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1、机械设计课程设计姓 名：班 级：指导教师：成 绩：日期:引言1 设计题目 12 总体传动方案的设计与分析 13. 电动机的选择 24. 传动装置运动及动力参数计算 45. 减速器齿轮的参数计算及校核 65.1高速级减速齿轮的设计 65.2低速级减速齿轮的设计计算 96. 轴的设计计算 146.1轴I的设计计算 146.2轴U的设计计算 166.3轴川的设计计算 187. 轴及各轴上轴承的强度校核 207.1轴I及与之配合的轴承的强度校核 207.2轴U及与之配合的轴承的强度校核 247.3轴川及与之配合的轴承的强度校核 288. 键的选择及强度校核 329. 箱体的设计计算 3410. 小型标
2、准件的选择 3611. 减速器的结构，密封与润滑 3712. 设计小结 3813. 附件 38参考文献 39课程设计是全面考察学生掌握基本理论知识的重要环节，同时也是检验学生对基本知识的应用能力，反映学生的实践能力等的重要依据。机械设计课程设计涉及多门学科的知识， 其中机械设计、机械原理、材料力学、机电传动技术、机械制造技术、机械制造装备技术等 相关知识是课程设计的理论指导。本次课程设计是设计一个用于带式运输机的圆柱圆锥齿轮 减速器。减速器是用于电动机和工作机之间独立的闭式传动装置。本减速器属两级传动减速器（电机一一联轴器一一减速器一一联轴器一一滚筒）。该课程设计内容包括：任务设计书，参数选择
3、，传动装置总体设计，电动机的选择，运动参数计算，圆柱圆锥齿轮传动设计，圆 柱圆锥齿轮的基本尺寸设计，齿轮轴的尺寸设计与校核，减速器箱体的结构设计，减速器其 他零件的选择，减速器的润滑等和 A0图纸装配图1张、A3图纸零件图2张。设计参数的确 定和方案的选择通过查询有关资料所得。圆柱圆锥齿轮减速器的计算机辅助设计，计算机辅助设计及辅助制造（CAD/CA M技术是当今设计以及制造领域广泛采用的先进技术，通过本课题的研究，将进一步深入地对这一技术进行深入地了解和学习。本文主要介绍二级圆柱圆锥齿轮减速器的设计过程及其相关 零、部件的CADS形。利用其他的一些辅助软件可以帮助计算立体几何实物的强度硬度，
4、材 料的选择等，利用有限元分析软件能对轴等零件进行有限元分析，利用三维计算机辅助设计（CAD，能清楚、形象的表达减速器的外形特点。计算机辅助设计及辅助制造（CAD/CAM技术是当今设计及制造领域广泛采用的先进技术。1. 设计题目1.1工作条件1.1.1两班制，每班8小时，连续单向转动，载荷变化不大，空载启动，室内工作，有 粉尘，环境最高温度35 C;1.1.2使用期限：10年；1.1.3检修间隔期为：大修周期为3年；1.1.4运输带速度允许误差为土 5%1.1.5 设计工作机效率=0.95 ；w1.1.6 小批量生产1.2设计原始数据数据编号输送带工作拉力输送带转速运输带卷筒直径F/KNV/m
5、/sD/mm2-41.251.62901.3设计任务1.3.1设计带式运输机上的两级圆锥-圆柱齿轮减速器装配图1张1.3.2绘制输出轴、大齿轮的零件图1张。1.3.3编写设计说明书1份。2. 总体传动方案的设计与分析2.1选择方案两级圆锥-圆柱齿轮减速器传动系统运动简图如图所示2 联轴器3 二级圆柱圆锥减速器4卷筒5运输带图2.12.2方案特点分析该工作机采用的是原动机为 丫系列三相笼型异步电动机，三相笼型异步电动机是一般用 途的全封闭自扇冷式电动机，电压 380 V，其结构简单、工作可靠、价格低廉、维护方便； 另外其传动功率大，传动转矩也比较大，噪声小，在室内使用比较环保。传动装置采用圆柱
6、圆锥齿轮减速器组成的封闭式减速器，采用齿轮传动能实现结构紧凑，比较平稳的传动，但效率低，多用于中、小功率间歇运动的场合。工作时有一定的轴向力，但采用圆锥滚子轴承 可以减小这缺点带来的影响。并且在电动机心轴与减速器输入轴及减速器输出轴与卷筒轴之 间采用弹性联轴器联接，因为三相电动机及输送带工作时都有轻微振动，所以采用弹性联轴器能缓冲各吸振作用，以减少振动带来的不必要的机械损耗。总而言之，此工作机属于中等功率、载荷变化不大的工作机，其各部分零件的标准化程 度高，设计与维护及维修成本比较低；结构较为简单，传动的效率比较高，适应工作条件能 力强，可靠性高，能满足设计任务中要求的设计条件及环境。3. 电
7、动机的选择3.1选择电动机类型按照工作要求和工作条件，则选用丫系列三相异步电动机，其结构为全封闭自扇冷式结 构，电压为380V,3.2选择电动机的容量321工作机的有效功率Pw由运输带的工作拉力F=1250N输送带工作速度V=1.6m/s，工作机效率n =0.95，则有:fv 1250 1.6Pw= KW =2.01KW错误！未指定书签。1005 w 1000 0.953.2.2从电动机到工作机输送带间的总效率为：3312345式中，1、2、3、4、5分别为弹性联轴器、圆锥齿轮、圆柱齿轮、刚性联轴器、角接触球轴承的传动效率。由机械设计课程设计表9.1可知，1=0.995 ,2=0.97 ,3=
8、0.97,4=0.99，5=0.99，则、=0.995 0.97 0.97 0.99 0.983 = 0.872所以，电动机所需工作功率为:2 . 3053.3确定电动机的转速由机械设计课程设计推荐传动比合理范围，二级圆柱圆锥齿轮减速器2二9.106，爲=40，而工作机卷筒中转速为:60 1000vD60 1000 1.63.14 290-105.425r/min所以，电动机转速可选范围为:nd =2 nw = (10 25) 105.425 = (1054.25 2635.625)r / min3.4选择电动机符合这一范围的同步转速为1000r/min和1500r/min两种。综合考虑电动机
9、和传动装置 的尺寸，质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1000r/min的电动机。根据电动机的类型、容量和转速，查机械设计课程设计表 15.1，选定电动机型号 为：Y132M1-6其中主要性能参数如（表3.4.1 ），电动机主要外形和安装尺寸如（表3.4.2 ）所示:电动机型号额定功率P/KW满载转速/r/mI n起动转矩最大转矩额定转矩额定转矩Y132M1-649602.02.0表341型号HABCDEFxGDGKbb1b2hAABBHAL1Y13213221617889388010x833122802101353156023818515表3424传动装置运动及动力参
10、数计算4.1计算装置的总传动比2nmnw960105.425= 9.1064.2分配传动比I、二 I圆锥 I圆柱,h 二 I圆锥二 0.25 K 二 0.25 9.106 = 2.2765为使锥齿轮的尺寸不致过大，则取h =2.277 , i2 = i圆柱=9.1% 277= 4.04.3计算各轴的转速第I轴m = nm =960r / mi n第u轴n? - 421.607r / minI12.277第川轴n2421.607 d nc / ,n32105.4r /minI24.0卷筒轴n卷筒二 n3 = 105.4r / min4.4计算各轴的输入功率第I轴 p=Pd 2.305 0.995
11、 =2.293KW第U轴P2 = P “5 n2 =2.293x0.98x0.97 =2.18KW第川轴P3 二P2 5 3 =2.18 0.98 0.97 =2.07KW卷筒轴P卷筒=F3 5 4 =2.07 0.98 0.99 =2.01KW4.5计算各轴的输入转矩因为电动机的输出转矩Td :P2 305955 106 Pr955 106 刼 23104N mm则第I轴人=Td=2.3 104 0.995=2.29 104N mm第U轴T2=人 52 h =2.29 1040.98 0.97 2.277=5.0 104N mm45第川轴TT25 3 i2 =5.0 100.98 0.97
12、4.0 = 2.0 10 N mm卷筒轴T卷筒=T3 5 4 = 2.0 1 05 0.98 0.99 =1.94 105N mm4.6将以上计算数据汇集于下表轴名功率P/KW转矩T/N mm电机轴2.3052.3 汉 104第I轴2.29342.29 汉10第U轴2.1845.0 汉 10第川轴2.072.0汇105卷筒轴2.011.94 汉105转速 n/r/min传动比i效率口96010.9959602.2770.95421.60740.95105.410.97105.45. 减速器齿轮的参数计算及校核5.1高速级减速齿轮的设计由高速级传动比h =2.277，输入转速n =960r/mi
13、n ,轴I的输入功率P=2.293KW =2.29 104N mm，则齿数比 u = h = 2.955.1.1选择齿轮的精度等级、材料及齿数 运输机为一般工作机，速度不高，故选用 8级精度齿轮传动; 选材料：小锥齿轮：45Cr （调质），硬度280HBS大锥齿轮：45钢（调质），硬度240HBS二者硬度差为40HBS 初选小锥齿轮齿数Z1 =24，则大锥齿轮的齿数为：Z2 * 乙=2.95 24 = 70.8，取Z2 = 71 o5.1.2按齿面接触强度设计由% 畠2.923）2KT:二（式 5.1 ）,KhT r（1-0.5 r）2u（1）确定公式中各量的数值并计算d1t 试选载荷系数Kt
14、 =1.5 ; 小锥齿轮传递的转矩T, =3.689 104N mm； 因为-R =0.25 0.35 ,取 i =0.3 ;1 查机械设计中表10-6得，材料的弹性影响系数Ze =189.8MPa?; 查机械设计中图10-30得，区域系数Zh =2.5 ； 查机械设计中图10-21d，按齿面硬度查得小锥齿轮的接触疲劳强度极限为:Gm =600MPa，大锥齿轮的为： Gm =550MPa ； 计算应力循环次数N,由公式N =60njLh得叫=60njLh =60 960 1 (2 8 300 8)=2.212 109N2N12.212 109i12.95=0.750 109 查机械设计中图10-19得，接触疲劳寿命系数KHN1 =0.92, KHN2 =0.95 ; 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，由式今
