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1、 机械设计课程设计说明书 设计题目 螺旋输送机的单级斜齿圆柱齿轮减速器 机电工程学院 院（系）过程装备与控制工程 专业班级 装控14-2 学号 设 计 人 指导教师 周瑞强 完成日期 2016 年 12 月 30 日广东石油化工学院目录机械设计课程设计任务书3选题的目的和意义4确定传动方案1第二章 电动机的选择1选择电动机类型1选择电动机的容量1确定电动机转速1第三章 传动参数的计算3计算各轴转速3计算各轴功率3计算各轴的转矩3计算结果4第四章 齿轮传动的设计计算5第五章 轴的设计11高速轴设计11低速轴的设计13联连轴器的选择14滚动轴承的选择及计算17轴上零件的固定方法和紧固件18轴上各零
2、件的润滑和密封18键的选择及校核计算18第六章 箱体的结构设计20箱体的结构设计20减速器润滑方式22减速器附件的选择22润滑与密封22设计小结24参考文献25机械设计课程设计任务书一、设计题目：设计一螺旋输送机的单级斜齿圆柱齿轮减速器给定数据及要求：原始数据:序号34学 号49螺旋输送机功率(KW)5螺旋轴转速n(r/min)60传动装置简图二、应完成的工作：1. 减速器装配图1张（A0图纸）；2. 零件工作图12张（从动轴、齿轮等）；3. 设计说明书1份。选题的目的和意义减速器的类别、品种、型式很多，目前已制定为行（国）标的减速器有40余种。减速器的类别是根据所采用的齿轮齿形、齿廓曲线划分
3、；减速器的品种是根据使用的需要而设计的不同结构的减速器；减速器的型式是在基本结构的基础上根据齿面硬度、传动级数、出轴型式、装配型式、安装型式、联接型式等因素而设计的不同特性的减速器。 与减速器联接的工作机载荷状态比较复杂，对减速器的影响很大，是减速器选用及计算的重要因素，减速器的载荷状态即工作机（从动机）的载荷状态，通常分为三类：均匀载荷;中等冲击载荷;强冲击载荷。减速器是指原动机与工作机之间独立封闭式传动装置，用来降低转速并相应地增大转矩。此外，在某些场合，也有用作增速的装置，并称为增速器。 我们通过对减速器的研究与设计，我们能在另一个角度了解减速器的结构、功能、用途和使用原理等，同时，我们
4、也能将我们所学的知识应用于实践中。在设计的过程中，我们能正确的理解所学的知识，而我们选择减速器，也是因为对我们过控专业的学生来说，这是一个很典型的例子，能从中学到很多知识。确定传动方案根据工作要求和工作环境，选择展开式二级圆柱斜齿轮减速器传动方案。此方案工作可靠、传递效率高、使用维护方便、环境适用性好，但齿轮相对轴承的位置不对称，因此轴应具有较大刚度。此外，总体宽度较大。为了保护电动机，其输出端选用带式传动，这样一旦减速器出现故障停机，皮带可以打滑，保证电动机的安全。第二章 电动机的选择 选择电动机类型 选择电动机类型，按工作要求和条件选取Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。 选
5、择电动机的容量 电动机所需的功率为由电动机到工作机的传动总效率为式中、分别为开式齿轮、轴承、齿轮传动、联轴器和工作机的传动效率。取0.97，0.95，0.99，0.99，0.98（工作机效率，包含轴承效率），则：=0.867 所以=5.77 根据机械设计手册可选额定功率为7.5KW的电动机。确定电动机转速 减速器输出轴转速为=227.50 取开式齿轮传动比=3.5一级圆柱齿轮减速器传动比i=615，则从电动机到工作机轴的总传动比合理范围为3-5。故电动机转速的可选范围为60=360900r/min 取750r/min综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和减速器的传动比，选电动机型号为Y160L
6、-8，电机主要技术参数，如表2.1所示。表2.1 电动机主要技术参数方案电动机型号额定功Kw同步转速满载转速电动机重量总传动比1Y180L-8117507308410.4电动机型号为Y180L-8，主要外形尺寸见表 2.2。图2.1 电动机安装参数表2.2 电动机主要尺寸参数中心高H外形尺寸L(AC/2+AD)HD底角安装尺寸 AB地脚螺栓孔直径 K轴 伸 尺 寸DE中心高H160600417.5210254210154210160第三章 传动参数的计算计算各轴转速将传动装置各轴由高速至低速依次定为轴，轴，.以及i0,i1，.为相邻两轴间的传动比01，12，.为相邻两轴的传动效率P，P，.为各
7、轴的输入功率 （KW）T，T，.为各轴的输入转矩 （Nm）n,n,.为各轴的输入转矩 （r/min）可按电动机轴至工作运动传递路线推算，得到各轴的运动和动力参数nI=nm=720r/minnII=nm/ig1=180r/minnIII=nII=180r/minnw=nIII/ig2=60r/min计算各轴功率各轴功率轴 =7.35KW轴 =7.06 KWIII机轴 P3=P2=6.85KW=6.51 KW计算各轴的转矩电动机的输出转矩为99.48 轴输入转矩97.49 轴输入转矩374.57I轴输入转矩 363.43工作机轴输入转矩1036.18 各轴的输出转矩分别为各轴的输入转矩乘轴承效率0
8、.99。计算结果 运动和动力参数计算结果整理后填入表 3.1中。 表 3.1 运动和动力参数计算结果轴名称转速n/(r/min)功率P/kW转矩T/(Nmm)电机轴7207.599.48高速轴7207.3597.49低速轴1807.06374.57圆锥齿轮轴1806.85363.43螺旋轴607.511036.18第四章 齿轮传动的设计计算 （1）减速器内传动零件的设计1、选择齿轮材料 热处理方法和精度等级小齿轮材料：40Cr调质，硬度HBW280大齿轮材料：45Cr调质, 硬度HBW220查图得：6Hlim1=720MPa 6Hlim2=550MPa6Flim1=290MPa6Flim2=2
9、10MPa 选7级精度2、按齿面接触疲劳强度设计主要尺寸设计公式：a(1) 小齿轮转矩T=97.49Nm(2) 齿数比u=(3) 齿宽系数 取(4) 载荷系数 取K=1.6(5) 许用应力按失效效率低于1%，取按无限寿命查得因为，故应以代入计算：a 取a=170mm（6）按经验公式选取模数 取标准模数（7）计算主要几何参数初选，则 精确计算螺旋角（8）计算齿宽b=取 取 齿轮参数如下表：表4.1 各齿轮主要参数参数或几何尺寸符号小齿轮大齿轮法面模数22法面压力角2020法面齿顶高系数1.01.0齿数z33132分度圆直径d68272齿顶圆直径da72276齿宽b75 68中心距a170校核齿面
10、接触疲劳强度（1） 齿面接触疲劳应力为切向力：根据图、表查得： 齿面接触应力 强度校核满足齿面接触疲劳强度要求校核齿根弯曲疲劳强度（1） 齿根弯曲疲劳许用应力取 考虑齿轮弯曲折断产生的严重后果，选择失效概率低于1/1000，则取许用应力：=（2） 齿根弯曲疲劳应力查图可得： =0.59=强度校核 满足齿根弯曲疲劳强度要求减速器外传动零件的设计圆锥齿轮传动大小齿轮均采用20Cr渗碳淬火，表面硬度HRC56-62,采用6级精度按齿面接触疲劳强度设计主要尺寸简化设计公式：R小齿轮转矩 T=齿数比 u=i=3齿宽系数 取=0.35载荷系数 取K=2许用应力 按失效概率低于1/1000,取按无限寿命查得
11、：代入计算R 149.19mm 取R=150mm选取齿数取 则按经验公式选取模数取标准模数m=3.5mm计算几何参数分度圆直径： 分锥角： 锥距：R=齿宽：b= 取b=53mm当量齿数：端面重合度： =齿宽中点圆周速度：中点分度圆直径：中点分度圆模数：校核齿面接触疲劳应力 切向力:根据图、表查得： 未修缘齿面接触疲劳应力：强度校核 满足齿面接触疲劳强度要求齿根弯曲疲劳许用应力取 考虑齿轮弯曲折断产生的严重后果，选择失效概率低于1/1000，则取 查图得许用应力：=校核齿根弯曲疲劳查图可得： .=强度校核 满足齿根弯曲疲劳强度要求第五章 轴的设计 减速器轴为一般用途轴，可选45钢，调质处理高速轴
12、设计利用扭转强度法D P=7.35kw n=720r/min 取C=112故最小轴径为由于最小轴段截面上要开1个键槽，故将轴径增大5%取确定轴各段直径和长度从联轴器开始右起第一段，由于联轴器与轴通过键联接，则轴应该增加5%取=28mm，根据计算转矩查标准GB/T 58432003，选用YL7型凸缘联轴器，半联轴器长度为44mm,轴段长42mm右起第二段，考虑联轴器的轴向定位要求，该段的直径取36mm,根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器左端面的距离为32mm，故取该段长为=74mm右起第三段，该段装有滚动轴承，选用深沟球轴承，初步选择滚动轴承。因轴承仅受径向力的作用，故选用深沟球轴承。参照工作要求并根据d = 40 mm，由轴承产品目录中选择深沟球轴承6008，其尺寸为dDB = 406815mm，长度为L3=22mm 右起第四段，为滚动轴承的定位轴肩,其直径应小于滚动轴承的内圈外径取D4=45mm，长度取L4=24mm右起第五段，该段
