机械设计课程设计说明书(圆锥圆柱两级齿轮减速器)要点.doc

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1、 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

2、；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； 2、 电动机容量；1） 功率的选择0.8416联轴器的动效率： 0.99每对轴承的传动效率：0.99圆锥齿轮的传动效率：0.96圆柱齿轮的传动效率：0.970.96 得：4.278查设计手册选取电动机额定功率为5.5KW1） 转速的确定卷筒的转速n=60*1000*V/*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560-12

3、60 r/min由手册选取电动机满载转速为960 r/min2） 确定型号 由上可确定电动机型号为Y132M1-6根电动机型号额定功率同步转速n1r/min额定转速n2r/min重量总传动比Y132M2-65.5KW100096063Kg10.724.计算传动装置的运动和动力参数1.传动比分配i=n2n=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=4.28KW;T0=9550*P0/n0=42.58;1）高速轴： P1=*=4.237KW; N1=N0/

4、i1=960r/min; T1 =T0*i1*=42.578Nm2)中间轴： P2= P1*=4.027 KWN2= N1/i2=358.21 r/minT2=T1*i2*=107.26 Nm ；3）低速轴： P3= P2*=3.867KWN3= N2/i3=89.55 r/minT3 =*T2*i3=412.39 Nm 4) 轴 P4=P3*=3.828kw; N4= N3/i4=89.55 r/minT4 =*T3*i4=408.27 Nm 上述计算结果和传动比及传动效率汇总如下：轴名功率P KW转矩T Nm转速r/min高速轴4.237 42.578960中间轴4.027107.2635

5、8.21低速轴3.867412.3989.55设计内容1选材和选择热处理方法2按轮齿接触强度设计设计内容3按轮齿接触强度设计4按齿面弯曲强度校核设计内容1选材和选择热处理方法2确定许应弯曲应力设计内容 3确定许应接触应力设计内容4按齿面接触强度确定中心距5确定齿轮参数与设计内容尺寸6验算轮齿弯曲强度7设计结果 计算及说明 5.减速器传动零件的设计计算1.高速轴圆锥齿轮传动的设计计算 .选择软齿面齿轮材料及热处理方法小齿轮选用45钢，调质处理 HBS=230250大齿轮选用45钢，正火处理 HBS=1902101.小齿轮转矩 T=42.578Nm2.选取载荷系数K=1.53.选取齿宽系数 4确定

6、齿数 Z1=21,Z2=i2*Z1=575确定齿形系数及应力校正系数 6确定接触应力1） 接触疲劳极限应力小齿轮接触疲劳极限应力 大齿轮接触疲劳极限应力 2） 寿命系数 应力循环次数由查图知 3)最小安全系数（按一般可靠度查取）计算及说明 4)许用接触应力 =5）由齿面接触应力计算由表13-5 由图13-12 7.几何尺寸计算分度圆直径 67mm m=3.25185.25mm 锥距 齿宽 1.确定许用弯曲应力1） 弯曲疲劳极限(查机械原理及机械设计)小齿轮的弯曲疲劳极限 大齿轮的弯曲疲劳极限 2寿命系数 计算及说明由表 2.69 1.5575 由图13-10 0.98 1.07 3.修正系数

7、2 最小安全系数 5.许用弯曲应力909.44mpa941.6mpa2圆柱斜齿轮设计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选择大小齿轮材料均为45钢（调质），3） 小齿轮齿面硬度为250HBS，大齿轮齿面硬度为220HBS。1.确定许用弯曲应力弯曲疲劳极限(查机械原理及机械设计)小齿轮的弯曲疲劳极限 计算及说明大齿轮的弯曲疲劳极限 2寿命系数 由图13-10 0.84 0.87 3.修正系数 4.最小安全系数 5.许用弯曲应力336mpa306.24mpa1确定接触应

8、力接触疲劳极限应力小齿轮接触疲劳极限应力 大齿轮接触疲劳极限应力 2寿命系数 应力循环次数 0.88 0.923最小安全系数（按一般可靠度查取） 4许用接触应力 计算及说明510.4mpa506mpa =506mpa1.试选载荷系数 2.齿宽系 软齿面数 =1 0.5 3.弹性系数 4. 选取螺旋角。初选螺旋角 5. 选小齿轮齿数，大齿轮齿数 i=u=z2/z1=4断面重合度系数轴向重合度系数 6中心距 所以取 重求中心距 a=132mm 则需调整 Z1=22 Z2=88 计算及说明 1.当量齿数 取 取2. 齿形系数和修正系数 3重合度系数. 4.螺旋角系数 =0.885.校核弯曲强度 a=

9、132mm Z2=88 齿轮精度 8级齿轮材料 小齿轮 45钢 调制 230250HBS 大齿轮 45钢 正火 190-210HBS结果小齿轮硬度HBS=230250大齿轮硬度HBS=190210K=1.5Z1=21Z2=57结果 185.25mm30mmR=98.5mm结果 1.5575 0.981.072小齿轮齿面硬度为250HBS，大齿轮齿面硬度为220HBS结果0.840.87结果=506mpa=1Z2=88a=132mm=结果弯曲强度校核满足设计内容减速器轴的设计计算及滚动轴承的选择和联轴器的选择设计内容减速器的低速轴校核设计内容滚动轴承的校核设计内容设计内容键的选择和校核设计内容设

10、计内容设计内容设计内容 计算及说明 6、减速器轴的设计计算及滚动轴承的选择和联轴器的选择选取轴的材料为45钢，取A=1061181） 拟定轴上零件的装配方案 2）选联轴器 输入端拟采用弹性套住销联轴器 K=1.5 选用TL4型弹性套注销联轴器 TL4联轴器 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，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，故段的长度应比略短一些，现取。初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据d2=30mm,由轴承产品目录中初步选取0

11、基本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚子轴承30205，其尺寸为4)第二根轴为了满足半联轴器的轴向定位要求，2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，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-段的长度应比略短一些，现取。计算及说明初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据d2=40mm,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚子轴承30206，其尺寸为 右端轴径仅是为了装配方便，并不承受轴向力亦不对轴上零件起定位和固定作用时，则相邻直径的变化差可以较小，一般可取直径差13mm

12、，因此取 。5)第三根轴为了满足半联轴器的轴向定位要求，3轴段右端需制出一轴肩，故取段的直径d1=40mm;半联轴器与轴配合的孔长度，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，故段的长度应比略短一些，现取。初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据d2=45mm,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚子轴承30208，其尺寸为6)取安装齿轮处的轴段d1=25mm；齿轮的左端与左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮縠的宽度为，为了是套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短与轮縠宽度，故取L=45mm。7. 减速器的低速

13、轴校核转矩图计算及说明圆周力 径向力 轴向力 所以d=40mm 是合适的8.滚动轴承的校核 如图附页C所示：计算及说明2. 求两轴的计算轴向力和 对于30205型轴承，由表8-145，轴承派生轴向力 假设 因为 所以轴承1被放松，轴承2被压紧 所以 4.求轴承当量载荷和 对轴承1， 对轴承2， 因轴承运转中有中等冲击载荷，按表13-6，取 4.验算轴承寿命因,所以按轴承1的受力大小来验算 计算及说明9.键的选择和校核输入轴键计算1、 校核联轴器处的键连接该处选用普通平键尺寸为，接触长度，则键联接所能传递的转矩为：，故单键即可。2、 校核圆锥齿轮处的键连接该处选用普通平键尺寸为，接触长度，则键联

14、接所能传递的转矩为：，故单键即可。中间轴键计算1、 校核圆锥齿轮处的键连接该处选用普通平键尺寸为，接触长度，则键联接所能传递的转矩为：，故单键即可。2、 校核圆柱齿轮处的键连接该处选用普通平键尺寸为，接触长度，则键联接所能传递的转矩为：计算及说明，故单键即可。输出轴键计算1、 校核联轴器处的键连接该处选用普通平键尺寸为，接触长度，则键联接所能传递的转矩为：，故单键即可。2、 校核圆柱齿轮处的键连接该处选用普通平键尺寸为，接触长度，则键联接所能传递的转矩为：，故单键即可。10.减速器附件的选择螺栓直径为d3=8mm,盖厚e=1.2d3=9.6mm,螺孔直径为8+1=9mm，套杯内内厚s=10mm

15、,壁厚e=10mm,外缘后s=10mm, 分布圆直径D0=2.5 d3+2s+D=130mm，D6=D-3=77mm,D5=D-3d3=106mm,D4=D-10=70mm,D2=D0+2.5 d3=150mm.2、中间轴端盖螺栓直径为d3=8mm,盖厚e=1.2d3=9.6mm,螺孔直径为8+1=9mm， D0=2.5d3+D=110mmD6=D-3=77mm,D4=D-10=70mm,D2=D0+2.5 d3=130mm.，D6=D-3=69mm,D5=D-3d3=63mm,D4=D-10=100mm。.3、低速轴端盖螺栓直径为d3=8mm,盖厚e=1.2d3=9.6mm,螺孔直径为8+1

16、=9mm， D0=2.5d3+D=105mmD6=D-3=82mm,D5=D-3d3=61mm,D4=D-10=75mm,D2=D0+2.5 d3=125mm。由机械设计（机械设计基础）课程设计选定通气帽，计算及说明A型压配式圆形油标A20（GB1160.1-89），外六角油塞及封油垫,箱座吊耳，吊环螺钉M12（GB825-88），启盖螺钉M8。根据设计手册查得吊耳环结构参数：d=b=24mm,b=(1.8-2.5)1=24mmR=d=24mm,e=(0.8-1)d=24mm.吊钩结构参数：K=+=32mm,H=0.8K=25.6mm,h=0.5,H=12.8mm,r=K/6=5.3mmb=(

17、1.8-2.5)=30mm视孔盖的结构参数：=140mm, =125mm,b1=120mm,b2=105mm,d=7mm,孔数为8，盖厚4mm，R=5mm.11.润滑与密封齿轮采用浸油润滑，轴承采用润滑脂润滑。由机械设计（机械设计基础）课程设计表16-1查得选用N220中负荷工业齿轮油（GB5903-86）。当齿轮圆周速度时，圆锥齿轮浸入油的深度约一个齿高，三分之一齿轮半径，大齿轮的齿顶到油底面的距离3060mm。由于大圆锥齿轮，可以利用齿轮飞溅的油润滑轴承，并通过油槽润滑其他轴上的轴承，且有散热作用，效果较好。密封防止外界的灰尘、水分等侵入轴承，并阻止润滑剂的漏失。12.设计小结这次关于带式

18、运输机上的两级圆锥圆柱齿轮减速器的课程设计是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践计算及说明考验，对于提高我们机械设计的综合素质大有用处。通过三个星期的设计实践，使我对机械设计有了更多的了解和认识.为我们以后的工作打下了坚实的基础.这次的课程设计,对于培养我们理论联系实际的设计思想、训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论,结合生产实际反应和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识等方面有重要的作用。此次减速箱课程设计，我感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在三星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所

19、学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如说挡油环尺寸的确定，锥齿轮的绘制，轴退刀槽的确定，箱体的总体尺寸等。但是，通过和大家讨论和向老师寻求帮助，各个问题都逐一解决。本次设计得到了指导老师的细心帮助和支持。衷心的感谢老师的指导和帮助。设计中还存在不少错误和缺点，需要继续努力学习和掌握有关机械设计的知识，继续培养设计习惯和思维从而提高设计实践操作能力。13.参考资料目录计算及说明机械设计是机械工业的基础,是一门综合性相当强的技术课程，它融机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、互换性与技术测量、工程材料、机械设计课程设计等于一体。结果结果结果d=40mm结果结果结果结果结果结果