带式输送机单级圆柱齿轮减速器设计

2）取齿宽系数 R 0.35 3）查图 10-21 齿面硬度得小齿轮的接触疲劳强度极限Hlim1 650Mpa 大齿轮 的接触疲劳极限Hlim2 550Mpa
1
4）查表 10-6 选取弹性影响系数 ZE =189.8 MPa 2 5）计算应力值环数
N1 =60n1 j Lh =60×305.08×1×（16×365×10）=1.069×10 9 h

3.14×37.48×305.08/60×1000=0.6m/s
3）计算载荷系数 系数 K A =1，根据 V=0.52m/s，7 级精度查图表（图 10-8）得动载系数
Kv =1.11 查图表（表 10-3）得齿间载荷分布系数 KH KF =1.1
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根据大齿轮两端支撑，小齿轮悬臂布置查表 10-9 得 KHββb =1.25 的
2、按齿面接触疲劳强度设计
设计计算公式：
-10-
3
d1t ≥ 2.92

Z

E F


2
R
(1
KT1 0.5R
)
2
u
（1）、确定公式内的各计算值
1）试选载荷系数 kt1 =1.8
小齿轮传递的转矩T1 =9.55×10 6 × P1 / n1 =1.6528×105 N·mm
指导教师： 年 月日
成绩：
课程设计总成绩： 答辩小组成员签字：
评阅人： 年 月日
年 月日
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二．电动机选择
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。
取Ｖ带传动比 i2 =２～４ 则总传动比理论范围为：i＝4~12
电动机转速的可选范围： n=i×n 滚筒=(4～12)×76.4=305.6～916.8 r/miHale Waihona Puke Baidu 符合这一范围的同步转速有：750r/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《机械设计基础
课程设计指导书（第二版）》P 10：
KHβ KFβ =1.5 1.25=1.875
得载荷系数 K K AKV K H K H =2.289
4）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，得
d
dt 3
K Kt
=109.44× 3
2.289 1.8
=118.57mm
5）计算模数 m
m d 118.57/25=4.7 圆整取 m=5 z1
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课程设计说明书
题目：带式输送机单级圆锥齿轮减速器设计
二级学院 年级专业 学号 学生姓名 指导教师 教师职称
机械工程学院 机电一体化 1201040032
邱永恒 胡淑兰
讲师
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课程设计说明书
目录
一、课程设计任务书………………………………………………3 二、电动机的选择…………………………………………………6 三、计算总传动比和分配传动比…………………………………8 四、运动参数及动力参数的计算…………………………………8 五、直齿圆锥齿轮传动设计………………………………………10 六、轴（低速轴）的设计…………………………………………14 七、滚动轴承的选择及验算………………………………………16 八、键的选择及强度校核…………………………………………15 九、联轴器的设计…………………………………………………18 十、设计小结………………………………………………………18 十一、参考文献……………………………………………………19
2、电动机功率选择：
运输机主轴上所需要的功率： P=FV=2300N×1.8m/s=4140W 工作机所需功率由公式： Pw=P/1000ηw =4140/(1000×0.96)kw=4.3kw ηw——带式输送机的功率取 0.96《机械零件课程设计》P18 表 2-4 传动装置的总功率： η总=η带×η2 轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒=0.824 η总—电动机至滚筒主动轴之间的总功率 由《机械零件课程设计》P18 表 2—4 查得： η带——V 带传动效率，取 0.96； η轴承—一对滚动轴承的效率。取 0.97； η齿轮—一对齿轮副效率（8 级精度，油润滑），取 0.97； η联轴器——联轴器效率，取 0.98； η滚筒——滚筒效率，取 0.96（查《机械设计基础机械课程设计指导书》表 2.3） 电动机输出的功率: Pd =Pw/η总 =5.22KW 确定电动机的额定功率 Ped
Ⅱ轴（低速轴）：
nII

nI i2
305.08/4=76.4r/min
滚筒轴： nIII=nII= 76.4r/min
2.计算各轴的功率：
根据《机械设计基础 课程设计指导书》P12 Ⅰ轴（高速轴）：
PI= Ped×η01= Ped×η带=5.5×0.96=5.28KW Ⅱ轴（低速轴）： PII= PI×η12= PI×η轴承×η齿=5.28×0.97×0.97=4.968KW 滚筒轴： PIII= PII×η23= PII×η轴承×η联
故选定电动机型号为 Y160M2-8
其主要性能：
电动机型号 额定功率 Kw 满载转速
堵转转矩
最大转矩
(r/min)
额定转矩
额定转矩
Y160M2-8
5．5
720
2.0
2.0
三．计算总传动比和分配传动比：
1、传动装置总传动比为：
由选定的电动机满载转速 nm 和工作机主动轴转速 n： i 总= nm /n= nm /n 滚筒=720/76.4=9.42
3、按齿根弯曲疲劳强度设计
设计公式：
3
m≥
4KT1
YFaYSa
R (1 0.5R )2 z12 u2 1 F
（1）确定公式内各计算数值
1）计算载荷系数 K K AKV KF KF =1 1.11 1.1 1.875=2.289
2）计算当量齿数
1 arccos
u arccos u2 1
2.4 22.62o 2.42 1
2 90o 22.62o 67.38o
参考资料和现有基础条件（包括实验室、主要仪器设备等） 1、学生具备机械基础知识； 2、《机械设计课程设计》指导书； 3、《机械设计》各种版本的教材； 参 4、《机械设计手册》 考 5、减速器实物； 资 料
指导教师签字
教研室主任签字
年月 日
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新余学院课程设计评审意见表
指导教师评语：
成绩： 答辩小组评语：
1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
（1）直齿圆锥齿轮减速器为通用减速器，其速度不高，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 小齿轮材料可选为 40Cr（调 质），硬度为 280HBS，大齿轮材料取 45 钢（调质），硬度为 240HBS，二者材料 硬度相差 40HBS。 （3)选小齿轮齿数 z1 25 ,则大齿轮齿数 Z2 2.4Z1 60
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1. 主、从动齿轮零件图各一张，减速器低速轴零件图 1 张。（均为 A3 图纸）； 2. 设计说明书 1 份。 工 作 量
设计时间：2013 年 12 月 9 日-2013 年 12 月 13 日（一周） 一、设计准备工作（0.5 天） 1、熟悉任务书，明确设计的内容和要求； 2、准备参考资料和手册。 二、参数选择与设计计算（1.5 天） 1）选择电动机 3）计算总传动比和分配传动比 4）计算传动装置的运动和动力参数 5）齿轮传动的设计（确定齿轮的主要参数和尺寸）； 工 6）轴（低速轴）的设计（初估轴径、结构设计和强度校核）； 作 7）滚动轴承的选择及验算； 计 8）键的选择及强度校核； 划 9）联轴器的选择； 三、绘制减速器低速轴零件图（1.5 天） 四、编写设计说明书（1 天） 五、答辩（0.5 天）。
=1.05×550=577.5 MPa
（2）设计计算
1）试算小齿轮的分度圆直径，带入 H 中的较小值得
有公式可得： dt1

2.923
(189.8 )2 577.5
1.8 165280 0.35 (1 0.5 0.352 ) 2.4
109.44mm
2）计算圆周速度 V
V

d1t n1 60 1 000
=4.968×0.97×0.98=4.723KW
3.计算各轴的输入转矩：
电动机轴输入转矩为：
T 电机轴=9550×Ped/ nm
=9550×5.5/720=72.95N·m Ⅰ轴（高速轴）：
TI= 9550× PI = 9550×5.28/305.08=165.28N·m nI
Ⅱ轴（低速轴）：
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由表 2~1 取电动机额定功率 Ped =5.5kw《机械零件课程设计》
3、确定电动机转速：
滚筒工作转速为 n 滚筒： n 滚筒=60×1000·V/（π·D） =(60×1000×1.6)/（400·π）
=76.4 r/min
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根据《机械零件课程设计》表 2--5 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 i1 =2～3
TII= 9550× PII = 9550×4.968/76.4=621N·m nII
滚筒轴输入轴转矩为： TIII= 9550× PIII =9550×4.723/76.4=590.375N·m
nIII 综合以上数据，得表如下：
参数
电机轴
功率 P(KW) 5.5
转速 n(r/min) 720
转矩 T（N·m）72.95
2、分配各级传动装置传动比：
高速级为圆锥齿轮其传动比应小些约 i1 0.25i 总，低速级为圆柱齿轮传动其传动 比可大些。所以可取
i1 =2.356 i2 =4
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四．运动参数及动力参数的计算：
1.计算各轴的转速：
电机轴：
n0

nm io
720r/min
Ⅰ轴（高速轴）：
nI

nm i1
720/2.356=305.08r/min
N 2 =2.6725×108 h
7)查教材 10-19 图得：K 1 =0.99 K 2 =1.05
8)齿轮的接触疲劳强度极限：取失效概率为 1%,安全系数 S=1,应用公式（10-12）
得:
[
H
]1=
K HN1 S
H
lim1
=0.99×650=643.5
MPa
[ H
]2
=
K HN 2 H lim 2 S
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一．课程设计任务书
二级学院：机械工程学院
学号
1201040032
学生姓名
邱永恒
专业（班级）
机电一体化
设计题目 带式输送机单级圆锥齿轮减速器设计
设 已知条件：运输带工作拉力 F=2300N；运输带工作速度 v=1.8m/s（允许运输带速
计 度误差为±5%）；滚筒直径 D=450mm；两班制，连续单向运转，工作期限为 5 年， 技 每年工作 300 天，载荷较平稳。环境最高温度 350C；小批量生产。
传动比 i
1
效率
0.96
高速轴（Ⅰ轴）低速轴（Ⅱ轴）滚筒轴（w 轴）
5.28
4.968
4.723
305.08
76.4
76.4
165.28
621
590.375
2.356
4
0.94
0.95
五．直齿圆锥齿轮传动设计
已知输入功率为 PI =5.28kw、小齿轮转速为 n =305.08r/min、齿数比为 2.4,由 电动机驱动。工作寿命 10 年（设每年工作 300 天），两班工作制，带式输送， 工作平稳，转向不变。
术
参
数
5
6
4
3
2
1-电动机 2-带传动 3-减速器 4-联轴器 5-滚筒 6-传送带
一、设计基本要求：设计者必须发挥独立思考能力，同组人员协同完成设计任务， 禁止抄袭他人成果，一经核实，取消答辩资格。积极主动与指导教师交流，认真 设 计算和制图，保证计算正确和图纸质量。 计 二、设计内容及要求： 要 求 （一）参数选择与设计计算 1．齿轮传动的设计（确定齿轮的主要参数和尺寸）； 2．轴（低速轴）的设计（初估轴径、结构设计和强度校核）； 3．滚动轴承的选择及验算； 4．键的选择及强度校核； 5．联轴器的选择； （二）绘制减速器低速轴及齿轮的零件图 （三）编写设计说明书 1．目录（标题、页次）； 2．设计任务书：原始数据及工作条件，传动装置简图； 3．设计计算： （1）要有详细的设计步骤，最后应有简短的结论 ； （2）对所引用的计算公式和数据要标有来源－即参考书的编号和页次； （3）为了清楚地说明计算内容，应附必要的插图 。 4. 设计体会。 5. 参考文献资料（要包含资料的编号、作者名、书名、出版地、出版者、出版年 月）。