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1、机械设计（机械设计基础）课程设计说明书设计题目_单级圆锥齿轮减速器_机电工程学院院（系）_ 机电一体化 专业班级 （1） 学号_11111111111 设计人_* 指导教师_陈育明_完成日期_2011-10-1_一、 设计任务设计一混料机传动用的V带传动及直齿锥齿轮减速器。单班工作，载荷平稳，单向运动，工作寿命20年，（每年工作300天，每日工作8小时），小批生产。传动简图如图1所示。电机轴 高速轴 低速轴1V带 2圆锥齿轮图1减速器的输出转矩为52Nmm;输出轴转速为160r/min。计算内容计算说明计算结果1、电动机的选择1. 计算输入功率：电动机到工作机的输送间的效率： 查机械设计课程设
2、计徐起贺；P16表2-3设定 滚动轴承效率 ：圆锥齿轮传动效率：V带传动效率 ：故电动机的输出功率：2. 估算电动机的额定转速范围：由混料机传动机简图可知，该减速器由两部分组成，V带传动和齿轮传动。按机械设计课程设计徐起贺，P12表12-1推举的传动比合理范围，即V带传动比范围24；齿轮的传动比范围23。总传动比： 电动机的转速可选范围： 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、价格因素，为使传动结构紧凑，决定用用同步转速为1000r/mind的电动机，型号为Y90L-60。由机械设计课程设计徐起贺，P280表20-1可知其额定功率为1.1KW，满载转速为910r/min。 电动机型号为Y90L-60
3、额定功率为1.1KW，满载转速为910r/min。 2、计算传动装置的总传动比并分配1. 总传动比i为： 考虑到润滑条件，为使两级大齿轮直径相近，取=2.39作为尺寸参考基准；设（）3、计算传动装置的运动和动力参数1. 各轴的转速：2. 各轴的输入功率：3. 各轴的转矩：4. 将所计算的结果汇总于表（1）中，以备查用：轴名功率P/KW转矩TNm转速nr/min传动比传递效率电动机0.9359.819102.20.950.88922.53413.62.60.960.85452160见表（1）4、V带轮结构设计1. 确定计算功率Pc名义功率：根据V带传动工作条件。由机械设计基础李国斌，P143表1
4、1-7，可得工作情况系数根据2. 选取V带型号根据，由机械设计基础-李国斌；由图11-6选用A型V带。3. 确定带轮基准直径：由机械设计基础李国斌，P144表11-8，P143图11-6选，确定带轮的从动轮的基准直径为：Dd2=280mm；（合适）验算带速V根据机械设计基础-李国斌表11-8，选4. 验算带速由机械设计基础-李国斌(11-2)式得,V在515m/s范围内，故带的速度合适。5. 确定V带的基准长度和传动中心距由机械设计基础-李国斌，P144公式11-3得，初步确定中心距。由(11-4)式计算带所需的基准长度：由P136表11-2,选带的基准长度;按式P144式11-5计算实际中心
5、距 ：a=787.5mm6. 验算主动轮上的包角由机械设计基础-李国斌，P144式11-6得： 故主动轮上的包角合适。7. 计算V带的根数由机械设计基础-李国斌，P144公式11-7得， 由；查机械设计基础-李国斌，P141表11-3得查表P142表11-5得即 取 8. 计算V带的合适的初拉力由机械设计基础-李国斌，P145公式11-9得查机械设计基础-李国斌，P136表11-1得，q=0.1kg/m, 即9. 计算作用在带轮轴上的压力 由机械设计基础-李国斌，P145公式11-8得 10. 带轮的结构设计由于V带的转速在30m/s以内，故我们选材料HT150的铸铁；且带轮是中等直径；因此采
6、用腹板式带轮结构。 由机械设计基础-李国斌，P145公式11-8得 带轮槽的基本数据： b=13mm ; ; ; ;B=20mm ; 由P147图11-8得 ； ； S=0.2xB ;即从动V带轮的基本尺轮参数： d=265mm ; ; ; s=4mm; 主动轮V带的基准齿轮参数： ； ； （图见附件1）5、圆锥齿轮的设计1、齿轮类型、精度等级、材料 1）带式运输机为一般工作器，速度不高，选用7级精； 2）材料选择：大小齿轮均用20Cr，小齿轮调质，大齿轮淬火，； 3）齿数 取 ； ；2、初步计算 载荷系数 ： 齿数比 ： 试验齿轮的接触疲劳极限 ： 估算时的安全系数 ： 齿轮使用接触许用应力
7、 ： 估算结果 ： 取3、几何计算 分锥角： 大端模数 ： 取 大端分度圆直径： 平均分度圆直径 ： 平均模数 ： 外锥距 ： 齿宽 ： 取 大端齿顶高 ： 大端齿根高： 齿顶角： 齿根角： 顶锥角 ： 根锥角： 大端赤顶圆直径 ： 安装距 ： 冠顶距： 当量齿数 ： 4、接触强度校核 分度圆切向力： 动载荷系数 ： 使用系数 ：载荷分布系数 ：载荷分配系数 ：节点区域系数 ： 弹性系数 ：重合度、螺旋角系数 ：锥齿轮系数 ：计算 许用接触应力 ： 试验齿轮接触疲劳极限：寿命系数 ： 润滑油膜影响系数 ： 最小安全系数 ： 尺寸系数 ： 工作硬化系数 ： 许用接触应力值 ： 由上可知 可用5、
8、按弯曲强度校核 复合齿形系数 ： 重合度和螺旋角系数 ： 其余项同前，并 计算许用弯曲应力： 齿根基本强度 ： 寿命系数 ： 相对齿根圆角敏感系数： 相对齿根表面状况系数： 尺寸系数 ： 最小安全系数 ： 许用弯曲应力值 ： 由上可知 可用（图见附件2）6、轴与轴类各零件的设定1. 高速轴的选材（轴）已知电动机的传递功率属于中小功率，故选45钢 调质处理。由机械设计基础李国斌，P215表15-1查得；由此我们初设定低速轴的材料和高速轴一样。2. 低速轴的最小直径（轴）由机械设计基础李国斌，P219表15-2查得C=118107，则由式15-2查得输出轴的最小直径为： 考虑到键槽对轴的削弱，将直
9、径增大3%5%；取值为2831.5mm。由设计手册取，根据轴系结构确定轴C的直径。3. 计算齿轮上的作用力 圆周力： 径向力： 轴向力： 4. 画轴的受力图和输出轴的草图轴的受力图轴的草图5. 水平面支反力：C-C截面处的水平面弯矩为：NmNm6. 垂直面支反力： C-C截面处的垂直面弯矩： 左侧 Nm右侧 Nm7. 画合成弯矩图 Nmm Nmm8. 画转矩图 =52Nmm9. 计算当量弯矩因减速器单向运转，故可以认为转矩脉动循环变化，取系数。由图可知，C-C界面最危险，则 Nmm 10. 校核强度 即轴的强度足够。11. 绘制轴的零件图（见附件2）12. 设计轴同第二步，求得增大后的轴的最小
10、直径范围14.216mm.根据设计手册取，根据轴系结构确定轴C处的直径为80mm。13. 计算齿轮上的作用力 圆周力： 径向力： 轴向力： 14. 画出轴的草图和受力图轴的草图轴的受力图15. 水平面支反力：NmNmNm及： NmNmC-C截面处的水平面弯矩为：Nm16. 垂直面支反力： Nm NmC-C截面处的垂直面弯矩： 左侧 Nm右侧 Nm17. 画合成弯矩图 Nmm Nmm18. 画转矩图 Nmm19. 计算当量弯矩因减速器单向运转，故可以认为转矩脉动循环变化，取系数。由图可知，C-C界面最危险，则 Nmm 20. 校核强度 即轴的强度足够。21. 绘制轴（见附录）（轴的图见附件3；轴
11、的图见附件4）7、键的选择与校核1. 设计轴的键第一个建（1）： 根据轴向力及扭转力矩选择平头普通平键；查机械设计基础李国斌，P121式10-1得平键的紧压强度条件： 平键的强度条件： 轴的直径 故键（1）合格。第二个建（2）： 轴的直径 故键（2）合格。2. 设计轴的键 键（3） 轴的直径 故键（3）合格。8、轴承联轴器的选择1. 联轴器的选择由轴的相关参数，选择联轴器的型号为： YL Jx35x82GB/T 5843-19862. 轴承的选择由于减速器采用圆锥齿轮受到了径向力、轴向力和周向力。因此确定轴承为圆锥滚子轴承：轴上的轴承的型号：30208轴上的轴承型号：302179、减速器的润滑1、 齿轮的润滑 因齿轮的圆周速度12m/s,所以用浸油润滑的润滑方式。 高速齿轮浸入油里约0.7个齿高，但不小于10mm，低速齿轮浸入油高度约为一个齿高，也不小于10mm，2、滚动轴承的润滑 因润滑油中的传动零件（齿轮）的圆周速度，所以采用飞溅润滑，通过箱壁的油槽传输。参考资料目录1、 徐起贺主编.机械设计课程设计.机械工业出版社，20092、 李国斌主编.机械设计基础. 机械工业出版社20103、 吴宗泽主编.机械零件设计手册.机械工业出版社,20044、 陈殿华编.机械设计课程设计指导书，20065、 濮良贵.纪名纲.机械设计（第七版）.高等教育出版社，2001
