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1、机电学院机电学院机电学院机电学院 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 机械电子工程 班级 四班 姓名 指导老师 设计时间 2016/1/102016/1/20 目目录录 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.38 第十一章减速器结构设计及附件的选择.40
2、 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
3、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2、7联轴器3圆锥圆柱二级齿轮减速器4
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） ：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：%5） 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 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
5、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。 根据已知条件计算出工作机的链轮半径为 mmzpr90.144)2/(7130)2/( 工作机链轮的转速为 min/77.19)14490. 02/(3 . 060)2/(60rrvnw 按图 1 所示的传动方案进行设计。 mmr90.144 min/77.19rnw 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，
6、选用 Y 系列三相异步电动机 ，电压 380V。 2.2.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 =(5700 0.3/1000)kW=1.71kW 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。设1、2、3、4、5、6分别为链传动、滚子轴承、开 Y 系列三相异步电 动机 kWPW71. 1 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/=kw55. 2 由机械设计手册软件版 v3 选取电动机的额定功率为 3kW。 3 3.电动机转速的选择电动
7、机转速的选择 根据机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： 5 .13755 21 iii 故电动机转速的可选范围： min/)27201088(rnind 因此选择同步转速为 1500r/min。 4 4. 电动机型号的确定电动机型号的确定 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。 67. 0 KwPd55. 2 选择电机型号为 Y100L2-4 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 1.传动装置的
8、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= i3i4=3.294.0=13.16 则取定各传动比后，当前的总传动比为 38.725 . 500. 429. 3 243 iiii 传动后运输链速度误差为： %117. 078.19/ )38.72/143078.19(/ )/( ninn m （在运输链速度允许误差%5范围内） 2.各轴的转速计算： n1
9、=nm=1430r/min n2= n1/ i3=434.65r/min n3= n2/ i4=108.93r/min n4=n3=108.93r/min n5=n4/i2=19.81r/min 3.各轴的输入功率计算： P1=Pd6=2.52kW P2= P125=2.37kW P3= P224=2.28kW P4= P362=2.21 kW P5=P424=2.12kW 4.各轴的输入转矩计算： i3=3.29 i4=4.00 T1=9550P1/ n1=17.03Nm T2=9550P2/ n2=52.71Nm T3=9550P3/ n3=201.98Nm T4=9550P4/ n4=1
10、95.96 Nm T5=9550P5/n5=1003.41Nm 各轴的运动及动力参数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 i 114302.5217.03 3.29 2434.652.3752.71 3108.932.28201.98 4.0 4108.932.21195.96 519.812.121003.415.5 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
11、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，调质处理，硬度为 280HBS 大圆锥齿轮：45 钢，调质处理，硬度为 240HBS 2）确定许用应力 由“机械设计书”中的图 1021（P209)，按齿面 硬 度查得MPa H 600 1lim ，MPa H 550 2lim 。 由“机械设计书”中的图 1021（P209)，按齿面硬度 查得MPa FE 550 1 ，MPa FE 500 2 。 计算应力循环次数，确定寿命系数 KFN和 KHN。 9 11 10237. 83001620143016060 h LjnN 99 412 10504. 229.
12、 3/10237. 8/iNN 再根据“机械设计书”中图 1018 和图 1019，分别查得 KFN1=0.85KFN2=0.90， KHN1=0.90KHN2=0.95 计算大小锥齿轮的各项许用应力： 小齿轮硬度 为 280HBS 大大齿轮硬度 为 240HBS MPa H 600 1lim MPa H 550 2lim MPa FE 550 1 MPa FE 500 2 9 1 10237. 8N N2=2.504x109 KFN1=0.85 KFN2=0.90 KHN1=0.90 KHN2=0.95 由“机械设计书” （P206）查得 SH1=SH2=1 ,SF1=SF2= 1.4 （ 1.251.5 ） MPa540/ 111lim1 HHNHH SK MPaSK HHNHH 5 .522/ 222lim2 MPaSK FFNFF 93.333/ 111lim1 MPaSK FFNFF 43.321/ 222lim2 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
