機械設計課程設計一級圓錐齒輪減速器

1、一、課程設計任務書題目：一級圓錐齒輪減速器工作條件：單向運轉，兩班制工作，與輕度震動，使用年限10年。原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力f=3103n，帶速v=1.0m/s；鏈輪直徑d=150mm。注意事項： 將設計人的電子版課程設計任務書（從郵箱中下載）粘貼、整理在此處； 正文中的標題（一、二、三）字體為宋體、四號、加粗、居中，且要求不同標題不能放在同一頁，下一個標題及其內容要放在下一頁； 設計計算內容字體為宋體、小四號、非加粗，按照樣例排版即可； 行間距要求：單倍行距； 以下左側方框內為對應標題及其設計計算過程，右側方框對應位置寫設計計算的結果或結論。二、電動機的選擇1、電動機類型的選擇按工作要求和條件

2、選用三相籠型異步電動機，封閉式結構，電壓380v，y型。2、電動機功率選擇（1）傳動裝置的總效率： a123345式中：1、2、3、4、5分別是帶傳動、軸承、齒輪傳動、聯(lián)軸器和輸送鏈的傳動效率。取1=0.95，2=0.98，3=0.97，4=0.99，5=0.93，則a=0.950.9830.970.990.93 =0.80（2）電機所需的功率：=kw=3kw= =3.75kw3、確定電動機轉速計算鏈輪工作轉速：按機械設計課程設計指導書p7表1推薦的傳動比合理范圍，取v帶傳動比，一級錐齒輪減速器的傳遞比。則總傳動比合理范圍為。故電動機轉速的可選范圍為：。符合這一范圍的同步轉速有750、1000

3、、和1500r/min。根據(jù)容量和轉速，由有關手冊查出有三種適用的電動機型號，因此有三種傳動比方案，綜合考慮電動機和傳動裝置尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，可見第2方案比較適合，則選n=1000r/min。4、確定電動機型號根據(jù)以上選用的電動機類型，所需的額定功率及同步轉速，選定電動機型號為y132m1-6。其主要性能：額定功率4kw；滿載轉速960r/min；額定轉矩2.0。三、計算總傳動比及分配各級的傳動比1、總傳動比ia=nm/n=960/127.39=7.532、分配各級傳動比（1） 據(jù)指導書p7表1，為使v帶傳動外廓尺寸不致過大，取ij=3。（2） id=ia/ij=2.5

4、1 四、運動參數(shù)及動力參數(shù)計算1、計算各軸轉速n=nm/id=960/2.51=382.5r/minn=n/ij=382.5/3=127.39r/minn=n=127.39r/min2、計算各軸的輸入功率pi=pd=3.750.95=3.56 kwpii=pi23=3.560.980.97=3.39 kwpiii=pii24=3.390.990.98=3.29kw3、計算各軸扭矩電動機輸出軸轉矩:td=9.55106pd/nd=9.551063.75/960=37.30 nm各軸輸入轉矩ti=td1=35.4 nmtii= ti23=33.7nmtiii=9.55106piii/niii=32

5、.7nm五、傳動零件的設計計算 v帶傳動的設計計算1、選擇普通v帶截型由教材p156表8-7取工作情況系數(shù)ka=1.2計算功率pca=kap=1.22.51=3.012kw由教材p157圖8-11選用a型v帶2、確定帶輪基準直徑，并驗算帶速由教材教材p157圖8-11推薦的小帶輪基準直徑為：80100mm，則取dd1=100mmdmin=75 mm 大帶輪直徑 dd2=nd/nidd1=960/382.5100=251mm由教材p157表8-8，取dd2=250mm 實際從動輪轉速ni=nddd1/dd2=960100/250=384r/min轉速誤差為：ni-ni/ni=(382.5-384

6、)/382.5=-0.00391200（適用）5、確定帶的根數(shù)根據(jù)教材p152表（8-4a）查得：p0=0.95kw根據(jù)教材p153表（8-4b）查得：p0=0.11kw根據(jù)教材p155表（8-5）查得：ka=0.96根據(jù)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、計算軸上壓力由教材p149表8-3查得q=0.1kg/m，由教材p158式（8-27）單根v帶的初拉力：f0=500pca（2.5-ka）/zv ka+qv2=500(2.5-0.93)4.8/0.9355.

7、03+0.15.0242=162.17n則作用在軸承的壓力fp，由教材p159式（8-28）得：fp=2zf0sin1/2=23162.17sin163.50/2=963n 齒輪傳動的設計計算1、選擇齒輪材料及精度等級考慮減速器傳遞功率不大，所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用40cr調質，齒面硬度為240260hbs。大齒輪選用45鋼調質，齒面硬度220hbs；根據(jù)教材p210表10-8選7級精度。齒面粗糙度ra1.63.2m2、按齒面接觸疲勞強度設計根據(jù)教材p203式10-9a：進行計算確定有關參數(shù)如下： 傳動比i齒=3取小齒輪齒數(shù)z1=20。則大齒輪齒數(shù)：z2=iz1=320=60實際傳動比i

8、0=52/20=2.6傳動比誤差：i-i0/i=2.6-2.6/2.6=0%0.07d，故取h=6mm。則段的直徑。對于左軸承若直接采用軸段定位，則軸肩直徑大于軸承內圈直徑，不利于拆卸軸承，應在左軸承和軸段間加一套筒。軸承端蓋的總寬度為20mm。根據(jù)軸承端蓋的拆裝及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面和帶輪右端面的距離l=30mm,故取齒輪距箱體內壁距離a=16mm，考慮到箱體的鑄造誤差，取s=8mm，已知滾動軸承寬度t=32mm，則取段距箱體內壁的距離為16mm，在確定軸承位置時，應距箱體內壁一定距離，取8mm，則。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。（2）軸上零件的周向定位錐齒輪、

9、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按d5有p106表6-1查的平鍵截面。鍵槽用銑刀加工，長45mm，同樣半聯(lián)軸器與軸的連接選用平鍵，滾動軸承與軸的周向定位是有過渡配合來保證的。（3）求軸上載荷 根據(jù)軸的結構圖做出周德計算簡圖。在確定軸承的支點位置時兌取33210型，查的a=23.2mm。載荷水平面垂直面支反力 彎矩扭矩t=26.082n.m(4)按彎扭合成應力校核軸的強度故安全。八、滾動軸承的選擇及校核計算根據(jù)根據(jù)條件，軸承預計壽命：1636510=58400小時1、計算輸入軸軸承（1）兩軸承徑向反力：初選兩軸承為圓錐滾子軸承30208型根據(jù)教材p322表13-7得軸承內部軸向力查機械手冊

10、知y=1.6,e=0.37。有p322式13-11得 （2）求系數(shù)x、yfaa/fra=0.36fab/frb=0.53根據(jù)教材p321表13-5得e=0.37 xa=1 xb=0.4 ya=0 yb=1.6（3）計算當量載荷p1、p2根據(jù)教材p321表13-6取fp=1.2根據(jù)教材p320式13-8a得p1=fp(xafra+yafaa)=4443.4np2=fp(xbfrb+ybfaa)= 2560n（4）軸承壽命計算故取p=4443.4n=10/3根據(jù)手冊得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預期壽命足夠2、計算輸出軸軸承1）兩軸承徑向反力：初選兩軸承為圓錐滾子軸承33210型根據(jù)教材p322表13-7得軸承內部軸向力查機械手冊知y=1.5,e=0.41。有p322式13-11得 （2）求系數(shù)x、yfaa/fra=1.67efab/frb=0.33e xa=0.4 xb=1 ya=1.5 yb=0（3）計算當量載荷p1、p2根據(jù)教材p321表13-6取fp=1.2根據(jù)教材p320式13-8a得p1=fp(xafra+yafaa)=3215.8np2=fp(xbfrb+ybfaa)= 3210n（4）軸承壽命計算故取p=3215.8n

12、=10/3根據(jù)手冊得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、鍵連接的選擇及校核計算1、大帶輪與軸連接采用平鍵連接軸徑d1=28mm，l1=50mm查手冊p51 選用c型平鍵，得：b=8 h=7 l=40即：鍵c840gb/t1096-2003 l=l1-b=40-8=32mm t2=106.63nm 根據(jù)教材p106式6-1得p=4t2/dhl=4106630/28732=78.5mpap(110mpa)2、輸入軸與齒輪連接采用平鍵連接軸徑d

13、3=34mm l3=56mm t=260.82nm查手冊p51 選a型平鍵，得：b=10 h=8 l=50即：鍵a1050 gb/t1096-2003l=l3-b=50-10=40mm h=8mmp=4t/dhl=4260820/34840=95.9mpap(110mpa)3、輸出軸與齒輪2連接用平鍵連接軸徑d2=56mm l2=45mm t=116.3n.m查手冊p51 選用a型平鍵，得：b=16 h=10 l=36即：鍵a1636gb/t1096-2003l=l2-b=36-16=20mm h=10mm根據(jù)教材p106（6-1）式得p=4t/dhl=4116300/561020=41.5m

14、pap (110mpa)a=0.80=3.75kw電動機型號：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齒=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軸承預計壽命58400小時xa=1ya=0xb=0.4yb=1.6p1=4443.4np2=2560nlh=347322h預期壽命足夠xa=0.4ya=1.5xb=1yb=0p1=32