2014届机械设计课程设计1、机械设计课程设计任务书题目：设计一用于螺旋输送机上的单级圆柱齿轮减速器。工作有轻振，单向运转，两班制工作。减速器小批生产，使用期限5年。输送机工作转速的容许误差为5%。 1)、总体布置简图2)、工作情况：工作有轻振，单向运转3)、原始数据输送机工作轴上的功率P (kW) ：4输送机工作轴上的转速n (r/min)：60输送机工作转速的容许误差（）：5使用年限（年）：5工作制度（班/日）：24)、设计内容1. 电动机的选择与运动参数计算；2. 斜齿轮传动设计计算3. 轴的设计4. 滚动轴承的选择5. 键和连轴器的选择与校核；6. 装配图、零件图的绘制7. 设计计算说明书的编写5)、设计任务1.减速器总装配图一张2.输出轴及其输出轴上齿轮零件图各一张3.设计说明书一份6)、设计进度1、 第一阶段：总体计算和传动件参数计算2、 第二阶段：轴与轴系零件的设计3、 第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制4、 第四阶段：装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写计 算 及 说 明结 果2、电动机的选择2.1、电动机类型和结构的选择：选择Y系列三相异步电动机，此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。 22、电动机容量选择：电动机所需工作功率为：式（1）：da (kw) 由电动机至输送机的传动总效率为：总=45根据机械设计课程设计10表2-2式中：1、2、 3、4、5分别为联轴器1、滚动轴承（一对）、圆柱直齿轮传动、联轴器2和圆锥齿轮传动的传动效率。取=0.99，0.99，0.97，.9、50.93则：总=0.990.9940.970.990.93 =0.85所以：电机所需的工作功率：Pd=/总 =4/ 0.85 =4.7 (kw)总=0.85Pd=4.7(kw)计 算 及 说 明结 果 2.3、确定电动机转速 输送机工作轴转速为： n【（1-5%）（1+5%）】60r/min 5763 r/min根据机械设计课程设计10表2-3推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围=3。取开式圆锥齿轮传动的传动比=3 。则总传动比理论范围为：a =18。故电动机转速的可选范为 Nd=a n =(618)60 =3601080 r/min则符合这一范围的同步转速有：750和1000r/min根据容量和转速，由相关手册查出三种适用的电动机型号：（如下表）方案电动机型号额定功率电动机转速 (r/min)电动机重量(N)参考价格传动装置传动比同步转速满载转速总传动比V带传动减速器1Y132M2-65.51000960800150012.422.84.442Y160M2-85.5750720124021009.312.53.72综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格nw5763 r/min Nd=3601080 r/min计 算 及 说 明结 果 和圆锥齿轮带传动、减速器传动比，可见第2方案比较适合。此选定电动机型号为Y132M2-6，其主要性能：中心高H外形尺寸L(AC/2+AD)HD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 FGD1325203453152161781228801041电动机主要外形和安装尺寸3、计算传动装置的运动和动力参数3.1、确定传动装置的总传动比和分配级传动比由选定的电动机满载转速nm和工作机主动轴转速n(1)、可得传动装置总传动比为： ia= nm/ n=960/60=16ia=16计 算 及 说 明结 果 总传动比等于各传动比的乘积分配传动装置传动比ia=i0i （式中i0、i分别为开式圆锥齿轮传动 和减速器的传动比）(2)、分配各级传动装置传动比： 根据指导书P10表2-3，取i0=3（圆锥齿轮传动 i=23）因为：iai0i所以：iiai016/35.333.2、传动装置的运动和动力设计：将传动装置各轴由高速至低速依次定为轴，轴，.以及i0,i1，.为相邻两轴间的传动比01，12，.为相邻两轴的传动效率P，P，.为各轴的输入功率 （KW）T，T，.为各轴的输入转矩 （Nm）n,n,.为各轴的输入转矩 （r/min）可按电动机轴至工作运动传递路线推算，得到各轴的运动和动力参数i0=3i i5.33计 算 及 说 明结 果 3.3、运动参数及动力参数的计算3.3.1、计算各轴的转速： 轴：nI= nm=960（r/min）轴：n= n/ i=960/5.33=180r/min III轴：n= n 螺旋输送机：nIV= n/i 0=180/3=60r/min3.3.2、计算各轴的输入功率：轴： P=Pd01 =Pd1=4.70.99=4.65（KW）轴： P= P12= P23 =4.650.990.97=4.47（KW）III轴： P= P23= P24 =4.470.990.99=4.38（KW） 螺旋输送机轴：PIV= P25=4.03（KW）n=960r/minn= n=180r/minnIV=60r/minP=4.65（KW）P=4.47（KW）P=4.38（KW）PIV=4.03（KW）计 算 及 说 明结 果 3.3.3、计算各轴的输入转矩：电动机轴输出转矩为： Td=9550Pd/nm=95504.7/960=46.76 Nm轴： T= Td01= Td1=46.760.99=46.3 Nm 轴： T= Ti12= Ti23 =46.35.330.990.97=236.98NmIII轴：T = T24=232.3 Nm螺旋输送机轴：TIV = T i025=641.6Nm3.3.4、计算各轴的输出功率：由于轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效率：故：P=P轴承=4.650.99=4.6KWP= P轴承=4.470.99=4.4KWP = P轴承=4.380.99=4.3KW3.3.5、计算各轴的输出转矩：由于轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效率：则：T= T轴承=46.30.99=45.84NmT = T轴承=236.980.99= 234.61NmT = T轴承=232.30.99= 229.98NmTd=46.76NmT=46.3 NmTII=236.98NmT=232.3 NmTIV=641.6NmPI= 4.6KWPII=4.4KWPIII=4.3 KWTI=45.84NmTII=234.61NmTIII=229.98Nm计 算 及 说 明结 果 综合以上数据，得表如下：轴名功效率P （KW）转矩T （Nm）转速nr/min传动比 i效率输入输出输入输出电动机轴4.746.7696010.99轴4.654.64.6345.849600.965.33轴4.474.4236.98234.611800.98轴4.384.3232.3229.9818030.92输送机轴4.074. 0641.6635.18604、传动件的设计计算4.1、减速器内传动零件设计4.1.1、选定齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级。选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。齿轮精度初选8级4.1.2、初选主要参数Z1=21 ，u=3.6 Z2=Z1u=215.33=111.96 取Z2=112Z1=21Z2=112计 算 及 说 明结 果由表12.13选取齿宽系数d=0.5（u+1）a=1.154.1.3、按齿面接触疲劳强度计算 计算小齿轮分度圆直径 d1t 确定各参数值1) 试选载荷系数K=1.32) 计算小齿轮传递的转矩T1=9.55106P/n1=9.551064.6/960 =4.58104Nmm3) 材料弹性影响系数由机械设计表12.12取 ZE=189.84) 区域系数 ZH=2.55) 由图12.17c按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限。6) 由式12.12计算应力循环次数NL160gn1th609601（283005）1.382109 NL2NL1/3.63.841087) 由图12.18取接触疲劳寿命系数ZN10.93；ZN20.97d1.15T1=4.58104NmmN1