螺旋输送机的一级圆柱齿轮减速器3

1 齐齐哈尔大学普通高等教育 机械设计基础课程设计

题目题号： 学 院： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 成 绩：

年 月 日 1

目 录 一、机械设计课程设计任务书 ............................ 02 二、传动方案拟定 ...................................... 02 三、电动机的选择 ...................................... 03 四、计算总传动比及分配各级的传动比 .................... 04 五、运动参数及动力参数 ................................ 04 六、齿轮的设计计算 .................................... 06 七、轴的设计计算 ...................................... 14 八、滚动轴承的选择及校核计算 .......................... 21 九、键联接的选择及计算 ................................ 22 十、联轴器的选择 ...................................... 23 十一、箱体的设计 ...................................... 24 十二、润滑方法和密封形式 .............................. 25 十三、设计小结 ........................................ 26 十四、参考资料目录 .................................... 27 2

计 算 与 说 明 主要结果 一、机械设计课程设计任务书

1、题目：设计用于螺旋输送机的一级圆柱齿轮减速器 2、传动见图

1—电动机 2—联轴器 3—一级圆柱齿轮减速器 4—开式圆锥齿轮传动 5—输送螺旋

已知：运输机工作轴转矩T/(N.m)=780; 运输机工作轴转轴n/(r/min)=140; 3、工作条件：连续单项运转，工作时有轻微振动，使用期限8年，生产10 台，两班制工作，运输机工作转速允许误差±5%. 4、设计工作量如下。 （1）减速器装配图一张 （2）零件工作图2张 （3）设计计算说明书一份 二、传动方案拟定 设计用于带式运输机的一级圆柱齿轮减速器 （1）连续单项运转，工作时有轻微振动，使用期限8年，生产10台，两 班制工作，连续单向传动。 （2）原始数据 运输机工作轴转矩T/(N.m):780; 运输机工作轴转轴n/(r/min)=140; T/(N.m)=780 n/(r/min)=140 3

计 算 与 说 明 主要结果 三、电动机的选择

1、电动机类型的选择：选择Y系列三相异步电动机，此系列电动机是一 般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机，适用于不易燃、不易爆、 无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。 2、电机容量的选择： 电动机所需功率为：

）（总kwTnPdη/9550/

由电动机至输送机的传动总效率为：

54321ηηηηηη总

根据《机械设计课程设计》表7表2-4式中：54321

ηηηηη、、、、

分别为联轴器1、滚动轴承（四对）、圆柱齿轮传动、联轴器2和圆 锥齿轮传动的传动效率。

取99.0η1 99.0η2 97.0η3 99.0η4 93.0η5

85.093.099.097.099.099.0ηηηηηη454321总

T=780N/m n=140r/min 总η=0.85

所以：电机所需的工作功率

kwTnPd5.13)85.09550/()140780()η9550/(总

电机额定功率cdP=15 kw由《机械设计课程设计》得cdP=15 kw 3、确定电动机转速 输送转速为

min/147~133min/140%)]51(~%)51[(ηwrr 根据《机械设计课程设计》P5表2-2得推荐传动比的合适范围

取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围5~3I,1，取开式圆锥齿轮

传动比为3~2I,2 则总传动比理论范围15~6III,2,1,a故电动机转速可选范围为2205)r/min~798()147~133()15~6(ηIaNaw,, 符合这一范围的的同步转速有1000和 1500r/min根据容量和转

T=780N/m n=140r/min

总η=0.85

cdP=15 kw 4

计 算 与 说 明 主要结果 速，《机械设计课程设计》表2-4得到三种电动机的型号：

方案 电动机型号 额定功率 电动机转速 电动机质量

传动装置传动比 总传动比

圆锥

齿轮传动 减速器 同步转速 满载

转速

1 Y160L-4 15 1500 1460 142 11.68 3 3.89

2 Y180L-6 15 1000 970 195 7.76 7 3.88 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和圆锥齿轮传动、 减速器传动比，可见第一方案比较合适，因此选定电动机型号为Y160L-4,其主要性能：额定功率为15KW，满载转速为1460r/min，额定转矩2.2，质量142kg.

四、计算总传动比及分配各级的传动比

1、确定传动装置的总传动比和各级传动比的分配 1.1、传动装置总传动比 由选定的电动机满载转速mn和工作机主动轴转速n 可得传动装置总传动比为： ai= mn/ wn = 1640/140=11.71 总传动比等于各传动比的乘积： ai=i0³i 式中i0、i分别为开式圆锥齿轮传动和减速器的传动比 1.2、分配各级传动装置传动比： 根据指导书，取i0=2（圆锥齿轮传动 i=2～3） 因为： ai＝i0³i 所以： i＝ai／i0 ＝11.71/2＝5.855 五、运动参数及动力参数

将传动装置各轴由高速至低速依次定为电机轴、Ⅰ轴、Ⅱ轴、Ⅲ轴、Ⅳ轴

i0=2 ai=11.71

i＝5.855 5

i0,i1，......为相邻两轴间的传动比

计 算 与 说 明 主要结果 6 η01，η12，......为相邻两轴的传动效率

PⅠ，PⅡ，........为各轴的输入功率 （KW） TⅠ，TⅡ，........为各轴的输入转矩 （N²m） nⅠ,nⅡ,..........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

5.1、运动参数及动力参数的计算 （1）计算各轴的转速： Ⅰ轴：nⅠ= mn=1460 r/min Ⅱ轴：nⅡ= nⅠ/ i=1460/5.855=249.4 r/min III轴：nⅢ= nⅡ 螺旋输送机：nIV= nⅢ/i0=249.4/2=124.7 r/min （2）计算各轴的输入功率： Ⅰ轴： PⅠ=Pd³η01 =Pd³η1=13.5³0.99=13.365 KW Ⅱ轴： PⅡ= PⅠ³η12= PⅠ³η2³η3=13.365³0.99³0.97=12.83 KW Ⅲ轴： PⅢ= PⅡ²η23= PⅡ²η2²η4=12.83³0.99³0.99=12.57 KW 螺旋输送机Ⅳ轴：PIV= PⅢ²η2²η5=12.39³0.93³0.99=11.57 KW （3）计算各轴的输入转矩： 电动机轴输出转矩为：

nⅠ= mn=1460 r/min nⅢ=nⅡ=249.4 r/min nIV=124.7 r/min

PⅠ=13.36 KW PⅡ=12.83 KW PⅢ=12.57 KW PIV=11.57 KW

计 算 与 说 明 主要结果 7

Td=9550²Pd/mn=9550³13.5/1460=88.3 N²m Ⅰ轴：TⅠ= Td²η01= Td²η1=88.3³0.99=87.4 N²m Ⅱ轴：TⅡ= TⅠ²i²η12= TⅠ²i²η2²η3

=87.4³5.855³0.99³0.97=491.4 N²m

Ⅲ轴：TⅢ= TⅡ²η2²η4=491.4³0.99³0.99=481.62 N²m 螺旋输送机Ⅳ轴： TIV = TⅢ ²i0²η2²η5=481.62³2³0.99³0.93=855.7N²m 计算结果汇总表 轴名 功效率P （KW） 转矩T （N²m） 转速n r/min 传动比 i 效率 η 电动机轴 88.3 1460 1 0.99 Ⅰ轴 13.37 87.4 1460 0.99 5.855 Ⅱ轴 12.83 491.1 249.4 0.97 1 Ⅲ轴 12.57 481.6 249.4 0.98 2 输送机Ⅳ轴 11.57 855.7 124.7 0.93 六、齿轮的设计计算 6.1 齿轮参数计算 1、选精度等级、材料及齿数 ①运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB10095-88）。 ②通过查表选择小圆柱齿轮40C r（调质热处理）硬度280HBS ，大齿 轮45钢（调质热处理）硬度240HBS，二者硬度差值为40HBS； ③选择初选螺旋角β=20°，取小齿轮齿数Z1=24，大齿轮齿数 Z2=Z1³i=24³5.855= 140.52 取Z2=141。 2、按齿面接触强度设计 按式（10-21）试算，即 Td=88.3 N²m TⅠ=87.4 N²m TⅡ=491.4N²m TⅢ=481.62 N²m TIV =855.7 N²m

β=20° Z1=24 Z2=141。

计 算 与 说 明 主要结果