机械设计课程设计一级圆锥齿轮减速器

1、一、课程设计任务书题目：一级圆锥齿轮减速器工作条件：单向运转，两班制工作，与轻度震动，使用年限10年。原始数据：滚筒圆周力f=3103n，带速v=1.0m/s；链轮直径d=150mm。注意事项： 将设计人的电子版课程设计任务书（从邮箱中下载）粘贴、整理在此处； 正文中的标题（一、二、三）字体为宋体、四号、加粗、居中，且要求不同标题不能放在同一页，下一个标题及其内容要放在下一页； 设计计算内容字体为宋体、小四号、非加粗，按照样例排版即可； 行间距要求：单倍行距； 以下左侧方框内为对应标题及其设计计算过程，右侧方框对应位置写设计计算的结果或结论。二、电动机的选择1、电动机类型的选择按工作要求和条件

2、选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380v，y型。2、电动机功率选择（1）传动装置的总效率： a123345式中：1、2、3、4、5分别是带传动、轴承、齿轮传动、联轴器和输送链的传动效率。取1=0.95，2=0.98，3=0.97，4=0.99，5=0.93，则a=0.950.9830.970.990.93 =0.80（2）电机所需的功率：=kw=3kw= =3.75kw3、确定电动机转速计算链轮工作转速：按机械设计课程设计指导书p7表1推荐的传动比合理范围，取v带传动比，一级锥齿轮减速器的传递比。则总传动比合理范围为。故电动机转速的可选范围为：。符合这一范围的同步转速有750、1000

3、、和1500r/min。根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号，因此有三种传动比方案，综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第2方案比较适合，则选n=1000r/min。4、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为y132m1-6。其主要性能：额定功率4kw；满载转速960r/min；额定转矩2.0。三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比ia=nm/n=960/127.39=7.532、分配各级传动比（1） 据指导书p7表1，为使v带传动外廓尺寸不致过大，取ij=3。（2） id=ia/ij=2.5

4、1 四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速n=nm/id=960/2.51=382.5r/minn=n/ij=382.5/3=127.39r/minn=n=127.39r/min2、计算各轴的输入功率pi=pd=3.750.95=3.56 kwpii=pi23=3.560.980.97=3.39 kwpiii=pii24=3.390.990.98=3.29kw3、计算各轴扭矩电动机输出轴转矩:td=9.55106pd/nd=9.551063.75/960=37.30 nm各轴输入转矩ti=td1=35.4 nmtii= ti23=33.7nmtiii=9.55106piii/niii=32

5、.7nm五、传动零件的设计计算 v带传动的设计计算1、选择普通v带截型由教材p156表8-7取工作情况系数ka=1.2计算功率pca=kap=1.22.51=3.012kw由教材p157图8-11选用a型v带2、确定带轮基准直径，并验算带速由教材教材p157图8-11推荐的小带轮基准直径为：80100mm，则取dd1=100mmdmin=75 mm 大带轮直径 dd2=nd/nidd1=960/382.5100=251mm由教材p157表8-8，取dd2=250mm 实际从动轮转速ni=nddd1/dd2=960100/250=384r/min转速误差为：ni-ni/ni=(382.5-384

6、)/382.5=-0.00391200（适用）5、确定带的根数根据教材p152表（8-4a）查得：p0=0.95kw根据教材p153表（8-4b）查得：p0=0.11kw根据教材p155表（8-5）查得：ka=0.96根据教材p146表（8-2）查得：kl=0.99由教材p158式（8-26）得：z=pca/(p0+p0)kakl=3/(0.95+0.11)0.960.99=3取z=36、计算轴上压力由教材p149表8-3查得q=0.1kg/m，由教材p158式（8-27）单根v带的初拉力：f0=500pca（2.5-ka）/zv ka+qv2=500(2.5-0.93)4.8/0.9355.

7、03+0.15.0242=162.17n则作用在轴承的压力fp，由教材p159式（8-28）得：fp=2zf0sin1/2=23162.17sin163.50/2=963n 齿轮传动的设计计算1、选择齿轮材料及精度等级考虑减速器传递功率不大，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40cr调质，齿面硬度为240260hbs。大齿轮选用45钢调质，齿面硬度220hbs；根据教材p210表10-8选7级精度。齿面粗糙度ra1.63.2m2、按齿面接触疲劳强度设计根据教材p203式10-9a：进行计算确定有关参数如下： 传动比i齿=3取小齿轮齿数z1=20。则大齿轮齿数：z2=iz1=320=60实际传动比i

8、0=52/20=2.6传动比误差：i-i0/i=2.6-2.6/2.6=0%0.07d，故取h=6mm。则段的直径。对于左轴承若直接采用轴段定位，则轴肩直径大于轴承内圈直径，不利于拆卸轴承，应在左轴承和轴段间加一套筒。轴承端盖的总宽度为20mm。根据轴承端盖的拆装及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面和带轮右端面的距离l=30mm,故取齿轮距箱体内壁距离a=16mm，考虑到箱体的铸造误差，取s=8mm，已知滚动轴承宽度t=32mm，则取段距箱体内壁的距离为16mm，在确定轴承位置时，应距箱体内壁一定距离，取8mm，则。至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。（2）轴上零件的周向定位锥齿轮、

9、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按d5有p106表6-1查的平键截面。键槽用铣刀加工，长45mm，同样半联轴器与轴的连接选用平键，滚动轴承与轴的周向定位是有过渡配合来保证的。（3）求轴上载荷 根据轴的结构图做出周德计算简图。在确定轴承的支点位置时兑取33210型，查的a=23.2mm。载荷水平面垂直面支反力 弯矩扭矩t=26.082n.m(4)按弯扭合成应力校核轴的强度故安全。八、滚动轴承的选择及校核计算根据根据条件，轴承预计寿命：1636510=58400小时1、计算输入轴轴承（1）两轴承径向反力：初选两轴承为圆锥滚子轴承30208型根据教材p322表13-7得轴承内部轴向力查机械手册

10、知y=1.6,e=0.37。有p322式13-11得 （2）求系数x、yfaa/fra=0.36fab/frb=0.53根据教材p321表13-5得e=0.37 xa=1 xb=0.4 ya=0 yb=1.6（3）计算当量载荷p1、p2根据教材p321表13-6取fp=1.2根据教材p320式13-8a得p1=fp(xafra+yafaa)=4443.4np2=fp(xbfrb+ybfaa)= 2560n（4）轴承寿命计算故取p=4443.4n=10/3根据手册得30208型的cr=63000n由教材p320式13-5a得lh=106/60n(cr/p)=16670/458.2(163000/

11、4443.4)10/3=347322h58400h预期寿命足够2、计算输出轴轴承1）两轴承径向反力：初选两轴承为圆锥滚子轴承33210型根据教材p322表13-7得轴承内部轴向力查机械手册知y=1.5,e=0.41。有p322式13-11得 （2）求系数x、yfaa/fra=1.67efab/frb=0.33e xa=0.4 xb=1 ya=1.5 yb=0（3）计算当量载荷p1、p2根据教材p321表13-6取fp=1.2根据教材p320式13-8a得p1=fp(xafra+yafaa)=3215.8np2=fp(xbfrb+ybfaa)= 3210n（4）轴承寿命计算故取p=3215.8n

12、=10/3根据手册得33210型的cr=112000n由教材p320式13-5a得lh=106/60n(cr/p)=16670/458.2(1112000/3215.8)10/3=18059903h58400h九、键连接的选择及校核计算1、大带轮与轴连接采用平键连接轴径d1=28mm，l1=50mm查手册p51 选用c型平键，得：b=8 h=7 l=40即：键c840gb/t1096-2003 l=l1-b=40-8=32mm t2=106.63nm 根据教材p106式6-1得p=4t2/dhl=4106630/28732=78.5mpap(110mpa)2、输入轴与齿轮连接采用平键连接轴径d

13、3=34mm l3=56mm t=260.82nm查手册p51 选a型平键，得：b=10 h=8 l=50即：键a1050 gb/t1096-2003l=l3-b=50-10=40mm h=8mmp=4t/dhl=4260820/34840=95.9mpap(110mpa)3、输出轴与齿轮2连接用平键连接轴径d2=56mm l2=45mm t=116.3n.m查手册p51 选用a型平键，得：b=16 h=10 l=36即：键a1636gb/t1096-2003l=l2-b=36-16=20mm h=10mm根据教材p106（6-1）式得p=4t/dhl=4116300/561020=41.5m

14、pap (110mpa)a=0.80=3.75kw电动机型号：y132m1-6ia=7.53ij=3id=2.51n=127.39r/minn=127.39r/minn=382.5r/minpd=3.75kwpi=3.56kwpii=3.39kwpiii=3.29kwtd=38.03 nmti=35.4nmtii=33.7nmtiii=32.7nmdd1=100mmdd2=280mmni=342.86r/minv=5.03m/s266mma0760mm取a0=500ld=1600mma=493.6mmz=5根fp=1609.1ni齿=2.6z1=20z2=52u=2.6t1=111070nmm

15、hlimz1=560mpahlimz2=350mpan1=1.16109n2=4.46108khn1=0.93khn2=0.97h1=520.8mpah2=339.5mpad1t=112.8mmzv1=21.43zv2=144.86d1=152.58m=7d1=140mmd2=364mmr=195mmb=65mmyfa1=2.72ysa1=1.57yfa2=2.14ysa2=1.83flim1=420mpaflim2 =330mpasf=1.25f1=53.1mpaf2=48.68mpav =2.43m/sd=28mml1=50mmd2=34mmmml3=18mml5=16mml6=78mmd4=28mmd1=140mmt1=111070nmmft=1904nfr=646.8nfa=248.8n轴承预计寿命58400小时xa=1ya=0xb=0.4yb=1.6p1=4443.4np2=2560nlh=347322h预期寿命足够xa=0.4ya=1.5xb=1yb=0p1=32