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1、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 题目：用于链式运输机的圆锥题目：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 ： 姓名 ： 指导老师 ： 设计时间：2014年1月19日2014年1月30日 目目录录 第一章第一章设计任务书设计任务书. 3 3 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.4.4 第三章第三章电动机的选择电动机的选择.4.4 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.6.6 第五章第五章传动件设计计算传动件设计计算.8.8 第六章第六章轴的设
2、计计算轴的设计计算.23.23 第七章第七章键连接的选择及校核计算键连接的选择及校核计算.36.36 第八章第八章滚动轴承的选择及计算滚动轴承的选择及计算.38.38 第九章第九章联轴器的选择联轴器的选择.4.42 2 第十章第十章润滑与密封润滑与密封.43.43 第十一章第十一章减速器结构设计及附件的选择减速器结构设计及附件的选择.44.44 第十二章第十二章 设计小结设计小结.49.49 附录附录：参考资料目录参考资料目录.50.50 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
3、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
4、，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。 设计计算及说明设计计算及说明结果结果 第一章第一章设计任务书设计任务书 一、传动方案一、传动方案示意图示意图 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 图图 1 二、二、工作工作条件条件： 二班制，连续单向运动，有轻微振动，室内工作，无灰尘 三、三、原始原始数据数据 链条总拉力 F（N） ：6000N 链条节距 P（mm） ：175mm 链条速度
5、V（m/s） ：0.35 （运输链速度允许误差： %5 ） 链轮齿数 Z ：7 开式齿轮传动比 i ：6 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 四、四、设计内容设计内容 1、传动系统方案的分析； 2、电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算； 3、传动零件的设计计算； 4、轴的设计计算； 5、轴承及其组合部件选择和轴承寿命校核； 6、键联接和联轴器的选择及校核； 7、减速器箱体，润滑及附件的设计； 8、装配图和零件图的设计； 9、设计小结； 10、参考文献；
6、 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。 工作机主轴的转速： min/14.17 1757 35. 0100060100060 r ZP v nw 初步可判断选用同步转速为 1000r/min 或 1500r/min 的电动机作为原动机， 按图 1 所示的传动方案进行设计。 第三章第三章电动机的选择电动机的选择 1 电动机类型和结构型式电动机类型和结构型式 按工作要求和工作条件，选用一般用途的 Y 系列三相异步电动机。 min/14. 71rnw 2 电动机容量电动机容量 电动机工作所需功率为kw Fv Pw1 . 2 10
7、00 35. 06000 1000 电动机的输出功率为 w d P P 电动机到输送链的总效率为 65432 5 1 查机械设计课程设计书 p12 表 2-3，滚子轴承效率98. 0 1 ；开式圆 柱直齿轮传动效率94. 0 2 ；弹性联轴器效率99. 0 3 ；刚性联轴器效率 97. 0 4 ；锥齿轮效率（齿轮精度为 7 级）97. 0 5 ；圆柱齿轮传动效率（齿轮 精度为 8 级）97. 0 6 ；链传动效率96. 0 7 ，带入得： 768. 097. 097. 097. 099. 094. 098. 0 5 kWkW P P w d 73. 2 768. 0 1 . 2 查机械设计课程
8、设计表 17-1，选电动机额定功率为 3kW。 3 电动机转速的确定电动机转速的确定 d n 链的转速min/14.17 1757 35. 0100060100060 r ZP v nw 由已知条件知，开式齿轮传动比 6i ；由表 2-1 知，圆锥-圆柱齿轮减速器的传 动比 158i ，则总传动比合理范围为0948 2 i ，电动机转速的可选范围为 min/6 .154272.822/min14.1790)(48rrnin w 符合这一范围的同步转速有 1000r/min 和 1500r/min 两种，可查机械设计课程 设计表 17-1 得二种方案，如表 1 所示。 表 1 可选电动机参数比较
9、 方案 电动机型 号 额定功率 /kW 电动机转速/(r/min) 质量/kg 同步转速满载转速 1Y132S-63100096063 2Y100L2-431500143038 总传动比 867 . 0 kWPd73. 2 选定电动机型号为 Y100L2-4，其主要性能参数见表 2： 表 2电动机主要性能参数 电动机型号额定功率 d P满载转速 m n额定电压 V轴直径 Y100L2-4kw31430r/min380v28mm 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 传动装置总传动比传动装置总传动比43.83 14.17 1430 n n i m a 2 分
10、配各级传动比分配各级传动比 开式齿轮传动比为6 0 i 减速器传动比为905.13 6 43.83 0 i i i a 圆锥齿轮传动比48. 3905.1325. 025. 0 1 ii 圆柱齿轮传动比4 48. 3 905.13 1 2 i i i 各轴转速 轴min/1430 1 rnn m 轴min/92.410min/ 48. 3 1430 1 1 2 rr i n n 轴min/73.102min/ 4 92.410 2 2 3 rr i n n 轴min/73.102 34 rnn 轴min/12.17min/ 6 73.102 0 4 5 rr i n n 3 各轴输入功率各轴输
11、入功率 43.83 a i 开式齿轮传 比6 0 i 高速级传动比 3.48 1 i 低速级传动比 4 2 i min/1430 1 rn n410.92r/mi 2 n n102.73r/mi 3 n n102.73r/mi 4 n min/12. 71 5 rn 电动机轴kWPP d 2.73 0 轴kWkWPP70. 299. 073. 2 301 轴kWkWPP57. 297. 098. 070. 2 5112 轴kWkWPP44. 297. 098. 057. 2 6123 轴kWkWPP32. 297. 098. 044. 2 4134 轴kWkWPP14. 294. 098. 0
12、32. 2 2145 4 各轴转矩各轴转矩 轴mNmN n P T03.18 1430 07 . 2 95509550 1 1 1 轴mNmN n P T73.59 92.410 57. 2 95509550 2 2 2 轴mNmN n P T83.226 73.102 .442 95509550 3 3 3 轴mNmN n P T67.215 73.102 23 . 2 95509550 4 4 4 轴mNmN n P T75.1193 12.17 2.14 95509550 5 5 5 表 3运动和动力参数计算结果 第五章第五章 传动件的设计计算传动件的设计计算 计算项目轴轴轴轴轴 功率/
13、kW2.732.572.442.322.14 转速/(r/min)1430410.92102.73102.7317.12 转矩/(Nm)18.0359.73226.83215.671193.75 传动比3.48416 kWP57. 2 2 kWP44 . 2 3 kWP32. 2 4 kWP14. 2 5 mNT03.18 1 mNT73.59 2 mNT83.226 3 mNT67.215 4 mNT75.1193 5 一一、直齿锥齿轮设计、直齿锥齿轮设计 已知输入功率 2.73kw，输出功率 2.57kw，小齿轮转速 1430r/min，齿数比 u=3.48，由电动机驱动，工作寿命 20 年（每年工作 300 天） ，二班制，工 作有轻震，不反转。 1、 选定齿轮精度等级、材料及齿数选定齿轮精度等级、材料及齿数 1） 选用标准直齿锥齿轮齿轮传动，压力角取 20 0 2） 圆锥圆柱齿轮减速器为通用减速器，速度不高，查机械设计（第 九版） 表 10-6 选用 7 级精度(GB10095-88) 3） 选择小齿轮材料为 45 钢(调质)，硬度为 230HBS。 选择大齿轮材料为 45 钢（正火） ，硬度为 200HBS。 4） 小齿轮可取 Z=2
