用于链式传动的圆锥圆柱的二级齿轮减速器

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1、 机电及自动化学院 课程设计说明书设计题目：用于链式运输机的圆锥-圆柱二级齿轮减速器 专 业 ： 机械制造 班 级 ： 14材料成型及控制工程 姓 名 ： 李小辉 指导老师 ： 路平 设计时间：2017年1月5日2017年1月19日 目 录第一章 设计任务书4第二章 传动方案的拟定及说明5第三章 电动机的选择5第四章 计算传动装置的运动和动力参数7第五章 传动件设计计算8第六章 轴的设计计算23第七章 键连接的选择及校核计算35第八章 滚动轴承的选择及计算36第九章 联轴器的选择39第十章 润滑与密封39第十一章 设计小结41 附录：参考资料目录42前 言 （一）设计目的： 通过本课程设计将学

2、过的基础理论知识进行综合应用，培养结构设计、计算能力以及熟悉一般的机械装置设计过程。 （二）传动方案的分析： 机器一般由原动机、传动装置和工作机三部分组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换运动形式以满足工作需要的装置，是机器的重要组成部分。传动装置的设计是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除工作装置的功能外，还要求结构简单，制造方便、成本低廉、传动效率高以及使用与维护方便。本设计中，原动机为电动机，工作机为链式输送机。传动方案采用了三级传动，第一级传动为圆锥-圆柱二级齿轮减速器，第二级传动为开式齿轮传动，第三级传动为链传动。链传动能够保证准确的传动比，传动效率

3、较高，无弹性滑动和整体打滑现象，工作可靠，两轴相距较远，适宜低速重载，工作环境恶劣等场合，因此布置在低速级。开式齿轮传动的工作环境较差，润滑条件不好，磨损较严重，寿命较短，应布置在低速级。圆锥-圆柱齿轮二级减速器的传动效率高，适用功率和速度范围广，使用寿命长，是现代机器中较为常用的机构之一。第一章 设计任务书题目：设计一用于链式运输机传动装置中的圆锥-圆柱二级齿轮减速器一 总体布置简图1电动机 2、7联轴器 3圆锥圆柱二级齿轮减速器 4开式齿轮传动5运输机 6链轮图1二 工作情况：二班制、连续单向运动、有轻微振动、室内工作、无灰尘三 原始数据链条总拉力F（N）：6000 N链条节距P（mm）：

4、125mm链条速度V（m/s）：0.35 （运输链速度允许误差：）链轮齿数 Z ：6开式齿轮传动比 i3 ：5使用期限：20年、大修期一年生产规模：少批量（40台）生产条件：中等规模机械厂，可加工7-8级精度齿轮及蜗轮 动力来源：电力、三相交流、电压380/220伏四 设计内容1 电动机的选择与运动参数计算；2 齿轮传动设计计算3 轴的设计4 滚动轴承的选择5 键和联轴器的选择与校核；6 装配图、零件图的绘制7 设计计算说明书的编写第二章 传动方案的拟定及说明由题目所知传动机构类型为：圆锥-圆柱二级齿轮减速器。工作机链轮的转速为按图1所示的传动方案进行设计。第三章 电动机的选择1.电动机类型和

5、结构的选择 电动机的类型根据动力源和工作条件，选用Y系列三相异步电动机 ，电压380V。 2.电动机容量的选择1） 工作机所需的有效功率为 PwFv/1000 =(60000.35/1000)kW=2.1kW2） 电动机的输出功率 为了计算电动机的所需功率Pd,先要确定从电动机到工作机的 总效率。由机械设计课程设计指导书页查得：弹性联轴器=0.99；刚性齿轮联轴器=0.99；闭式圆锥齿轮传动=0.97；闭式圆柱齿轮传动=0.97；开式圆柱齿轮传动=0.95；滚动轴承=0.99；则 传动装置总效率为： 0.833电机所需功率为：PdPw/=由课程设计课本P203表171选取电动机的额定功率为3k

6、w。3.电动机转速的选择 根据机械设计课程设计课本表21，22：推算电动机转速可选范围，开式圆柱齿轮传动比范围；圆锥-圆柱二级齿轮减速器传动比范围，则电动机转速可选范围为： 根据工作条件：室内常温、二班制、连续单向运行，有轻微振动，电压为380V的三相交流电源，电动机输出功率为2.521kw，选用Y系列三相异步电动机，型号为Y100L24，其主要性能数据如下：电动机满载转速，额定功率。 电动机主要性能参数电动机型号额定功率满载转速额定电压V轴伸尺寸Y100L2-4 1430r/min 380v60mmY系列三相异步电动机选择电机型号为Y100L24 第四章 计算传动装置的运动和动力参数1）传动

7、装置总传动比 2） 分配各级传动比 取开式齿轮传动比i3=5；减速箱传动比i=51.071/5=10.214设圆锥圆柱齿轮减速器中圆锥齿轮传动比为i1，圆柱齿轮传动比为i2，取i1=0.25i，圆柱齿轮传动 取定各传动比，当前的总传动比传动后运输链速度的误差为：=，在运输链允许误差±5%内。 3）各轴的转速计算：n1=nm=1430r/minn2= n1/ i1=(1430/2.554) r/min =559.906r/minn3= n2/ i2=(559.906/4) r/min =139.977r/min n4 =n3=139.977r/minn5=n4/i=139.977/5=

8、27.995r/min 4）各轴的输入功率计算：P1=Pd1=2.5210.99=2.496kWP2= P163=2.4960.990.97=2.397kWP3= P264=2.3970.990.97=2.302kW P4= P362=2.3020.990.99=2.256kW P5=P465=2.2560.950.99=2.122kW5）各轴转矩：T1=9550P1/ n1=9550 x 2.496/1430=16.669N·m T2=9550P2/ n2=9550 x 2.397/559.906=40.884N·m T3=9550P3/ n3=9550 x 2.302/

9、139.977=157.055N·m T4=9550P4/ n4=9550 x 2.256/139.977=153.995N·m T5=9550P5/ n5=9550 x2.122/27.995=723.883N·m 运动和动力参数计算结果整理于下表： 轴号转速（r/min）功率（kW）转矩（N·m）传动比i114302.49616.6692.5542559.9062.39740.8843139.9772.302157.0554 4139.9772.256153.995527.9952.122723.8835I1=2.554I2=4第五章 传动件设计计算

10、(一)高速级齿轮的传动设计1.选齿轮材料、热处理方式及计算许用应力1) 材料及热处理 按使用条件，属中速、轻载，重要性和可靠性一般的齿轮传动。可选用软齿面齿轮，且小齿轮的硬度比大齿轮大3050HBS，具体选择如下：小圆锥齿轮：40Cr，调质处理，硬度为280HBS大圆锥齿轮：45钢，调质处理，硬度为240HBS精度等级为7级，压力角为202）选小齿轮齿数，大齿轮齿数，取。则。2.按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即（1）确定公式内的各计算数值1)试选载荷系数K=1.32)计算小齿轮的转矩为输出转矩T=16669N·mm3)选齿宽系数（机械设计第九版P225） 由机械设计（第九

11、版）图10-25d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳确定许用应力 由“机械设计书”中的图1021（P209)，按齿面硬度查小齿轮硬度为280HBS大齿轮硬度为240HBS 强度极限，大齿轮的接触疲劳强度极限 4）由机械设计（第九版）表10-5查得材料的弹性影响系数 ,计算应力循环次数 5) 由机械设计（第九版）图10-23取接触疲劳寿命系数 。 6) 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数S=1，由机械设计公式（1014）得 (2) 计算1)试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值2) 计算圆周速度v d=d(1-0.5)=50.513(1-0.30.5)=42.936mm 3) 计算载荷系