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1、机械设计课程设计说明书第 1 页 共 35 页1 设计题目 . 2 2 总体设计 . 2 2.1 方案拟定. 2 2.2 电机选型. 3 2.3 传动比分配. 3 2.4 传动装置的运动和动力参数选择 . 4 3. 传动零件设计. 5 3.1 斜齿圆柱齿轮设计. 5 3.2 直齿圆锥齿轮设计. 8 4. 轴系的设计计算. 12 4.1 高速轴 I 的设计与计算. 12 4.2 低速轴 III的的设计. 16 4.3 中速轴 II的设计与计算. 22 5 滚动轴承的寿命计算. 30 5.1 轴 III的轴承的寿命计算错误！未定义书签。6 键连接的校核计算. 32 7 联轴器的选型. 33 8 润
2、滑和密封方式的确定. 33 9 箱体及附件的结构设计. 34 机械设计课程设计说明书第 2 页 共 35 页1 设计题目设计任务： 设计皮带运输机的圆锥 -圆柱齿轮减速器。用于港口的货物运输，双班制工作（每年以 300天记，轴承寿命达齿轮寿命的1/3 以上）工作中有轻微振动。 原始数据如下：2 总体设计2.1 方案拟定1. 电动机 2. 联轴器 3. 减速器 4. 卷筒 5. 输送带物理量运输带拉力 F(N) 运输带速度 V(m/s) 卷筒直径 D(mm) 使用年限 ( 年) 数据1020 2.6 400 10 机械设计课程设计说明书第 3 页 共 35 页2.2 电机选型1.电动机类型的选择
3、：选用 Y 系列双向交流异步电机2. 电动机功率的选择：a)工作机所需功率：1000FVPKW947.2)90.01000(6.21020b)传动装置的总效率：422轴承联轴 器齿 轮查表 2-2 得：97.0齿轮，99. 0联轴器，99.0轴承（等级为 8）8767.097.096.099.099.024c)电动机所需功率：KWPPd326.38858.0947.23.电动机转速的选择：选用的同步转速为1500r/min 4. 电动机型号的确定：a)查表 16-1,选用的型号为 Y112M-4 ， 其额定功率eP4KW， 满载转速mn1440r/min。b)查表 16-2得： 电动机外伸长度
4、为 L=60mm， 外伸直径为 D=28mm， 轴心高 H=112mm。2.3 传动比分配1.工作机转速：min/1 .124400*6.2100060100060rDVn2.总传动比：6.111.1241440nnim 总3.传动比分配：9.26.1125.025.0总锥ii0.49.26.11锥总 柱iii即高速级的传动比为2.9，低速轴的传动比为4.0。机械设计课程设计说明书第 4 页 共 35 页2.4 传动装置的运动和动力参数选择1. 各轴转速的计算：min/1440rnnmImin/55.4969. 21440IIrinnI锥min/14.1240 .455.496rinnII I
5、II 柱min/14.1240.114.1243rinnIII IV2. 各轴输入功率的计算：联轴器dIPP3.326 0.99=3.293kW齿轮轴承IPPII3.293 0.99 0.97=3.162kW齿轮轴承IIPPIII3.162 0.99 0.97=3.037kW轴承联轴器IIIIVPP3.037 0.99 0.99=2.977kW3. 各轴输入转矩的计算 : II InPT9550mN839.211440293.39550IIII IInPT9550mN621.5955.496162.39550IIIIII IIInPT9550mN634.23314.124037.39550IV
6、IV IVnPT9550mN985.22814.124977.29550机械设计课程设计说明书第 5 页 共 35 页将计算的结果列表如下：轴号转速 nminr功率PkW转矩 TmN传动比iI 1440 3.292 21.839 2.9 II 496.55 3.162 60.814 4.0 III 124.14 3.037 233.634 1.0 IV 124.14 2.977 228.985 3. 传动零件设计3.1斜齿圆柱齿轮设计3.1.1 齿轮材料及热处理方式两齿轮均选 45 钢： 小齿轮调质，硬度260HBS； 大齿轮正火，硬度200HBS。查图 6-18b 得：1limH610MPa
7、，2limH570MPa 1limF230MPa，2limF210MPa 3.1.2 应力循环次数 N及寿命系数8 111030.14)1630010(55.49616060tanN且0.42iu88 1 210575.30.41030.14uNN查图 6-20 得：121NNZZ；查图 6-21 得：121NNYY机械设计课程设计说明书第 6 页 共 35 页3.1.3 许用应力查表 6-9 取1minHS，4 .1minFS，取0. 2STY1min1lim 1NHH HPZMPa6101 1.16102 min2lim 2N HH HPZMPa5701157011 min1lim 1NS
8、T SF FPYYFMPa57.328124.123022 min2lim 2NST SF FPYYFMPa300124.12103.1.4 按齿面接触疲劳强度设计a) 计算工作转矩：mmNnPIIII6081455.496162.3109550109550T33 1b)初选系数和参数：暂取12 ，齿数精度 8 级；因电动机驱动，工作载荷有轻微振动，由表6-2 查得AK=1.25，取vK=1.05；由表 6-5 选取d1，由图 6-3 查得K1.2 ，由图 6-9 查得 K1.15 。VAKKKKK1.251.051.151.2 1.81 由图 6-13 查得HZ2.45 ；查表 6-4 得E
9、Z189.8MPa。取Z0.8，cosZ989.012cosZc) 计算齿轮直径和主要尺寸mmuuKTZZZZddHpEH58.4841416081481.12)570989.08.08.18945.2(12)(321231机械设计课程设计说明书第 7 页 共 35 页选择齿数：201Z，8012uZZ则376.22012cos58.48cos11 Zdmn按表 6-6，取标准模数mmmn5.2中心距mmZZman79.127)8020(12cos25.2)(cos221，圆整取mma128精确计算螺旋角“4525121282)8020(3arccos2)(arccos21 aZZmnmmZm
10、dn20.51“452512cos203cos1 1齿轮圆周速度SmdnvII/33. 110006020.5155.4961000601由表 6-7 可知，选取齿轮精度8 级是合适的。因mmdbd20.5120.5111，故取mmb522，则mmbb60852)105(213.1.5 校核齿轮弯曲疲劳强度计算当量齿数：47.21545212cos20cos331 1ZZV90.85545212cos80 cos332 2ZZV按1VZ，2VZ查图 6-16，得80. 2YFa125.2YFa2查图 6-17，得56.1YSa178.1YSa2取9. 0Y计算断面重合度：64.1“452512
11、cos)801201(2.388.1cos)11(2.388.121ZZ707.064.175.025.075.025.0Y机械设计课程设计说明书第 8 页 共 35 页MPaMPaYYYYmbdKTFPsaFa nI F57.32836.939 .0770.056.182.25.220.51526081481.122111 11MPaMPaYYYYFP SaFaSaFa FF30060.8556.180. 278.125. 236.932 1122 12故满足弯曲疲劳强度。3.1.6 计算齿轮几何尺寸mmZmdn20.51“452512cos205. 2cos1 1mmZmdn80.204“
12、452012cos805.2 cos2 2mmmddna20.56)5. 2220.51(211mmmddna80.209)5. 2280.204(222mmmddnf95.44)5. 25.220.51(5. 211mmmddnf55.198)5. 25 .280.204(5.221mmb601mmb522mmZZman128“452512cos2)8020(5.2)(cos2213.2 直齿圆锥齿轮设计3.2.1 选择材料、确定热处理方式及许用应力选用 45 钢，小齿轮调质，硬度260HBS ，大齿轮正火，硬度200HBS 。查图 6-18 得MPaH6101lim，MPaH5702lim
13、; 查图 6-19 得MPaF2301lim，MPaF2102lim; 查表 6-9 得1.1minHS，4. 11minFs，取0. 2STY. 寿命计算同前：1 21NNZZ,1 21NNYY机械设计课程设计说明书第 9 页 共 35 页MPaZSN HH HP55511.16101 min1lim 1MPaZSN HH HP51811. 15702 min2lim 2MPaYYSNST FF FP57.328124 .12301 min1lim 1MPaZYSNSTFF FP00.300124.12102min2lim 23.2.2 按齿面接触疲劳强度计算设计mmNnPII2183914
14、40293.3109550109550T33 1查表 6-2 得25.1AK,2. 1VK, 取齿宽系数3 .06RR, 因9 .2锥iu则541.0)3.02(9 .213 .0)2(1221RR mdmudb按dm查图 6-9 得15.1K725.115.12.125.1KKKKVA由表 6-4 得MPaZE8.189，对于标准齿轮5.2HZmmuKTZZdRdHpHE85.619.2)3.05.01(3.085. 021839695.14)5185. 28 .189()5.01(85.04)(322321221取321Z, 则8.92209.212uZZ，取932Z于是mmZdm933.
15、13285.6111取标准模数mmm2则实际mmmZd64322113.2.3 校核齿根弯曲疲劳强度机械设计课程设计说明书第 10 页 共 35 页9454.0 9.219 .21cos 221uu3260.0 9.21111cos 222u85.339454.032cos11 1ZZV28.2853260.093cos22 2ZZV查图 6-16 得50. 2YFa115.2YFa2查图 6-17 得64.1YSa188. 1YSa2比较0125. 057.32864. 150.2111FPSaFaYY0135. 000.30088.115. 2222FPSaFaYY故大齿轮的弯曲强度较弱，应代入大齿轮的数据进行计算，且725.1KMPaMPauZmYYKTFPRRSaFa F00.30015.1129.21322)3.05.01(3.088. 115.221839725.141)5.01(42223222 13
