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1、机械设计课程设计报告题目： 圆锥圆柱齿轮二级减速器 学院（系）机械工程学院 年级专业：13级机设2班 学 号：6学生姓名：王岩指引教师：闻岩目录1 项目设计目的与技术规定12传动系统方案制定与分析13传动方案技术设计与分析23.1电动机选取与拟定23.1.1电动机类型和构造形式选取23.1.2电动机容量拟定23.1.3电动机转速选取33.2传动装置总传动比拟定及分派33.2.1传动装置总传动比拟定33.2.2各级传动比分派33.2.2.1分派方案33.2.2.1各级传动比拟定33.3运动和动力参数计算44核心零部件设计与计算44.1设计原则制定44.2齿轮传动设计方案54.3圆锥齿轮传动设计计
2、算64.3.1圆锥齿轮传动参数设计64.3.2齿轮传动强度校核84.4圆柱齿轮传动设计计算94.4.1圆柱齿轮传动参数设计94.4.2圆柱齿轮传动强度校核124.5 轴计算134.5.1 轴径初估134.6 键选取及键联接强度计算144.6.1 键联接方案选取144.6.2 键联接强度计算154.7 滚动轴承选取方案165 传动系统构造设计与总成175.1装配图设计及部件构造选取、执行机械设计原则与规范175.1.1装配图整体布局175.1.2 轴系构造设计与方案分析185.1.1.1 高速轴构造设计与方案分析185.1.2.2 中间轴构造设计与方案分析195.1.2.3 低速轴构造设计与方案
3、分析205.2零件图设计215.3 重要零部件校核与验算235.3.1 轴系构造强度校核235.3.2 滚动轴承寿命计算286重要附件与配件选取296.1联轴器选取296.2 润滑与密封选取306.2.1 润滑方案对比及拟定。与环保规定关系306.2.2 密封方案对比及拟定。与环保规定关系316.3 通气器326.4 油标326.5 螺栓及吊环螺钉336.6放油孔及螺塞337 零部件精度与公差制定337.1 精度设计制定原则337.2 减速器重要构造、配合规定347.3 减速器重要技术规定348 项目经济性分析与安全性分析358.1 零部件材料、工艺、精度等选取经济性358.2 减速器总重量估
4、算及加工成本初算368.3安全性分析368.4 经济性与安全性综合分析369 设计小结3710参照文献3711三维图38摘 要带式运送机广泛应用于家电、电子、电器、机械、烟草、注塑、邮电、印刷、食品等各行各业，物件组装、检测、调试、包装及运送等环节，提高生产效率。其中传动装置是保证运送机持续可靠运转核心部件，一损俱损。带式运送机传动装置设计重要内容有：传动方案分析和拟定；选取电动机；计算传动装置运动参数和动力参数；依照接触疲劳强度及弯曲疲劳强度设计和校核齿轮零件；依照许用切应力法和许用弯曲应力法设计和校核轴；依照轴径和载荷类型选取轴承并进行寿命计算；联接件、润滑密封和联轴器选取计算；减速器箱体
5、构造设计及其附件设计、绘制装配图和零件工作图、编写设计报告以及设计总结和答辩。本次课程设计中涉及了材料技术、加工技术、热解决技术、检测技术、三维建模技术等。熟悉和应用了计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、图册、原则和规范等）以及使用经验数据、进行经验估算和解决数据能力等设计技能。1 项目设计目的与技术规定（1）任务描述：本次设计题目为带式输送机传动装置，重要任务是依照理论知识进行传动系统制定与分析，选取电动机，传动装置传动比拟定与分派；核心零部件设计与计算；轴承、键、润滑密封、和联轴器选取计算；绘制装配图和零件工作图；进行项目经济性与安全性综合分析；最后编写设计阐明书以及设计小结和答辩。（2
6、）技术规定：对于该带式输送机，规定运送带有效拉力F=1406N,卷筒直径D=0.28 m，运送带速度V=1.37m/s。规定输送机再室内工作，大批量生产，载荷平稳，使用年限为八年一班制，一班为八个小时2传动系统方案制定与分析本次课设重要考虑二级圆柱齿轮减速器，圆锥-圆柱齿轮二级减速器，蜗轮-齿轮二级减速器和齿轮-蜗杆二级减速器四种传动方案（1） 方案（a）二级圆柱齿轮减速器：二级圆柱齿轮减速器传动比普通为860，分为斜齿、直齿或人字齿，构造简朴，应用广泛。但轴向尺寸较大，展开式由于齿轮相对于轴承为不对称布置，因而规定轴有较大刚度，用于载荷比较平稳场,噪音较大（2）方案（b）圆锥-圆柱齿轮二级减
7、速器：锥齿轮尺寸小，构造紧凑，传动效率高，承载能力高，噪音低，重量轻，适合恶劣环境下长期工作，但制造困难，成本较高。（3）方案（c）蜗轮-齿轮二级减速器：传动比较大，构造相对紧凑，简朴，但传动效率较低，成本高。蜗杆传动布置在高速级，有助于啮合处油膜形成，齿轮传动布置在低速级，可恰当提高效率。（4）方案（d）齿轮-蜗杆二级减速器：具备更紧凑构造，传动较平稳。但蜗杆传动布置在低速级，相对滑动速度较小，油膜形成困难。齿轮在高速级，需要齿轮精度相对较高，从而增长了制导致本，传动效率低。通过对已知条件传送带带速为1.37m/s，带轮直径为0.28m，带有拉力为1406N估算得出减速器需要传动比不是很大。
8、因而方案（a）和方案（b）符合使用条件。但由于在室内，方案（b）较方案（a）具备更低尺寸及噪音等长处，因而最后选取方案（b）作为本次设计传动方案。3传动方案技术设计与分析3.1电动机选取与拟定3.1.1电动机类型和构造形式选取在没有特殊需求状况下，电动机普通选用Y系列三相交流异步电动机，她是国内80年代更新换代产品，具备高效，节能，噪声小，振动小，运营安全可靠特点，安装尺寸和功率符合国标（IEC），合用于无特殊规定各种机械设备，如机床，运送机，鼓风机以及农业机械，食品机械等等。对于频繁启动，制动和换向机械如起重机械，宜选用容许有较大振动和冲击，转动惯量小，过载能力大YZ和YZR系列起重用三相异
9、步电动机。依照外壳构造形式，三相异步电动机可以分为启动式、防护式、封闭式和防爆式。启动式外壳无专门防护，灰尘等杂物容易进入电动机内部，但其散热性好合用于清洁干燥室内环境。防护式能防止各种杂物从上方进入电动机内部，合用于较清洁环境。封闭式能防止各类杂物从任何方向进入电动机内部，合用于恶劣环境。防爆式属于全封闭型，不但能防止各类杂物进入，还能防止电动机内部爆炸气体传到外面，用于易燃易爆等特殊环境。本次设计为带式输送机传动装置，驱动无特殊规定，室内工作，载荷平稳。综合考虑选取Y系列三相异步电动机。3.1.2电动机容量拟定计算运送链所需功率，其中1=0.99（连轴器效率）,2=0.95（圆锥齿轮效率）
10、 ,3=0.95（圆柱齿轮效率）,4=0。99（轴承效率）,5=0.96（卷筒效率）则总传递效率a=（1）2( 4)4 3 25=0.83电动机功率Pd=Pw / a=1.93/0.83=2.33 KW分析：选取电动机时，则所选电动机容量若不大于工作规定，不能保证工作机正常工作，也许会导致电动机长期过载而过早损坏。若选额定功率过大，则电动机容量具备余量大，电动机造价过高，能力不能充分被运用，由于经常不满载运营，效率和功率因数都较低，增长电能消耗，导致很大挥霍。因此应选额定功率为3KW电动机，不但可以是容量具备一定余量以克服负载波动，启动和瞬时过载，保障了安全性，并且不会导致较大能量损耗。因而，
11、综合考虑各方面因素，电动机额定容量为3KW最适当。3.1.3电动机转速选取卷筒轮转速圆锥圆柱齿轮减速器传动比应不大于12故电动机转速可选范畴nd=in=1293.4=1120.8rpm符合这一范畴同步转速为1000或750r/min，且额定功率为3KW,符合规定电机有两种，重要性能如下表：电动机型号额定功率（Kw）同步转速（r/min）满载转速（r/min）Y132S-6310009602.02.2Y132M-837507102.02.0对比可知两种型号电动机额定功率大小相似，两电动机功率和传动比都符合规定，但Y132M-8价格较高，综合考虑应选用Y132M-6型电动机。3.2传动装置总传动比
12、拟定及分派3.2.1传动装置总传动比拟定总传动比为i=3.2.2各级传动比分派3.2.2.1分派方案对于圆锥-圆柱减速器，圆锥齿轮传动比应为总传动比0.25倍。3.2.2.1各级传动比拟定齿轮传动比i1=0.25 i =2.57则圆柱齿轮传动比i2= ；3.3运动和动力参数计算设蜗杆为1轴，蜗轮轴为2轴，齿轮轴为3轴,卷筒轴为4轴。1.各轴转速：一轴：n1=nd =960r / min二轴：n2=n1 / i1= 960/2.57=373.54r / min三轴：n3=n2 / i2= 373.54/4=93.4/ min卷筒轴：n4=n3=93.4r / min2.各轴输入功率：一轴：P1=
13、Pd01=2.31Kw二轴：P2=P112=2.17Kw三轴：P3=P223=2.08Kw四轴：P4=P334=2.04Kw3.各轴输入转距：Td=955023.18NmT1=950022.95NmT2=955055.47NmT3=9550213.07NmT4=9550208.82Nm4核心零部件设计与计算4.1设计原则制定（一） 不同类件安全系数拟定： 1)所有通用机械零件在初略计算时安全系数应不不大于6。此安全系数定义为所用材料极限应力与最大工作应力之比。计算最大工作应力时应考虑最大静负荷及动负荷（紧急制动、碰撞等）产生应力。 2) 主升降台用配重钢丝绳安全系数应不不大于7。其他用于起吊或
14、悬挂重物钢丝绳安全系数应不不大于8。此安全系数定义为钢丝绳破断拉力与最大工作载荷之比。计算最大工作载荷时除了考虑作用于钢丝绳上工作载荷外，还应考虑加速时产生动载荷以及因设备运转、钢绳转向等产生附加载荷。 3) 所有用于传动滚子链、无声链和刚性链，其动载荷安全系数均应不不大于10；用于起吊或悬挂重物链，其安全系数应不不大于10。各种链安全系数定义与钢丝绳相似。 4)所有用于悬吊装置附件，如钢丝绳接头（楔形接头、压制接头、合金浇注接头等）、连接扣环等应与钢丝绳规格相匹配，其安全系数应不不大于10。（二） 核心件或重要件加工工艺制定：箱体：由于箱体体积和质量较大，因此选取锻造方式，然后在机加工车间进行粗铣、镗、钻，最后在精密车间进行精铣、镗。端盖：先进行模锻，然后进行精车。齿轮：先在车间进行锻造，由于生产批量为大批量，因此采用模锻。然后在机加工车间进行粗铣、插齿、钻，然后进入热加工车间进行热加工，最后进行打磨。轴：先在车间进行锻造，中批量生产，选取模锻。然后进行机加工。最后进行磨削加工。键：采用冷拉生产出来，然后进行热加工。滚动轴承：分别进行外圈、内圈、滚动体和保持架加工，最后进行装配。（三）材料选取与工艺选取齿轮锻钢小轮调制、大轮正火模锻、车、滚、插齿轴碳素钢渗碳淬火车、磨、
