1、- 1 - 1 -机械设计课程设计设计计算说明书一、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
2、结论。- 2 - 2 -机械设计课程设计设计计算说明书二、电动机的选择1、电动机类型的选择按工作要求和条件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： a 1 23 3 4 5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= =3kwpw0FV01*= =3.75kwPda3、确定电动机转速计算链轮工作转速： 601601
3、.27.39/min5Vn rD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124i。则总传动比合理范围为 。故电动机转速的可23i42ai选范围为： 。509/mndnr: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-
4、6。其主要性能：额定功率 4KW；满载转速 960r/min；额定转矩2.0。 a=0.80=3.75kwPd127.39/minnr50/id电动机型号：Y132M1-6- 3 - 3 -机械设计课程设计设计计算说明书三、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=2.51ia=7.53ij=3id=2.51- 4 - 4 -机械设计课程设计设计计算说明书四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速n=nm/id=960/2.51
5、=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=PI 2 3=3.560.980.97=3.39 KWPIII=PII 2 4=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= TI 2 3=33.7NmTIII=9.55106PIII/nIII=32.7Nmn=127.39r/minn=127.39r/minn=3
6、82.5r/minPd=3.75KWPI=3.56KWPII=3.39KWPIII=3.29KWTd=38.03 NmTI=35.4NmTII=33.7NmTIII=32.7Nm- 5 - 5 -机械设计课程设计设计计算说明书五、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
7、=75 mm大带轮直径 d d2=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：n I-nI/nI=(382.5-384)/382.5=-0.00391200（适用）5、确定带的根数根据教材 P152 表（8-4a）查得：P 0=0.95KW根据教材 P153 表（8-4b）查得：P 0=0.11KW根据教材 P155 表（8-5）查得：K a=0.96根据教材 P146 表（8-2）查得：K l=0.99由教材 P158 式（8-26）得：Z
8、=Pca/(P0+P 0)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：dd1=100mmdd2=280mmnI=342.86r/minV=5.03m/s266mma 0760mm取 a0=500Ld=1600mma=493.6mmZ=5 根Fp=1609.1N- 6 - 6 -机械设计课程设计设计计算说明书F0=500Pca（2.5-K a）/ZV K a+qV2=500(2.5-0.93)4.8/0.9355.03+0.15.0242=162.1
9、7N则作用在轴承的压力 Fp，由教材 P159 式（8-28）得：Fp=2ZF0sin 1/2=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2132.9()(0.5)EHRRZKTdu:算确定有关参数如下： 传动比 i 齿 =3取小齿轮齿数 Z1
10、=20。则大齿轮齿数：Z 2=iZ1=320=60实际传动比 i0=52/20=2.6传动比误差：i-i 0/I=2.6-2.6/2.6=0%0.07d，故取 h=6mm。则40dm82lm246dm375056dm5l468dm250lml60- 11 - 11 -机械设计课程设计设计计算说明书段的直径 。468dm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250lm取齿轮距箱体内壁距离 a=16mm，考虑
11、到箱体的铸造误差，取s=8mm，已知滚动轴承宽度 T=32mm，则6(6)320lasm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 。316825lml104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、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，160bh长 45mm，同样半联轴器与轴的连接选用平键 ，2870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=23.2
12、mm。载荷 水平面 垂直面支反力 NFAY98.3B62 NFAZ03.89B26ml563l104NFAY98.3Z0BY6.2NFZmMC85.147Y6.031N874921CaA轴承预计寿命58400 小时- 12 - 12 -机械设计课程设计设计计算说明书弯矩 mNMCZ85.1647 mNMY64.7083192扭矩 T=26.082N.m(4)按弯扭合成应力校核轴的强度 PaPadTCa 6087.12.0)(132 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：23702.81rAYAZB
13、BFN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 查机械手册知2rdFYY=1.6,e=0.37。157.23.rAdrBFNY有 P322 式 13-11 得 157.aAF908.3aBAaFN（2）求系数 x、yFaA/Fra=0.36Fab/Frb=0.53根据教材 P321 表 13-5 得 e=0.37XA=1 XB=0.4YA=0 YB=1.6（3）计算当量载荷 P1、P 2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(xBFr
14、B+yBFaA)= 2560N（4）轴承寿命计算 故取 P=4443.4NA=10/3根据手册得 30208 型的 Cr=63000NNFrA8.3702rB1dA.5NFB23157.aAB3908XA=1YA=0XB=0.4YB=1.6P1=4443.4NP2=2560NLh=347322h预期寿命足够 NFrA6.92rB75dA6.30- 13 - 13 -机械设计课程设计设计计算说明书由教材 P320 式 13-5a 得Lh=106/60n(Cr/P)=16670/458.2(163000/4443.4) 10/3=347322h58400h预期寿命足够2、计算输出轴轴承1）两轴承径
15、向反力：29.675rAYAZBBFN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2rdFYY=1.5,e=0.41。307.62891.rAdrBFNY有 P322 式 13-11 得 891.7aBF1540.aABaFN（2）求系数 x、yFaA/Fra=1.67eFab/Frb=0.33eXA=0.4 XB=1YA=1.5 YB=0（3）计算当量载荷 P1、P 2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+y
16、BFaA)= 3210N（4）轴承寿命计算 故取 P=3215.8NA=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=18059903h58400hNFdB7.891aA.NFaB7.891XA=0.4YA=1.5XB=1YB=0P1=3215.8NP2=3210NLh=18059903h轴承合格- 14 - 14 -机械设计课程设计设计计算说明书九、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，L 1=50mm查手册
17、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=78.5Mpa p(110Mpa)2、输入轴与齿轮连接采用平键连接轴径 d3=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=8mm p=4T/dhl=4260820/34840=95.9Mpa p(110Mpa)
18、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=41.5Mpa p (110Mpa)键 C840 GB/T1096-2003 p=78.5Mpa键 A1050GB/T1096-2003 p=95.9Mpa键 A1636GB/T1096-2003 p=45.1Mpa参考文献1 濮良贵、纪名刚机械设计（第八版） 北京：高等教育出版社，20062 龚溎义、罗圣国机械设计课程设计指导书（第二版） 北京：高等教育出版社，1990- 15 - 15 -机械设计课程设计设计计算说明书3王文斌机械设计手册（第三卷） 机械工业出版社，2004.84 侯洪生机械工程图学北京：科学出版社，2001
