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1、机械设计课程设计机械设计课程设计说明书说明书专业：机械电子工程专业：机械电子工程班级：班级：114120403学号：学号：11412990506姓名：施岚川姓名：施岚川2016 年年 12 月月 29 日日重庆理工大学重庆理工大学3目录目录1、任务设计书32、传动方案的拟订及说明3三、选择电动机4四、计算传动装置的运动和动力参数5五、传动件的设计计算6六、轴的设计计算15七、滚动轴承的选择及计算34八、键联接的选择及校核计算37九、联轴器的选择38十、减速器附件的选择39十一、润滑与密封39 十二、箱体数据39十三、设计小结40十四、参考目录404一、任务设计书一、任务设计书设计一用于带式运输
2、机上的圆锥圆柱齿轮齿轮减速器。工作经常满载，空载启动，工作有轻振，不反转，单班制工作。运输带容许速度误差为 5%。减速器为小批生产，使用期限 10 年。（已知带式运输机驱动卷筒的圆周牵引力F=2000N，带速 v=1.2m/s，卷筒直径 D=320m，设每年工作 300 天）二、传动方案的拟订和说明二、传动方案的拟订和说明计算驱动卷筒的转速如下：min/6 .713202 . 1100060100060rDvnw选用同步转速为 1000r/min 或 1500r/min 的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为 13，根据总传动比数值，可拟定以下传动方案：图一5三、选择电动机三、选择电动机
3、1）电动机类型和结构型式按工作要求和工作条件，选用一般用途的 Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。2）电动机容量(1)卷筒的输出功率PkwFvpw4 . 210002 . 120001000(2)电动机输出功率dPdPP 传动装置的总效率12 3345 26 式中、为从电动机至卷筒轴的各传动机构和轴承的效率。12由课程设计教材表 2-5 查得：V 带传动=0.96；滚动轴承=0.988；12圆柱齿轮传动=0.97；圆锥齿轮传动=0.96；弹性联轴器=0.99；卷筒轴滑动轴承345=0.96；则60.96 0.9883 0.97 0.96 0.99 0.99 0.960.81故
4、kwp96. 281. 04 . 2pd6(3)电动机额定功率edP由教材查得选取电动机额定功率。4.0edPkw3）电动机的转速推算电动机转速可选范围，由课程设计教材表 2-3 查得带传动常用传动比范围，12 4i 单级圆柱齿轮传动比范围，圆锥齿轮传动比范围，则电动机转速可选23 6i32 3i范围为：min/42962 .859321riiinnd初选同步转速分别为 1000r/min 和 1500r/min 的两种电动机进行比较，如下表：电动机转速(r/min)方 案电动机型号额定功率 （） 同步满载电动机质 量(kg)1Y132M1-641000960732Y112M-44150014
5、4043传动装置的传动比总传动比V 带传动二级减速器12.373.13.9918.564.644两方案均可行,但方案 1 传动比较小,传动装置结构尺寸较小,因此采用方案 1,选定电动机的型号为Y132M1-64）电动机的技术数据和外形,安装尺寸7四、计算传动装置的运动和动力参数四、计算传动装置的运动和动力参数1）传动装置总传动比4 .136 .71960nnim2）分配各级传动比因为是圆锥圆柱齿轮减速器，所以35. 325. 01ii圆锥圆柱齿轮减速器传动比435. 34 .1312iii3）各轴转速（轴号见图一）min/6 .71min/6 .714287min/28735. 3960min
6、/960min/9604523 412 3121rnnrinnrinnrnnrnnm4）各轴输入功率按电动机所需功率计算各轴输入功率，即dP8kwppkwppkwppkwppkwppd63. 266. 298. 066. 297. 0988. 078. 278. 296. 089. 2895. 2988. 099. 096. 296. 22453234423521215）各轴转矩mnnpmnnpTmnnpTmnnpTmNnpT789.3509550T27.3559550627.929550799.28955045.29955055 544 433 322 211 1项目轴 1轴 2轴 3轴 4
7、轴 5转速(r/min)96096028771.671.6功率(kw)2.962.8952.782.662.63转矩(N*m)29.4528.79992.63355.27350.79传动比113.3541效率10.9780.960.9580.988五、传动件的设计计算五、传动件的设计计算圆锥直齿轮设计已知输入功率，小齿轮转速 960r/min，齿数比 u=3.35，由电动机驱动，工kwp895. 22作寿命 10 年（设每年工作 300 天），一班制，带式输送机工作经常满载，空载起动，工作9有轻震，不反转。1、 选定齿轮精度等级、材料及齿数1） 圆锥圆柱齿轮减速器为通用减速器，速度不高，故选用
8、 7 级精度(GB10095-88)2） 材料选择 由机械设计（第九版） 表 10-1 选择小齿轮材料为(调质)，硬度为40rC280HBS，大齿轮材料为 45 钢（调质），硬度为 240HBS。3） 选小齿轮齿数，大齿轮齿数，取整。则125z 75.832535. 32z842z36. 3258412zzu2、 按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即1132.92() 2(1 0.5)2Et RRHZKTdu（1）确定公式内的各计算数值1） 试选载荷系数1.8tK 2） 计算小齿轮的转矩mmnnpT287995105 .9522 23） 选齿宽系数0.33R4）由机械设计（第九版）图
9、10-25d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限10，大齿轮的接触疲劳强度极限lim1600HMPalim 2550HMPa5）由机械设计（第九版）表 10-5 查得材料的弹性影响系数189.80.5EZMPa6） 计算应力循环次数810114. 436. 39103824. 1N27) 由机械设计（第九版）图 10-23 取接触疲劳寿命系数120.93,0.96HNHNKK8) 计算接触疲劳许用应力取失效概率为 1%，安全系数 S=1，得12lim1 1lim 2 20.93 6005580.96 550528HNH HHNH HKMPaS KMPaS（2）计算1） 试算小齿轮分度圆直径
10、，代入中较小的值1tdHmmuRRKTzdHE t03.6005.192. 232121 2） 计算圆周速度 vsmndv/01. 310006096003.60 100060213） 计算载荷系数根据，7 级精度，由机械设计（第九版）图 10-8 查得动载系数smv/01. 31.12vK 11直齿轮1HFKK由机械设计（第九版）表 10-2 查得使用系数1.25AK 根据大齿轮两端支撑，小齿轮作悬臂布置，查机械设计（第九版）表得轴承系数，则1.25HbeK1.51.5 1.251.875HFHbeKKK接触强度载荷系数1.25 1.12 1 1.8752.625AvHHKK K KK 4）
11、 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，得07.6811ttKKdd5） 计算模数 mmm722. 22507.6811取标准值3mmm6）计算齿轮相关参数mmudRuummmm46.1312174169016 136. 336. 3arccos 1arccos252843752532122212211 6） 圆整并确定齿宽mmRrb38.4346.13133. 0圆整取，249bmm153bmm123、 校核齿根弯曲疲劳强度1） 确定弯曲强度载荷系数 1.25 1.12 1 1.8752.625AvFFKK K KK 2） 计算当量齿数78.30474cos84 cos04.2616cos
12、25 cos22 211 1zzzzvv3） 由机械设计（第九版）查得齿形系数12.60FaY22.06FaY应力校正系数11.595saY21.97saY4） 由机械设计（第九版）查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮1500FEMPa的弯曲疲劳强度极限2380FEMPa由机械设计（第九版）取弯曲疲劳寿命系数10.88FNK5）20.94FNK6） 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数，得1.4S 13 1112220.88 500314.291.4 0.94 380255.141.4FNFE FFNFE FKMPaS KMPaS7）校核弯曲强度根据弯曲强度条件公式进行校核 2 2(1 0.
13、5)2FaSa FF RKTY Y bmZMpazmbYKTYRSaFa F62.755 . 01 212 111 1MpazmR756.235 . 01b YKTY222 2Sa2Fa2 2F满足弯曲强度，所选参数合适。圆柱斜齿轮设计已知输入功率，小齿轮转速 187r/min，齿数比 u=4，由电动机驱动，工作寿命kwP78. 2310 年（设每年工作 300 天），一班制，带式输送机工作经常满载，空载起动，工作有轻震，不反转。1、 选定齿轮精度等级、材料及齿数1）圆锥圆柱齿轮减速器为通用减速器，速度不高，故选用 7 级精度(GB10095-88)2）材料选择 由机械设计（第九版）表 10-
14、1 选择大小齿轮材料均为 45 钢（调质），小齿轮齿面硬度为 250HBS，大齿轮齿面硬度为 220HBS。3）选小齿轮齿数，大齿轮齿数123z 24 2392z 144）选取螺旋角。初选螺旋角 142、按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即3 1321()2tHE t dHKTuZ Zdu (1) 确定公式内的各计算数值1） 试选载荷系数1.6tK 2） 计算小齿轮的转矩mmnT26.9248528778. 25105 .9533） 选齿宽系数1d4） 由机械设计（第九版）图 10-20 选取区域系数2.433HZ 5） 由机械设计（第九版） 查得，则10.76520.866121.6
15、316）由机械设计（第九版）表 10-5 查得材料的弹性影响系数189.80.5EZMPa7） 计算应力循环次数8100332. 148101328. 41030081128760601 231NNjlhnN158） 由机械设计（第九版）图 10-25 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳强度极限lim1600HMPalim 2570HMPa9）由机械设计（第九版）图 10-23 取接触疲劳寿命系数120.95,0.98HNHNKK10）计算接触疲劳许用应力取失效概率为 1%，安全系数 S=1，得12lim1 1lim 2 20.95 6005700.98 570558.6H
