机械设计课程设计用于螺旋输送机一级圆柱齿轮减速器设计

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1、题题 目目: 用于螺旋输送机的一级圆柱齿轮减速器的设计用于螺旋输送机的一级圆柱齿轮减速器的设计学学 院院 材料科学与工程学院材料科学与工程学院专专 业业 冶金冶金学学 号号 学生姓名学生姓名 指导教师指导教师 起讫日期起讫日期 2013.7.12013.7.12目目 录录0 课程设计任务书课程设计任务书31 1 电动机的选择电动机的选择41.1 电动机类型和结构的选择41.2 电动机容量选择41.3 确定电动机转速41.4 电动机型号选择52.2. 传动参数计算传动参数计算52.1 确定传动比52.2 齿轮传动比62.3 计算传动参数63 3 传动零件的设计计算传动零件的设计计算63.1 闭式

2、圆柱斜齿轮传动73.2 开式圆锥齿轮传动124 4 轴的机构设计及强度计算轴的机构设计及强度计算154.1 高速轴（小齿轮轴）设计154.2 低速轴（大齿轮轴）设计205 5 轴承的寿命计算轴承的寿命计算275.1 高速轴轴承寿命计算275.2 低速轴轴承寿命计算296 6 其它零部件选择及键的强度校核其它零部件选择及键的强度校核316.1 键的选择与校核316. 2 联轴器的选用326. 3 铸铁减速箱体的主要结构尺寸327 7 技术要求技术要求348 8 参考文献参考文献 349 9 设计小结设计小结 351010课程设计任务书原件课程设计任务书原件 37机械零件设计机械零件设计课程设计任

3、务书课程设计任务书班级班级 冶金 姓名姓名 学号学号 一、项目设计：一、项目设计：用于螺旋输送机的一级圆柱齿轮减速器用于螺旋输送机的一级圆柱齿轮减速器二、运动简图二、运动简图1.电动机；2、4.联轴器；3.一级圆柱齿轮减速器；5.开式圆锥齿轮传动；6.输送螺旋。三、原始数据（三、原始数据（B2 斜）斜） 输送机工作轴转矩 T 850 Nm输送机工作轴转速 n 125 r/min 输送机工作转速允许误差 5% 工作年限 8 年 2 班制。四、设计任务四、设计任务 减速器装配图（A1 号图纸） 1 张；零件工作图（A3 号图纸） 1 张；1. 大齿轮工作图 1 张；2. 减速器输入轴工作图 1 张

4、；设计说明书 1 份。五、设计期限五、设计期限2013 年 6 月 17 日 至 2013 年 6 月 28 日指导教师： 发题日期： 计计 算算 及及 说说 明明主主 要要 结结 果果 1. 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 按工作要求和工作条件，选择 Y 系列三相交流异步电动 机，此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机。1.2 电动机容量选择1.2.1 输送机所需功率Pw=Tn / 9550 = 850150/9550 = 11.126 kw 1.2.2 传动装置总效率 总=42 式中：1、2、3、4分别为滚动轴承（4 对） 、联轴 器（2 个） 、圆锥直齿轮和

5、圆柱斜齿轮传动的传动效率。 根据机械设计课程设计P9 表 2-3 查得 ： =0.99，0.99，0.93，=0.97。 则： 总=0.9940.9920.930.97=0.851.2.3 输送机所需电动机的功率Pd =P/总=11.126/0.85=13.09kw 由表 10-1 选取电动机额定功率 Ped=15 kw。1.3 确定电动机转速1.3.1 输送机工作轴转速为：nw（1-5%）（1+5%）125r/min118.75131.25 r/min1.3.2 电动机转速 根据机械设计课程设计P5 表 2-1 推荐的传动比合理 范围：取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围 I1=35。 取开式

6、圆锥齿轮传动的传动比 I2=24。 总传动比理论范围为：I总总= I1 I2 =（35）（24） = 620 因此电动机转速的可选范围：Nd= I总 n = (620)(118.75131.25)= 712.53150 r/min 根据表 10-1 可以确定：符合这一转速范围的同步转速有： 1000、1500 和 3000r/min。查表 10-1 得电动机数据及计算出 总传动比列于附表 1-1 中。5.80总Pd=13.09kW Ped=15kW计计 算算 及及 说说 明明主主 要要 结结 果果1.41.4 电动机型号选择 根据容量和转速，由相关手册查出三种适用的电动机型号：附表附表 1-1

7、1-1 电动机数据及传动比电动机数据及传动比电动机转速 (r/min)方案 电动机型号额定 功率 kw同步转速 满载转速质量 /kg总传 动比1Y160M2-2153000293012519.53 2Y160L-415150014601449.733 3Y180L-61510009701956.47电动机转速越高，价格越低，而传动装置的轮廓尺寸较 大。表中所列方案 1 与方案 2 电动机转速高，质量轻，价格 便宜，但方案 1 总传动比最大，转动装置外廓尺寸大，制造 成本大；方案 3 质量大，转速低，价格高，转动装置外廓尺 寸小 。综合考虑电动机的价格和传动装置尺寸条件，为了合 理地分配各级传动

8、比，使传动装置结构紧凑，决定选用方案 2， 即选定电动机型号为：Y160L-4。 其满载转速 n满 =1460r/min，Ped=15KW。 由机械设计课程设计P106 页表 10-3 得：电动机轴中心高 H (mm) 电动机轴伸出端长 E (mm)电动机轴直径 D (mm) 160110422传动参数计算传动参数计算原始数据：原始数据： 输送机工作轴上转矩T (Nm)输送机工作轴转速 N (r/min)工作年限8501258 年 2 班制2.1 确定传动系统的总传动比和分配各级传动比2.1.1 总传动比：电动机型号： Y160L-4mmH160 mmE110 mmD42总传动比： 68.11

9、总i计计 算算 及及 说说 明明主主 要要 结结 果果68.111251460总 总wnni2.2 齿轮传动比取减速箱内闭式圆柱齿轮的传动比为 i柱=3.20，则开 式圆锥齿轮传动比：65.320.368.11柱总 锥iii2.3 计算传动系统的运动和动力参数2.3.1 各轴转速1 轴(高速轴)：min14601rnn满2 轴(低速轴)：min456.2520. 314601 2rinn柱3 轴(外传动轴)：min25.45623rnn4 轴(输送机轴)：min150.0823.04456.253 4rinn锥2.3.2 各轴输入功率联轴器效率：99. 0联球轴承效率：99.0轴承闭式圆柱齿轮

10、传动效率：79 . 0柱开式圆锥齿轮传动效率：0.93锥1 轴：12.96KW0.9913.09联1dPP2 轴：12.445KW.970.99012.96柱轴承12PP3 轴：KW20.210.99.99012.445联轴承23PP3.20柱i3.65锥imin14601rn min25.4562rn min25.4563rn min082.1504rn KW96.121PKW445.122P12.20KW3PKW23.114P计计 算算 及及 说说 明明主主 要要 结结 果果4 轴：KW23.11.930.99020.12锥轴承34PP2.3.3 各轴的输入转矩1 轴：mN773.8414

11、6096.129550955011 1nPT2 轴：mN493.26025.456445.129550955022 2nPT3 轴：mN364.25525.45620.129550955033 3nPT4 轴：mN586.714082.15023.119550955044 4nPT附表附表 1-2 各轴运动和动力参数各轴运动和动力参数轴名功率 P/kW转矩 T(Nm)转速 n (r/min)传动比ai效率 高速轴12.9684.77314603.200.96 低速轴12.445269.493456.25 3.040.98外传 动轴12.20255.364456.25输送 机轴11.23714.

12、586150.08210.923传动零件的设计计算传动零件的设计计算3.1 减速器内传动零件设计 3.1.1 选择传动类型、齿轮材料及确定许用应力 闭式圆柱斜齿轮传动。 小齿轮选用 40Cr 调质，齿面硬度为 241286HBW，；MpaMpaFEH500,60011lim大齿轮选用 45 调质，齿面硬度为 217255HBW。MpaMpaFEH360,55022limmN773.841TmN493.2692TmN364.2553TmN586.7144T小齿轮 40Cr 调 质大齿轮 45 调质8 级精度计计 算算 及及 说说 明明主主 要要 结结 果果 3.1.2 按齿面接触强度设计 设齿轮按 8 级精度制造（要求软齿面粗糙度，） 。umRa3 . 62 . 3smv10（1）确认公式内的各计算数值1）由表 11-3 与表 11-5，查表得取载荷系数,5 . 1tK查表 13-26 得齿宽系数 0 . 1d2）转矩与螺旋角1T因两齿轮均为钢质齿轮