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1、机械设计课程设计计算说明书设计题目：带式运输机的圆锥-圆柱齿轮减速器H3北京工业大学- 目录 -说明部分：设计任务书-3计算部分：一总体设计电动机的选择-4传动装置总传动比的确定和分配-5计算传动系统的运动和动力参数-5二、传动零件的设计计算齿轮的设计与校核-8联轴器的选择-12三、轴与轴承的校核-12四、键的校核-19五、减速器的润滑方式、密封类型的选择-20六、箱体结构-20七、设计小结-21八、参考资料-21课题：设计用于带式运输机的展开式二级圆柱减速器一、 课程设计的目的1、通过机械设计课程设计，综合运用机械设计课程和其它有关选修课程的理论和生产实际知识去分析和解决机械设计问题，并使所
2、学知识得到进一步地巩固、深化和发展。2、学习机械设计的一般方法。通过设计培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力。3、进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范。二、 已知条件1、工作参数：运输带工作拉力2300 F/N，运输带工作速度1.60，卷筒直径270 mm。2. 工作条件连续单项运转，载荷平稳，空载起动，小批量生产，单班制工作，运输带速度允许误差。三、 工作要求1、画减速器装配图一张（A0图纸）；2、零件工作图二张（齿轮、轴）；3、对传动系统进行结构分析、运动分析并确定电动机型号、工作能力分析；4、对传动系统进行精度分析，合理确定并标注配合与公差
3、；5、设计说明书一份。四、 结题项目1、检验减速能否正常运转。2、每人一套设计零件草图。3、减速器装配图：A0；每人1张。4、零件工作图：A3；每人共2张、齿轮和轴各1张。5、课题说明书：每人1份。五、 完成时间（2011.62011.7）计算部分：计算、说明、结果项目和内容设计计算依据和过程计算结果一总体设计1选择电动机1）确定电动机所需工作的功率Pd 由题目所给条件计算工作机所需功率F=2300N v=1.60m/s计算总效率传动装置总效率 按文献2表2-3：联轴器效率1=0.99 滚动轴承传动效率2=0.99（一对） 锥齿轮传动效率3=0.94 圆柱齿轮传动效率4=0.97（8级精度）
4、传动滚筒效率5=0.96则电动机所需工作的功率Pd因载荷平稳，电动机额定功率Ped应略大于 ，由文献2表17-1，选电动机额定功率Ped=5.5KW。2）确定电动机转速套筒轴工作转速nw由文献2表2-2可知，二级圆锥-圆柱齿轮减速器传动比为8-15，故电动机转速的可选范围为：符合这一范围的同步转速有1000r/min，1500r/min由文献2 表17-1电动机型号额定功率Ped/kw电动机转速 n / (r/min)电动机质量m/kg同步满载Y132s-45.51500144068Y132M2-65.5100096084综合考虑电动机和传动装置的重量、价格，应选Y132M2-6，结构紧凑。由
5、文献2表173选取电动机的外形及安装,尺寸D38，中心高度H132，轴伸长E80。2传动装置总传动比的确定和分配1）总传动比：ia2）分配各级传动比高速级传动比低速级传动比3计算传动系统的运动和动力参数0轴1轴2轴3轴4轴轴名功率P/KW转矩T转速r/min传动比i效率n输入输出输入输出0轴4.4744.596010.991轴4.434.3944.143.79602.120.932轴4.124.0886.986.0452.840.963轴3.963.92334.1330.8113.210.984轴3.883.84327.3324.0113.2二 传动零件设计计算1直齿锥齿轮的设计与校核材料由文
6、献1 表11-1小齿轮选用35SiMn，调质处理，齿面硬度为207286HBS,=700MPa， =580MPa；大齿轮选用45钢正火，齿面硬度156217HBS， =370MPa, =310MPa;由文献1 表11-5取=1，=1.25；表11-4取=2.5，=189.8按齿面接触强度设计计算由文献1表11-2 齿轮精度等级设为8级载荷系数由文献1 表11-3取K=1.0齿宽系数由文献1 表11-6取小锥齿轮上的转矩传动比齿轮分度圆直径齿数 齿宽校核齿根弯曲强度中心距取确定螺旋角齿轮分度圆直径齿宽取验算齿面接触强度齿轮的圆周速度对照文献1 表11-8选8级制造精度是合宜的。2低速级齿轮的设计
7、与校核因工作时有轻微的振动，故要求结构紧凑，因此采用硬齿面组合材料由文献1 表11-1小齿轮选用40Cr，表面淬火，齿面硬度4855HRC， =11501210MPa， =700740MPa；大齿轮选用45，表面淬火，齿面硬度4050HRC， =11201150MPa， =680700MPa；由文献1 表11-5取=1，=1.25；表11-4取=2.5，=189.8按齿轮弯曲强度设计计算由文献1表11-2 齿轮精度等级设为8级载荷系数齿宽系数小齿轮上的转矩初选螺旋角齿数实际传动比齿形系数查文献1图11-8 得 查文献1图11-9得因所以对小齿轮进行弯曲强度设计计算法向模数由文献1 表4-1取=
8、2mm中心距取确定螺旋角齿轮分度圆直径齿宽取验算齿面接触强度齿轮的圆周速度对照文献1 表11-8选8级制造精度是合宜的。速度验算实际总传动比实际转速实际速度传送带速度偏差合格3初估轴的小径1轴为40Cr 由文献1 表14-2 取C=105有一个键槽取d1=20mm2轴为45 由文献1 表14-2 取C=110有一个键槽取d2=30mm3轴为45 由文献1表14-2 取 C=110有一个键槽d3=40mm4联轴器的选择选联轴器类型按工作条件，工作时有轻微振动，宜用有弹性元件的挠性联轴器，输出端转速低，动载荷小，转矩较大，故应选用结构简单、制造容易、具有微量补偿两轴线偏移和缓冲吸振能力弹性套柱销联
9、轴器。其优点是装拆方便，耐久性好，可补偿两轴相对位移和缓和冲0轴与1轴间得联轴器由文献1 表17-1 取KA=1.5 表14-4 选LT4 n=5700r/min1440r/min 3轴与4轴间的联轴器由文献1 表17-1 取KA=1.5表14-4 选LT7 n=3600r/min106.68r/min 三、轴与轴承的校核1轴（高速轴）与轴承的校核轴的受力分析如图AP=3.84Kw n=1440r/min T=25.47Nm材料40Cr调质 a由图可知a处为危险断面弯矩不变取=0.3危险断面当量弯矩由文献1表14-3 危险断面轴径高速轴安全轴承受力分析由文献2表12-4选轴承7305ACn=1
10、440r/min由文献1表16-12轴承当量动载荷轴承寿命合格2轴（中间轴）与轴承校核轴的受力分析如图AP=3.69Kw n=331.0r/min 材料45钢正火 a由图可知a处为危险断面弯矩不变取=0.3危险断面当量弯矩由文献1表14-3 危险断面轴径高速轴安全轴承受力分析由文献2表12-4选轴承7306ACn=331.0r/minFa=1124-583=586N由文献1表16-12轴承当量动载荷轴承寿命合格3轴（低速轴）与轴承校核轴的受力分析如图AP1=3.54Kw n=106.68r/min 材料45钢正火 a由图可知a处为危险断面弯矩不变取=0.3危险断面当量弯矩由文献1表14-3 危
11、险断面轴径高速轴安全轴承受力分析由文献2表12-4选轴承7210ACn=106.68r/minFa=1078N由文献1表16-12轴承当量动载荷轴承寿命合格四、键的校核中间轴第一个键校核1.选择键的型号轴径32mm，由文献2 表11-26选择型号为键1025，GB/T1096的键即圆头普通平键（A型），L=25mmb=10mm h=8mm；2.键的材料用45钢调质处理，由文献1表10-10查的3.校核键的工作长度为l=L-b=25-10=15mm T=106.46Nm安全 中间轴第二个键校核轴径32mm，由文献2 表11-26选择型号为键1045，GB/T1096的键即圆头普通平键（A型），L
12、=45mmb=10mm h=8mm；2.键的材料用45钢调质处理，由文献1表10-10查的3.校核键的工作长度为l=L-b=45-10=35mm T=106.46Nm安全低速轴键校核轴径52mm，由文献2 表11-26选择型号为键1640，GB/T1096的键即圆头普通平键（A型），L=40mmb=16mm h=10mm；2.键的材料用45钢调质处理，由文献1表10-10查的3.校核键的工作长度为l=L-b=40-16=24mm T=316.9Nm安全五、减速器的润滑方式、密封类型的选择 1齿轮的润滑方式1润滑方式 闭式齿轮传动的润滑方法取决于其圆周速度。高速级 v = 2.40m/s12m/
13、s，采用浸油润滑低速级 v = 1.056m/s12m/s，采用浸油润滑2浸油深度对双级齿轮减速器，当采用浸油润滑时较小齿轮的浸油深度不小于10mm,较大齿轮的浸油深度不得超过其分度圆半径的1/3，即1/3189.0762= 31.5 mm3油池深度大齿轮顶圆距油池底面距离h3050mm，避免齿轮旋转激起沉积在箱底的污物，造成齿面磨损。 4油量：单级传动，传递每千瓦功率需油量为：L=（0.350.7）升对多级传动，则按比例增加L= 2（0.350.7）升 = 0.71.4升则总油量为0.76.79KW=4.8L，采用A型压配式圆形油标。 2轴承的润滑方法及润滑方式 轴承的润滑方法取决于传动零件
14、（齿轮）的圆周速度。高速级 v =2.40m/s2m/s，应采用油润滑。3密封类型轴外伸处为防止润滑剂外漏及外界的灰尘、水分和其他杂质渗入，造成轴承磨损或腐蚀，选用毡圈密封，材料为粗羊毛毡。在剖分面上涂水玻璃，以防止漏油。4润滑油的牌号由文献2 表13-1 选用L-CKC68则取取m=4.5,则取，则取b=30mm由文献1 表11-3取K=1.3 由文献1 表11-6取=3.12取=4.353.103=13.498水平 图B竖直 图C合成弯矩T=25.47Nm水平 图B竖直 图C合成弯矩T=106.46Nm水平 图B竖直 图C合成弯矩T=316.9Nm总=0.824Pd=4.47kWnw=11
15、3.18r/minb=30mm=1.5mm=2mmd1=20mmd2=30mmd3=40mm7305AC7306AC7210AC键1025键1045键1640六、箱体结构名 称符 号减速器箱体结构尺寸箱座壁厚8 mm箱盖壁厚8 mm箱座凸缘厚度1.5 = 12 mm箱盖凸缘厚度1.51 = 12 mm箱座底凸缘厚度2.5 = 20 mm地脚螺钉直径16mm地脚螺钉数目4轴承旁联接螺栓直径12mm箱盖与箱座联接螺栓直径10mm联接螺栓的间距150mm窥视孔盖螺钉直径6 mm定位销直径(0.70.8) d2 =8mm至外箱壁距离c122mm,18mm,16mm至凸缘边缘距离20mm,16mm，14
16、mm轴承台凸台半径16mm外箱座至轴承座端面距离C1 +C2+ (510) = 40mm大齿轮顶圆与内箱壁距离1.2 取10mm齿轮端面与内箱壁距离=8mm取10mm箱盖、箱座筋厚0.851 =6.8mm取8mm0.85=6.8mm取8mm七、设计小结经过这次机械课程设计，我深深感受到了机械理论设计和经验设计相结合的过程。在本学期开始的时候，我们以学习理论性的设计知识为主，比如齿轮、轴、轴承的强度校核，寿命计算，以及带传动、齿轮传动、轴承的失效形式等等。而在期末的这次为期两个礼拜的课设中，这些设计的理论终于和实践经验结合在一起，让我们的专业知识在一个较为完整的机械设计过程中得以应用、实践。所以说，课程设计是机械设计课程重要的教学环节，我们学习机械设计基础就是为了能够培养我们在实际机械设计中的创新能力。我在这个训练过程中感触颇多，受益匪浅。本次课设可以大体分为五个阶段：传动装置设计计算，装配草图设计，CAD装配图设计、零件图设计，说明书制作。在此由衷感谢老师的细心教导。八、参考资料 【1】、机械设计基础（第五版）杨可桢 主编 高等教育出版社出版； 【2】、机械设计课程设计（第二版） 王大康 主编 北京工业大学出版；
