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1、机械课程设计说明书设计题目：带式运输机传动装置的设计专业班级：学生姓名：学生学号：指导教师：时间：2013-1-17（1）引言（2）设计题目（3）电动机的选择（4）传动零件的设计和计算（5）减速箱结构的设计（6）轴的计算与校核（7）键连接的选择和计算（8）联轴器的选择 （9）设计小结（10）参考文献一、 引言课程设计是考察学生全面在掌握基本理论知识的主要环节。本次是设计一个锥齿轮减速器，减速器是用于电动机和工作机之间的独立的闭式传动装置。课程设计内容包括：设计题目，电机选择，运动学动力学计算，传动零件的设计及计算，减速器结构设计，轴的设计计算与校核。锥齿轮减速器的计算机辅助机械设计，计算机辅助
2、设计及计算机辅助制造（CAM/CAD）技术是当今设计以及制造领域广泛采用的先进技术，通过本课题的研究，将进一步深入的对这一技术进行深入的了解和学习。减速器的设计基本上符合生产设计的要求，限于作者水平有限，错误之处在所难免，望老师予以批评改正。二、 设计题目：带式运输机传动装置的设计1. 传动方案锥齿轮减速器开式齿轮2. 带式运输机的工作原理如图 20-13. 工作情况1）工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温度 35 度；2）使用折旧期：8 年；3）检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；4）动力来源：电力，三相流，电压 380、220V；5）运
3、输带速度允许误差： 5%；6）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。4.设计数据运输带工作拉力 F/N 运输带工作速度 V/(m/s） 卷筒直径 D/mm 5 设计内容1）按照给定的原始数据和传动方案设计减速器装置；2）完成减速器装配图 1 张；3）零件工作图 1-3 张；4）编写设计计算说明书一份。三、电动机的选择：（一） 、电动机的选择1、选择电动机的类型： 按工作要求和条件，选用三机笼型电动机，封闭式结构，电压 380V，Y 型。2、选择电动机容量 ：电动机所需的功率为： kwadp（其中： 为电动机功率， 为负载功率， 为总效率。 ）dpa而 KW, 所以 KW10Fvwad
4、Fv10传动效率分别为：联轴器效率 .951滚动轴承的效率 .98642圆锥齿轮传动效率 0.3开式齿轮传动效率 7卷筒传动效率 .95传动装置的总效率 应为组成传动装置的各部分运动副效率之乘积,即：a 783.095.609.8.024987654321 a所以 3、确定电动机转速卷筒轴工作转速为查表可得：一级圆锥齿轮减速器传动比 ，一级开式齿轮传动比321i，则总传动比合理范围为 ，故电动机转速的可选范围为 732i 6ai根据这个查表可以选择的电动机有以下几种：表 1综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和减速器的传动比可见第 2 个方案比较合适因此选定电动机型号为 Y132M 2
5、6，其主要性能如下表 2：表 2电动机转速r/min 传动装置的传动比方案电动机型号额定功率 PKW 同步转速 满载转速电动机重量Kg参考价格元 总传动比齿轮传动 减速器1 Y132S 4 5.5 1500 1440 682 Y132M2 6 5.5 1000 960 843 Y160M2 8 5.5 750 710 119满载时型号 额定功率 KW转速r/min电流A效率% 功率因数电动机主要外形和安装尺寸列于下表：Y132SM2 6 5.5 960 2.0 2.0（二） 、确定传动装置的总传动比和分配传动比1、总传动比由选定的的电动机满载转速 和工作机主动轴转速 n，可得传动装置的总传动比
6、为= (1)电动机型号为 ，满载转速 = ,且工作机主动轴转速 n = ,则由上面公式(1)可得：2、分配传动比总传动比为各级传动比的乘积，即(2)naii21设 、 分别为圆锥齿轮的传动比和圆柱齿轮的传动比，在圆锥齿轮减速器的传动比范围内 = 3则由公式 （2）可得得 根据圆柱齿轮减速器的传动比范围可取 4 ，3、计算传动装置的运动和动力参数（1） 、各轴转速轴 轴 轴 轴 (2)、各轴输入功率轴 轴轴轴(3)、各轴输入转矩 电机轴输出转矩所以各轴输出转矩为：轴 轴 轴 轴 效率 PKW转矩 TN*M轴名输入 输出 输入 输出转速 nr/m传动比 效率电动机轴 5.0 49.74 9601
7、0.97I 轴 4.85 4.66 48.26 46.33 9603 0.94II 轴 4.56 4.51 136.21 134.85 305.731 0.97III 轴 4.43 4.21 132.15 125.54 305.73IV 轴 4.12 3.91 515.50 489.43 76.434.19 0.93四、传动零件的设计计算（一） 、选择圆锥齿轮传动的设计计算1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）运输机为一般工作机器，速度不高，故选用 8 级精度，齿形角 ，20齿顶高系数 ，顶隙系数 。*1ah*0.2c（2）材料选择，小齿轮材料为 40Cr（调质） ，硬度为 280HBS
8、，大齿轮材料为45 刚（调质） ，硬度为 240HBS，二者材料硬度相差 40HBS。2.按齿面接触疲劳强度设计公式： 22131)5.0(74HPERRZuKTd（1） 、确定公式内的各计算值1）查得材料弹性影响系数 ，节点区域系数 。1289.EZMa5.2HZ2）按齿面的硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 ，大齿轮的接lim160HMPa触疲劳极限 。lim250HMPa3）计算应力循环次数小齿轮： 大齿轮： 4）查表得到： 5) 查得接触批量寿命系数93.01NZ97.02NZ6）计算接触疲劳许用应力7）可以选取 ， ， ， ；25.1AK2.1V.K1所以 8V8)9） 3.0R10)
9、 iu(2)计算1）试算小齿轮的分度圆直径，带入许用应力中的较小值 MPaHP6.42得： =89.42mm22131)5.0(74HPERRt ZuKTd2）计算圆周速度 v smnv 49.1063.1063)齿数，由公式得大齿轮齿数6252dicz，c=18md6.83.10所以 =70.946252icz取 ，则 ，71267.31z取 。则齿数比 ，41z 96.2412zu与设计要求传动比的误差为 1.33%，可用。4）模数大端模数 mt 73.24.891取标准模数 m=4mm。5）大端分度圆直径zd96241m872小齿轮大端分度圆直径大于强度计算要求的 89.43mm。6）节
10、锥顶距不 能 圆 整 ）(96.14.24122 mzmR7）节圆锥角（未变位时，与分度圆锥角相等）18.664968=18395496.21arctgut71.335032=7120612908)大端齿顶圆直径小齿轮 mda 1.0cos11大齿轮 892529）齿宽 mRb9.46.13.0取 m452110）进行强度校核计算402.37MPa444.6MPaudKTZRRHE312)5.01(7所以强度符合。3、按齿根弯曲疲劳强度设计公式： 2213)5.0(74uzYKTmFPRRsa(1) 确定公式内的各计算值1）查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 ，大齿轮的弯曲疲劳强度150FEMa。2
11、380FEMPa2）查得弯曲疲劳寿命系数 9.,6.21NNY3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳系数 S=1.6 则 MPaSYFENFp 75.268.1081FEFp .3.9224)查取齿形系数 ，651FaY2.Fa5)应力校正系数 ，8.s 761s6)计算大小齿轮的 ，并加以比较：FPsa0158.7.26851FPsaY 01836.5.42732FPsaY大齿轮大所以取 0.01836(2)、带入以上数据可以求得=2.652213)5.0(74uzYKTmFPRRsa(3)进行强度校核计算带入公式206.74MPa213.75MPa 所以符合。saFRRF Yuz1)5.01(
12、423127） 、数据整理 名称 符号 公式 直齿圆锥 小齿轮 直齿圆锥大 齿轮齿数 zz24 71模数 m m 4传动比 i i 2.96分度圆锥度，arctg112-90。 5398 62071分度圆直径dzd96 284齿顶高 ahmha*4 4齿根高 f cf)(4.8 4.8齿全高 h fa8.8 8.8齿顶圆直径ad，1*1os2h2cma101.61(大端) 285.89（大端）齿根圆直径f ，1*1ff22s 90.39 283.11齿距 p p12.56 12.56齿厚 s s 6.28 6.28齿槽宽 e 2me6.28 6.28顶隙 c c* 0.8 0.8锥距 R 21
13、d149.89 149.89齿顶角 a，21f1fa429 4291齿根角 f Rhrctgfff 齿顶圆锥角a，11aa2236290 4897齿根圆锥角f ，ff22 15 20当量齿数 vzcoszv 25.33 221.88齿宽 bR45 45（二） 、开式圆柱齿轮的设计计算1、选定齿轮类型和精度等级。因为为开式齿轮所以选择硬齿面，工作较为平稳选用 8 级精度，选择材料是铸钢，硬度为 250HBS。小齿轮齿面强度为 400HBS，大齿轮齿面强度为 360HBS，两者材料硬度相差为 40HBS。选取小齿轮齿数 ，则 。201z 802412zu2、按齿根弯曲疲劳强度计算： FPsadYz
14、KTm213(1)、确定公式中的各计算值：1)查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 MPaFE2801大齿轮的弯曲疲劳强度极限 72)计算应力循环系数： 91 1023.516360 hjLnN892 0.4.u3)从而查到寿命系数 7.0,93.21NNY4)选取疲劳安全系数 S=2， ， ST得到： MPaYSNTFEP 4.26093.28011 TFEP .17.123)材料弹性系数 210.8MPaZE4)选取齿宽系数 5d5)计算载荷系数 K选取 ， ， ，25.1A15.V2.1K所以 75.6)初选 ，则相应的 ， ；01Z8.1FaY1sa，2.2s所以 0167.1FPsa选取较大值5.2
