圓錐圓柱齒輪二級(jí)減速器設(shè)計(jì).doc

機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 2010-2011第2學(xué)期姓 名： 班 級(jí)：指導(dǎo)教師：成 績(jī)：日期：2011年 6月目 錄設(shè)計(jì)目的 3第一部分 傳動(dòng)方案的總體設(shè)計(jì) 4第二部分 各齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 6第三部分 軸的設(shè)計(jì) 10第四部分 校核 25第五部分 主要尺寸及數(shù)據(jù) 27參考文獻(xiàn) 29心得體會(huì) 301. 設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)題目6 帶式運(yùn)輸機(jī)圓錐圓柱齒輪減速器1）系統(tǒng)簡(jiǎn)圖2）工作條件連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，兩班制。環(huán)境最高溫度350c；允許運(yùn)輸帶速度誤差為5%，小批量生產(chǎn)。3）原始數(shù)據(jù)輸送帶拉力f（n）2500輸送帶速度v（m/s）1.3滾筒直徑d(mm)4004）設(shè)計(jì)工作量（1）設(shè)計(jì)說(shuō)明書（2）減速器裝配圖（3）減速器零件圖第一部分 傳動(dòng)方案的總體設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說(shuō)明結(jié) 果一、傳動(dòng)方案（已給定）二、該方案的優(yōu)缺點(diǎn)：三、原動(dòng)機(jī)的選擇（y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)）四、傳動(dòng)裝置總體傳動(dòng)比的確定及各級(jí)傳動(dòng)比的分配（1）外傳動(dòng)為電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器直接驅(qū)動(dòng)。（2）減速器為兩級(jí)展開(kāi)式圓錐圓柱齒輪減速器。（3）方案簡(jiǎn)圖如下：減速器結(jié)構(gòu)緊湊，為兩級(jí)展開(kāi)式圓錐圓柱齒輪減速器。齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱，要求軸具有較大的剛度。錐齒輪布置在高速級(jí)，減小錐齒輪尺寸，容易加工，改變了軸的方向，但限制了傳動(dòng)比，錐齒輪傳動(dòng)比在23之間。低速軸齒輪在遠(yuǎn)離聯(lián)軸器處，減小了彎曲變形所引起的載荷分布不均的現(xiàn)象。工作機(jī)所需功率： 傳動(dòng)裝置總效率：其中，=0.99，=0.993，=0.99，=0.97，=0.99，=0.955，=0.99，=0.93. 所需電動(dòng)機(jī)功率： 選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 y160m18 額定轉(zhuǎn)速：720rmin；額定功率：4 kw；滿載轉(zhuǎn)矩：；額定轉(zhuǎn)矩：；最大轉(zhuǎn)矩：；1、總傳動(dòng)比：2、各級(jí)傳動(dòng)比的分配：電動(dòng)機(jī)為y160m18第二部分 各齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算一、高速級(jí)減速齒輪設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說(shuō)明結(jié) 果1.齒輪的材料、精度和齒數(shù)選擇2.設(shè)計(jì)計(jì)算3、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度因傳遞功率不大轉(zhuǎn)速不高，選小齒輪為40gr，大齒輪45鋼，調(diào)質(zhì)處理，均采用軟齒面。初選齒輪精度為8級(jí)，取小齒輪齒數(shù)（1）設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)查表得材料極限應(yīng)力取則 故所選8級(jí)精度合格。大端模數(shù) 取 （3）計(jì)算幾何尺寸其中， 小齒輪40gr,大齒輪45鋼,均調(diào)質(zhì)處理，8級(jí)精度 初定所選8級(jí)精度合格滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度二、低速級(jí)減速齒輪設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說(shuō)明結(jié) 果1.齒輪的材料、精度和齒數(shù)選擇2.設(shè)計(jì)計(jì)算3、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度因傳遞功率不大轉(zhuǎn)速不高，小齒輪和大齒輪均選45鋼，調(diào)質(zhì)處理，軟齒面。初選齒輪精度為8級(jí)，取小齒輪齒數(shù) 故實(shí)際傳動(dòng)比（1）設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)查表得材料極限應(yīng)力取則齒寬 取模數(shù) 取（3）計(jì)算幾何尺寸 中心距 圓整得 其中查表得：齒輪圓周速度 故所選8級(jí)精度合格。45鋼均調(diào)質(zhì)處理8級(jí)精度初定滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度所選8級(jí)精度合格第三部分 軸的設(shè)計(jì)高速軸的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說(shuō)明結(jié) 果1、選擇軸的材料及熱處理2、初估軸徑3、初選軸承4、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5、軸的受力分析6、判斷危險(xiǎn)截面7、軸的彎扭合成強(qiáng)度校核因傳遞功率不大，并對(duì)重量及結(jié)構(gòu)尺寸無(wú)特殊要求，選擇45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表得 ， 取中間值 則 因軸與聯(lián)軸器之間有鍵槽，軸頸應(yīng)增大3%5%。所以軸最細(xì)端處直徑考慮到軸的強(qiáng)度和聯(lián)軸器的選擇，且要承受軸向力，初選單列圓錐滾子軸承30206。 ， ， ， ，（1）各軸直徑的確定軸段上安裝聯(lián)軸器，選擇彈性柱銷聯(lián)軸器。取載荷系數(shù)，計(jì)算轉(zhuǎn)矩為查表得，選型聯(lián)軸器。公稱轉(zhuǎn)矩160，許用轉(zhuǎn)速7100，軸孔長(zhǎng)度。 取聯(lián)軸器軸孔，則。選擇30206軸承，則。軸承采用軸肩定位，取。應(yīng)小于，可取。（2）各軸長(zhǎng)度的確定聯(lián)軸器和錐齒輪選用套筒定位，則 。取小錐齒輪大端側(cè)徑向端面與輪轂右端面的距離按齒輪結(jié)構(gòu)要求為55mm，取齒輪左端面到箱體內(nèi)壁距離，套杯厚度為，軸與齒輪配合段比齒輪轂孔短1mm, 則。地腳螺釘直徑 取，則軸承端蓋螺釘直徑取， 所以可取軸承端蓋螺釘直徑為，聯(lián)軸器轂孔到軸承端蓋距離取15mm, 取20mm, 軸段端面與聯(lián)軸器左端面距離為1.85mm。有 軸段長(zhǎng)度與該軸的懸臂長(zhǎng)度有關(guān) 其中為錐齒輪齒寬中點(diǎn)與大端處徑向端面的距離取28.9mm 則（3）軸上零件的周向固定聯(lián)軸器和齒輪使用普通平鍵連接（4）軸上倒角與圓角軸肩處取圓角半徑為1mm，軸兩端倒角均為1mm,45。（1）畫軸的受力簡(jiǎn)圖軸的受力簡(jiǎn)圖如圖a)所示（2）計(jì)算支撐反力 在水平面上在垂直面上 軸承1的總支撐反力為軸承2的總支撐反力為（3）畫彎矩圖 彎矩圖如圖b) 、c)、d)所示在水平面上aa剖面為bb剖面為 在垂直面上為 合成彎矩aa剖面為bb剖面為（4）畫轉(zhuǎn)矩圖 如圖e)所示因aa剖面彎矩大，同時(shí)作用有轉(zhuǎn)矩， aa剖面為危險(xiǎn)截面。查表得 ， 其彎曲應(yīng)力為 扭剪應(yīng)力為 對(duì)于單項(xiàng)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理，故取折合系數(shù)，則當(dāng)量應(yīng)力為 查得軸的許用彎曲應(yīng)力，強(qiáng)度滿足要求。45鋼調(diào)質(zhì)處理aa剖面為危險(xiǎn)截面軸的強(qiáng)度滿足要求bbaa 高速軸e)d)xyza)b)c) 中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說(shuō)明結(jié) 果1、選擇軸的材料及熱處理2、初估軸徑3、初選軸承4、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5、軸的受力分析因傳遞功率不大，并對(duì)重量及結(jié)構(gòu)尺寸無(wú)特殊要求，選擇45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 考慮軸端不承受轉(zhuǎn)矩，只承受少量彎矩取較小值110，則 考慮齒輪上作用較大的軸向力和圓周力，故選用圓錐滾子軸承。選擇軸承為 （1） 各軸段直徑的確定 軸段直徑為，軸段雖沒(méi)有定位軸肩，但考慮到強(qiáng)度的要求，取。軸段為兩個(gè)齒輪提供定位， 取，則（2）各軸段長(zhǎng)度的確定 小齒輪寬度，取。 錐齒輪輪轂寬度，取，齒輪端面和輪轂端面到箱體內(nèi)壁取10mm，滾動(dòng)軸承到內(nèi)壁距離取5mm，則考慮到箱體內(nèi)側(cè)壁關(guān)于高速軸軸線對(duì)稱，?。?）軸上零件的周向定位 小齒輪和錐齒輪使用普通平鍵定位。（4）軸上倒角與圓角取軸肩處圓角半徑為1mm,軸兩端倒角均為1mm,45。（1）畫軸的受力簡(jiǎn)圖，如圖a)所示。（2）計(jì)算支撐反力 在水平面上 在垂直面上 軸承1總支撐反力軸承2總支撐反力（3）畫彎矩圖 如圖b)、c)、d)所示 在水平面上 aa截面 bb截面左側(cè) bb截面右側(cè) 在垂直面上 合成彎矩bb截面左側(cè)bb截面右側(cè)（4）畫轉(zhuǎn)矩圖 如圖e)所示45鋼調(diào)制處理 xyza)abab低速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說(shuō)明結(jié) 果1、選擇軸的材料及熱處理2、初估軸徑3、初選軸承4、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5、軸的受力分析 因傳遞功率不大，并對(duì)重量及結(jié)構(gòu)尺寸無(wú)特殊要求，選擇45鋼，調(diào)質(zhì)處理?？紤]軸端不承受轉(zhuǎn)矩，取較小值108。 軸與聯(lián)軸器連接，有鍵槽應(yīng)增大3%5%，則 考慮到聯(lián)軸器的選擇，軸承選用， ， ，（1）各軸直徑的確定 選用彈性注銷聯(lián)軸器，查得，聯(lián)軸器選型，取，聯(lián)軸器使用軸肩定位，則，由于密封圈選用氈圈油封。取軸段、直徑。軸段需為軸承提供定位，取。初定軸段直徑，齒輪采用軸肩定位，經(jīng)計(jì)算取軸段直徑。（2）各軸長(zhǎng)度的確定聯(lián)軸器，取，取，軸段齒輪輪轂的寬度范圍為，取，則，取軸承蓋總寬度為20mm端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間距離為30mm，則（3）軸上零件的周向固定 大齒輪采用普通平鍵固定。（4）軸上的倒角與圓角 取軸肩處圓角半徑均為1mm,軸兩端倒角均為1mm,45。（1）畫軸的受力簡(jiǎn)圖 如圖a) 所示。（2）計(jì)算支撐反力 在水平面上 在垂直面上 軸承1的總支撐反力為軸承2的總支撐反力為（3）畫彎矩圖 如圖b)、c)、d)所示 在水平面上，aa剖面處在水平面上，aa剖面處在aa剖面處的合成彎矩為（4）畫轉(zhuǎn)矩圖 如圖e)所示。低速軸受力簡(jiǎn)圖aa45鋼調(diào)制處理 xyza)b)c)d)e)第四部分 校核設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說(shuō)明結(jié) 果1、高速軸承及鍵的校核2、聯(lián)軸器的選擇3、減速器的潤(rùn)滑1、高速軸承的校核（1）計(jì)算軸承的軸向力 查表得30206軸承，。則軸承內(nèi)部軸向力分別為， 外部軸向力，則兩軸承的軸向力為 （2）計(jì)算當(dāng)量載荷 因?yàn)檩S承1的當(dāng)量動(dòng)載荷為 因?yàn)?，軸承2的當(dāng)量動(dòng)載荷為 。 因，故只需校核軸承2，。環(huán)境最高溫度為39取。運(yùn)輸機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)載荷較平穩(wěn)，取。（3）校核軸承2的壽命 2、鍵的校核 高速軸聯(lián)軸器處鍵連接的擠壓應(yīng)力為 齒輪處鍵連接的擠壓應(yīng)力為 取鍵、軸及帶輪的材料都為鋼，查表得，強(qiáng)度足夠。高速軸選用型彈性柱銷聯(lián)軸器，輸出軸選用型彈性柱銷聯(lián)軸器。1、 齒輪的潤(rùn)滑因?yàn)辇X輪的圓周速度小于12m/s，所以采用浸油潤(rùn)滑。高速齒輪浸入油里0.7個(gè)齒高，但不小于10mm，低速級(jí)齒輪浸入高度約為1個(gè)齒高（不小于10mm）。2、 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑因潤(rùn)滑油中傳動(dòng)零件的圓周速度大于或等于1.52m/s,所以采用飛濺潤(rùn)滑。故軸承滿足要求鍵連接強(qiáng)度足夠第五部分 主要尺寸及數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說(shuō)明結(jié) 果1、傳動(dòng)比2、各軸的輸入功率及轉(zhuǎn)矩3、齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸總傳動(dòng)比 各級(jí)傳動(dòng)比，各軸的輸入功率（kw）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩兩小齒輪采用實(shí)心結(jié)構(gòu)，大齒輪采用腹板式結(jié)構(gòu)。 錐齒輪尺寸 , , , , , , , , 圓柱齒輪的尺寸 ， ， ， ， ，參考文獻(xiàn)1 孔凌嘉、張春林主編，機(jī)械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計(jì)。北京理工大學(xué)出版社，2004.6，p135.2 孔凌嘉、張春林主編，機(jī)械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計(jì)。北京理工大學(xué)出版社，2004.6，p428.3 孔凌嘉、張春林主編，機(jī)械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計(jì)。北京理工大學(xué)出版社，2004.6，p167.4 孔凌嘉、張春林主編，機(jī)械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計(jì)。北京理工大學(xué)出版社，2004.6，p171.5 孔凌嘉、張春林主編，機(jī)械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計(jì)。北京理工大學(xué)出版社，2004.6，p402.6 孔凌嘉、張春林主編，機(jī)械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計(jì)。北京理工大學(xué)出版社，2004.6，p337.7 孔凌嘉、張春林主編，機(jī)械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計(jì)。北京理工大學(xué)出版社，2004.6，p344.8 孔凌嘉、張春林主編，機(jī)械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計(jì)。北京理工大學(xué)出版社，2004.6，p337.9 孔凌嘉、張春林主編，機(jī)械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計(jì)。北京理工大學(xué)出版社，2004.6，p338.10 孔凌嘉、張春林主編，機(jī)械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計(jì)。北京理工大學(xué)出版社，2004.6，p402.心得體會(huì)這次的課程設(shè)計(jì)對(duì)我的學(xué)習(xí)影響很大，全部依靠自己的力量，從查資料、編寫到最后輸入，全部都是自己的心血。我覺(jué)得自己成長(zhǎng)了許多，原來(lái)我們可以編寫過(guò)程中遇到不少困難。是的，我也準(zhǔn)備了很多資料，只要是有用的我都會(huì)復(fù)印過(guò)來(lái)。期間體驗(yàn)到同學(xué)的重要性，一個(gè)人總是有他自身的局限性，不能看透所有。同