机械设计课程设计-带式运输机传动装置设计圆锥—圆柱齿轮减速器

目录一、设计任务书2二、电机的选择计算一、择电机的转速2二、工作机的有效功率2三、选择电动机的型号3三、运动和动力参数的计算一、分配传动比3二、各轴的转速3三、各轴的功率4四、各轴的转矩4四、传动零件的设计计算1闭式直齿轮圆锥齿轮传动的设计计算42闭式直齿轮圆柱齿轮传动的设计计算6五、轴的设计计算1减速器高速轴I的设计92减速器低速轴II的设计113减速器低速轴III的设计14六、滚动轴承的选择与寿命计算1减速器高速I轴滚动轴承的选择与寿命计算162减速器低速II轴滚动轴承的选择与寿命计算173减速器低速III轴滚动轴承的选择与寿命计算18七、键联接的选择和验算1联轴器与高速轴轴伸的键联接192大圆锥齿轮与低速轴II的的键联接193大圆柱齿轮与低速轴III的的键联接20八、润滑油的选择与热平衡计算1减速器的热平衡计算212润滑油的选择22九、参考文献23计算及说明结果一、设计任务书班级学号姓名一、设计题目带式运输机传动装置设计1工作条件连续单向运转，工作时有轻微振动，空载起动；使用期10年，每年300个工作日，小批量生产，两班制工作，运输带速度允许误差为5。1电动机；2联轴器；3圆锥圆柱齿轮减速器；4卷筒；5运输带题目A图带式运输机传动示意图2设计数据传送带拉力FKN传送带速度VM/S鼓轮直径D（MM）使用年限（年）3012380103设计任务1）选择电动机，进行传动装置的运动和动力参数计算。2）进行传动装置中的传动零件设计计算。3）绘制传动装置中减速器装配图和箱体、齿轮及轴的零件工作图。4）编写设计计算说明书。计算及说明结果二、电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算一、选择电动机的类型和结构形式按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，Y系列，封闭式结构，电压380V，频率50HZ。二、选择电动机容量工作机主动轴功率传动装置的总效W30126WPFVK率24A135（式中、分别为联轴器、滚动轴承、原锥齿245轮传动、圆柱齿轮传动和卷筒的传动效率。）取099（联轴器），10985（滚动轴承），096（齿轮精度为8级，不包括轴承效率）23，097（齿轮精度为8级，不包括轴承效率），096（卷筒效45率，不包括轴承）则24A0950967082电动机所需功率WDA33W0825PKK三、确定电动机的转速卷筒轴的工作转速为6016012RR603419MININ38VND按课程设计指导书P7表1查得圆锥圆柱齿轮的传动比一般范围为1025，故电动机转速AI计算及说明结果10256340158MINDARNI根据额定功率，且转速满足EDP，选电动机型号为，634MIINRRNY132S4额定功率55KW，满载转速，额定转矩140/IR2N电动机的外形尺寸中心高H外形尺寸LAC/2ADHD底角安装尺寸AB地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸DE装键部位尺寸FGD100380288245160140122860831四、确定传动装置的总传动比和分配传动比1总传动比总传动比1402386MANI2分配减速器的各级传动比直齿轮圆锥齿轮传动比按直齿轮圆柱齿轮传动比，又锥05238659AII锥齿轮的传动比一般不大于3，故取3锥则2386I柱实际总传动比3824II锥柱实，故满足要求。014I/6059计算及说明结果五、计算传动装置的运动和动力参数1各轴的转速（各轴的标号均已在图2中标出）140MINRN83IRI锥406INNI柱MR卷筒轴2各轴的输出、输入功率143609432DPKW入2855入出308入出240942374入出9PKW入出238585入出1403607出卷筒轴入2579936K卷筒轴出卷筒轴入3各轴输入、输出转矩950436289410DDMPTNMN计算及说明结果950432865109504851270695053921360PTNMNTNPNMTN入入出出入入出出入入出8495953760590PTNMN出卷筒轴入卷筒轴入卷筒轴卷筒轴出卷筒轴出卷筒轴运动和动力参数计算结果整理于下表效率PKW转矩（）NM轴名输入输出输入输出转速NR/MIN传动比I效率电动机轴4322894144010099轴4324255286528221440300985轴408540248127800648080096轴390338456212361260卷筒轴380736605955736010097计算及说明结果四、传动零件的设计计算一、圆锥齿轮传动的设计计算已知输入功率（略大于小齿轮的实际功率），小齿轮1432PKW的转速为，大齿轮的转速为，传动比0MINRN2480MINR，由电动机驱动，工作寿命（设每年工作300天），两班制，带3I式输送，平稳，转向不变。1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）按传动方案，选用直齿圆锥齿轮传动，齿形制,齿形106JB角，齿顶高系数，顶隙系数，螺旋角，201AH2CM不变位。（2）、运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度。（3）、材料选择，小齿轮材料为40CR（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45刚（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度相差40HBS。（4）、选小齿轮齿数1213,3269ZUZ则2按齿面接触疲劳强度设计公式1TD32122905EFRZKTU（1）、确定公式内的各计算值1）查得材料弹性影响系数。1289EZMPA2）按齿面的硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，LIM160HMPA大齿轮的接触疲劳极限。LIM250H计算及说明结果3）计算应力循环次数小齿轮916014030284170HNNJL大齿轮99271U4）查得接触批量寿命系数108HNK25）计算接触疲劳许用应力1LIM086528HLMPAS2LI0K6）试选，查得1V0,152875A所以，02VK7）554119439086510PTNMN8）3R（2）、计算1）试算小齿轮的分度圆直径，带入中的较小值得H1TD3242113389586028M2）计算圆周速度V1684057601TNVS计算及说明结果3）计算载荷系数根据，8级精度，查得，5037MVS123VK所以。1023875AVK4）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径33168464325TTDM5）技术模数17392MZ3按齿根弯曲疲劳强度设计公式M312405FASRYKTZU（1）、确定公式内的各计算值1）查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲疲150FEMPA劳强度。2380FEMPA2）查得弯曲疲劳寿命系数126,9FNFNK3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S14，则，10865231944FNEMPAAS22921FNEK计算及说明结果4）载荷系数K2315）节圆锥角11ARCTN8435U290766）当量齿数1234COS85VZZ269177）查取齿形系数125,1FAFAY8）查取应力校正系数86SS9）计算大小齿轮的,并加以比较。FA12658013394FASY269ASF大齿轮的数值大。（2）、设计计算M34221134865016920综合分析考虑，取1M,Z得，21369ZU2369DM计算及说明结果4几何尺寸计算（1）、计算大端分度圆直径69DM23207Z（2）、计算节锥顶距226911986DRUM（3）、节圆锥角1845276134（4）、大端齿顶圆直径11COS692COS1867492ADMM2073508（5）、齿宽13986RBM12M取二、圆柱齿轮传动的设计计算已知输入功率（略大于小齿轮的实际功率），小齿轮1432PKW的转速为，大齿轮的转速为，传动比0MINRN2480MINR，由电动机驱动，工作寿命（设每年工作300天），两班制，带3I式输送，平稳，转向不变。计算及说明结果1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）由以上计算的数据可得圆锥齿轮的传动在轴的轴向力2810TAN2COS1845269AFN此轴向力较小，故二级变速装置选用直齿圆柱齿轮。（2）、运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度。（3）、材料选择，小齿轮材料为40CR（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45刚（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度相差40HBS。（4）、选小齿轮齿数1213,8234ZUZ2按齿面接触疲劳强度设计公式1TD3212EDHKTZU（1）、确定公式内的各计算值1）试选载荷系数15TK2）计算小齿轮传递的转矩55421408909130PTNMN3）选取齿宽系数1D4）查得材料弹性影响系数。128EZMPA5）按齿面的硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，LIM160HMPA大齿轮的接触疲劳极限。LIM250H计算及说明结果6）计算应力循环次数小齿轮91604801230182410HNNJL大齿轮8237U7）查得接触批量寿命系数1097HNK28）计算接触疲劳许用应力1LIM0976582HLMPAS2LI4KA（2）、计算1）试算小齿轮的分度圆直径，带入中的较小值得H1TD3212EDHKTZU32458018915M5925MM2）计算圆周速度DNVS3）计算齿宽B1DTM计算及说明结果4）计算齿宽与齿高比BH模数1592763TTDMMZ齿高59TH592076B5）计算载荷系数根据，8级精度，可查得动载荷系数，14MVS1VK直齿轮假设，10ATKFNB查得4H查得使用系数A由表104用插值法插得8级精度、小齿轮相对支撑非对称布置时，514HK由，查的02BH514HK14FK所以。253AV6）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径33125596781TTKDM7）计算模数167823MMZ计算及说明结果3按齿根弯曲疲劳强度设计公式M312FASDYKTZ（1）、确定公式内的各计算值1）查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲疲150FEMPA劳强度。2380FEMPA2）查得弯曲疲劳寿命系数129,3FNFNK3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S14，则，109532144FNEKMPAS22851FNEA4）计算载荷系数K41276AVF5）查取齿形系数1269,3FAFAY6）查取应力校正系数25785SS7）计算大、小齿轮的,并加以比较。FA，126957013234FASY213850164FASY大齿轮的数值大。计算及说明结果（2）、设计计算M34217683015628综合分析考虑，取，得15,Z，1237DZ，取2814U2844几何尺寸计算（1）、分度圆直径57DM21842560ZM（2）、中心距A1272587D（3）、齿宽，取15DBM，2716B5验算4183028757TTFND291ATSSKB假设成立，计算有效。计算及说明结果三、数据整理1圆锥齿轮齿轮类型直齿圆锥齿轮（,齿形角，齿顶高系106JB20数，顶隙系数，螺旋角，不变位）。1AH02CM精度8级，小齿轮材40CR（调质），大齿轮材料45刚（调质），硬度分别为280HBS和240HBS。大端分度圆直径小齿轮，大齿轮169D207DM节锥顶距R1090986MM节圆锥角端齿顶圆直径，1769ADM0897AD齿宽123B齿数，Z模数M32圆柱齿轮齿轮类型直齿圆柱齿轮精度8级，小齿轮材40CR（调质），大齿轮材料45刚（调质），硬度分别为280HBS和240HBS。分度圆直径，157DM2460D中心距A25875MM齿宽，16B2B齿数，3Z184模数M25MM计算及说明结果五、轴的计算一、减速器高速轴I的设计1求输出轴上的功率，转速和转矩PNT由前面的计算可得432PKW10MINRN865TN2求作用在齿轮上的力圆锥小齿轮113605059571MBDDMR1286427TTFN1ANCOS9TAN0COS18435RTN1I6IT圆锥大齿轮2145RAFN3圆柱小齿轮、大齿轮1287102865TTFNDAN6TAN9RT计算及说明结果3初步确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢，调质处理。取,于是得015A33MIN015540PDAM同时选取联轴器型号，联轴器的计算转矩，则，3AK取28613725CAATKN结合电动机的参数，选用凸缘联轴器，型号YL4联轴器，即，该端选用的半联轴器的孔径，故取轴径2865YBDM，半联轴器毂孔的长度L62MM。DM4轴的结构设计（1）、拟定轴上零件的装配方案下图为轴上的装配方案（图3）（2）、根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度，如下图（图4）计算及说明结果1）由联轴器尺寸确定由联轴器的毂孔长度L和直径D及相关要求，可确定1125,60DML2）初步选择滚动轴承。轴承同时承载径向力和轴向力，但轴向力较小，故选用单列深沟球轴承。参照工作要求，并根据尺寸，选取0基本游隙组、标准精度级的单列深沟球轴承6206，其尺寸为。3621DDBM为了利于固定，一般取比B小1MM（如图3所示），故可确定3L。330,15DML3）由经验公式算轴肩高度4071241H取轴肩高为4MM，确定。38DM由课程设计指导书P47图46的要求可得，取。14332560LDL4