机械设计课程设计一级圆锥—圆柱齿轮减速器含CAD图纸.zip

机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- 1 - 目目 录录 一、设计任务 书 2 二、电机的选择计算 一、择电机的转 速 2 二、工作机的有效功 率 2 三、选择电动机的型 号 3 三、运动和动力参数的计算 一、分配传动 比 3 二、各轴的转 速 3 三、各轴的功 率 4 四、各轴的转 矩 4 四、传动零件的设计计算 1. 闭式直齿轮圆锥齿轮传动的设计计 算4 2. 闭式直齿轮圆柱齿轮传动的设计计 算6 五、轴的设计计算 1.减速器高速轴 I 的设 计9 2. 减速器低速轴 II 的设 机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- 2 - 计11 3. 减速器低速轴 III 的设 计14 六、 滚动轴承的选择与寿命计算 1.减速器高速 I 轴滚动轴承的选择与寿命计 算16 2.减速器低速 II 轴滚动轴承的选择与寿命计 算17 3. 减速器低速 III 轴滚动轴承的选择与寿命计 算18 七、 键联接的选择和验算 1. 联轴器与高速轴轴伸的键联 接19 2. 大圆锥齿轮与低速轴 II 的的键联 接19 3.大圆柱齿轮与低速轴 III 的的键联 接20 机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- 3 - 八、 润滑油的选择与热平衡计算 1. 减速器的热平衡计 算 21 2. 润滑油的选 择 22 九、 参考文 献 23 机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- 4 - 计 算 及 说 明结果 一、设计任务书 班级 学号 姓名 一、设计题目：设计圆锥一、设计题目：设计圆锥圆柱齿轮减速器圆柱齿轮减速器 设计铸工车间的型砂运输设备。该传送设备的传动系统由电动机 减速器运输带组成。每日二班工作。 （图 1） 1电动机；2 联轴器；3减速器；4鼓轮；5传送带 二、原始数据：二、原始数据： 传送带拉力 F(KN) 传送带速度 V(m/s) 鼓轮直径 D（mm） 使用年限 （年） 1.7701.3922357 三、设计内容和要求：三、设计内容和要求： 1.编写设计计算说明书一份，其内容通常包括下列几个方面： （1）传动系统方案的分析和拟定以及减速器类型的选择；（2）电动 机的选择与传动装置运动和动力参数的计算；（3）传动零件的设计 计算（如除了传动，蜗杆传动，带传动等） ；（4）轴的设计计算； （5）轴承及其组合部件设计；（6）键联接和联轴器的选择及校核； （7）减速器箱体，润滑及附件的设计；（8）装配图和零件图的设计； （9）校核；（10）轴承寿命校核；（11）设计小结；（12）参考文 机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- 5 - 献；（13）致谢。 计 算 及 说 明结果 机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- 6 - 2.要求每个学生完成以下工作： （1）减速器装配图一张（0 号或一号图纸） （2）零件工作图两张（输出轴及该轴上的大齿轮） ，图号自定， 比例 11。 （3）设计计算说明书一份。 二、传动方案的拟定 运动简图如下： （图 2） 由图可知，该设备原动机为电动机，传动装置为减速器，工作 机为型砂运输设备。 减速器为展开式圆锥圆柱齿轮的二级传动，轴承初步选用深 沟球轴承。 联轴器 2 选用凸缘联轴器，8 选用齿形联轴器。 计 算 及 说 明结果 机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- 7 - 三、电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算 一、选择电动机的类型和结构形式一、选择电动机的类型和结构形式 按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，Y 系列，封闭 式结构，电压 380V，频率 50Hz。 二、选择电动机容量二、选择电动机容量 工作机主动轴功率：传动装置 w 1.770 1.3922.464 wPFVK 的总效率： 24 a12345 （式中、分别为联轴器、滚动轴承、原锥齿 1 2 3 4 5 轮传动、圆柱齿轮传动和卷筒的传动效率。 ）取=0.99（联轴器） ， 1 =0.985（滚动轴承） ，=0.96（齿轮精度为 8 级，不包括轴承效率） 2 3 ，=0.97（齿轮精度为 8 级，不包括轴承效率） ，=0.96（卷筒效 4 5 率，不包括轴承）则 24 a 0.990.9850.96 0.97 0.960.825 电动机所需功率： w d a 2.464 ww2.987 w 0.825 P PKKK 三、确定电动机的转速三、确定电动机的转速 卷筒州的工作转速为： 60 100060 1000 1.392 rr 113.2 minmin 235 V n D 按课程设计指导书 P7表 1 查得圆锥圆柱齿轮的传动比一般 范围为：=1025，故电动机转速 a i 计 算 及 说 明结果 机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- 8 - (10 25) 113.21132 2830 min da r nin 根据额定功率，且转速满足 ed P d P ，选电动机型号为：。1132 minmin d rr n Y100L2-4 其主要性能如下表： 满 载 时 型号 额定 功率 Kw 转速 r min 电流 （380V） A 效率 % 功率 因数 起动 电流 额定 电流 起动 转矩 额定 转矩 最大 转矩 额定 转矩 Y100L2-4314206.882.50.817.02.22.3 电动机的外形尺寸： 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 装键部位 尺寸 FGD 100380288245160140122860831 四、确定传动装置的总传动比和分配传动比四、确定传动装置的总传动比和分配传动比 1.总传动比 总传动比 1420 12.544 113.2 m a n i n 2.分配减速器的各级传动比直齿轮圆锥齿轮传动比 按直齿轮圆柱齿轮传动比 ，又0.250.25 12.5443.136 a ii 锥 锥齿轮的传动比一般不大于 3，故取=3i锥 则 12.544 4.18 3 i 柱 实际总传动比3 4.1812.54iii 锥柱实 ，满足要求。0.004i A 计 算 及 说 明结果 机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- 9 - 五、计算传动装置的运动和动力参数五、计算传动装置的运动和动力参数 1.各轴的转速（各轴的标号均已在图 2 中标出） 1420 min m r nn 1420 473.33 3min n r n i 锥 473.33 113.2 4.18min n r n i 柱 113.2 min r nn 卷筒轴 2.各轴的输出、输入功率 1 2.987 0.992.957132.957 d PPKw 入 2 2.957 0.9852.9126452.913PPKw 入出 3 2.913 0.962.796482.796PPKw 入出 2 2.796 0.9852.754062.754PPKw 入出 4 2.754 0.972.671382.671PPKw 入出 2 2.671 0.9852.6309352.631PPKw 入出 1 2.631 0.992.604692.605PPKw 出卷筒轴入 25 2.605 0.985 0.96PP 卷筒轴出卷筒轴入 2.6432882.643KwKw 3.各轴输入、输出转矩 95509550 2.987 20.09 1420 d d m P TN m n 计 算 及 说 明结果 机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- 10 - 95509550 2.957 19.89 1420 95509550 2.913 19.59 1420 95509550 2.796 56.41 473.33 95509550 2.754 55.57 473.33 95509550 2.671 225.34 113.2 P TN m n P TN m n P TN m n P TN m n P T n 入 入 出 出 入 入 出 出 入 入 95509550 2.631 221.96 113.2 9550 9550 2.605 219.77 113.2 9550 9550 2.463 207.79 113.2 N m P TN m n P TN m n P TN m n 出 出 卷筒轴入 卷筒轴入 卷筒轴 卷筒轴出 卷筒轴出 卷筒轴 运动和动力参数计算结果整理于下表： 效率 P(Kw)转矩（）N m 轴名 输入输出输入输出 转速 n r/min 传动比 i 效率 电动 机轴 2.98720.091420 1.00.99 轴2.9572.91319.8919.591420 3.00.95 轴2.7962.75456.4155.57473.33 4.20.96 轴2.6712.631225.34221.96113.2 卷筒轴2.6052.463219.77207.79113.2 1.00.97 计 算 及 说 明结果 机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- 11 - 四、传动零件的设计计算 一、圆锥齿轮传动的设计计算一、圆锥齿轮传动的设计计算 已知输入功率（略大于小齿轮的实际功率） ，小齿 1 2.957PKw 轮的转速为：，大齿轮的转速为，传 1 1720 min r n 2 437.33 min r n 动比，由电动机驱动，工作寿命（设每年工作 300 天） ，两班制，3i 带式输送，平稳，转向不变。 1.选定齿轮类型、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，齿形制,齿形11060JB 角，齿顶高系数，顶隙系数，螺旋角，20 * 1 a h * 0.2c 0 m 不变位。 （2） 、运输机为一般工作机器，速度不高，故选用 8 级精度。 （3） 、材料选择，小齿轮材料为 40Cr（调质） ，硬度为 280HBS，大 齿轮材料为 45 刚（调质） ，硬度为 240HBS，二者材料硬度相差 40HBS。 （4） 、选小齿轮齿数 121 23,3 2369zzu z 则 2.按齿面接触疲劳强度设计 公式： 1t d 3 2 1 2 2.92 (1 0.5) E FRR ZKT u （1） 、确定公式内的各计算值 1）查得材料弹性影响系数。 1 2 189.8 E ZMPa 2）按齿面的硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限， lim1 600 H MPa 大齿轮的接触疲劳极限。 lim2 550 H MPa 机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- 12 - 计 算 及 说 明结果 3）计算应力循环次数 小齿轮： 9 1 6060 1420 1 (2 8 300 7)2.863 10 h NnjL 大齿轮： 9 8 1 2 2.863 10 9.542 10 3 N N u 4）查得接触批量寿命系数 1 0.93 HN K 2 0.97 HN K 5）计算接触疲劳许用应力 1lim1 1 0.93 600558 HLH H K MPaMPa S 2lim2 2 0.97 550533.5 HLH H K MPaMPa S 6）试选，查得1.2 v K 1.0,1,1.5 1.251.875 a KKK 所以，1.0 1.2 1 1.8752.25 av KKKKK 7） 5 54 1 1 95.5 102.957 95.5 101.989 10 1420 P TN mm n 8） 1 3R （2） 、计算 1）试算小齿轮的分度圆直径，带入中的较小值得 H 1t d 3 2 4 2 11 33 189.82.25 1.989 10 2.9258.79 533.5(1 0.5)3 mm 2）计算圆周速度 v 机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- 13 - 11 58.79 1420 4.369 60 100060 1000 t d n m v s 计 算 及 说 明结果 3）计算载荷系数 根据，8 级精度，查得，4.369mv s 1.23 v K 所以。1.0 1.23 1 1.8752.31 av KKKKK 4）