机械设计课程设计--设计一用于带式运输机上的单级圆锥齿轮减速器.docx
机械设计课程设计单级圆锥齿轮减速器设计说明书目录一、设计任务书二、传动方案的拟定三、电动机的选择5四、确定传动装置的总传动比和分配传动比6五、计算传动装置的运动和动力参数6六、传动零件的设计计算7七、轴的设计计算八、键联接的选择及计算九、轴承的选择及计算十、箱体结构的设计十一、减速器附件的选择十二、润滑密封设计十三、联轴器设计十四、设计小结十五、参考文献一、设计任务书机械制造及自动化专业机械设计设计任务书A学生姓名:1.1、 设计题目：设计一用于带式运输机上的单级圆锥齿轮减速器给定数据及要求已知条件：运输带工作拉力F=7.3kN；运输带工作速度v=0.43m/s（允许运输带速度误差为±5%）；滚筒直径D=383mm；两班制，连续单向运转，载荷较平稳。环境最高温度35；小批量生产。1.2、 应完成的工作1.2. 1、减速器装配图1张；1.2.2、 零件工作图2张（从动轴）；1.2.3、 设计说明书一份。二、传动方案的拟定2.1. 传动方案分析：机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。2.2. 设计方案本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动为单级圆锥齿轮减速器。采用V带传动与齿轮传动的组合，即可满足传动比要求，同时由于带传动具有良好的缓冲，吸振性能，适应大起动转矩工况要求，结构简单，成本低，使用维护方便。a、带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。b、齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之一。三、电动机的选择3.1. 电动机类型和结构的选择选择Y系列三相异步电动机，此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。3.2. 确定电动机的功率3.2.1、 计算所需功率PWPw =FvIOOOkW =7300×0.431000= 3.139kW3. 2.2.计算电动机输出功率Pd按常用机械传动效率简表确定各部分效率为:V带传动效率尸0.96,滚动轴承效率112=0.98,圆锥齿轮传动效率n3=0.96,弹性联轴器效率11l=0.99,卷筒轴滑动效率115=0.98,卷筒效率116=0.97。传动装置总效率为：=1122n3n4115n6=0.96×0.982×0.96×0.99×0.98×0.97=0.83得出电动机所需功率为：Pd=PW错误!未找到引用源。=3.847kW3.3、 确定电动机转速输送机卷筒转速错误!未找到引用源。21.4错误!未找到引用源。通常,V带传动常用的传动比范围i尸247,单级圆锥齿轮的传动比范围iz=236,则电动机转速可选范围为错误!未找到引用源。二错误!未找到引用源。i21.4X42=898.8rmin符合这一同步转速范围是750rmin0电机从重量、价格及传动比等方面考虑，选用Y160M2-8型电动机。其相关参数如下：型号额定功率满载转速起动转矩额定转矩最大转矩额定转矩轴径中心高Y160M2-85.5kw720rmin2.02.042mm160mm四、确定传动装置的总传动比和分配传动比4.1、 总传动比io=nmnw=72O21.4=33.64.2、 分配传动装置传动比4.2.1、 取齿轮i=3（单级减速器i=23合理）4.2.2、 错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。X错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。/错误!未找到引用源。=33.6/3=11.2五、计算传动装置的运动和动力参数。轴电动机轴：PO=Pd=3.847KWno=nr=720rinTl9550媪=955OX封卫51.03Nm出7201轴高速轴：P1=P001=3.847×0.96=3.69kW720,a/.11=240rmnii3T,=9550=9550×146.83Nmj,2402轴低速轴：P2=P1n12=3.69×0.98×0.963.47kWn240C-c/.n2=21.43rmn1211.2T2=9550握=955OX生。1546.36Nm小21.433轴滚筒轴：P3=P2n23=3.l×0.98X0.96=2.92kWn3=nw=21.4rminT3=9550二错误!未找到引用源。550×1303.08Nm入21.4六、传动零件的设计计算6.1、 皮带轮传动的设计计算6.1.1、 确定计算功率查表得KA=L2,则Pc=KP=1.2X3.847=4.62kW6.1.2、 确定V带型号按照任务书得要求，选择普通V带。根据Pc=4.62kW及川二720rmin,查图选用A型普通V带。6.1.3、 确定带轮直径(1)确定小带轮基准直径根据图推荐，V带小带轮选用直径最小为75mm(A型)，选择dt11=140mm。(2)验算带速。二错误!未找到引用源。二错误!未找到引用源。=5.28m於5ms<VV25ms,带速合适。(3)计算大带轮直径dd2=Ziddl(l-)=3×140×(1-0.02)=411.6mm根据GB/T13575.1-9规定，选取2=400mm6.1.4、 确定带长及中心距(1)初取中心距a错误!未找到引用源。得386.12mmao1103.2mm,根据总体布局，取而=700mm(2)确定带长Ld：根据几何关系计算带长得错误!未找到引用源。=2X700+-(140+411.6)+IQI他=2292.8Omm24×700根据标准手册，取Ld=2240mm。(3)计算实际中心距Ld - LdO a= o+2=700+2240-2292802=647. 2mm6.1.5、 验算包角:错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。180o-40°140×57.3o=156.98>120°647.2包角合适。6.1.6、 确定V带根数Z错误!未找到引用源。根据ddl=140mm及n1=720rmin,查表得P0=I.56KW,P0=O.09KW根据4=156.98及错误!未找到引用源。查表得错误!未找到引用源。带入公式后Z2.77,取：Z=36.1.7、 确定初拉力人Fl500错误!未找到引用源。查表得q=0.1kgm,则：3=500错误!未找到引用源。-462(-)+o.1×5.282=236.73N5.28×30.966.1.8、 计算带轮轴所受压力QQ=2ZF°sin错误!未找到引用源。=2X3X236.73XSin曳暨=1391.82N26.2、 齿轮传动的设计计算6.2.1、 齿轮的材料及热处理方法小齿轮选用40Gr,调质处理，齿面硬度为280S。大齿轮选用45Gr,调质处理，齿面硬度250S,HBSm52=280-250=30,合适。故错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。<=380÷HBS=630MPa<=155÷0.2HBS=205MPa6.2.2、 2.2.选取设计参数粗选8级精度取小齿轮齿数Zl错误!未找到引用源。，则大齿轮Z2=20X3错误!未找到引用源。，实际传动比错误!未找到引用源。传动比误差：错误!未找到引用源。i-ioI=3-33=O<2.5%o与要求相差不大，可用。并取错误!未找到引用源。=03,错误!未找到引用源。6.2.3、 齿轮疲劳强度设计（1）小齿轮上的转矩T尸错误!未找到引用源。二错误!未找到引用源。550×3.69/240=146.38Nm（2）查表，取载荷系数K=I.2（3）按齿面接触疲劳强度设计得错误!未找到引用源。二966错误!未找到引用源。（4）确定齿轮模数错误!未找到引用源。取标准模数：m=4.5mm（5）小齿轮直径错误!未找到引用源。6.2.4、 齿轮几何尺寸计算（1）分度圆直径错误!未找到引用源。d,=mz=4-5X60=270mm（2）分度圆锥角错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。（3）锥距错误!未找到引用源。（4）齿宽b=tf=0.3X14230=42GMk因整取446.2.5、 校核弯曲疲劳强度LE错误!未找到引用源。二错误!未找到引用源。=21.08ZF错误!未找到引用源。二错误!未找到引用源。=189.69查得错误!未找到引用源。=4.33,错误!未找到引用源。=4.005尸错误!未找到引用源。=168.9MP<1错误!未找到引用源。=233MPa合格呢h错误!未找到引用源。=156.03MPa错误!未找到引用源。=184MPa合格七、轴的设计计算7.1、 输入轴的设计7.1.1.确定轴上零件的定位和固定方式（如图）7.1.2.按扭转强度估算轴的最小直径dC115错误!未找到引用源。； =28. 60mm 240增大7%经圆整取最小轴径dmin=30mm7.1.3v轴的结构设计左起第一段，由于安装带轮，属于基孔制配合，因开有键槽，增大7%并圆整,取轴径30沆加，长度60加m为了便于安装，轴端进行2X45°倒角。左起第二段直径取36三o根据轴承端盖的装拆以及对轴承添加润滑脂的要求和箱体的厚度，则取第二段的长度40m<,左起第三段，该段装有滚动轴承，选用圆锥滚子轴承，取轴径40mm,长度为左起第四段,其直径略大于第三段轴，取50mm,长度取90加加。左起第五段为滚动轴承段，则此段的直径为40mm,长度取32加加。左起第六段，对轴承右端进行定位，有小齿轮，取轴径32根加。长度取80瓶加。综上，输入轴各段参数如下表：、轴值123456长度L(mm)604032903280直径d(mm)3036405040327.2、 输出轴的设计7.2.1. 确定轴上零件的定位和固定方式（如图）7.2.2. 按扭转强度估算轴的最小直径错误!未找到引用源。115q陛=2859mmV240增大7%经圆整取最小轴径dmin=30mm7.2.3. 确定轴各段直径和长度左起第一段，由于安装联轴器，因开有键槽，轴径扩大7%并圆整，取轴径30加冲长度58根出为了便于安装，轴端进行2X45°倒角。左起第二段直径取36mmo根据轴承端盖的装拆以及对轴承添加润滑脂的
