机械设计课程设计大作业-悬挂链式输送机的齿轮减速机（含图纸） .doc

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1、- 26 -悬挂链式输送机的齿轮减速机设计过程计算结果土木工程与力学学院 工程力学ADD：TEL： E-mail： 机械设计大作业悬挂链式输送机的齿轮减速机CAD设计图纸，联系QQ153893706目 录1、 设计任务书及设计方案概括22、 电动机的选择及计算43、 传动装置的运动及动力参数的选择及计算64、 传动零件的设计计算85、 轴的设计计算146、 滚动轴承的选择及计算217、 键联接的选择及计算248、 联轴器的选择及计算259、 箱体及附件的结构设计和选择2610、 设计小结27设计任务书及设计方案概括题目：设计用于悬挂链式输送机的齿轮减速机。 II I III1。电动机 2.联轴

2、器 3。圆锥齿轮减速器 4。链传动 5。输送机曳引链 设计数据：（数据编号-）数据编号12345曳引链轮圆周力F(N)10002000250028003500圆周速度V(m/s) 0.50.60.750.91.0齿轮 Z808010010080曳引链节距 t(mm)668107注：1。曳引链速度允许误差2曳引链轮直径D=t/sin(180C/z)工作条件：一班制，连续单项运转，载荷平稳，室内工作，有粉尘。生产批量：10台。生产条件：中等规模机械厂，可加工78级精度齿轮及蜗轮。动力来源：电力，三相交流（220/380V）。使用期限：十年，大修三年。设计工作量：1、减速机装配图1张（A0或A1）。

3、2、零件图1-3张或零件图1-2张加总布置图1张。3、设计计算说明书1份。设计方案：1、单级圆锥齿轮减速器+开式齿轮 2、单级圆锥齿轮减速器+链传动 3、带传动+单级圆锥齿轮减速器由设计任务书条件综合考虑选择方案2，链传动相比齿轮传动成本低，精度要求低，相对带传动，传动效率高，整体尺寸小，成本低。 选方案2电动机选择及计算一、 电动机类型的选择Y系列三相异步电动机 。二、 电动机功率选择1、传动装置的总功率： 按机械设计课程设计P16表2-4查得：， 2、电机所需的工作功率： 三、 确定电动机转速计算曳引链轮工作转速： = t/sin(180C/z)=8/sin(180/100)=254.69

4、mm =601000V/D =6010000.75/254.69=56.241r/min 按机械设计课程设计P10表2-1推荐的传动比合理范围，取圆锥齿轮传动一级减速器传动比范围 =23。取链传动比 =25，则总传动比理时范围为 =415。故电动机转速的可选范围为 =（415）56.241=224.96843.62r/min 符合这一范围的同步转速有750r/min。 四、 确定电动机型号根据容量和转速，由机械设计课程设计P295表8-169查出有适用的电动机型号：Y132S-8,其主要性能如下表：表1:电动机参数电动机型号额定功率kW满载转速r/minY132S-82.27102.02.0传

5、动装置的运动及动力参数的选择及计算一、 传动比的计算及分配1、总传动比：=710/56.241=12.624 2、分配各级传动比： 按机械设计课程设计P10表2-1，取齿轮传动比i齿轮=3（单级锥齿轮减速器i=23合理） 由 得 =12.641/3=4.2 二、 轴的动力参数选择及计算1、计算各轴转速（r/min）： 2、计算各轴的功率（kW）: 3、计算各轴扭矩（Nm）: 总结如下表：表2：各轴数据转速n（r/min）功率P（kW）扭矩T轴I轴II轴III传动零件的设计计算一、 圆锥齿轮传动的设计计算 1、选择齿轮类型、材料、精度等级及齿数 ：（1）本方案选用直齿圆锥齿轮（轴交角）传动；（2

6、）采用软齿面。小齿轮选用40Cr调质，齿面硬度为280HBS。大齿轮选用45钢调质，齿面硬度240HBS；（3）根据机械设计选8级精度。齿面精糙度Ra=3.21.6m （4）取小齿轮齿数=25。则大齿轮齿数：查机械设计P200表10-5取标准值=70 实际传动比传动比误差： 齿数比：u=2.8 2、初步计算：（1）齿宽系数：由机械设计查的最常用值 直齿锥齿轮的载荷系数由机械设计P193表10-2、P195表10-3、P196表10-4查得：， 由机械设计P201表10-6查得： 根据齿数Z1=25,Z2=70由机械设计P200表10-5查得 ： ，；， （2）按齿面硬度，由机械设计P209图1

7、0-21查得接触疲劳强度极限： 由机械设计P206式（10-13）计算应力循环次数N ： P207图10-19查得接触疲劳的寿命系数： （3）计算接触疲劳许用应力（）： （4）各齿轮的弯曲疲劳强度极限： 弯曲疲劳寿命系数： 计算弯曲疲劳许用应力()： 3、齿面接触疲劳强度设计：（1）试选载荷系数则：= = 51.86mm （2）计算圆周速度v： （3）计算齿宽： （4）计算载荷系数：根据，8级精度，由机械设计P194图10-8查得故（5）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径：（6）计算模数：4、按齿根弯曲强度设计：（1）计算齿轮的并加以比较：（2）设计计算：模数m满足：对比计算结果，由齿面接

8、触疲劳强度计算而得的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度减速的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力， m=2.5可取其所算得的模数m=2.05mm并取标准值m=2.5， 按接触强度算得， 算出小齿轮齿数，取25，则大齿轮齿数5、几何尺寸设计：（1）计算分度圆直径： （2）计算锥距： （3）计算齿轮宽度：取二、 链传动的设计计算 1、 选择链轮齿数、和确定传动比：一般链轮齿数在17114之间，已知传动比i=4.2取，则，取，则实际传动比传动比误差：则总传动比误差：-5.67%+0.91%=-4.76% 5% 符合要求2、 计算当量的单排链的计算功率：由机械设计P178表9-6查得：

9、， 3、 确定链条型号和节距p：已知链条型号：由机械设计P176图9-11查得，应选10A单排滚子链型号16A节距：由机械设计P167表9-1查得，节距 4、 计算链条节数和中心距：初选中心距取 选取 由机械设计P180表9-7查得 a取602mm5、计算链速v，确定润滑方式： 由机械设计P181图9-14查得，应采用油池润滑或油盘飞溅润滑6、计算压轴力：由式其中，故 7、设计结果：选用单排滚子链10A，中心距，小链轮齿数，大链轮齿数，轴上压力。轴的设计计算一、 轴I的设计计算1、小齿轮分度圆直径，平均分度圆直径 切于分度圆锥面的周向分力 径向分力轴向分力 2、初步确定轴的最小直径：选取轴的材

10、料为45钢调质，取，则由于轴I的最小直径是安装联轴器处轴的直径，为了使所选轴直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩： 联轴器型号：YL4由机械设计课程设计P281表8-162查得，选用YL4型凸缘联轴器，其公称转矩。半联轴器的孔径，故取18mm，轴孔长度，全长。3、轴的结构设计：（1）拟定轴上零件的装配方案，轴的结构简图如下：先装右轴承，再装套杯，然后将轴套入箱体；接着装左轴承，穿过轴承盖，密封圈，密封盖；最后在箱体内，装上套筒，小齿轮和止动垫圈。（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度：由于1-2段右端需制出一轴肩，故2-3段直径应稍大，取；半联轴器与轴配合

11、的轴孔长度，故1-2段长度应略短，取。选择滚动轴承，参照工作要求并根据，初选角接触球轴承36206，其尺寸为，故，。3-4段右端和5-6段左端轴肩由机械设计手册查得，故。取安装齿轮处的轴段6-7直径 角接触球轴承36206轴承盖加密封盖的总宽度为30mm，再加套环，宽约40mm，半联轴器右端面与密封盖间距l取20mm，故小齿轮轴孔宽度取30mm，套筒宽度取20mm，由于右轴承伸出6处轴肩2mm，所以小齿轮右端伸出轴右端2mm，故取考虑到减速器主视图全长和齿轮大小及其距离箱体的间距，取至此，轴上各段直径和长度均已初步确定如下表：表3：轴I数据轴值1-22-33-44-55-66-7长度L（mm）

12、40601481.51450直径d（mm）182530363021（3）轴上零件的周向定位：齿轮、半联轴器与轴的轴向定位均采用平键连接。由查得平键截面，键槽长为25mm齿轮键为保证齿轮与轴配合有良好的对中性，选择齿轮轴孔与轴的配合为； 同理，半联轴器与轴的连接，选用平键为，联轴器键半联轴器与轴的配合为。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。4、 求轴上的载荷（1） 轴的受力简图：（2） 水平面内的弯矩图：（3） 竖直面内的弯矩图：（4） 总弯矩图：（5） 扭矩图：5、 按弯扭合成应力校核轴的强度：危险截面显然在右轴承处，由于扭转切应力为脉动循环变应力，取，则

13、轴的计算应力为：其中 算得：已选定轴的材料为45钢调质，查得，故安全。6、 精确校核轴的疲劳强度截面C的应力最大，但应力集中不大截面D的过盈配合及键槽引起的应力集中均较明显，但应力水平很小，故没有明显的危险截面，轴I的精确校核可以省略。二、 轴II的设计计算1、求作用在齿轮上的力：大齿轮分度圆半径平均分度圆直径 切于分度圆锥面的周向分力 径向分力 轴向分力2、初步确定轴的最小直径：选取轴的材料为45刚调质，取，则 由于轴II的最小直径是安装滚子链小链轮处轴的直径，为了使所选轴直径与滚子链小链轮的孔径相适应，故需确定小链轮的孔径。取滚子链小链轮的孔径，故。3、轴的结构设计：（1）拟定轴上零件的装

14、配方案，轴的结构简图如下：先装左轴承，再装轴承盖、密封圈和密封盖；然后将轴从左往右套入箱体，在箱体内装上大齿轮；最后将右端垫圈，右轴承，止动垫圈和轴承盖装上。（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度：1-2轴段右端需制出一轴肩，故取2-3段直径；滚子链小链轮与轴配合的轴孔长度为36mm，故1-2段长度稍长，取选择滚动轴承，参照工作要求并根据，初选角接触球轴承36208，其尺寸为，故，。查手册得。角接触球轴承36208取安装齿轮处的轴段5-6直径穿通轴承盖、密封圈和密封盖总宽度约为50mm，半联轴器右端面与密封盖间距l取20mm，故。大齿轮轴孔宽度取65mm，则垫圈宽度取10mm，轴承宽，

15、故考虑到减速器总宽度和齿轮大小以及其到箱体的间距等，取至此，轴上各段直径和长度均以初步确定如下表：表4：轴II数据轴值1-22-33-44-55-66-7长度L（mm）4070161236328直径d（mm）283540474340（3）轴上零件的周向定位：齿轮，滚子链小链轮与轴的周向定位均采用平键连接。由，查得平键截面齿轮键为保证齿轮与轴配合有良好的对中性，选择齿轮轴孔与轴的配合为；同理，滚子链小链轮与轴的连接，选用平键为， 滚子链小链轮键小链轮轴孔与轴的配合为；滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。4、求轴上的载荷：（1） 轴的受力简图：（2） 水平面内

16、的弯矩图：（3） 竖直面内的弯矩图：（4） 总弯矩图：（5） 扭矩图：5、按弯扭合成应力校核轴的强度：危险截面显然在右轴承处，由于扭转切应力为脉动循环变应力，取，则轴的计算应力为：其中 又 故 故已选定轴的材料为45钢调质，查得，故安全。滚动轴承的选择及计算一、 轴I的轴承寿命轴I选用的是角接触球轴承36206，具体参见P15：选择滚动轴承，参照工作要求并根据，初选角接触球轴承36206，其尺寸为，故，。3-4段右端和5-6段左端轴肩由机械设计手册查得，故。其参数为，轴颈直径，转速，径向载荷 外加轴向载荷，线性插值得附加轴向力系数故附加轴向力 ，所以右轴承压紧， 取故按小时算的基本额定寿命二、

17、 轴II的轴承寿命轴II选用的是角接触球轴承36208，具体参见P17：选择滚动轴承，参照工作要求并根据，初选角接触球轴承36208，其尺寸为，故，。查手册得。其参数为，轴颈直径，转速，径向载荷 外加轴向载荷，线性插值得附加轴向力系数 故附加轴向力 ，所以右轴承压紧， 取故按小时算的基本额定寿命键联接的选择及计算一、 轴I上的键1、齿轮键（）强度校核：故安全。2、联轴器键（）强度校核：故安全。二、 轴II上的键1、齿轮键（）强度校核：故安全。2、滚子链小链轮键（）强度校核：故安全。联轴器的选择及计算已选联轴器型号：YL4，具体参见P14：由于轴I的最小直径是安装联轴器处轴的直径，为了使所选轴直

18、径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩：由机械设计课程设计P281表8-162查得，选用YL4型凸缘联轴器，其公称转矩。半联轴器的孔径，故取18mm，轴孔长度，全长。如下表：表5：联轴器参数型号许用转矩许用转速轴孔直径轴孔长度DD1螺栓L0铁钢铁钢Y型J型数量直径Y型J型N*mr/minmmmmmmmmmmmmYL4405700950018，1918，194230100803M88864箱体及附件的结构设计和选择一、 润滑和密封方式的选择、润滑油和牌号的确定1、润滑方式（根据浸油齿轮的圆周速度v）：齿轮：，故选用油池浸油润滑滚动轴承：，故选用滴油润滑链条：，选用油池润

19、滑输油沟选用机加工油沟，2、密封方式：小轴油封直径25mm，选用J型油封大轴油封直径35mm，选用J型油封3、润滑油：齿轮油：SY1103-77 代号HL-20或HL-304、油标：压配式圆形油标（GB1160-74） d=15mm5、外六角螺栓（JB-ZQ4450-86）二、 箱体结构设计1、壁厚8mm；2、轴承座连接螺柱轴线距大轴56mm；3、箱座高度H=160mm，油面高度30mm；4、输油沟选用机加工油沟，a=3mm5、箱体加强肋：小轴处b=10mm，大轴处b=12mm。三、 减速器附件设计1、窥视孔和视孔盖：位于偏移箱体对称轴向啮合一侧20mm；视孔盖尺寸 d=20mm；2、起吊装置

20、：选用吊环耳钩，机盖2个；3、定位销：d=8mm，分布在机体对角线上。设计小结首先，通过对悬挂链式输送机的单级直齿圆锥齿轮减速器的设计，加深了对机械设计各种基础零部件的了解，初步掌握了机械设计的一般步骤和注意事项。在设计的过程中难免遇到一些难题，比如说轴的参数计算以及画整体组装图，但是都通过努力而克服了，实践说明，只要努力钻研，没有克服不了的困难。其次，在此次的设计中，本人认为需要注意的几点是：1、电动机的选择和传动比的计算，在这个过程中，虽然涉及到的运算较少，也不复杂，但是这是基础，俗话说万丈高楼平地起，如果这2个步骤出错，那就是一步走错，满盘皆输，这个过程需要细心；2、传动零件和轴的参数计算，这个过程涉及到的计算比较多而且杂，需要参考大量文献资料方可得出结果，需要的是耐心；3、画图，在画图的过程中，涉及到比较多的AutoCAD知识，古人有云温故而知新，所以在这个过程中需要多对以前的知识进行回顾，才能画出完整的图，要有恒心。最后，感谢在老师对我们的教导，由于时间仓促，能力有限，文中有错误之处还请王老师不吝斧正。参考文献：【1】 陈秀宁，施高义.机械设计课程设计.浙江大学出版社【2】 濮良贵，纪名刚.机械设计.高等教育出版社【3】 吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册.高等教育出版社26