二级圆锥圆柱运输带工作拉力=2200n运输带工作速度v=16ms卷筒直径280mm

机械设计机械设计课程设计计算说明书一、传动方案拟定3二、电动机的选择3三、运动、动力学参数计算5四、传动零件的设计计算6五、轴的设计11六、轴承的选择和计算24七、键连接的校核计算26八、联轴器选择27九、箱体设计28十、减速器附件28十一、密封润滑29十二、设计小结30十三、参考文献31机械设计课程设计说明书2计算过程及计算说明一、传动方案拟定设计二级圆锥-圆柱齿轮减速器工作条件：输送机连续单向运转工作时有轻微震动，空载启动，卷筒效率为0.96，输送带工作速度误差为5%；每年按300个工作日计算，使用期限为10年，大修期4年，单班制工作；在专门工厂小批量生产（1）原始数据：运输机工作周转矩：T=1800N·m；带速V=1.30m/s；滚筒直径D=360mm1—电动机；2联轴器；3—减速器；4—鼓轮；5—传送带二、电动机选择1、电动机类型的选择：Y系列三相异步电动机2、电动机功率选择：（1）工作机所需功率：PW=Tn/9550,因为6000/DVn，把数据带入式子中得n=68.97r/min,所注释及说明T=1800N·mV=1.30m/sD=360mmPW=13.00kW机械设计课程设计说明书3以PW=1800*68.97/9550=13.00kW(2)1）传动装置的总效率：η总=η滚筒×η4轴承×η圆柱齿轮×η2联轴器×η圆锥齿轮=0.96×0.994×0.98×0.992×0.97=0.862)电动机的输出功率：Pd=PW/η总=13.00/0.86=15.13kW3、确定电动机转速：计算工作机轴工作转速：nw=60×1000V/πD=60×1000×1.30/π×360=68.97r/min按表14-2推荐的传动比范围，取圆柱齿轮和圆锥齿轮传动的一级减速器传动比范围分别为2~3和3~5，则总传动比范围为I’d=6~15。故电动机转速的可选范围为nd=I’d×nw=（6~15）×68.97=413.8~1034.6r/min符合这一范围的同步转速有750和1000r/min。4、确定电动机型号由上可见，电动机同步转速可选750和1000r/min,可得到两种不同的传动比方案方案电动机型额定功率电动机转速电动机重传动装置的传动比同步满载传动圆锥圆柱η总=0.86Pd=15.13kWnw=68.97r/min机械设计课程设计说明书4号Ped/kW转速转速量/kg比传动比传动比1Y200L1-618.51000970220143.542Y225S-818.575073026610.62.663.99综合各方面因素选择第一种方案，即选电动机型号为Y225S-8机。电动机的主要参数见下表型号额定功率/kW满载转速mn(r/min)中心高mm轴伸尺寸Y225S-818.573022560*140三、运动参数及动力参数计算计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：i=nm/nw=730/68.97=10.582、分配各级传动比:取i直=1.52i锥锥齿轮啮合的传动比：i1=0.25i=2.66圆柱齿轮啮合的传动比：i2=i/i1=10.58/2.66=3.991.计算各轴转速（r/min）nI=nm=730nII=nI/i1=730/2.66=274.4电动机型号Y200L1—6i总=10.6i1=2.66i2=3.99《机械设计学习指导》57页nI=730r/minnII=274.4r/minnIII=68.8r/minnIV=nIII=68.8机械设计课程设计说明书5nIII=nII/i2=274.4/4=68.8nIV=nIII=68.82.计算各轴的功率（kW）PI=Pd·η联轴器=15.13×0.99=14.98PII=PI·η轴承·η圆锥齿轮=14.98×0.99×0.98=14.3PIII=PII·η轴承·η圆柱齿轮=14.3×0.99×0.98=13.9PIV=PⅢ*η轴承*η联轴器=13.9×0.99×0.99=13.83.计算各轴扭矩（N·m）Td=9550*Pd/nm=9550×15.13/730=198TI=9550*PI/nI=194TII=9550*PII/nII=497.7TIII=9550*PIII/nIII=1929.4TW=9550*PW/nW=1910.1Td、TI、TII、TIII、TW=依次为电动机轴，Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ和工作机轴的输入转矩。参数轴名电动机轴Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴工作机轴转速r/min730730274.468.868.8功率P/kW15.1314.9814.313.913.8转矩/n*m198196497.71929.41910.1传动比12.663.9911效率0.990.970.970.984.验证带速V=160*1000DnIII=1.296m/s误差为1.291.31.3=-0.0035%,合适四、传动零件的设计计算PI=14.98KwPII=14.3kWPIII=13.9kWPIV=13.8kWTd=198N·mTI=196N·mTII=497.7N·mTIII=1929.4N·mTW=1910.1N·mV=1.296m/s机械设计课程设计说明书61.圆锥齿轮的设计计算已知输入功率P1=PⅠ=14.98Kw,小齿轮的转速为730r/min，齿数比为u=2.66，由电动机驱动，工作寿命为10年（每年工作300天），单班制，输送机连续单向运转，工作时有轻微震动，空载启动。（1）选定齿轮精度等级，材料和确定许用应力1）该减速器为通用减速器，速度不高故选用7级精度（GB10095-88）2)选择小齿轮材料为35SiMn钢调质，硬度为229～286HBS，大齿轮为45钢（调质），硬度为229～286HBS，按齿面硬度中间值，有图5-29b按碳钢查MQ线得σFlim1=290MpaσFlim2=220Mpa同理由图5-32b查得σHlim1=700MpaσHlim2=580Mpa3）有式（5-29），（5-30）分别求得σFp1=σFlim1YSTYNYx/SFmin=446MpaσFp2=σFlim2YSTYNYx/SFmin=338MpaσHp2=σHlim2YSTZNZW/SHmin=580Mpa由于为闭式齿面硬度中，主要失效形式为齿面疲劳点蚀，故应按接触疲劳强度进行设计，并校核其齿根的弯曲强度。（2）按接触疲劳强度进行设计计算由设计公式进行计算即d1≥1017{kT1Z2/[σHp(1-0.5φR)]2φRu[σH]2}1/31)小齿轮的名义转矩T1=TI=194N·m2）选取载荷系数K=1.3~1.6同小齿轮悬臂设置，取k=1.53)选取齿宽系数，取3.0R4)选取重合度系数，取Z88.0σFp1=446MpaσFp2=338MpaσHp2n=580Mpa《机械设计基础第四版》P82P92~P93机械设计课程设计说明书75)初算小齿轮大端分度圆直径d0.88()2(10.5*0.3)*550311.5*150.251017**109.1mm0.3*3.56)确定齿数和模数选取1211z28z*z2.662874.5i，则取2z=75大端模数m=11d/z3.89mm，取m=47）计算主要尺寸1122222212mz428112mmdmt475300mmR1/21/2112300160*0.316048RdddmmbRmmmm锥距(3)校核齿根弯曲疲劳强度pszbmFF2R121FYY)5.01(KT23601)计算从重合度系数75.025.0Y因为重合度12111.883.2)1.72zz（，所以0.75Y0.250.691.72。2)确定psFF/Y的大值01121arctanarctanarctan28/7520.47zz211112229069.5329.9cos214cosVVZZZZT15752847021表Pmmzmmzm机械设计课程设计说明书8由图5-26查得0.4Y,3.4Y2F1Fss。则1111224.150.009284464.00.01183338FsFpFsFpYMpaYMpa因为2211FpFsFpFsYY，所以选择大齿轮进行校核3)校核大齿轮的齿根弯曲疲劳强度F222FP223601.51944.00.694842810.50.3112M338Mpapa（）故齿根弯曲疲劳强度足够，所选参数合适。2.圆柱直齿轮的设计计算已知：输入功率2P14.3Wk，小齿轮转速为274.4r/min，齿数比为u=4，电动机驱动，工作寿命为10年（每年工作300天）单班制，带式输送机，时有轻微震动，单项运转。(1)选择齿轮材料，确定许用应力根据题设条件看，大小齿轮均采用20CrMnTi钢渗碳淬火，硬度56~62HRC。由图5-29c查得弯曲疲劳强度极限应力paM450limF由图5-32c查得接触疲劳强度极限应力paM1500limH(2)按轮齿弯曲疲劳强度计算齿轮的模数m3FP21FS1ZYYKT6.12dm1)确定弯曲应力FPXNFlimSTlimFFPYYSY采用国标时，STFminXY2.0,S1.5,Y1.1211230016048dmmdmmRmmbmm69.0Y1229.9214VVZZF2FP2112机械设计课程设计说明书9因为齿轮的循环次数8N6060274.41(103008)4.010nat所以取1YN；则XNFlimSTlimFFP1YYSY=600Mpa2)小齿轮的名义转矩1T1TT497.7Nm3)选取载荷系数K=1.64）初步选定齿轮的参数121221Z20ZZ3.992079.8Z80Z0.5,4Zdiu，，取5)确定复合齿形系数FSY,因大小齿轮选用同一材料及热处理，则FP相同，故按小齿轮的复合齿形系数带入即可由《机械设计基础》第四版P88，图5-26可查得：25.4YFS16）确定重合度系数Y因为重合度12111.883.21.7ZZ（）所以0.75Y0.250.69将上述各参数代入m式中得3FP21FS1ZYYKT6.12dm321.5497.74.060.6812.60.5205633.3按表5-1，取标准模数4mmm。则中心距121(ZZ)2002ammm7）计算传动的几何尺寸：paM450limFpaM1500limHFP1=563Mpa1T497.7Nmm=4机械设计课程设计说明书10齿宽：11222112Z42080Z48032040(5~10)48ddmmmdmmmbdmmbbmm（3）校核齿面的接触强度HP211EH)1KTZZ112ubdu（1)重合度系数85.0Z2)钢制齿轮paM8.189ZE把上面各值代入式中可算得：H1125.2MpapaM1250112.11500ZZSWNlimHlimHHPHHP符合要求（4）校核齿根弯曲强度1F11211F2121FlimF1F2minF1FP1F2FP12000351.972000343.4600,FSFSSTNFTKYYbmZTKYYbmZYYMPaS许用弯曲应力：故，轴强度满足要求。五、轴的设计计算输入轴的设计计算1．已知：P1=14.98kw,n1=730r/min,T1=196N·m12Z20Z800.5,4du，25.4YFS168.0Ya=200mmmmbmmbmmRmmdmmd4848160320802121机械设计课程设计说明书112．选择材料并按扭矩初算轴径选用45#