17797920链板式运输机传送装置圆锥直齿轮的单级减速器设计说明书课案Word格式.docx
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链传动的效率：
η7=0.96
联轴器的传动效率：
η5=0.97
故、传动装置的总效率为;
η=η1×
。
η7=0.727
选择电动机：
电动机所需的额定功率：
P0=P／η=0.94／0.727=1.29kw
确定电动机的转速：
n1=v×
60×
1000／πd=163.7r/min
按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
=2～3。
取V带传动比
=2～4，则总传动比理想范围为i=4～12。
符合这一范围的同步转速有1000和1500r/min。
综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见转速1500r/min比较适合，则选n=1500r/min
d、确定电动机型号
根据以上选用的电动机类型，由理论需求电机功率Pd=1.3839kw及同步转速，选定电动机型号Y90L-4。
其主要性能：
额定功率：
1.5KW，满载转速1400r/min。
计算总传动比及分配各级的传动比
1、总传动比的计算：
i=ne／N1=1400/163.7=8.55
2、传动比的分配：
因传动比较小，采用二级传动.i=i1×
i2
初定减速器内传动比为i2=3
则带传动的传动比为i1=i／i1=8.55／3=2.85
P=0.94KW
η=0.727
P0=1.29kw
n1=163.7r/min
Y90L-4
ⅰ=8.55
三
1、
四
4、
5、
6、
2、
4、
5、
7、
8、
9、
10、
五
6、
六
七
八
九
计算传动装置运动参数及动力参数
电动机输出参数：
Pe=1.5KWne=1400r/min
Te=9550Pe／ne=10.23N.m
Ⅱ小锥齿轮参数：
=1400／2.85=491.22r/min
P1=Pe×
η1=1.5×
0.95=1.425kw
T1=9550×
P1／n1=27.7N.m
Ⅲ大锥齿轮参数：
491.22／3=163.74r/min
P2=P1×
η2×
η3=1.272KW
T2=9550P2／n2=74.18N.m
Ⅳ链轮轴参数:
163.74r/min
P3=P2×
η4×
η5=1.18kw
T3=9550×
P3／n3=68.82N.m
参数汇总：
参数
转速（r/min）
功率（kw）
转矩（N.m）
轴Ⅱ
491.22r/min
1.425kw
27.7N.m
轴Ⅲ
163.74r/min
1.272Kw
74.18N.m
轴Ⅳ
1.18kw
68.82N.m
传动零件的设计计算
一、普通V带的传动设计
普通V带的型号：
查表8-14得Ka=1.3
计算功率：
PC=ka×
Pe=1.3×
1.5=1.95KW
由图8-14选用Z型普通V带
确定带轮直径，并验算带速。
由表8-2查得Z型V带的最小直径为D1=50mm，再从带轮基准直径系列中，取d1min=80
则:
d2=id1=2.85×
80=228mm
查表：
8-2取d2=224，符合带轮基准直径要求。
验证带的速度：
根据式8-16有：
V=πd1n1／60*1000=π80*1400／60*1000=5.86m/s
带的速度在5~25m/s的范围，故合适。
确定V带的基准长度和传动中心距。
根据式8-18有
a0=（0.7~2）（d1+d2）=（0.7~2）×
（80+224）=212.8~608
按照结构要求取中心距a0=400,符合兼顾带传动绕转次数和结构尺寸范围。
根据试8-19计算带的初选长度：
Lo≈2a0+π/2×
（d1+d2）+（d2-d1）^2／4a0
=2×
400+π/2（80+224）+（224-80）^2／4×
400
=1290.24mm
根据表8-5选带的基准长度为Ld=1250mm
根据试8-20计算带的实际中心距：
a≈a0+（Ld-L0）/2=379.88mm
验算主动轮上的包角：
α1根据试8-22有
α1≈180°
-（d2-d1）/a×
57.3
=180°
-（224-80）/397.88×
57.3=159.2°
＞120°
包角合适
确定V带的根数。
由：
，
查表8-8得P0=0.35KW
查表8-10得△P0=0.03kw根据a1=159.2°
查表8-12得Ka=0.95根据Ld=1250mm,查表8-13得KL=1.11
将以上计算系数带入试8-23得
Z=Pc／（P0+△P0）Ka×
KL=1.95／（0.35+0.03）0.95×
1.11=4.86
取V带的根数为z=5
进行带轮结构设计，画出带轮工作图。
见图A1
根据查8-6取ha=2.0mm,f=8mm,e=12mm,则
小轮基准直径：
dd1=80mm
小轮外径：
da1=d1+2ha=84mm
带轮宽：
B=（z-1）e+2f=64mm
大轮基准直径：
d2=224mm
大轮外径：
da2=d2+2h=228mm
二、齿轮传动的设计计算
选择齿轮材料，确定精度等级。
由于本运输机工作速度、功率都不高，选用7级精度；
选择小齿轮材料为40Cr，调质处理，硬度HBS1=241~286
大齿轮材料为45钢，调质处理，硬度为HBS2=229~286
选取小齿轮齿数Z1=20，初步确定传动比为i2=3则大齿轮齿数
Z2=i2Z1=3×
20=60μ1=60/20=3
计算疲劳强度，并确定许用应力。
初拟载荷系数K=1.2，取齿宽系数φd=0.3
按齿面硬度查得齿轮的接触疲劳强度极限应以大齿轮材料所决定的许用接触应力为准,对45号钢,取HBS2=230,大齿轮：
σHlim2=540Mpa
[σ]F1=186Mpa[σ]F2=148Mpa
计算圆锥角：
按轮齿弯曲强度计算模数。
YFS1=4.38YFS2=3.88Am=12.6将YFs1代入计算：
按式：
m≥Am×
³
√KT1YS1／φdZ1²
[σF]
=2.35（mm）
按表10-1取标准值m=3mm
计算中心距：
a=m（z1+z2）/2=3×
（20+60）／2=120
计算齿轮分度圆直径：
d1=Z1m=20×
3=60mm
d2=Z2m=60×
3=180mm
锥距：
R=m／2×
√z1²
+z2²
=3／2×
√20²
+60²
=94.86mm
齿宽为：
b=φd×
R=94.86×
0.3=28.46mm
圆整后取b1=28mmb2=28mm
校核齿面接触强度。
根据试10-52可得：
Ad=766mm
d1≥Ad×
√KT1（μ+1）／φdμ[σh]²
=58.093mm
它小于设计d1=60,故齿面接触强度足够
齿顶圆直径：
以小齿轮为例：
da1=d1+2ha*mcosδ=65.6921mm
齿轮参数汇总：
名称
代号
小锥齿轮
大锥齿轮
齿数
Z
20
60
模数
m
3mm
节锥角
δ
18.4349
71.5651
分度圆直径
d（mm）
180
齿顶高
ha（mm）
3
齿根高
hf（mm）
3.6
齿顶圆直径
da（mm）
65.6921
181.8974
齿根圆直径
df（mm）
53.1695
177.7232
锥距
R（mm）
94.8683
顶隙
c（mm）
0.6
分度圆齿厚
S（mm）
4.7124
当量齿数
ZV
21.08
189.74
齿宽
B（mm）
28
齿宽系数
φR
0.3
齿轮工作图：
见图A2
轴的设计计算
选择轴的材料,确定外伸段直径：
选用45号刚调质处理，按照表14-2取C=112[τ]=35Mpa
按式14-2计算轴的外伸段直径：
d=C×
√P／n=112×
√1.425／491.22=17.39mm
考虑有键槽，将直径大5%，则:
d=17.39×
1.05=18.25mm
因键槽对轴强度的削弱以及带轮对小轴有较大的拉力，我们选择小轴最小径
输入轴的结构设计：
（1）轴上零件的定位，固定和装配：
123456
（2）确定轴各段直径和长度
Ⅰ段：
d1=20mm长度取L1=60mm
A型平键：
键长50mmb=h=6mm
Ⅱ段：
d2=25mm长度取L2=30mm
Ⅲ段：
d3=30mm长度取L3=15mm用来和轴承进行过度配合，初选用30206型圆锥滚子轴承。
Ⅳ段：
d4=28mm长度为L4=42mm
Ⅴ段：
d5=30mm长度为L5=26mm用来和轴承进行过度配合，初选用30206型圆锥滚子轴承。
Ⅵ段：
齿轮部分
输入轴上的受力分析：
对小锥齿轮受力分析：
Ft1=2T1/dm1=2*27.7/60=0.92KN
Fa1=Ft1*tan20*sin18.4349=0.306KN（左）
Fr1=Ft1*tan20／cos18.4349=0.35KN（下）
对输入轴进行受力分析得：
轴三段位置为危险截面，
这里只校核危险截面3的强度。
轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取折合系数
首先计算截面3的抗弯截面系数W
MH=13.28N.m;
MV=49.41N.m
M=√MV²
+MH²
=51.16N.m
计算抗弯截面系数：
Wc=πdc³
／32=π×
30³
／32=2650.71mm³
轴的计算应力；
σe=Me／Wc=√M²
+（αT1）²
／Wc
=√51.16²
+（0.59×
27.7）²
／2650.71×
10-9
=20.266Mpa
该轴材料为45号钢，调质处理查得其许用应力[σ]=59Mpa因此，[σe]＜[σ]，故轴的弯扭组合强度足够。
输出轴的设计计算：
选择轴的材料,确定外伸段直径：
选用45号刚调质处理，按照表14-2取C=112[τ]=30Mpa
√1.272／163.74=22.18mm
d=22.18×
1.05=23.289mm
考虑到联轴器的尺寸，选大轴最小径d=26mm
输出轴的结构设计
轴上零件的定位，固定和装配
确定轴各段直径和长度
Ⅰ段:
d1=26mm、长度取L1=60mm，与联轴器相连。
A型平键：
键长50mmb*h=8*7
Ⅱ段:
d2=32mm长度取L2=33mm。
Ⅲ段:
d3=35mm长度取L3=38mm用来和轴承进行过度配合，初选用30207型圆锥滚子轴承。
Ⅳ段：
d4=40mm长度为L4=82mm，定位。
Ⅴ段：
d5=37mm长度为L5=42mm，与大齿轮配合。
键长36b*h=10*8
段：
d6=35mm长度为L6=31mm，和轴承进行过度配合,选择用30207型圆锥滚子轴承。
轴强度校核：
齿轮之间的力：
Fa2=0.379KN；
Fr2=0.126KN；
Ft2=Ft1=1.098KN
大齿轮上的动力参数：
P2=1.382832kw
转速n2=163.7025r/min；
T2=80.6710N.m
危险面6处的弯矩:
MH=17.12N.mMv=43.95N.m
=47.17N.m;
T2=74.18N.m
W=πd³
37／32=4972.65mm³
由于轴单向转动，扭矩可以认为按脉动循环变化，故取折合系数
轴的计算应力：
σc=√M²
+（αT2）²
／W=√47.17²
74.18）²
／4972.65×
10﹣9
=13.018MPa
前已选定轴的材料为45号钢，调质处理，查得[σ]=59Mpa，因此σc＜[σ]，故轴的弯扭组合强度足够。
轴承的选择：
输入轴选择：
参照表13-16，选择轴承30206
输出轴选择：
参照表13-16，选择轴承30207
输出轴结构图见图A3
键联接的选择及校核计算
带轮与输入轴所用键的校核：
轴径d=20,轴长L=60mm
选用A型平键，通过查表得：
L=50mm.b=6mm,h=6mm
轮毂的材料是铸铁，键和轴的材料是45号钢，选用较小的材料做为计算，即:
[σ]bs=50-60MPa
σbs=4T1／d×
h×
L=4×
27700.2／20×
6（50-3）
=19.645MPa＜[σbs]
故满足要求。
输出轴和齿轮连接采用的键的校核：
轴径d=37mm,轴长L=42mm
采用A型平键连接。
通过查表得到:
L=36mmb=10mmh=8mm
轴和齿轮的材料都是45号钢，所以抗压需用应力是：
[σ]bs=100~120Mpa
27700.2／37×
6×
（36-3）
=15.59Mpa＜[σbs]
输出轴和联轴器连接采用的键的校核
轴径d=20mm,轴长L=60mm
采用A型平键连接，通过查表得到：
L=50mm,b=8mm,h=7mm
轮毂的材料是铸铁，键和轴的材料是45号钢，选用较小的材料做为计算，即：
[σ]bs=50~60Mpa
σbs=4T3／d×
68820／20×
7（50-4）
=42.74Mpa
故，满足强度要求。
联轴器的选择
减速器的输出轴与工作机之间用联轴器连接，由于轴的转速较低，传递转矩较大，综合考虑选用凸缘联轴器，联轴器上的扭矩为68.82N.m，选用型号为LT5
润滑及密封
齿轮的润滑：
采用浸油润滑，由于低速级周向速度为1.54m/s，为锥齿轮传动，浸油高度应没过大锥齿轮齿宽，至少应没过1/2齿宽，齿顶距箱底至少30mm,这里为设计为45mm。
选用CKC150润滑油
轴承的润滑：
由于浸油齿轮的圆周速度
，齿轮不能有效的把油飞溅到箱壁上，因此选用脂润滑方式。
脂润滑具有形成润滑膜强度高，不容易流失，容易密封，一次加脂可以维持相当长一段时间，也有利于传动装置的维护。
选用ZL-2号通用锂基润滑脂（GB7324-1994）。
端盖与轴间的密封：
轴承用轴承盖紧固，已知轴承用脂润滑，且轴的最高圆周速度不超过2m/s，属于低速范畴，因此这里可以使用毡圈油封。
毡圈油封结构简单，摩擦较大，易损耗，应注意及时更换。
箱体及附件的结构设计
查﹤机械设计基础课程设计﹥表14-1得：
尺寸（mm）
箱座壁厚
8
箱盖壁厚
箱盖凸缘厚度
12
箱座凸缘厚度
箱座底凸缘厚度
地脚螺钉直径
地脚螺钉数目
4
小锥齿轮轴轴承旁
连接螺栓直径
10
大锥齿轮轴轴承旁
盖与座连接螺栓直径
轴承端盖螺钉直径
M8
视孔盖螺钉直径
M6
定位销直径
6`
凸台高度
39
大齿轮顶圆
与内箱壁距离
箱盖，箱座肋厚
6.8
主动端轴承外径
62
被动端轴承外径
72
箱体及其附件参数：
箱体的附件包括窥视孔及窥视孔盖、通气器、轴承盖、定位销、启箱螺钉、油标、放油孔及放油螺塞、起吊装置等等。
箱体
加工工艺路线：
铸造毛坯→时效→油漆→划线→粗精加工基准面→粗、精加工各平面→粗、半精加工各主要加工孔→精加工主要孔→粗、精加工各次要孔→加工各紧固孔、油孔等→去毛刺→清洗→检验。
减速器的装拆顺序及注意事项：
箱体和箱盖通过螺栓连接，拆下螺栓即可将箱盖取下，对于两轴系零件，整个取下该轴，即可一一拆下各零件。
其它各部分拆卸比较简单。
拆卸零件不要用硬东西乱敲，以防敲毛敲坏零件，影响装配复原。
对于不可拆的零件，如过渡配合或过盈配合的零件则不要轻易拆下。
对拆下的
零件应妥善保管，以免丢失。
技术要求：
1.装配前滚动轴承用汽油清洗，其它零件用煤油清洗，箱体内不允许有任何杂物存在，箱体内壁涂耐磨油油漆；
2.齿轮副的侧隙用铅丝检验，侧隙值应不小于0.14mm；
3.滚动轴承的轴向调整间隙均为0.05-0.1mm；
4.齿轮装配后，用涂色法检验齿面接触斑点，沿齿高不小于65%，沿齿长不小于60%；
5.减速器剖面分面涂密封胶或水玻璃，不允许使用任何填料；
6.减速器内装L-AN15（GB443-89），油量应达到规定高度；
7.减速器外表面涂绿色油漆。
参考资料：
1、《机械设计基础课程设计》化学工业出版社。
2、《机械设计基础》清华大学出版社。
Te=10.23N.m
T127.7NMS
T2=74.18N.m
T3=68.82N.m
PC=1.95KW
V=5.86m/s
a0=400
a=379.88mm
α1=159.2°
z=5
7级精度
Z1=20
Z2=60
σHlim2=540Mpa
δ1=18.43°
δ2=71.56°
a=120
da1=65.6921mm
d=17.39mm
d=20mm
MV=49.41N.m
Me=53.7（N.mm）
σe=20.266Mpa
d=26mm
M=47.17N.m
W=4972.65mm³
σc=13.018MPa
A型平键
σbs=19.645MPa＜[σbs]
图A1
图A2
图A3
图：
装配图
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