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1、0 机电及自动化学院机电及自动化学院机电及自动化学院机电及自动化学院 课程设计说明书课程设计说明书 设计题目：用于链式运输机的圆锥设计题目：用于链式运输机的圆锥- -圆柱二级齿轮减速器圆柱二级齿轮减速器 专业 ： 机 械 制 造 班级 设计时间：2015年1月18日2015年1月29日 目目录录 1 第一章设计任务书.3 第二章传动方案的拟定及说明.4 第三章电动机的选择.4 第四章计算传动装置的运动和动力参数.6 第五章传动件设计计算.7 第六章轴的设计计算.24 第七章键连接的选择及校核计算.37 第八章滚动轴承的选择及计算.39 第九章联轴器的选择.43 第十章润滑与密封.44 第十一章
2、减速器结构设计及附件的选择.45 第十二章设计小结.52 附录：参考资料目录.53 2 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
3、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。 3 第一章第一章设计任务书设计任务书 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 一一 总体布置简图总体布置简图 1电动机
4、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 图图 1 二二 工作情况：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 三三 原始数据原始数据 链条总拉力 F（N） ：7000 N 链条节距 P（mm） ：150mm 链条速度 V（m/s） ：0.2（运输链速度允许误差：%5） 链轮齿数 Z ：6 开式齿轮传动比 i2：无要求 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 4 四四 设计内容设计内容 1 电动机的选择与运动参数计算
5、； 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 第二章第二章传动方案的拟定及说明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。 工作机链轮的转速为 min/33.13)1506/(2 . 0100060)/(100060rzpvnw 按图 1 所示传动方案进行设计。 min/33.13rnw 第三章第三章电动机的选择电动机的选择 1.1.电动机类型和结构的选择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。 2.2.
6、电动机容量的选择电动机容量的选择 1）工作机所需的有效功率为 PwFv/1000 =(7000 0.2/1000)kW=1.4kW 2）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。由机械设计课程设计 14 页表 2-3 查得：弹性联轴器 1 =0.99； Y 系列三相异步电 动机 kWP W 4 . 1 5 闭式圆锥齿轮传动 2 =0.96；闭式圆柱齿轮传动 3 =0.97；可移式刚性联轴器（低速 级） 4 =0.97；开式圆柱齿轮传动 5 =0.96；球轴承 6 =0.99；则 传动装置总效率为： 12345650.816 电机所需功率为： PdPw
7、/=1.4/0.816kwkw72. 1 由机械设计课程设计选取电动机的额定功率为 2.2kw。 3 3.电动机转速的选择电动机转速的选择 采用开式圆柱齿轮传动比5 1 i； 由机械设计课程设计 11 表 2-2 查得，圆锥-圆柱二级齿轮减速器传动比范围228 2 i，则电动机转速可 选范围为： min/) 3 .14662 .533(33.135)228 ( 21 riinn wd 根据工作条件：室内常温、二班制、连续单向运行，有轻微振动，电压 为 380V 的三相交流电源，电动机输出功率为 1.72kw，选用 Y 系列三相 异步电动机，型号为 Y112M6，其主要性能数据如下： 电动机满载
8、转速min/940rnm，额定功率kwpm2 . 2。 816. 0 kwP d 72. 1 选择电机型号为 Y112M6 6 第四章第四章计算传动装置的运动和动力参数计算传动装置的运动和动力参数 1）传动装置总传动比 52.70 33.13 940 W m n n i 2）分配各级传动比 取开式齿轮传动比 i1=5；减速箱传动比 i2=70.52/5=14.1 设圆锥圆柱齿轮减速器中圆锥齿轮传动比为 i3，圆柱齿轮传动比为 i4， 取 i3=0.25i2=0.2514.1=3.525， 圆柱齿轮传动 4 525. 3 1 .14 3 2 4 i i i 3）各轴的转速计算： n1=nm=94
9、0r/min n2= n1/ i3=(940/3.525) r/min =266.67r/min n3= n2/ i4=(266.67/4) r/min =66.67r/min n4=n3=66.67r/min n5=n4/i1=66.67/5=13.33r/min 4）各轴的输入功率计算： P1=Pd1=1.72x 0.99 =1.70kW P2= P162=1.70 x 0.99 x 0.96=1.62kW P3= P263=1.62 x 0.99 x0.97=1.56kW P4= P364=1.56 x 0.99 x0.97=1.50kW P5=P465=1.50 x 0.99 x 0.
10、96 =1.43kW 5）各轴转矩： i3=3.525 i4=4 7 T1=9550P1/ n1=9550 x 1.70/940 =17.27Nm T2=9550P2/ n2=9550 x 1.62/266.67=58.02Nm T3=9550P3/ n3=9550 x1.56/66.67=223.46Nm T4=9550P4/ n4=9550 x 1.50/66.67=214.86 Nm T5=9550P5/n5=9550 x1.43/13.33=1024.50Nm 运动和动力参数计算结果整理于下表： 轴号转速（r/min）功率（kW）转矩（Nm）传动比 i 19401.717.27 3.5
11、25 2266.671.6258.02 366.671.56223.46 4.0 466.671.50214.86 513.331.431024.505.0 第五章第五章传动件设计计算传动件设计计算 ( (一一) )高速级齿轮的传动设计高速级齿轮的传动设计 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： 8 由机械设计（第九版） 中图 10-25d 查的小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限 分别为， lim 2550HMPa ， lim1600HMPa
12、计算应力循环次数 lim1600HMPa lim 2550HMPa 2 1 8 .189 MPaZE 小圆锥齿轮：45 钢，调质处理，硬度为 280HBS 大圆锥齿轮：45 钢，正火处理，硬度为 240HBS 2）选小齿轮齿数22 1 z，大齿轮齿数55.77525. 322 12 uzz，取 77 2 z。 2.按齿面接触强度设计 由设计计算公式进行试算，即 （1）确定公式内的各计算数值 1)试选载荷系数 Kt=1.3 2)计算小齿轮的转矩为输出转矩 T1=9.55106P/n=9.551061.7/940=1.73104Nm 3)选齿宽系数R=0.3 由机械设计（第九版） P226 式 10-29 按齿面硬度查得小齿轮 的接触疲劳确定许用应力 3 2 2 1 1 )5.01( 4 H HE RR t t ZZTK d 由机械设计（第九版） 中的图 1020（P203)，按压力角为 20o查得 ZH=2.5,由 P202 表 10-5 查的弹性影响系数 ZE=189.8MPa1/2。 小齿轮硬度 为 280HBS 大大 齿轮硬度 为 240HBS 22 1 z 77 2 z R=0.3 9 9 9 1 2 9 11 1053. 1 22/78 1041. 5 1041. 5)2030082
