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1、目录第1章 选择电动机和计算运动参数31.1 电动机的选择31.2 计算传动比：41.3 计算各轴的转速：41.4 计算各轴的输入功率：51.5 各轴的输入转矩5第2章 齿轮设计52.1 高速锥齿轮传动的设计52.2 低速级斜齿轮传动的设计13第3章 设计轴的尺寸并校核。193.1 轴材料选择和最小直径估算193.2 轴的结构设计203.3 轴的校核243.3.1 高速轴243.3.2 中间轴273.3.3 低速轴30第4章 滚动轴承的选择及计算344.1.1 输入轴滚动轴承计算344.1.2 中间轴滚动轴承计算364.1.3 输出轴滚动轴承计算37第5章 键联接的选择及校核计算395.1 输
2、入轴键计算395.2 中间轴键计算395.3 输出轴键计算40第6章 联轴器的选择及校核406.1 在轴的计算中已选定联轴器型号。406.2 联轴器的校核41第7章 润滑与密封41第8章 设计主要尺寸及数据41第9章 设计小结43第10章 参考文献：43第1章 选择电动机和计算运动参数1.1 电动机的选择1. 带式运输机所需的功率：P=2. 各机械传动效率的参数选择：=0.99（弹性联轴器）， =0.98（圆锥滚子轴承），=0.96（圆锥齿轮传动），=0.97（圆柱斜齿轮传动），=0.96（卷筒）.所以总传动效率：= = =0.8083. 计算电动机的输出功率：=kw3.79kw4. 确定电动
3、机转速：查机械设计课程设计指导书表2.1，选择二级圆锥圆柱齿轮减速器传动比合理范围 =1025，工作机卷筒的转速=90r/min ，所以电动机转速范围为 。则电动机同步转速选择可选为1000r/min，1500r/min。考虑电动机和传动装置的尺寸、价格、及结构紧凑和 满足锥齿轮传动比关系（），故首先选择1000r/min，电动机选择如表所示 表1型号额定功率/kw满载转速r/min轴径D/mm伸出长E/mm启动转矩最大转矩额定转矩额定转矩Y132M1-6496038802.02.01.2 计算传动比：2. 总传动比：3. 传动比的分配：，=3，成立=41.3 计算各轴的转速： 轴 轴 轴 1
4、.4 计算各轴的输入功率： 轴 轴 轴 =3.530.980.97=3.36kw 卷筒轴 1.5 各轴的输入转矩电动机轴的输出转矩故轴 3.73 轴 轴 卷筒轴 第2章 齿轮设计2.1 高速锥齿轮传动的设计(二) 选定高速级齿轮类型、精度等级、材料及齿数1. 按传动方案选用直齿圆锥齿轮传动2. 输送机为一般工作机械，速度不高，故选用8级精度。3. 材料选择 由机械设计第八版西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著的教材 表101选择小齿轮材料和大齿轮材料如下： 表 2齿轮型号材料牌号热处理方法强度极限屈服极限硬度（HBS）硬度（HBS）齿芯部齿面部小齿轮45Cr调质处理700500241286
5、270大齿轮45调质处理650360217255230二者硬度差约为40HBS。4. 选择小齿轮齿数24，则：，取。实际齿比5. 确定当量齿数 ， 。(三) 按齿面接触疲劳强度设计 1. 确定公式内的数值1) 试选载荷系数2) 教材表106查得材料弹性系数（大小齿轮均采用锻钢）3) 小齿轮传递转矩 3.734) 锥齿轮传动齿宽系数。5) 教材1021d图按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；1021c图按齿面硬度查得大齿轮接触疲劳强度极限。6) 按式(1013)计算应力循环次数；7) 查教材1019图接触疲劳寿命系数，。8) 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数为S=1，则 =
6、2. 计算1) 计算小齿轮分度圆直径（由于小齿轮更容易失效故按小齿轮设计） = =64.278 mm2) 计算圆周速度 3) 计算齿宽b及模数 27.851mm mm4) 齿高 5) 计算载荷系数K由教材102表查得：使用系数使用系数=1；根据v=2.74m/s 、8级精度按第一级精度，由108图查得：动载系数=1.22；由103表查得：齿间载荷分配系数=；取轴承系数 =1.25，齿向载荷分布系数=所以：6) 按实际载荷系数校正所算得分度圆直径 7) 就算模数： mm(四) 按齿根弯曲疲劳强度设计m1. 确定计算参数1) 计算载荷2) 查取齿数系数及应了校正系数 由教材105表得：， ； ，
7、。3) 教材1020图c按齿面硬度查得小齿轮的弯曲疲劳极限 ；教材1020图b按齿面硬度查得大齿轮的弯曲疲劳强度极限 。4) 教材1018图查得弯曲疲劳寿命系数 。5) 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 。 6) 计算大小齿轮的并加以比较， = ， ，大齿轮的数值大。2. 计算（按大齿轮） = =2.5mm对比计算结果，由齿面接触疲劳计算的模m大于由齿根弯曲疲劳强度的模数，又有齿轮模数m的大小要有弯曲强度觉定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力仅与齿轮直径有关。所以可取弯曲强度算得的模数2.5 mm并就近圆整为标准值 mm（摘自机械原理教程第二版清华大学出版社 4
8、.11 锥齿轮模数（摘自GB/T123681990），而按接触强度算得分度圆直径=77.601mm重新修正齿轮齿数，,取整，则，为了使各个相啮合齿对磨损均匀，传动平稳，一般应互为质数。故取整。则实际传动比，与原传动比相差1.2%，且在误差范围内。(五) 计算大小齿轮的基本几何尺寸1. 分度圆锥角：1) 小齿轮 2) 大齿轮 2. 分度圆直径：1) 小齿轮 2) 大齿轮 3. 齿顶高 4. 齿根高 5. 齿顶圆直径：1) 小齿轮 2) 大齿轮 6. 齿根圆直径：1) 小齿轮 2) 大齿轮 7. 锥距 8. 齿宽 ，（取整）b=38mm。则：圆整后小齿宽 ，大齿宽 。9. 当量齿数 ，10. 分度
9、圆齿厚 11. 修正计算结果：1) 由教材105表查得：， ； ， 。2) ，再根据8级精度按教材108图查得：动载系数=1.23；由103表查得：齿间载荷分配系数=；取轴承系数 =1.25，齿向载荷分布系数=3)4) 校核分度圆直径 = =785) = ， ，大齿轮的数值大，按大齿轮校核。6) = =2.38mm实际，均大于计算的要求值，故齿轮的强度足够。 (六) 齿轮结构设计 小齿轮1由于直径小，采用实体结构；大齿轮2采用孔板式结构，结构尺寸按经验公式和后续设计的中间轴配合段直径计算，见下表；大齿轮2结构草图如图。高速级齿轮传动的尺寸见表 大锥齿轮结构 草图表3 大锥齿轮结构尺寸 名称结构
10、尺寸及经验公式计算值锥角锥距R111.925mm轮缘厚度10.5mm 大端齿顶圆直径212.107mm榖空直径D由轴设计而定45mm轮毂直径72mm轮毂宽度L 取49.5mm腹板最大直径由结构确定172mm板孔分布圆直径122mm板孔直径由结构确定20mm腹板厚度15mm 表4 高速级锥齿轮传动尺寸名称计算公式计算值法面模数3 mm锥角齿数2670传动比2.69分度圆直径78mm210mm齿顶圆直径 83.625mm212.107mm齿根圆直径70.970mm207.367mm锥距 111.925mm齿宽38mm38mm2.2 低速级斜齿轮传动的设计(七) 选定齿轮类型精度等级材料及齿数1.
11、按传动方案选用斜齿圆柱齿轮传动。2. 经一级减速后二级速度不高，故用8级精度。3. 齿轮材料及热处理小齿轮选用45钢调质，平均硬度为240HBS，大齿轮材料为45刚正火，平均硬度为200HBS，二者材料硬度差为40HBS。4. 齿数选择 选小齿轮齿数，根据传动比，则大齿轮齿数，取=80。 实际传动比5. 选取螺旋角。初选螺旋角=14。（二） 按齿面接触强度设计1. 确定各参数的值:1) 试选载荷系数=1.62) 计算小齿轮传递的扭矩。 3) 查课本表10-7选取齿宽系数。4) 查课本表10-6得材料的弹性影响系数。5) 教材1021d图按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；1021c图按齿面
12、硬度查得大齿轮接触疲劳强度极限。6) 按式(1013)计算应力循环次数7) ；8) 查教材1019图接触疲劳寿命系数，。9) 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数为S=1，则 = =1.2310) 查课本图10-30 选取区域系数 Z=2.433。11) 查课本图10-26 得，则=0.75+0.88=1.63 。2. 计算1) 试算小齿轮分度圆直径d，由计算公式得 =51.247mm2) 计算圆周速度 3) 计算齿宽b和模数 b= =4) 齿高 =5) 计算纵向重合度 6) 计算载荷系数K 已知使用系数，根据v=0.964m/s，8级精度，查课本图10-8得动载系数；查课本表10-4得K=1.4536；查课本图10-13得K=1.42；查课本表10-3得。 故载荷系数 7) 按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 8) 计算模数=（三） 按齿根弯曲强度设计1. 确定计算参数1) 计算载荷系数 2) 小齿轮传递的扭矩3) 根据纵向重合度，查课本图10-28得螺旋角影响系数=0.88。4) 计算当量齿数 5) 查取齿形系数和应力校正系数 查课本表10-5得。6) 计算弯曲疲劳许用应力 查课本图10-20c得齿轮弯曲疲劳强度极限。 查课本图10-18得弯曲疲劳寿命系数。 取弯曲疲劳安全系数S=1.4，则 7) 计算大小齿轮的并加以比较
