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1、1第一章 设计任务书1.1 设计题目传动方案 锥齿轮减速器开式齿轮带式运输机的工作原理已知条件 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。设计数据 运动带工作拉力： 2200N ； 运输带工作速度： 1.15m/s ； 2卷筒直径： 240mm ； 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
2、1 张； 3）零件工作图 1 张4）编写设计计算说明书一份。 第二章 传动装置总体设计方案2.1 传动方案传动方案已给定，后置外传动为开式圆柱齿轮传动，减速器为一级圆锥齿轮减速器。第三章 选择电动机3.1 电动机类型的选择根据用途选用 Y 系列三相异步电动机。3.2 确定传动装置的效率查表得：联轴器的效率：1=0.99滚动轴承的效率：2=0.98锥齿轮的效率：3=0.97开式圆柱齿轮的效率：o=0.96滚动皮带的效率：w=0.97= 21 4 2 3 =0.970.960.992 0.984 0.97=0.81733.3 选择电动机容量工作机所需功率为= 1000=2200 1.15 1000
3、= 2.53电动机所需额定功率:=2.53 0.817= 3.1工作转速：=60 1000 =60 1000 1.15 240= 91.56/经查表按推荐的合理传动比范围，选定电机型号为：Y112M-4 的三相异步电动机，额 定功率 Pen=4kW，满载转速为 nm=1440r/min，同步转速为 nt=1500r/min。电动机型号同步转速 /(r/min)额定功率/kW满载转速 /(r/min)Y112M-41500414403.4 确定传动装置的总传动比和分配传动比（1）总传动比的计算由选定的电动机满载转速和工作机主动轴转速，可以计算出传动装置总传动比为：=1440 91.56= 15.
4、727（2）分配传动装置传动比取开式圆柱齿轮传动比：ic=4减速器传动比为1= 3.93第四章 计算传动装置运动学和动力学参数4.1 电动机输出参数0= 3.140= = 1440/0= 9550000 00= 9550000 3.1 1440= 20559.034.2 高速轴的参数P1= P0 1= 3.1 0.99 = 3.07kWn1= n0= 1440r/1= 9550000 1n1= 9550000 3.07 1440= 20360.07Nmm4.3 低速轴的参数P2= P1 2 3= 3.07 0.98 0.97 = 2.92kWn2=n1i1=1440 3.93= 366.41r
5、/T2= 9550000 P2n2= 9550000 2.92 366.41= 76106Nmm4.4 轴的参数P3= P2 1 2= 2.92 0.99 0.98 = 2.83kWn3= n2= 366.41/T3= 9550000 P3n3= 9550000 2.83 366.41= 73760.27Nmm4.5 工作机的参数P4= P3 o 2 2 w= 2.83 0.96 0.98 0.98 0.97 = 2.53kWn4=n3i3=366.41 4= 91.6r/T4= 9550000 P4n4= 9550000 2.53 91.6= 263771.83Nmm各轴转速、功率和转矩列于
6、下表轴名称转速 n/(r/min)功率 P/kW转矩 T/(Nmm)电机轴14403.120559.03高速轴14403.0720360.07低速轴366.412.9276106轴366.412.8373760.275工作机91.62.53263771.83第五章 开式圆柱齿轮传动设计计算5.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1.根据传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动，压力取为 =20。2.参考表 10-6 选用 7 级精度。3.材料选择 由表 10-1 选择小齿轮 20Cr（渗碳淬火） ，齿面硬度为 5862HRC，大齿 轮 20Cr（渗碳淬火） ，齿面硬度为 5862HRC4.选小齿轮齿数
7、=20，则大齿轮齿数=i=204=81。1215.2 按齿根弯曲疲劳强度设计1.由式（10-7）试算模数，即mt32 KFt T Yd z21YFa YSaF(1)确定公式中的各参数值。a.试选 KFt=1.3b.由式（10-5）计算弯曲疲劳强度用重合度系数 Y= 0.25 +0.75 = 0.25 +0.75 1.692= 0.693c.计算 YFaYSa/F由图 10-17 查得齿形系数YFa1= 2.8，YFa2= 2.218由图 10-18 查得应力修正系数YSa1= 1.55，YSa2= 1.771由图 10-24c 查得小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为Flim1= 620MP
8、a、Flim2= 620MPa由图 10-22 查得弯曲疲劳寿命系数KFN1= 0.92，KFN2= 0.92取弯曲疲劳安全系数 S=1.25，由式（10-14）得61=1 1=0.92 620 1.25= 456.322=2 2=0.92 620 1.25= 456.321 11= 0.009512 22= 0.00861两者取较大值，所以 = 0.00951(2)试算齿轮模数mt32 KFt T Y z21YFa YSaF=32 1.3 76106 0.6930.8 202 0.00951=1.597mm2.调整齿轮模数(1)计算实际载荷系数前的数据准备a.圆周速度 1= 1= 1.597
9、 20 = 31.94 = 1 60 1000= 31.94 366.41 60 1000= 0.612b.齿宽 b = 1= 0.8 31.94 = 25.552c.齿高 h 及齿宽比 b/h =(2 + ) = 3.593 =25.552 3.593= 7.112(2)计算实际载荷系数根据 v=0.612m/s，7 级精度，由图 10-8 查得动载系数 Kv=1.062查表 10-3 得齿间载荷分配系数=1.1由表 10-4 用插值法查得 KH=2.045，结合 b/h=7.112 查图 10-13，得=1.171。7则载荷系数为= = 1 1.062 1.1 1.171 = 1.368(
10、3)由式（10-13） ，按实际载荷系数算得的齿轮模数m = mt3KFKFt= 1.597 31.368 1.3= 1.624mm取 m=3mm(4)计算分度圆直径1= 1= 3 20 = 605.3 确定传动尺寸1.计算中心距a =(z1+ z2) m2= 151.5mm，圆整为152mm2.计算小、大齿轮的分度圆直径1= 1 = 20 3 = 602= 2 = 81 3 = 2433.计算齿宽 = 1= 48取 B1=55mm B2=50mm5.4 校核齿面接触疲劳强度齿面接触疲劳强度条件为H=2 KH Td d31u + 1 u ZH ZE Z(1)T、d 和 d1 同前a.根据 v=
11、1.15m/s、7 级精度，由图 10-8 查得动载系数 Kv=1.022b.齿轮的圆周力。= 2 1= 2 76106 60= 2536.87_ _/ = 1 2536.87/55 = 46| e，Pr=0.4Fr+YFa轴承基本额定动载荷 Cr=32.2kN，额定静载荷 C0r=37kN，轴承采用正装。要求寿命为 Lh=19200h。由前面的计算已知轴水平和垂直面的支反力，则可以计算得到合成支反力：29Fr1=R2 AH+ R2 AV=( 128.37)2+ (431.56)2= 450.25NFr2=R2 BH+ R2 BV=(410.37)2+ ( 1229.56)2= 1296.23
12、N查表得系数 Y=1.61=12= 140.72=22= 405.07由前面计算可知轴向力 Fae=71N1= + 2= 476.072= 2= 405.07Fa1Fr1= 1.06eFa2Fr2= 0.31 e查表得 X1=0.4，Y1=1.6，X2=1，Y2=0查表可知 ft=1，fp=1因此两轴承的当量动载荷如下：1= 1 1+ 1 1= 0.4 450.25 + 1.6 476.07 = 941.812= 2 2+ 2 2= 1 1296.23 + 0 405.07 = 1296.23取两轴承当量动载荷较大值带入轴承寿命计算公式=106 60( )10 3= 26150.25 1920
13、0由此可知该轴承的工作寿命足够。8.2 低速轴上的轴承校核轴承型号内径(mm)外径(mm)宽度(mm)基本额定动载 荷(kN)3020735721754.2根据前面的计算，选用 30207 轴承，内径 d=35mm，外径 D=72mm，宽度 B=17mm查阅相关手册，得轴承的判断系数为 e=0.37。当 Fa/Fre 时，Pr=Fr；当 Fa/Fre，Pr=0.4Fr+YFa30轴承基本额定动载荷 Cr=54.2kN，额定静载荷 C0r=63.5kN，轴承采用正装。要求寿命为 Lh=19200h。由前面的计算已知轴水平和垂直面的支反力，则可以计算得到合成支反力：Fr1=R2 AH+ R2 AV=(168)2+ (248)2= 299.55NFr2=R2 BH+ R2 BV=( 101)2+ (506)2= 515.98N查表得系数 Y=1.61=12= 93.612=22= 161.24由前面计算可知轴向力 Fae=266N1= + 2= 427.242= 2= 161.24Fa1Fr1= 1.43eFa2Fr2= 0.31 e查表得 X1=0.4，Y1=1.6，X2=1，Y2=0查表可知 ft=1，fp=1
