轴承的Cr=71500N由于选择的是深沟球轴承 ， 故=3查课本温度系数表取=1 ， 则：预期寿命足够八、键联接的选择及校核计算1、大齿轮和轴用A型平键联接与大齿轮相联接的轴的直径为90mm 。
查手册得 ， 应选取的键型为GB/T 1096 键 25*14*70 t=9 ， 其基本参数如下：b=25mm, h=14mm, L=70mm, t=9mm ， =5.4mm由手册查得 ， 平键的强度计算 。

14、公式是：d为轴的直径 ， 90mm ， k是键与轮毂的接触高度 ， k=h-=8.6mm ， l是键的工作长度 ， l=L-b=45mm代入数据可得：键的强度足够 。
2、输出轴与联轴器用C型平键联接输出轴的直径为70mm查手册得 ， 应选取的键型为GB/T 1096 键 C20*12*60 t=7.5 ， 其基本参数如下：b=20mm, h=12mm, L=60mm, t=7.5mm, =4.9mm则键的强度足够 。
3、输入轴和带轮用A型平键联接输出轴的直径为50mm查手册得 ， 应选取的键型为GB/T 1096键 14*9*70 t=5.5 ， 其基本参数如下：b=14mm, h=9mm, L=70mm, t=5.5mm, =3.8mm则键的强度足够 。
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稿源：(未知)

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标题：机械设计课程设计V带单级直齿圆柱齿轮减速器F4，V3，D600全套图纸|机械设计课程设计V带单级直齿圆柱齿轮减速器F=4V=3D=600(全套图纸）