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机械设计+带式运输机 二级圆锥-圆柱斜齿减速器设计说明书

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1 题目五：设计一用于带式运输机上的圆锥圆柱齿轮齿轮减速器。工作经常满载，空载启动，工作有轻振，不反转，单班制工作。运输带容许速度误差为5%。减速器为小批生产，使用期限10年。

运输带拉力F (N) ： 2400 运输带速度V (m/s)： 1.6 卷筒直径D (mm) ： 320 目录

设计任务书……………………………………………………3 传动方案的拟订及说明………………………………………3 电动机的选择…………………………………………………3 计算传动装置的运动和动力参数……………………………5 传动件的设计计算……………………………………………7 轴的设计计算………………………………………………..16 滚动轴承的选择及计算……………………………………..38 键联接的选择及校核计算…………………………………..42 联轴器的选择………………………………………………..43 减速器附件的选择…………………………………………..44 润滑与密封…………………………………………………...44 设计小结……………………………………………………...44 参考资料目录………………………………………………...45 2

设计计算及说明 一、 设计任务书 设计一用于带式运输机上的圆锥圆柱齿轮减速器，已知带式运输机驱动卷筒的圆周力（牵引力）F=2100N， 带速v=1.3m/s，卷筒直径D=320mm，输送机常温下经常满载，空载起动，工作有轻震，不反转。工作寿命10年 （设每年工作300天），一班制。 二、传动方案的拟订及说明 计算驱动卷筒的转速 6010006010001.377.6/min320wvnrD

选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为13。根据总传动比数值，

可拟定以下传动方案：

图一 三、 选择电动机

1）电动机类型和结构型式 按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 3

设计计算及说明 2）电动机容量 (1)卷筒的输出功率P 21001.32.7310001000FvPkw

(2)电动机输出功率dP dPP

传动装置的总效率 12^3345^26

式中1、2…为从电动机至卷筒轴的各传动机构和轴承的效率。

由《机械设计（机械设计基础）课程设计》表2-4查得：V带传动1=0.96；滚动轴承2=0.988； 圆柱齿轮传动3=0.97；圆锥齿轮传动4=0.96；弹性联轴器5=0.99；卷筒轴滑动轴承6=0.96；则 0.960.988^30.970.960.990.990.960.81

故 2.733.360.81dPPkw (3)电动机额定功率edP 由《机械设计（机械设计基础）课程设计》表20-1选取电动机额定功率4.0edPkw。 3）电动机的转速 推算电动机转速可选范围，由《机械设计（机械设计基础）课程设计》表2-1查得Ｖ带传动常用传动比 范围1'2~4i，单级圆柱齿轮传动比范围2'3~6i，圆锥齿轮传动比范围3'2~3i，则电动机转速可选范围为： 4

设计计算及说明 123''''931.2~5587.2/mindnniiir 初选同步转速分别为1000r/min和1500r/min的两种电动机进行比较，如下表： 方案 电动机型号 额定功率（ｋｗ） 电动机转速(r/min) 电动机质量(kg) 同步 满载

1 Y132M1-6 4 1000 960 73 2 Y112M-4 4 1500 1440 43 传动装置的传动比 总传动比 V带传动 二级减速器 12.37 3.1 3.99 18.56 4.64 4

两方案均可行,但方案1传动比较小,传动装置结构尺寸较小,因此采用方案1,选定电动机的型号为Y132M1-6

4）电动机的技术数据和外形,安装尺寸 由《机械设计（机械设计基础）课程设计》表20-1、表20-2查得主要数据，并记录备用。 四、计算传动装置的运动和动力参数

1）传动装置总传动比 96012.3777.6mnin

2）分配各级传动比 因为是圆锥圆柱齿轮减速器，所以 10.253.1ii 圆锥圆柱齿轮减速器传动比 21

12.373.993.1iii

设计计算及说明 5

3）各轴转速（轴号见图一） 12123134254960/min960/min960310/min3.131077.6/min3.9977.6/minmnnrnnrnnrinnrinnr



 4）各轴输入功率 按电动机所需功率dP计算各轴输入功率，即 1212532443235423.363.360.990.9883.293.290.963.163.160.9880.973.023.020.9882.98dPPkwPPkwPPkwPPkwPPkw

5）各轴转矩 11

1

22

2

33

3

44

4

55

5

3.369550955033.439603.299550955032.739603.169550955097.353103.0295509550371.6677.62.9895509550366.7477.6PTNmnPTNmnPTNmnPTNmnPTNmn

 项目 轴1 轴2 轴3 轴4 轴5 转速(r/min) 960 960 310 77.6 77.6 功率(kw) 3.36 3.29 3.16 3.02 2.98 转矩(N*m) 33.43 32.73 97.35 371.66 366.74 传动比 1 1 3.1 3.99 1 效率 1 0.978 0.96 0.958 0.988

设计计算及说明 结果 6

五、传动件的设计计算 圆锥直齿轮设计 已知输入功率23.29Pkw，小齿轮转速960r/min，齿数比u=3.1，由电动机驱动，工作寿命10年（设每年工作300天），一班制，带式输送机工作经常满载，空载起动，工作有轻震，不反转。 1、 选定齿轮精度等级、材料及齿数 1） 圆锥圆柱齿轮减速器为通用减速器，速度不高，故选用7级精度(GB10095-88) 2） 材料选择 由《机械设计（第八版）》表10-1选择小齿轮材料为40rC(调质)，硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS。 3） 选小齿轮齿数125z，大齿轮齿数23.12577.5z，取整278z。则21

783.1225z

uz

2、 按齿面接触强度设计 由设计计算公式进行试算，即

1132.92()^2(10.5)^2Et

RRH

ZKT

du



（1） 确定公式内的各计算数值 1） 试选载荷系数1.8tK 2） 计算小齿轮的转矩 22

2

95.510^595.510^53.2932729960PTNmmn

3） 选齿宽系数0.33R

125z 278z

0.33R 7

设计计算及说明 结果 4）由《机械设计（第八版）》图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限lim1600HMPa，大齿轮的接触疲劳强度极限lim2550HMPa 5）由《机械设计（第八版）》表10-6查得材料的弹性影响系数189.8^0.5EZMPa 6） 计算应力循环次数 12260609601(1830010)1.382410^91.382410^94.45910^83.12hNnjLN 7) 由《机械设计（第八版）》图10-19取接触疲劳寿命系数120.93,0.96HNHNKK 8) 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数S=1，得 12lim11lim220.936005580.96550528HNHHHNHHKMPaSKMPaS （2） 计算 1） 试算小齿轮分度圆直径1td，代入H中较小的值 11332.92()^2(10.5)^2189.81.8327292.92()^264.290.33(10.50.33)^23.1528EtRRHZKTdumm 2） 计算圆周速度v 1264.299603.23/601000601000tdnvms lim1600HMPa lim2550HMPa 189.8^0.5EZMPa

12

1.382410^94.45910^8NN



12558528H

H

MPaMPa

164.29tdmm 3.23/vms

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机械设计课程设计说明书(圆锥圆柱两级齿轮减速器)要点

机械设计课程设计说明书(圆锥圆柱两级齿轮减速器)要点

目录设计任务书 (2)传动方案的拟订及说明 (2)电动机的选择 (3)计算传动装置的运动和动力参数 (4)减速器传动零件的设计计算 (5)减速器轴的设计计算及滚动轴承的选择和联轴器的选择 (11)减速器的低速轴校核 (12)滚动轴承的校核 (13)键的选择和校核 (15)减速器附件的选择 (16)润滑与密封 (17)设计小结 (17)参考资料目录 (18)1.设计任务书(1)设计任务设计一用于带式运输机上的两级圆锥-圆柱齿轮减速器如图1所示。

图1（2）原始数据输送带有效拉力F=2400N输送带工作速度V=1.5m/s （允许误差±5%）输送带滚筒直径d=320mm减速器设计寿命为5年。

（3）工作条件两班制，常温下连续工作；空载启动，工作载荷有轻微振动；电压为380/220v的三相交流电源。

2.传动方案的拟订带式输送机传动系统方案如下图2所示。

图23、电动机的选择1、 类型：Y 系列三相异步电动机；*2400*1.53.610001000W F V P KW ===2、 电动机容量； 1） 功率的选择2412345η=ηηηηη=0.8416 －联轴器的动效率： 0.992η－每对轴承的传动效率：0.99 3η－圆锥齿轮的传动效率：0.96－圆柱齿轮的传动效率：0.975η-运输机的滚子的传动效率：0.96得：WR P P ==η4.278 查设计手册选取电动机额定功率为5.5KW 1） 转速的确定卷筒的转速n=60*1000*V/π*d=89.527r/min由设计手册查得圆锥齿轮传动比范围为2-3，圆柱齿轮传动比为4-6，故总传动比范围为8-18 电动机转速范围为560-1260 r/min由手册选取电动机满载转速为960 r/min 2） 确定型号4.计算传动装置的运动和动力参数1.传动比分配 i=n2\n=10.722.考虑到大锥齿轮与大圆柱齿轮直径不能相差太大，故取圆锥齿轮传动比为i2=2.68 ,圆柱齿轮传动比为i3=43.轴的转速转矩计算0） 轴：N0=n2=960r/min;P0=R P =4.28KW; T0=9550*P0/n0=42.58;1）高速轴： P1=R P *01η=4.237KW; N1=N0/i1=960r/min;T1 =T0*i1*01η=42.578N ·m2)中间轴： P2= P1*12η=4.027 KWN2= N1/i2=358.21 r/min T2=T1*i2*12η=107.26 N ·m；3）低速轴： P3= P2*23η=3.867KWN3= N2/i3=89.55 r/min T3 =23η*T2*i3=412.39 N ·m4) 轴 P4=P3*34η=3.828kw;N4= N3/i4=89.55 r/min T4 =34η*T3*i4=408.27 N ·m上述计算结果和传动比及传动效率汇总如下：2）选联轴器 输入端拟采用弹性套住销联轴器 m N T ∙=15.421 K=1.5m N T T ∙==225.631*5.1转矩选用TL4型弹性套注销联轴器 m N T n ∙=63公称转矩TL4联轴器44*2562*251J m N n *5700][=许用转矩 3)第一根轴为了满足半联轴器的轴向定位要求，1轴段右端需制出一轴肩，故取段的直径d1=25mm;半联轴器与轴配合的孔长度mm L 62=，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故Ⅰ段的长度应比略短一些，现取mm L 601=。

两级圆锥圆柱齿轮减速器设计说明书

两级圆锥圆柱齿轮减速器设计说明书

两级圆锥圆柱齿轮减速器设计说明书一、设计任务书1、设计题目：设计二级圆锥一圆柱齿轮减速器设计卷扬机传动装置中的两级圆锥-圆柱齿轮减速器。

该传送设备的传动系统由电动机一减速器一运输带组成。

轻微震动，单向运转，两班制，在室常温下长期连续工作。

（图1）1 —电动机；2联轴器；3—减速器；4—卷筒；5—传送带2、原始数据:3、设计容和要求：1.编写设计计算说明书一份，其容通常包括下列几个方面:（1）传动系统方案的分析和拟定以及减速器类型的选择；（2）电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算；（3）传动零件的设计计算（如除了传动，蜗杆传动，带传动等）；（4）轴的设计计算；（5）轴承及其组合部件设计；（6）键联接和联轴器的选择及校核；（7）减速器箱体，润滑及附件的设计；（8）装配图和零件图的设计；（9）校核；（10）轴承寿命校核；（11）设计小结；2.要求每个学生完成以下工作：1）减速器装配图一（0 号或一号图纸）（2）零件工作图二（输出轴及该轴上的大齿轮），图号自定，比例1: 1。

3）设计计算说明书一份二、传动方案的拟定运动简图如下：01（图2）由图可知，该设备原动机为电动机，传动装置为减速器，工作机为运输设备。

减速器为两级展开式圆锥一圆柱齿轮的二级传动，轴承初步选用圆锥滚子轴承。

联轴器2和8选用弹性柱销联轴器。

三、电动机的选择电动机的选择见表3-1表3-1输送带带轮的工作转速为nw=（1000*60V ）/怎 D=1000*60*1.5/ n *295r/min=97.11r/min按课程设计指导书由表9.2可知圆锥-圆柱齿轮传动传动比一般 围为i总=10〜25,圆柱齿轮传动传动比i 锥=0.25i 总二0.25* （10〜25） =2.5〜6.25贝U i 齿=4电动机的转速围为n o =n W 总w 97.11*（10 〜25）r/min=971.1 〜2427.75r/min由表15.1知，符合这一要求的电动机同步转速只有1500r/min ，所以选用1500r/min 的电动机，其满载转速为1420r/min额定工作功率为P ed =3Kw,其型号为Y100L2-43.确定 电动机 转速n w =97.1nn=1420 r/mi nP ed =3KW其主要性能如下表:四、传动比的计算及分配传动比的计算及分配见表4-1表4-1五、传动装置运动、动力参数的计算传动装置运动、动力参数的计算见表5-1 表5-1六、传动件的设计计算一、高速级锥齿轮传动的设计计算锥齿轮传动的设计计算见表6-1表6-1、低速级斜齿圆柱齿轮的设计计算斜齿圆柱齿轮的设计计算见表6-2表6-2七、齿轮上作用力的计算齿轮上作用力的计算为后续轴的设计和校核、键的选择和验算及轴承的选择和校核提供数据，其计算过程见表7-1表7-1八、减速器草图的设计合理布置图面该减速器的装配图一A0或A1图纸上，本文选择A0图纸绘制装配图。

机械设计课程设计：二级圆锥-圆柱齿轮减速器设计

机械设计课程设计：二级圆锥-圆柱齿轮减速器设计


43
传动装置 总传动比
8.79 13.19
由表中数据可知，方案 1 的总传动比小，传种装置结构尺寸小，因此可采用 选 Y132M2-6
方案 1，选定电动机型号为 Y132M2-6
型电动机
3.2 传动装置总传动比的计算和各级传动比的分配
1、传动装置总传动比
i nm / nw =960/109.2=8.79
Z E =189.8 a =1.645
K 1 =0.9
6）查教材 10-19 图得：K 1 =0.9 K 2 =0.95
K 2 =0.95
7）查取齿轮的接触疲劳强度极限Hlim1 650Mpa 8）由教材表 10-7 查得齿宽系数d =1
Hlim2 550Mpa
6
机械设计课程设计：二级圆锥-圆柱齿轮减速器设计
Zv1 Z1 cosβ3 =24.08
设计计算及说明
结果
ZV 2 Z2 / cos3 88 / cos3 14 =96.33
ZV 2 =96.33
4）查取齿形系数 查教材图表（表 10-5）YF1 =2.6476 ，YF 2 =2.18734
1.27m/s
V=1.27m/
5
机械设计课程设计：二级圆锥-圆柱齿轮减速器设计
3）计算齿宽 b 及模数 mnt
设计计算及说明
结果
b=d d1t =1.5567=55.67mm
m nt
=
d1t
cos Z1


55.67 cos14 22
2.455 mm
mnt =2.455
4) 计算齿宽与高之比 b
（1）确定公式内各计算数值
2KT1Y cos2 (YFYS ) 设计
设计一用于带式运输机的两级斜齿圆柱齿轮减速器

设计一用于带式运输机的两级斜齿圆柱齿轮减速器

工学院机械设计课程设计任务书一、课程设计目的:1.综合运用《机械设计》课程以及其它先修课程的理论和生产实际知识，进行机械设计基本训练，培养理论联系实际的正确设计思想。

2.学习并掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的一般设计过程和方法，培养学生进行独立设计和解决实际设计问题的能力。

3.对学生在工程计算、工程制图和运用设计资料（包括手册、标准和规范等）以及进行经验估算、试算和处理数据等机械设计的基本技能方面进行一次全面训练，以提高他们的实际工作能力。

二、课程设计内容：以所选题目作为设计对象，包括以下内容：1.传动方案的拟定和分析。

2.电动机的选择与传动装置运动和动力参数计算。

3.传动零件的设计。

4.轴的设计。

5.轴承组合设计。

6.键联接、联轴器的选择及校核计算。

7.箱体、润滑及减速器附件设计。

8.装配图和零件图的设计。

9.设计计算说明书的编写。

三、课程设计的主要工作量：1.减速器装配图一张（1号图纸）2.打印零件A3图纸五张（传动齿轮、轴、各两张，箱体一张）3.其余零件工作图A4图纸作为附录装订（如轴承端盖、皮带轮、箱盖、其余齿轮和轴）4.设计计算说明书一份（A4开纸，5000－6000字）5.格式参照附件1、附件2、附件3四、课程设计的一般步骤和时间分配：本次课程设计时间为两周，一般分八个阶段进行，每个阶段的主要工作内容的时间分配，如下表，仅供参考。

五、选题：每位学生在下面四组题目中，由指导老师指定一个题号进行设计，每位同学设计数据不得相同。

题目二：设计一用于带式运输机上的圆锥--斜齿圆柱齿轮减速器。

工作有轻原始数据如表所示题目四:设计一带式运输机上用的皮带斜—齿轮减速器。

运输机连续工作，单向运转，有轻微振动、空载起动。

运输带速度允许误差为５％，减速器小批量生产，使用期限１０年，三班制工作，传动简图如图(4)所示。

原始数据如表所示原始数据题号Ⅲ-1 Ⅲ-2 Ⅲ-3 Ⅲ-4 Ⅲ-5 Ⅲ-6 Ⅲ-7 Ⅲ-8运输带拉力F(KN)1.8 1.82.0 2.0 2.2 2.2 2.4 2.4 卷筒直径D(mm)330 300 320 360 40 280 300 380 带速V(m/s) 0.8 0.9 1.0 1.1 1.4 0.9 1.3 1.4原始数据题号Ⅲ-9 Ⅲ-10 Ⅲ-11 Ⅲ-12 Ⅲ-13 Ⅲ-14 Ⅲ-15 Ⅲ-16运输带拉力F(KN)2.6 2.6 2.8 2.03.2 3.5 3.84.0 卷筒直径D(mm)360 360 280 300 350 330 360 320 带速V(m/s) 0.8 1.4 1.3 0.95 1.1 1.0 1.2 0.8附件1JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY机械设计课程设计说明书题目：二级斜齿轮减速器设计（题号I-12）学院：（小二宋体加粗）姓名：（小二宋体加粗）学号：（小二宋体加粗）专业：（小二宋体加粗）年级：（小二宋体加粗）指导教师：（小二宋体加粗）职称：（小二宋体加粗）二0 年月附件3江西农业大学本科毕业论文（设计）撰写基本要求一、封面使用学校统一格式。