《機械設計課程設計說明書-圓錐-斜齒圓柱齒輪減速器.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《機械設計課程設計說明書-圓錐-斜齒圓柱齒輪減速器.doc（34頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 仲愷農(nóng)業(yè)工程學院 機械設計課程設計說明書圓錐-斜齒圓柱齒輪減速器院 系: 機電工程學院 班 級:_ 機械082班 姓 名: 學 號: 指導老師 : 目錄設計任務書2電動機的選擇3傳動比的計算與分配4傳動件的設計計算6軸的設計計算.15鍵聯(lián)接的選擇及校核計算.29聯(lián)軸器的選擇.30減速器附件的選擇.31潤滑與密封.31設計小結.31參考資料目錄.32設計計算及說明結果一、 設計任務書1. 設計一用于帶式運輸機上的兩級圓錐圓柱齒輪減速器，已知條件:帶式運輸機運輸帶工作拉力F=2650N，帶速v=1.60m/s(運輸帶速度允許誤差為)，卷筒直徑D=260mm，單班工作制,連續(xù)單向運轉,載荷較平穩(wěn)；

2、環(huán)境最高溫度；小批量生產(chǎn)。2. 傳動方案的擬訂及說明圖一 由題目所知傳動機構類型為兩級圓錐-圓柱齒輪減速器。對本傳動機構進行分析論證。本傳動機構特點：共三根軸，每根軸直徑一次增大，利用圓錐齒輪和圓柱齒輪傳動，寬度較小，適于在惡劣環(huán)境下長期連續(xù)工作，但圓錐齒輪比圓柱齒輪加工困難，故宜布置在高速級，以減少其尺寸。設計計算及說明結果二、 選擇電動機1電動機類型和結構型式按工作要求和工作條件，載荷較平穩(wěn)，無特殊要求，選用一般用途的Y（IP44）系列三相異步電動機。2電動機功率(1).工作機所需功率 -工作機阻力（N），即運輸帶工作拉力F=2650N -工作機線速度(m/s)， v=1.60m/s -工

3、作機效率，工作機為帶式運輸機，故取=0.96 =(2).傳動裝置的總效率式中、為從電動機至卷筒軸的各傳動機構和軸承的效率。帶式運輸機傳動效率(平帶無壓緊輪開式傳動)=0.98；一對滾動軸承的效率,共有4對滾子軸承,=0.98；圓柱齒輪傳遞效率(選用8級精度一般齒輪傳動)，=0.97；圓錐齒輪傳遞效率(選用8級精度)=0.955；彈性聯(lián)軸器效率，兩個聯(lián)軸器，=0.99；卷筒效率=0.96；則總效率選用Y系列三相異步電動機=4.417kW設計計算及說明結果(3)電動機輸出功率 3電動機的轉速(1)卷筒轉速(2)推算電動機轉速可選范圍，由機械設計（機械設計基礎）課程設計表2-3查得，圓錐齒輪傳動比范

4、圍，單級圓柱斜齒輪傳動比范圍則電動機轉速可選范圍為：初選同步轉速分別為1000r/min和1500r/min的兩種電動機進行比較，如下表：方案電動機型號額定功率（）電動機轉速(r/min)電動機質量(N)同步滿載1Y132M-47.515001440790外伸軸徑/mm軸中心高/mm80132選定電動機的型號為Y132M-4三、傳動比計算與分配1）傳動裝置總傳動比2）分配各級傳動比因為是圓錐圓柱齒輪減速器，所以圓錐圓柱齒輪減速器傳動比 電動機的型號為Y132M-4設計計算及說明結果3）各軸轉速（軸號見圖一）4）各軸輸入功率按電動機所需功率計算各軸輸入功率，即5）各軸轉矩項目軸0軸1軸2軸3軸4

5、轉速(r/min)14401440470.2117.55117.55功率(kw)5.5915.5355.184.9244.777轉矩(N*m)37.0836.71105.21400.04388.09傳動比113.062541設計計算及說明結果四、傳動件的設計計算圓錐直齒輪設計已知輸入功率，小齒輪轉速1440r/min，齒數(shù)比u=3.06251.選定齒輪精度等級、材料及齒數(shù)1） 圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用8級精度(GB10095-88)2） 材料選擇 由機械設計（第八版）表10-1選擇小齒輪材料為(調(diào)質)，硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質），硬度為240HBS。

6、3） 選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，取整。則1、 按齒面接觸強度設計由設計計算公式進行試算，即（1） 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值1） 試選載荷系數(shù)2） 計算小齒輪的轉矩3） 選齒寬系數(shù)設計計算及說明結果4）由機械設計（第八版）圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限，大齒輪的接觸疲勞強度極限5）由機械設計（第八版）表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)6） 計算應力循環(huán)次數(shù)7) 由機械設計（第八版）圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)8) 計算接觸疲勞許用應力取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，得（2） 計算1） 試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值2） 計算圓周速度v設計計算及說明結果3） 計算載荷系

7、數(shù)根據(jù)，8級精度，由機械設計（第八版）圖10-8查得動載系數(shù)直齒輪由機械設計（第八版）表10-2查得使用系數(shù)根據(jù)大齒輪兩端支撐，小齒輪作懸臂布置，查機械設計（第八版）表得軸承系數(shù)，則接觸強度載荷系數(shù)4） 按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得5） 計算模數(shù)m取標準值6） 計算齒輪相關參數(shù)7） 圓整并確定齒寬圓整取，設計計算及說明結果2、 校核齒根彎曲疲勞強度1） 確定彎曲強度載荷系數(shù)2） 計算當量齒數(shù)3） 由機械設計（第八版）表10-5查得齒形系數(shù)應力校正系數(shù)4） 由機械設計（第八版）圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限，大齒輪的彎曲疲勞強度極限5） 由機械設計（第八版）圖10-18

8、取彎曲疲勞壽命系數(shù)6） 計算彎曲疲勞許用應力取彎曲疲勞安全系數(shù)，得7）校核彎曲強度設計計算及說明結果根據(jù)彎曲強度條件公式進行校核滿足彎曲強度，所選參數(shù)合適。圓柱斜齒輪設計已知輸入功率，小齒輪轉速470.2r/min，齒數(shù)比u=41） 圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用8級精度(GB10095-88)2） 材料選擇 由機械設計（第八版）表10-1選擇大小齒輪材料均為45鋼（調(diào)質），小齒輪齒面硬度為250HBS，大齒輪齒面硬度為220HBS。3） 選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)4） 選取螺旋角。初選螺旋角 ,設計計算及說明結果2、按齒面接觸強度設計由設計計算公式進行試算，即(1) 確定公式

9、內(nèi)的各計算數(shù)值1） 試選載荷系數(shù)2） 計算小齒輪的轉矩3） 選齒寬系數(shù)4） 由機械設計（第八版）圖10-30選取區(qū)域系數(shù)5） 由機械設計（第八版）圖10-26查得，則6） 由機械設計（第八版）表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)6） 計算應力循環(huán)次數(shù)7） 由機械設計（第八版）圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限，大齒輪的接觸疲勞強度極限8） 由機械設計（第八版）圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)設計計算及說明結果10）計算接觸疲勞許用應力取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，得（2）計算1）試算小齒輪分度圓直徑，由計算公式得2） 計算圓周速度v3） 計算齒寬b及模數(shù)4） 計算縱向重合度5）

10、計算載荷系數(shù)設計計算及說明結果根據(jù)，8級精度，由機械設計（第八版）圖10-8查得動載系數(shù)由機械設計（第八版）表10-3查得由機械設計（第八版）表10-2查得使用系數(shù)由機械設計（第八版）表10-13查得 由機械設計（第八版）表10-4查得接觸強度載荷系數(shù)6）按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得7） 計算模數(shù)取8） 幾何尺寸計算（1） 計算中心距（2） 按圓整后的中心距修正螺旋角因值改變不多，故參數(shù)、等不必修正（3）計算大小齒輪的分度圓直徑設計計算及說明結果（4）計算齒輪寬度圓整后取 3、 校核齒根彎曲疲勞強度1） 確定彎曲強度載荷系數(shù)2） 根據(jù)重合度，由機械設計（第八版）圖10-28查得螺

11、旋角影響系數(shù)3） 計算當量齒數(shù)4）由機械設計（第八版）表10-5查得齒形系數(shù)應力校正系數(shù)5） 由機械設計（第八版）圖20-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限，大齒輪的彎曲疲勞強度極限6）由機械設計（第八版）圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) 設計計算及說明結果7） 計算彎曲疲勞許用應力取彎曲疲勞安全系數(shù)，得8） 校核彎曲強度根據(jù)彎曲強度條件公式進行校核滿足彎曲強度，所選參數(shù)合適。五、軸的設計計算輸入軸設計1、求輸入軸上的功率、轉速和轉矩 設計計算及說明結果2、已知高速級小圓錐齒輪的分度圓半徑為 而圓周力、徑向力及軸向力的方向如圖二所示圖二設計計算及說明結果3、 初步確定軸的最小直徑先初步估算軸的最

12、小直徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質），根據(jù)機械設計（第八版）表15-3，取，得，輸入軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應，故需同時選取聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計算轉矩，查機械設計（第八版）表14-1，由于轉矩變化很小，故取，則查機械設計（機械設計基礎）課程設計表17-4，選HL1型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉矩為160000，半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為38mm。4、 軸的結構設計（1） 擬定軸上零件的裝配方案（見圖三）設計計算及說明結果（2） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1） 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，1-2軸段右端

13、需制出一軸肩，故取2-3段的直徑2） 初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力，故選用角接觸球軸承，參照工作要求并根據(jù)，由機械設計（機械設計基礎）課程設計表9-46中初步選取0基本游隙組，標準精度級的軸承7006c，其尺寸為，而。這對軸承均采用軸肩進行軸向定位，由機械設計（機械設計基礎）課程設計表9-46查得7006c型軸承的定位軸肩高度，因此取3）取安裝齒輪處的軸段6-7的直徑；為使套筒可靠地壓緊軸承， 5-6段應略短于軸承寬度，故取。4）軸承端蓋的總寬度為20mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑油 的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，故取 5）錐齒輪輪轂寬度為64

14、.86mm，為使套筒端面可靠地壓緊齒輪取。6） 由于，故?。?） 軸上的周向定位圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按由機械設計（第八版）表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為50mm，同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為k6。設計計算及說明結果（4） 確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為5、 求軸上的載荷載荷水平面H垂直面V支反力F彎矩M 總彎矩扭矩T6、按彎扭合成應力校核軸的強度根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉，扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力，取，軸的計算應力前已選定軸的材料為45鋼（調(diào)質），由機械設

15、計（第八版）表15-1查得，故安全。6、 精確校核軸的疲勞強度（1） 判斷危險截面截面5右側受應力最大（2） 截面5右側抗彎截面系數(shù)設計計算及說明結果抗扭截面系數(shù)截面5右側彎矩M為截面5上的扭矩為截面上的彎曲應力截面上的扭轉切應力軸的材料為45鋼，調(diào)質處理。由表15-1查得。截面上由于軸肩而形成的理論應力集中系數(shù)及按機械設計（第八版）附表3-2查取。因，經(jīng)插值后查得又由機械設計（第八版）附圖3-2可得軸的材料敏感系數(shù)為故有效應力集中系數(shù)為設計計算及說明結果由機械設計（第八版）附圖3-2的尺寸系數(shù)，扭轉尺寸系數(shù)。軸按磨削加工，由機械設計（第八版）附圖3-4得表面質量系數(shù)為軸未經(jīng)表面強化處理，即，

16、則綜合系數(shù)為又取碳鋼的特性系數(shù)計算安全系數(shù)值故可知安全。中間軸設計1、求中間軸上的功率、轉速和轉矩 設計計算及說明結果2、求作用在齒輪上的力已知圓柱斜齒輪的分度圓半徑而已知圓錐直齒輪的平均分度圓半徑而3、初步確定軸的最小直徑先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為（調(diào)質），根據(jù)機械設計（第八版）表15-3，取，得，中間軸最小直徑顯然是安裝滾動軸承的直徑和設計計算及說明結果4、 軸的結構設計（1） 擬定軸上零件的裝配方案（見下圖圖五）（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1）初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)，由機械設計（機械設計基礎

17、）課程設計表15-7中初步選取0基本游隙組，標準精度級的軸承7006C，其尺寸為，。 這對軸承均采用套筒進行軸向定位，由機械設計（機械設計基礎）課程設計表9-46查得7006C型軸承的定位軸肩高度，因此取套筒直徑。2）取安裝齒輪的軸段，錐齒輪左端與左軸承之間采用設計計算及說明結果套筒定位，已知錐齒輪輪轂長，為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸段應略短于輪轂長，故取，齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取，則軸環(huán)處的直徑為。3） 已知圓柱直齒輪齒寬，為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸段應略短于輪轂長，故取。4）箱體一小圓錐齒輪中心線為對稱軸，則取。（3）軸上的周向定位圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接

18、，按由機械設計（第八版）表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為22mm，同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；圓柱齒輪的周向定位采用平鍵連接，按由機械設計（第八版）表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為56mm，同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為m6。（4）確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為設計計算及說明結果輸出軸設計1、求輸出軸上的功率、轉速和轉矩 2、求作用在齒輪上的力已知圓柱斜齒輪的分度圓半徑而3、初步確定軸的最小直徑先初步估算軸的最小直徑。選取軸的

19、材料為45鋼（調(diào)質），根據(jù)機械設計（第八版）表15-3，取，得，輸出軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應，故需同時選取聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計算轉矩，查機械設計（第八版）表14-1，由于轉矩變化很小，故取，則設計計算及說明結果查機械設計（機械設計基礎）課程設計表17-4，選HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉矩為630000，半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為84mm。3、 軸的結構設計（1） 擬定軸上零件的裝配方案（見圖六）設計計算及說明結果（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，1-2軸段右端需

20、制出一軸肩，故取2-3段的 直徑，左端用軸端擋圈定位，按軸端擋圈直徑， 半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián) 軸器上而不壓在軸的端面上，故1-2段的長度應比略短些，現(xiàn)取 。2） 初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)，由機械設計（機械設計基礎）課程設計表15-7中初步選取0基本游隙組，標準精度級的軸承7010C，其尺寸為，而。左端軸承采用軸肩進行軸向定位，由機械設計（機械設計基礎）課程表15-7查得30310型軸承的定位軸肩高度，因此??；齒輪右端和右軸承之間采用套筒定位，已知齒輪輪轂的寬度為71mm，為了使套筒端面可靠地壓緊

21、齒輪，此軸段應略短于輪轂寬度，故取。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度，故取，則軸環(huán)處的直徑為。軸環(huán)寬度，取。4）軸承端蓋的總寬度為20mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑油的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，故取 5）箱體一小圓錐齒輪中心線為對稱軸，則取。設計計算及說明結果（3）軸上的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器的周向定位均采用平鍵連接，按由機械設計（第八版）表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為50mm，同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵，半聯(lián)軸器與軸的配合為，滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，

22、此處選軸的尺寸公差為k6。（4）確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為設計計算及說明結果六、鍵聯(lián)接的選擇及校核計算輸入軸鍵計算1、 校核聯(lián)軸器處的鍵連接該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉矩為：，故單鍵即可。2、 校核圓錐齒輪處的鍵連接該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉矩為：，故單鍵即可。中間軸鍵計算1、 校核圓錐齒輪處的鍵連接該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉矩為：，故單鍵即可。2、 校核圓柱齒輪處的鍵連接該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉矩為：設計計算及說明結果，故單鍵即可。輸出軸鍵計算1、 校核聯(lián)軸器處的鍵連接該處

23、選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉矩為：，故單鍵即可。2、 校核圓柱齒輪處的鍵連接該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉矩為：，故單鍵即可。七、聯(lián)軸器的選擇在軸的計算中已選定聯(lián)軸器型號。輸入軸選HL1型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉矩為160000，半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為38mm。輸出軸選選HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉矩為630000，半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為84mm。設計計算及說明結果八、減速器附件的選擇由機械設計（機械設計基礎）課程設計選定通氣帽，A型壓配式圓形油標A20（GB1

24、160.1-89），外六角油塞及封油墊,箱座吊耳，吊環(huán)螺釘M12（GB825-88），啟蓋螺釘M8。九、潤滑與密封齒輪采用浸油潤滑，由機械設計（機械設計基礎）課程設計表16-1查得選用N220中負荷工業(yè)齒輪油（GB5903-86）。當齒輪圓周速度時，圓錐齒輪浸入油的深度約一個齒高，三分之一齒輪半徑，大齒輪的齒頂?shù)接偷酌娴木嚯x3060mm。由于大圓錐齒輪，可以利用齒輪飛濺的油潤滑軸承，并通過油槽潤滑其他軸上的軸承，且有散熱作用，效果較好。密封防止外界的灰塵、水分等侵入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┑穆┦?。十、設計小結這次關于帶式運輸機上的兩級圓錐圓柱齒輪減速器的課程設計是我們真正理論聯(lián)系實際、深入了解設計概

25、念和設計過程的實踐考驗，對于提高我們機械設計的綜合素質大有用處。通過兩個星期的設計實踐，使我對機械設計有了更多的了解和認識.為我們以后的工作打下了堅實的基礎.機械設計是機械工業(yè)的基礎,是一門綜合性相當強的技術課程，它融機械原理、機械設計、理論力學、材料力學、互換性與技術測量、工程材料、機械設計（機械設計基礎）課程設計等于一體。這次的課程設計,對于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的設計思想、訓練綜合運用機械設計和有關先修課程的理論,結合生產(chǎn)實際反應和解決工程實際問題的能力，鞏固、加深和擴展有關機械設計方面的知識等方面有重要的作用。十一、參考文獻1、機械設計（第八版）高等教育出版社2、機械設計（機械設計基礎）課程設計高等教育出版社3、機械設計基礎課程設計 科學出版社33