机械设计课程设计-用于链式运输机的圆锥-圆柱二级齿轮减速器F=5700,V=0.3

1、 机电及自动化学院 课程设计说明书设计题目：用于链式运输机的圆锥-圆柱二级齿轮减速器全套图纸加扣3012250582 专 业 机械电子工程 班 级 三班 姓 名 指导老师 设计时间 2011/12/302012/1/12目 录第一章 设计任务书3第二章 传动方案的拟定及说明5第三章 电动机的选择5第四章 计算传动装置的运动和动力参数7第五章 传动件设计计算9第六章 轴的设计计算23第七章 键连接的选择及校核计算33第八章 滚动轴承的选择及计算40第九章 联轴器的选择46第十章 润滑与密封37第十一章 减速器结构设计及附件的选择40第十二章：设计小结45附录：参考资料目录46前 言 （一）设计目的： 通过本课程设计将学过的基础理论知识进行综合应用，培养结构设计、计算能力以及熟悉一般的机械装置设计过程。 （二）传动方案的分析： 机器一般由原动机、传动装置和工作机三部分组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换运动形式以满足工作需要的装置，是机器的重要组成部分。传动装置的设计是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除工作装置的功能外，还要求结构简单，制造方便、成本低

2、廉、传动效率高以及使用与维护方便。本设计中，原动机为电动机，工作机为链式输送机。传动方案采用了三级传动，第一级传动为圆锥-圆柱二级齿轮减速器，第二级传动为开式齿轮传动，第三级传动为链传动。链传动能够保证准确的传动比，传动效率较高，无弹性滑动和整体打滑现象，工作可靠，两轴相距较远，适宜低速重载，工作环境恶劣等场合，因此布置在低速级。开式齿轮传动的工作环境较差，润滑条件不好，磨损较严重，寿命较短，应布置在低速级。圆锥-圆柱齿轮二级减速器的传动效率高，适用功率和速度范围广，使用寿命长，是现代机器中较为常用的机构之一。第一章 设计任务书题目：设计一用于链式运输机传动装置中的圆锥-圆柱二级齿轮减速器一 总体布置简图1电动机 2、7联轴器 3圆锥圆柱二级齿轮减速器 4开式齿轮传动5运输机 6链轮图1二 工作情况：二班制、连续单向运动、有轻微振动、室内工作、无灰尘三 原始数据链条总拉力F（N）：5700N链条节距P（mm）：130mm链条速度V（m/s）：0.3 （运输链速度允许误差：）链轮齿数 Z ：7开式齿轮传动比 i2 ：5.5使用期限：20年、大修期一年生产规模：少批量（40台）生产条件：中

3、等规模机械厂，可加工7-8级精度齿轮及蜗轮 动力来源：电力、三相交流、电压380/220伏四 设计内容1 电动机的选择与运动参数计算；2 齿轮传动设计计算3 轴的设计4 滚动轴承的选择5 键和联轴器的选择与校核；6 装配图、零件图的绘制7 设计计算说明书的编写第二章 传动方案的拟定及说明由题目所知传动机构类型为：圆锥-圆柱二级齿轮减速器。根据已知条件计算出工作机的链轮半径为工作机链轮的转速为按图1所示的传动方案进行设计。第三章 电动机的选择1.电动机类型和结构的选择 电动机的类型根据动力源和工作条件，选用Y系列三相异步电动机 ，电压380V。 2.电动机容量的选择1） 工作机所需的有效功率为 PwFv/1000 =(57000.3/1000)kW=1.71kW2） 电动机的输出功率 为了计算电动机的所需功率Pd,先要确定从电动机到工作机的 总效率。设1、2、3、4、5、6分别为链传动、滚子轴承、开式圆柱齿轮传动、闭式圆柱齿轮传动、锥齿轮传动、联轴器 传动装置总效率为： 0.67电机所需功率为：PdPw/=由机械设计手册软件版v3选取电动机的额定功率为3kW。3.电动机转速的选择 根据机

4、械设计课程设计指导书表1： 取圆锥-圆柱齿轮二级减速器的传动比范围：i1=1025，又已知 开式齿轮传动的传动比i2=5.5 故总传动比i的范围： 故电动机转速的可选范围： 因此选择同步转速为1500r/min。4. 电动机型号的确定根据电动机所需功率，查机械设计手册软件版v3可知，电动机型号为Y100L2-4。Y系列三相异步电动机选择电机型号为Y100L2-4 第四章 计算传动装置的运动和动力参数1.传动装置的总传动比及其分配 已知开式齿轮传动比i2=5.5 则减速器的总传动比为i1=i/ i2=72.30/5.5=13.15 高速级锥齿轮传动比 i3=0.25i1=0.2513.15=3.29 低级传动比为 i4=i1/i3=13.15/3.29=4.00 圆整后取i4=4.00 则i= i3 i4=3.294.0=13.16 则取定各传动比后，当前的总传动比为 传动后运输链速度误差为： （在运输链速度允许误差范围内）2.各轴的转速计算：n1=nm=1430r/minn2= n1/ i3=434.65r/minn3= n2/ i4=108.93r/min n4 =n3=108.93

5、r/minn5=n4/i2=19.81r/min 3.各轴的输入功率计算：P1=Pd6=2.52kWP2= P125=2.37kWP3= P224=2.28kW P4= P362=2.21 kW P5=P424=2.12kW4. 各轴的输入转矩计算： T1=9550P1/ n1=17.03Nm T2=9550P2/ n2=52.71Nm T3=9550P3/ n3=201.98Nm T4=9550P4/ n4=195.96 Nm T5=9550P5/n5=1003.41Nm 各轴的运动及动力参数轴号转速（r/min）功率（kW）转矩（Nm）传动比i114302.5217.033.292434.652.3752.713108.932.28201.984.04108.932.21195.96519.812.121003.415.5i3=3.29i4=4.00第五章 传动件设计计算 1.选齿轮材料、热处理方式及计算许用应力1) 材料及热处理 按使用条件，属中速、轻载，重要性和可靠性一般的齿轮传动。可选用软齿面齿轮，且小齿轮的硬度比大齿轮大3050HBS，具体选择如下： 小圆锥齿轮：40Cr钢

6、，调质处理，硬度为280HBS 大圆锥齿轮：45钢，调质处理，硬度为240HBS2） 确定许用应力 由“机械设计书”中的图1021（P209)，按齿面硬 度查得 ，。 由“机械设计书”中的图1021（P209)，按齿面硬度 查得 ，。 计算应力循环次数，确定寿命系数KFN和KHN。 再根据“机械设计书”中图1018和图1019，分别查得 KFN1=0.85 KFN2=0.90，KHN1=0.90 KHN2=0.95 计算大小锥齿轮的各项许用应力：小齿轮硬度为280HBS大齿轮硬度为240HBSN2=2.504x109KFN1=0.85KFN2=0.90KHN1=0.90KHN2=0.95(一)高速级齿轮的传动设计 由“机械设计书”（P206）查得SH1=SH2=1 , SF1=SF2= 1.4 （ 1.251.5 ） 2. 分析失效形式，确定设计原则 由于设计的减速器属于闭式的，而此对锥齿轮采用的是软齿面啮合，其主要失效形式是疲劳点蚀，但若模数过小也可能会造成轮齿的疲劳折断。故此，按接触疲劳强度设计直径，按弯曲疲劳强度设计模数。 3. 初步确定锥齿轮的基本参数和主要尺寸 由前面的计算可知小锥齿轮的名义转矩 T1=17.03Nm 选择齿轮的传动精度 根据“机械设计书”（P210）中图1022（b）和已知条件，初步选定锥齿轮的传动精度为7级。 初选参数 Z1=20，Z2=Z1 X i3=65 X1=X2=0 Kt=2.4 = =( 根据“课程指导书”（P35）中，小圆锥齿轮齿数取值范围Z1=( 1725) 初算锥齿轮的主要尺寸 1） 按齿面接触疲劳强度设计 根据“机械设计书”中（P224），由式（1025） 式中 的选择，根据已知条件，可知小锥齿轮的支承方式 为悬臂布置，查“机械设计手册（软件版）V3.0”，可得 查“机械设计书”中表106（P201）， 而， 小圆锥齿轮的模数以及平均分度圆半径： 计算小圆锥齿轮平均分度圆处的速度： 根据“机械设计书”中图10-8查得 KV=1.14（P194） 再根据已知工作条件及环境以及“机械设计书”中 （P193）表10-2查得 KA=1.25 齿向载荷分布系数可按下式计算 其中根据已知条件大小圆锥齿轮的支承方式 和“机械设计书”表10-9查得 而齿间载荷分配系数可取 故载荷系数： 进行修正

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