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1、机械设计基础课程设计 一级锥齿轮减速器设计说明书目录一、传动方案拟定.4二、电动机的选择.4三、计算行动装置总传动比及分配各级传动比.6四、普通V带的设计.6五、直齿圆锥齿轮传动设计.9六、轴的结构设计.10七、轴承的选择及校核.15八、箱体的设计.16九、键的选择及校核.18十、联轴器的选择.19十一、减速器附件的选择.19十二、设计小结及参考文献.34一设计题目设计带式运输机传动装置，示意图如下：二已知条件1）鼓轮直径 D = 250 mm2）鼓轮上的圆周力 F = 4.2kN3）运输带速度 V = 1.1m / s三技术条件1） 传动装置的使用寿命预定为8年，单班制；2） 工作机的载荷性
2、质平稳，起动过载不大于5%，单向回转；3） 电动机的电源为三相交流电，电压为380伏；4） 允许鼓轮的速度误差为5%；5） 工作环境：室内。四设计要求6） 减速器装配图一张；7） 零件图2张： 输出轴和输出轴上齿；8） 设计说明书一份，按指导书的要求书写。计算过程及计算说明:一、传动方案拟定第二组：设计单级圆锥齿轮减速器和一级带传动 1. 电动机 2.带传动3.减速器4.联轴器5.鼓轮 （1） 工作条件：传送机单班制,连续单向回转，载荷平稳，空载起动，室内工作；传动装置的使用寿命预定为8年。该机动力来源为三相交流电，电压为380 /220 伏，传输带速度允许误差5%。（2） 已知数据：鼓轮上的
3、圆周力F = 4.2 kN, 运输带速度V =1.1m/s, 鼓轮直径 D = 250 mm。二、电动机选择1、电动机类型的选择： Y系列三相异步电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，具有适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。2、电动机功率选择:(1)计算工作所需功率Pw Pwkw (2)计算电动机输出功率Pd按常用机械传动效率简表确定各部分效率为V带传动效率1=0.96，滚动轴承效率2=0.98，圆锥齿轮传动效率3=0.96，弹性联轴器效率4=0.99，卷筒轴滑动效率5=0.98，卷筒效率6=0.97。传动装置总效率为 =1223456 =0.960. 9820.
4、960.990.980.97=0.83得出电动机所需功率为Pd =Pw=5.6Kw(3)确定电动机的转速输送机卷筒转速84.0一般可选用同步转速1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机。通常,V带传动常用的传动比范围i1=24, 单级圆锥齿轮的传动比范围i2=23，则电动机转速可选范围为=i=84.0(412)=3361008r/min符合这一同步转速范围的有750r/min,1000r/min,1500r/min。电机从重量、价格及传动比等方面考虑，选用Y160M2-8型电动机。其相关参数如下：型号额定功率满载转速轴径中心高Y160M2-85.5kw720r/min2.02.
5、042mm160mm三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：i0=nm/nw=720/84=8.62、分配各级传动比（1） 取齿轮i1=3（单级减速器i=23合理）（2） =/=8.6/3=2.9四、运动参数及动力参数计算0轴电动机轴 P0=Pd=5.6KWn0=nm=720r/minT0=9550=955074.32Nm1轴高速轴 P1=P001=5.60.96=5.38KWn1=248.2r/minT1=9550=9550207Nm2轴低速轴 P2=P112=5.380.980.965.06KWn2=86.6r/minT2=564.5Nm3轴卷筒轴 P3=P223=3.10.980
6、.96=4.76KWn3= nw=84.0r/minT3=541.1Nm四、V带传动设计1.确定计算功率查表得KA=1.2，则PC=KAP=1.25.6=6.72KW2.确定V带型号按照任务书得要求，选择普通V带。根据PC=6.72KW及n1=720r/min，查图选用A型普通V带。3.确定带轮直径（1）确定小带轮基准直径根据图推荐，V带小带轮选用直径最小为75mm（A型），选择dd1=140mm。（2）验算带速v =5.28m/s5m/sv25m/s,带速合适。（3）计算大带轮直径dd2= i dd1（1-）=2.9140（1-0.02）=397.88mm根据GB/T 13575.1-9规定
7、，选取dd2=400mm4.确定带长及中心距（1）初取中心距a0 得376mma01080mm， 根据总体布局，取ao=700 mm(2) 确定带长Ld：根据几何关系计算带长得 =2=2272.37mm根据标准手册，取Ld =2240mm。 (3)计算实际中心距 5.验算包角： 包角合适。6.确定V带根数Z 根据dd1=140mm及n1=720r/min，查表得P0=1.56KW,P0=0.09KW根据=158.21及查表得 带入公式后，取Z=47.确定初拉力F0F0=500查表得q = 0.1/m,则F0=500=258.00N8.计算带轮轴所受压力QQ=2ZF0sin=24258sin=2
8、026.80N 五、直齿圆锥齿轮传动设计1.齿轮的材料及热处理方法小齿轮选用40Gr，调质处理，齿面硬度为280S。大齿轮选用45 Gr，调质处理，齿面硬度250S，HBS1-HBS2=280-250=30,合适。故 2选取设计参数粗选8级精度取小齿轮齿数Z1，则大齿轮Z2=203，实际传动比传动比误差：|i-i0|/I=|3-3|/3=02.5%。与要求相差不大，可用。并取=0.3，。3.齿轮疲劳强度设计（1）小齿轮上的转矩T1=207.00Nm（2）查表，取载荷系数K=1.2（3）按齿面接触疲劳强度设计得 =966（4）确定齿轮模数取标准模数m=4.5mm（5）小齿轮直径4齿轮几何尺寸计算
9、（1）分度圆直径 （2）分度圆锥角 （3）锥距 （4）齿宽 5校核弯曲疲劳强度 Zv1= = =21.08Zv1= = =189.69查得=4.33, =4.00F1= =168.9MPa=233MPa合格F2= =156.03MPa=184MPa合格六、轴的结构设计1.高速轴的设计（1）确定轴上零件的定位和固定方式(如图)（2）按扭转强度估算轴的最小直径115增大7%经圆整取最小轴径（3）轴的结构设计左起第一段，由于安装带轮，属于基孔制配合，因开有键槽，增大7%并圆整，取轴径30mm，长度60mm，为了便于安装，轴端进行245倒角。左起第二段直径取36mm。根据轴承端盖的装拆以及对轴承添加润
10、滑脂的要求和箱体的厚度，则取第二段的长度40mm。左起第三段，该段装有滚动轴承，选用圆锥滚子轴承，取轴径40mm，长度为32mm。左起第四段，,其直径略大于第三段轴，取50mm，长度取90mm。左起第五段为滚动轴承段，则此段的直径为40mm，长度取32mm。左起第六段，对轴承右端进行定位，有小齿轮，取轴径32mm。长度取80mm。2.输出轴的设计（1）确定轴上零件的定位和固定方式(如图)(2)按扭转强度估算轴的最小直径115增大7%经圆整取最小轴径(3)确定轴各段直径和长度 左起第一段，由于安装联轴器，因开有键槽，轴径扩大7%并圆整，取轴径50mm，长度58mm，为了便于安装，轴端进行245倒
11、角。左起第二段直径取56mm。根据轴承端盖的装拆以及对轴承添加润滑脂的要求和箱体的厚度，则取第二段的长度60mm。左起第三段，该段装有滚动轴承，选用圆锥滚子轴承， 取轴径60mm，长度为46mm。左起第四段，对轴承起到轴肩定位作用,其直径大于第三段轴，取70mm。根据整体布局，长度取120mm。第四段尾部有轴肩，长度4mm，直径78mm。左起第五段安装大圆锥齿轮，根据齿轮的孔径，此段的直径取64mm，长度取58mm。左起第六段，为轴承安装段，根据轴承的尺寸，取轴径600mm。长度取65mm。三、轴的强度校核由于该轴为转轴，应按弯扭组合强度进行校核计算。 大齿轮分度圆直径：已知d2=270mm
12、转矩：已知T2=564.5Nm 圆周力：Ft=2T2/d2=2564.5/270=4181.48N 径向力和轴向力 轴承支反力： 垂直面弯矩：求支反力求水平弯矩计算合成弯矩轴单向转动，扭转切应力为脉动循环变应力，取0.6，则当量弯矩为MT=T=0.6564.5=225.8Nm计算合成弯矩MB=0MC1=468.42NmMC2=480.02Nm轴单向转动，扭转切应力为脉动循环变应力，取0.75，则当量弯矩为MT=T=0.75564.51000=423.38Nm计算总当量弯矩=根据以上数据，作出轴的受力简图（a），垂直面受力图（b），垂直面弯矩图（c），轴水平面受力简图（d），水平弯矩图（e），合
13、成弯矩图（f），扭矩当量弯矩图（g），总当量弯矩图（h）如下。轴的材料为45钢，调质处理，-1=60Mpa.从总当量弯矩图可以看出，截面C为危险截面。截面C为齿轮处，dC=70mm，则七、轴承的选择及校核主动轴32308轴承两对，从动轴32312轴承两对。根据要求对从动轴上的轴承进行强度校核。查相关手册，32312轴承的判断系数e=0.35，当时；当时，轴承基本额定动载荷Cr=228KN，轴承采用正装，要求寿命为19200小时。1.绘制轴承计算简图2.计算各轴承所受总径向力由轴的计算知：B、D处水平支反力=N，B、D处垂直面支反力=N,。 3.计算各轴承内部派生轴向力4.判断放松、压紧端故，轴承2压紧，轴承1放
