机械设计课程设计螺旋输送机的一级圆柱齿轮减速器

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1、机械课程设计题目要求说明一题目（第四题第二组数据）题目IV 设计用于螺旋输送机的一级圆柱齿轮减速器.任务要求1完成一级减速器的传动方案设计2完成电动机的选择3完成A1装配图的绘制4完成说明书的编写说明书一、 传动方案拟定设计用于螺旋输送机的一级圆柱齿轮减速器1工作条件：连续单向运转，工作时有轻微震动，实用期限8年，生产10台，两班制工作，运输机允许误差极限+-5%2原始数据：运输机工作轴转矩T=720N*m 运输机工作轴转速n=145r/min3运动简图：二，电动机选择1、 电动机类型和结构型式的选择：按已知的工作要求和 条件，选用 Y系列三相异步电动机。2、 确定电动机的功率：（1） 传动装

2、置的总效率：总=2*3*2*4 = 0.897097344其中各个符号代表的意义以及参数 数据来源如下弹性联轴器传动效率2=0.992 课程设计指导书p12圆柱一级齿轮减速器传动效率3=0.975课程设计指导书p7开式圆锥齿轮传动效率4=0.935课程设计指导书p7（1） 电动机所需功率Pw计算Pw=T*n/9550 = 10.93193717其中各个符号代表的意义以及参数 数据来源如下数据名称英文表示数值备注运输机工作轴转矩T720N*m题目原始数据运输机工作轴转速nw145 r/min题目原始数据（2） 电动机选择 圆柱一级齿轮减速器传动比i13-6课程设计指导书p7开式圆锥齿轮传动比i2

3、2-4课程设计指导书p7初步计算传动比i3i3=i1*i26-24用于计算电动机转速范围电机转速范围ndnd=i3*nw840-3360符合这一系列要求的电动机（查表机械设计课程设计手册P167）电动机型号 额定功率 满载转速 额定转矩 最大转矩 质量Y160M2-2 15KW 2930r/min 2.0 2.2 125Y160L-4 15kw 1460 2.2 2.3 144Y180-6 15 970 1.8 2.0 195以上电动机中Y160M2-2转速太高，价格较贵，对机器精度要求较高 不适合Y160L-4价格适中，转速适中，机械结构不大，适合该方案使用Y180-6转速太低，机械结构要求

4、较大，会导致机械整体价格过高，不宜使用综上所述最终选用Y160L-4电机其参数如下电动机型号 额定功率 满载转速 额定转矩 最大转矩 质量Y160L-4 15kw 1460 2.2 2.3 144安装尺寸以及示意图机座带底脚、端盖有凸缘（B35, V15,V36型）电动机的外形及安装尺寸三 计算总传动比以及分配各级传动比（1） 总传动比：总传动比I总Ned/nw10.06896552转速电动机转速Ned查表1460圆柱一级齿轮减速器输出转速n3N3=Ned/I1365开式圆锥齿轮输出转速n4n4=n3/I2145（2） 传动比分配传动比计算总传动比I总I总=Ned/nw10.06896552取

5、圆柱一级齿轮减速器传动比I14开式圆锥齿轮传动比I2I2=I总/I1 2.517241379四 运动参数及动力参数计算（1） 计算各轴转速（r/min）各个轴承转速连轴1转速nana=Ned1460电动机输出轴承连轴2转速nbnb=Ned1460圆柱一级齿轮减速器输入轴承连轴3转速ncnc=n3365圆柱一级齿轮减速器输出轴承连轴4转速ndnd=n3365圆锥齿轮输入轴承连轴5转速nene=n4145与输送螺旋连接的轴承（2） 计算各轴的功率（KW）轴承功率计算连轴1功率P1P1=P2/212.18589849电动机输出轴承连轴2功率P2P2=P3/312.08841131圆柱一级齿轮减速器输

6、入轴承连轴3功率P3P3=P4/211.78620102圆柱一级齿轮减速器输出轴承连轴4功率P4P4=P5/411.69191141圆锥齿轮输入轴承连轴5功率P5P5=Pw10.93193717与输送螺旋连接的轴承（3） 计算各轴转矩各个轴承转矩计算连轴1转矩T19550*P1/ned79.70913056电动机输出轴承连轴2转矩T29550*P2/ned79.07145751圆柱一级齿轮减速器输入轴承连轴3转矩T39550*P3/n3308.3786843圆柱一级齿轮减速器输出轴承连轴4转矩T49550*P4/n4770.0534759圆锥齿轮输入轴承连轴5转矩T59550*P5/n4720

7、与输送螺旋连接的轴承五 传动零件的设计计算采用计算机计算 计算步骤以及结果如下所示（1）圆柱齿轮设计上面的计算中材料取结构钢 正火处理 为了加工方便两个齿轮采用同样的材料 其各个参数如上图所示小轮的转速为1460r/min 为了防止有其他变动计算中采用1500r/min 小轮功率 为12.08841131kw为了防止有其他变动计算中采用14kw预计工作寿命为365天*8年*24小时=70080小时由于工作时有轻微震动因此使用系数1.25带入计算小轮扭矩T1=89.13333N*M 齿宽系数0.4输入计算得到以下数据在上面的可行结果中小齿轮数为20 大齿轮数为81的最符合要求因此采用此组数据采用

8、计算机进一步计算得出以下参考数据计算结果符合要求不用改变最终齿轮计算结果如下确定中心距=3.82837调节模数使中心距接近3.82837结果如下齿轮的几何尺寸计算：圆柱一级齿轮减速器齿轮尺寸计算小齿轮分度圆直径d1d1=m*z1160小齿轮齿顶圆直径d12d1+2m176大齿轮分度圆直径d2m*z2648大齿轮齿顶圆直径d22d2+2m664中心距a404大齿轮宽度64小齿轮宽度69小齿轮转速vn1d1/60100012.22506667根据工作要求和圆周速度，选择7级精度六 轴的设计计算轴承的材料为45钢 C=117 工艺为调质轴的直径连轴1直径D123.73307957电动机输出轴承连轴2

9、直径D223.66962183圆柱一级齿轮减速器输入轴承连轴3直径D337.25742664圆柱一级齿轮减速器输出轴承连轴4直径D437.15780737圆锥齿轮输入轴承连轴5直径D549.42677069与输送螺旋连接的轴承考虑到键槽对轴强度的影响各轴取值如下轴的直径连轴1直径D128电动机输出轴承连轴2直径D228圆柱一级齿轮减速器输入轴承连轴3直径D340圆柱一级齿轮减速器输出轴承连轴4直径D440圆锥齿轮输入轴承连轴5直径D552与输送螺旋连接的轴承七 选择联轴器由于轴的转速较高，为减小启动载荷，缓和冲击，所以应选用具有较小转动惯量和具有弹性的联轴器，即选择弹性套柱销联轴器 连接电动机

10、和减速箱的联轴器：D1=28 转速1460r/min T1=79.70913056 D2=28 转速1460r/min T2=79.07145751 （查表机械设计课程设计手册p）选用LT5联轴器连接减速箱和圆锥齿轮的联轴器：D!=40 D2=40 n1=365 n2=365 T1=770.0534759 T2=720（查表机械设计课程设计手册p）选用LT6联轴器七 初选滚动轴承因该减速器采用圆柱齿轮传动，主要承受径向载荷，所以选用深沟球轴承。查表八 减速器的结构与润滑（1） 选择铸造箱体。（2） 齿轮传动润滑：润滑油，转速v=12.22506667m/s. 润滑油牌号：全损耗系统用油 GB4

11、43- 1989,LAN22.（机械设计课程设计指导手册P85） 润滑方式：油池侵油润滑。（3） 滚动轴承的润滑：润滑油牌号：GB443-1989,AN150,全损耗系统用油。（机械设计课程设计指导手册P85）润滑方式：飞溅润滑。九 有关的数据准备：（1） 齿轮传动主要尺寸：圆柱一级齿轮减速器齿轮尺寸计算小齿轮分度圆直径d1d1=m*z1160小齿轮齿顶圆直径d12d1+2m176大齿轮分度圆直径d2m*z2648大齿轮齿顶圆直径d22d2+2m664中心距a404大齿轮宽度64小齿轮宽度69小齿轮转速vn1d1/60100012.22506667（2） 电动机安装尺寸： H=160mm d=

12、 42mm L=645mm（4） 联轴器的轴孔直径：电动机与减速器连接 主动轴d=28 L=50 从动轴d=28 L=50减速器与圆锥齿轮连接 主动轴d=40 L=55 从动轴d=40 L=55（5） 减速器传动件的圆周速度 v = 12.22506667 m/s 滚动轴承的润滑方式： 飞溅润滑。 十 减速器铸造箱体的结构尺寸：单位 mm箱座体壁厚：=8 箱盖壁厚：1=8 箱座、箱盖上的肋厚：b = 12 b 1=12 b2=20 轴承旁凸台的高度和半径： h = 45 R1 = 23 轴承盖（即轴承座）的外径： D2=107, 115 地脚螺钉：直径d f = 16 数目 n = 4 通孔直

13、径= 20 沉头座直径= 45 0D 地座凸缘尺寸= 25 = 23 1C2C 联接螺栓：轴承旁联接螺栓直径d1 = 12 箱底、箱盖联接螺栓直径d 2= 8 联接螺栓直径 d = 8 通孔直径= 9 d 沉头座直径 D = 20 凸缘尺寸= 15 = 12 1C2C 定位销直径：d = 8 轴承盖螺钉直径：d 3= 7 视孔盖螺钉直径：d 4= 6 箱体外壁至轴承断面的距离：L 1 = 35 大齿轮顶圆与箱体内壁的距离：1 = 10 轮齿端面与箱体内的距离：2 = 8 轴承盖：小轴承盖d0= 9 d5 = 70 D0 = 92 D5 = 68 D2 =112 b = 10 h = 10 大轴

14、承盖d0= 9 d5 = 78 D0 = 100 D5 = 76 D2 =120 B = 10 h = 10十一 轴的校核：一级减速器的输入轴TFrchFrcvFtBcFrbvaFrbhFrT=79.07145751 a=100 B=69 c=69 0 =20 小齿轮节圆直径d=160 轴的材料45钢，调质；B =640 MPa（1） 决定作用在轴上的载荷：轴向力:Ft=2T/d= 988.39N径向力：Fr=Ft*tg0= 359.74N(2) 决定支点的反作用力及弯曲力矩： 水平弯矩图 Frch=Frbh=Ft*c/(b+c)= 494.195 N 则截面1-1的弯曲力矩M1h=Frbh*

15、b= 34099.455N*mm垂直弯矩图Frcv=Frbv=Fr*c/（b+c）=179.87N截面1-1的弯曲力矩 M1h1=Frbv*b=12411.03合成弯矩M11=M1h2+M1h12=36287.8285N轴上的转矩图T=79.07145751*103N*mm画出当量弯矩图已知轴的材料为45钢，调质，其B =640MPa，s= 355 查表得min = 0.44*B max=1.4*sa=min /max = 0.566599598轴截面1-1处的当量弯矩：M1=M112+(T)2=57654.2522N*mm截面2-2处的当量弯矩：M2=T=44801.856N*mm截面1-1

16、：1b=M1/(0.1*d3)= 26.2637811 1b 截面2-2：2b=M2/(0.1*d3)= 20.4090087 2b所以轴满足强度校核条件十二 滚动轴承的寿命校核：轴I上的轴承力为深沟球轴承 6006 ?内径d/mm外径D/mm宽度B/mm圆角r/mm内圈定位台阶da/mm外圈定位台阶Da/mm基本额定动载荷Cr/kN基本额定静载荷C0r/kN极限转速（脂）nlim/rmin-1极限转速（油）nlim/rmin-1轴承代号3055131364913.28.310000140006006Fr= =525.910558 C0=8300N Cr=13200NX=0.56 Y=0(由e查)fp=1P=XFr=294.509912 Lh=10660n(Crp)= 511.646384C=P3nLh16667fp =1046.13651NC所以轴承满足寿命校核条件十三 设计总结 在这次设计中前后十多天里我学到了很多充分的感受到了动手能力的重要性，学会了如何把书本上面的东西转化为实际的应用，学会了怎样去运用书本，从书本中获得我们想要的知识