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、
2、确定电动机的功率：（1） 传动装置的总效率： 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T 720 N*m题目原始数据运输机工作轴转速nw 145r/min题目原始数据（2） 电动机选择圆柱一级齿轮减速器传动
3、比 i1 3-6 课程设计指导书 p7开式圆锥齿轮传动比 i2 2-4 课程设计指导书 p7电机转速范围 nd nd=i3*nw 840-3360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
4、太低，机械结构要求较大，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 初步计算传动比i3 i3=i1*i2 6-24 用于计算电动机转速范围质量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/nw 10.06896552电动机转速 Ned 查表 1460转速圆柱一级齿轮减速器输n3 N3=Ned/I1 365出转速开式圆锥齿轮输出
5、转速n4 n4=n3/I2 145（2） 传动比分配总传动比 I 总I 总=Ned/nw10.06896552取圆柱一级齿轮减速器传动比I1 4传动比计算开式圆锥齿轮传动比I2 I2=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）连轴 1 转速na na=Ned 1460 电动机输出轴承连轴 2 转速nb nb=Ned 1460圆柱一级齿轮减速器输入轴承连轴 3 转速nc nc=n3 365圆柱一级齿轮减速器输出轴承各个轴承转速连轴 4 转 nd nd=n3 365 圆锥齿轮输入轴承速连轴 5 转速ne ne=n4 145与输送螺旋连接的轴承（
6、2） 计算各轴的功率（KW）连轴 1 功率P1 P1=P2/2 12.18589849 电动机输出轴承连轴 2 功率P2 P2=P3/3 12.08841131圆柱一级齿轮减速器输入轴承连轴 3 功率P3 P3=P4/2 11.78620102圆柱一级齿轮减速器输出轴承连轴 4 功率P4 P4=P5/4 11.69191141圆锥齿轮输入轴承轴承功率计算连轴 5 功率P5 P5=Pw 10.93193717与输送螺旋连接的轴承（3） 计算各轴转矩连轴 1转矩T1 9550*P1/ned 79.70913056 电动机输出轴承连轴 2转矩T2 9550*P2/ned 79.07145751圆柱一
7、级齿轮减速器输入轴承各个轴承转 连轴 3 T3 9550*P3/n3 308.3786843 圆柱一级齿轮减转矩 速器输出轴承连轴 4转矩T4 9550*P4/n4 770.0534759圆锥齿轮输入轴承矩计算连轴 5转矩T5 9550*P5/n4 720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
8、 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：小齿轮分度圆直径 d1 d1=m*z1 160小齿轮齿顶圆直径 d12 d1+2m 176大齿轮分度圆直径 d2 m*z2 648大齿轮齿顶圆直径
9、 d22 d2+2m 664中心距 a 404大齿轮宽度 64圆柱一级齿轮减速器齿轮尺寸计算小齿轮宽度 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 工艺为调质连轴 1 直径 D1 23.73307957 电动机输出轴承连轴 2 直径 D2 23.66962183圆柱一级齿轮减速器输入轴承连轴 3 直径 D3 37.25742664圆柱一级齿轮减速器输出轴承连轴 4 直径 D4 37.15780737圆锥齿轮输入轴承轴的直径连轴 5 直径 D5 49.42677069与输送螺旋连接的轴承
10、考虑到键槽对轴强度的影响各轴取值如下连轴 1 直径 D1 28 电动机输出轴承连轴 2 直径 D2 28圆柱一级齿轮减速器输入轴承连轴 3 直径 D3 40圆柱一级齿轮减速器输出轴承连轴 4 直径 D4 40 圆锥齿轮输入轴承轴的直径连轴 5 直径 D5 52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
11、）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 GB443- 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
12、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：小齿轮分度圆直径 d1 d1=m*z1 160小齿轮齿顶圆直径 d12 d1+2m 176大齿轮分度圆直径 d2 m*z2 648大齿轮齿顶圆直径 d22 d2+2m 664中心距 a 404大齿轮宽度 64圆柱一级齿轮减速器齿轮尺寸计算小齿轮宽度 69小齿轮转速 vn1d1/60100012.22506667（2） 电动机安装尺寸：H=160mm d= 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
13、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
14、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
15、器的输入轴T=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= 988.39NTFrchFrcvFtB cFrbvaFrbh Fr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= = 494.195 N/(+)则截面 1-1 的弯曲力矩M1h=Frbh*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 M1h
16、1=Frbv*b=12411.03合成弯矩M11= =36287.8285N12+112轴上的转矩图T=79.07145751* N*mm103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= =57654.2522N*mm112+()2截面 2-2 处的当量弯矩：M2=T=44801.856N*mm截面 1-1：1b=M1/(0.1* )= 26.2637811 1b 3截面 2-2：2b=M2/(0.1* )= 20.40
17、90087 2b3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30 55 13 1 36 49 13.2 8.3 10000140006006Fr= =525.910558494.1952+179.872C0=8300N Cr=13200NX=0.56 Y=0(由 e 查)fp=1P=XFr=294.509912 Lh= = 511.64638410660()C=P fp =1046.13651NC316667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
