螺旋输送机上的单级圆柱齿轮减速器课程设计-机械设计课程设计.doc

1、信息技术职业学院重庆毕业设计 1 一级直齿圆柱齿轮减速器设计 目 录 一、电动机的选择 5 二、计算传动装置的运动和动力参数 9三、传动件的设计计算 19 四、轴的设计计算 27五、箱体的设计 29 六、键联接的选择及校核计算 31 七、滚动轴承的选择及计算 34 八、减速器附件的选择 33 九、润滑与密封 33 设计课题 信息技术职业学院重庆毕业设计 2 设计单级直齿圆柱齿轮减速器 已知参数： 输送功率 P（ Kw） 输送轴转速 n（ r / min） 每日工作小时 （ h） 使用年限 （年） 6 85 24 8 总体布置简图 工作情况： 连续单向传动，有轻微冲出、常温、工作环境多灰，传动比

2、误差 5% 计 算 及 说 明 结 果 信息技术职业学院重庆毕业设计 3 一、 电动机的选择 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。 2、电动机容量选择： 电动机所需工作功率为： 式（ 1）： d a (kw) 由电动机至输送机的传动总效率为： 总 = 4 5 根据 机械设计课程设计 10 表 2-2 式中： 1、 2、 3、 4、 5 分别为联轴器 1、滚动轴承（一对）、圆柱直齿轮传动、联轴器 2和圆锥齿轮传动的传动效率。 取 =

3、0.99， 0.99， 0.97， . 9、 5 0.93 则： 总 =0.99 0.994 0.97 0.99 0.93 =0.85 所以：电机所需的工作功率： Pd = / 总 =6/0.85 =5.1(kw) 总 =0.85 Pd=5.1(kw) 计 算 及 说 明 结 果 信息技术职业学院重庆毕业设计 4 3、确定电动机转速 输送机工作轴转速为： n 【（ 1-5%）（ 1+5%）】 85r/min 76.75 89.25r/min 根据 机械设计课程设计 10 表 2-3 推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围 =3。 取开式圆锥齿轮传动的传动比 = 3 。则总传动

4、比理论范围为： a = 18。 故电动机转速的可选范为 Nd = a n =(6 18) 85 =510 1530 r/min 则符合这一范围的同步转速有： 750、 1000 和 1500r/min 根据容量和转速，由相关手册查出三种适用的电动机型号：（如下表） 方案 电动机型号 额定功率 电动机转速 (r/min) 电动机重量 (N) 参考价格 传动装置传动比 同步转速 满载转速 总传动比 V 带传动 减速器 1 Y132S-4 5.5 1500 1440 650 1200 18.6 3.5 5.32 2 Y132M2-6 5.5 1000 960 800 1500 12.42 2.8 4

5、.44 3 Y160M2-8 5.5 750 720 1240 2100 9.31 2.5 3.72 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格 nw 76.7589.25r/min Nd =5101530 r/min 计 算 及 说 明 结 果 信息技术职业学院重庆毕业设计 5 和圆锥齿轮带传动、减速器传动比，可见第 2 方案比较适合。 此选定电动机型号为 Y132M2-6，其主要性能： 中心高 H 外形尺寸 L (AC/2+AD) HD 底角安装尺寸 A B 地脚螺栓孔直径 K 轴 伸 尺 寸 D E 装键部位尺寸 F GD 132 520 345 315 216 178 12 28 80

6、 10 41 电动机主要外形和安装尺寸二、 计算传动装置的运动和动力参数 （一）确定传动装置的总传动比和分配级传动比 由选定的电动机满载转速 nm和工作机主动轴转速 n 1、可得传动装置总传动比为： ia= nm/ n =960/85 =11.29 ia=11.29 计 算 及 说 明 结 果 信息技术职业学院重庆毕业设计 6 总传动比等于各传动比的乘积 分配传动装置传动比 ia=i0 i （式中 i0、 i 分别为开式圆锥齿轮传动 和减速器的传动比） 2、分配各级传动装置传动比： 根据指导书 P10 表 2-3，取 i0=3（ 圆锥齿轮传动 i=2 3） 因为： ia i0 i 所以： i

7、ia i0 11.29/3 3.76 四、传动装置的运动和动力设计： 将传动装置各轴由高速至低速依次定为轴，轴， .以及 i0,i1， .为相邻两轴间的传动比 01， 12， .为相邻两轴的传动效率 P， P， .为各轴的输入功率 （ KW） T， T， .为各轴的输入转矩 （ N m） n ,n ,.为各轴的输入转矩 （ r/min） 可按电动机轴至工作运动传递路线推算，得到各轴的运动和动力参数 i0=3 ii 3.76 计 算 及 说 明 结 果 信息技术职业学院重庆毕业设计 7 1、运动参数及动力参数的计算 （ 1）计算各轴 的转速： 轴： n = nm=960（ r/min） 轴： n

8、 = n / i=960/3.56=269.66r/min III轴： n = n 螺旋输送机 ： nIV= n /i 0=269.66/3=89.89 r/min （ 2）计算各轴的输入功率： 轴： P =Pd 01 =Pd 1 =5.3 0.99=5.247（ KW） 轴： P = P 12= P 2 3 =5.247 0.99 0.97=5.04（ KW） III轴： P = P 23= P 2 4 =5.04 0.99 0.99=4.94（ KW） 螺旋输送机轴： PIV= P 2 5=4.54（ KW） n =960（ r/min） n = n =269.66 r/min nIV=8

9、9.89 r/min P =5.247（ KW） P =5.04（ KW） P =4.94（ KW） PIV=4.54（ KW） 信息技术职业学院重庆毕业设计 8 计 算 及 说 明 结 果 （ 3） 计算各轴的输入转矩： 电动机轴输出转矩为： Td=9550 Pd/nm=9550 5.3/960 =52.72 N m 轴： T = Td 01= Td 1 =52.72 0.99=52.2 N m 轴： T = T i 12= T i 2 3 =52.2 3.56 0.99 0.97=178.45N m III轴： T = T 2 4=174.9 N m 螺旋输送机轴： TIV = T i0

10、2 5=483.1N m （ 4） 计算各轴的输出功率： 由于轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效率： 故： P =P轴承 =5.247 0.99=5.2KW P = P轴承 =5.04 0.99=5.0KW P = P轴承 =4.94 0.99=4.9KW （ 5） 计算各轴的输出转矩： 由于轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效率：则： T = T轴承 =52.2 0.99=51.68 N m T = T轴承 =178.45 0.99= 176.67N m T = T轴承 =174.9 0.99= 173.15N m TTd =52.72 N m T =52.2 N m TII=178.45

11、N m T =174.9 N m TIV=483.1N m P I= 5.2KW P II=5.0KW P III=4.9KW T I=51.68 N m T II=176.67 N m T III= 173.15 N m 信息技术职业学院重庆毕业设计 9 计 算 及 说 明 结 果 综合以上数据，得表如下： 轴名 功效率 P （ KW） 转矩 T （ N m） 转速 n r/min 传动比 i 效率 输入 输出 输入 输出 电动机轴 5.3 52.72 960 1 0.99 轴 5.25 5.2 52.2 51.68 960 0.96 3.56 轴 5.04 5.0 178.45 176.6

12、7 269.66 0.98 轴 4.94 4.9 174.9 173.15 269.66 3 0.92 输送机轴 4.54 4.50 483.1 478.27 89.89 三、 传动件的设计计算 (一 )、减速器内传动零件设计 (1)、选定齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级。 选择小齿轮材料为 40Cr（调质），硬度为 280HBS，大齿轮材料为 45钢（调质），硬度为 240HBS，二者材料硬度差为 40HBS。齿轮精度初选 8级 (2)、初选主要参数 Z1=21 ， u=3.6 Z2=Z1 u=21 3.6=75.6 取 Z2=76 Z1=21 Z2=76 信息技术职业学院重庆毕业设

13、计 10 计 算 及 说 明 结 果 由表 10-7选取齿宽系数 d =0.5（ u+1） a=1.15 （ 3） 按齿面接触疲劳强度计算 计算小齿轮分度圆直径 d1t 3 21 12 H HE ZZuudkT确定各参数值 1) 试选载荷系数 K=1.3 2) 计算小齿轮传递的转矩 T1=9.55 106 P/n1=9.55 106 5.2/960 =5.17 104N mm 3) 材料弹性影响系数 由机械设计表 10-6 取 ZE=189.8 MPa 4) 区域系数 ZH=2.5 5) 由图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 MPaH 6001lim ；大齿轮 的接触疲劳强度极限MPaH 5502lim 。 6) 由式 10 13 计算应力循环次数 N1 60n1jLh 60 960 1（ 2 8 300 5） 1.382 109 N2 N1/3.6 3.84 108 7) 由图 10-19取接触疲劳寿命系数 KHN1 0.93； KHN2 0.97 d 1.15 T1=5.17 104N mm N1 1.382 109 N2 3.84 108