課程設(shè)計(jì)-單級(jí)圓錐直齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)單級(jí)圓錐齒輪減速器設(shè)計(jì) 設(shè) 計(jì) 者：院 系：機(jī)電工程院指導(dǎo)老師 ：學(xué) 號(hào) ：課程設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置（簡(jiǎn)圖如下）原始數(shù)據(jù)：輸送鏈的牽引力F/kN1.5運(yùn)輸機(jī)鏈速V/(m/s)0.7傳送鏈鏈輪的節(jié)圓直徑d/mm1001. 選擇電動(dòng)機(jī)計(jì)算內(nèi)容計(jì)算說(shuō)明計(jì)算結(jié)果（1）確定工作效率P工 =1.50.7=1.05kwP工=1.05kw（2）確定需要的電動(dòng)機(jī)的最大功率P=P =1.327kw（3）確定工作臺(tái)的轉(zhuǎn)速N工=N工=120r/min（4）選擇電動(dòng)機(jī)i總=i帶i齒=（24）（36）=624N=7202880根據(jù)參考文獻(xiàn)（2）P274 表17-1N=1500r/min P=1.5

2、kw2.分配傳動(dòng)比分配傳動(dòng)比i總= =12.5 i帶=3.125 i齒=43.計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速N1= =480r/minN2= =120r/minN1=480r/minN2=120r/min4.計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩（1）計(jì)算輸入軸的功率P1=P帶= 1.50.95P1=1.425kw（2）計(jì)算輸出軸的功率P2=P1軸滾齒=1.4250.980.960.99P2=1.33kw（3）計(jì)算輸入軸的轉(zhuǎn)矩T1=9550T1=28.35N.m（4）計(jì)算輸出軸的轉(zhuǎn)矩T2=9550T2=105.85 N.m5.設(shè)計(jì)帶輪計(jì)算內(nèi)容計(jì)算說(shuō)明結(jié)果1.確定計(jì)算功率根據(jù)參考文獻(xiàn)（1）P186 式8-15Pc=KAP

3、根據(jù)參考文獻(xiàn)（1）P187 KA=1.2Pc=1.8Kw2.選取V帶類型根據(jù)參考文獻(xiàn)（1）P187 圖8-14A型普通V帶3確定帶輪基準(zhǔn)直徑dd1和dd2根據(jù)參考文獻(xiàn)（1）P173 表8-2根據(jù)參考文獻(xiàn)（1）P188 式8-17P173 表8-2dd2=i帶dd1=dd1=250mmdd1=80mmdd2=250mm4驗(yàn)算帶的速度v根據(jù)參考文獻(xiàn)（1）P188 式8-16v=v=6.28m/s帶的速度在525m/s的范圍內(nèi)合適5.確定普通V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld和傳動(dòng)中心距a根據(jù)參考文獻(xiàn)（1）P188 式8-18a0=（0.72）（dd1+dd2） =(0.72) (80+250) =231660取a

4、0=445mm根據(jù)參考文獻(xiàn)（1）P189 式 8-19P177 表8-5L0=2a0+（dd1+dd2）+=1424mm取Ld=1400mm根據(jù)參考文獻(xiàn)（1）P189 式8-20aa0+Ld=1400mma=433mm6.驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角1根據(jù)參考文獻(xiàn)（1）P189 式8-221180-57.3 =15712011571207.計(jì)算V帶的根數(shù)z根據(jù)參考文獻(xiàn)（1）P183 表8-8P184 表8-10P185 表8-12P186 表8-13根據(jù)參考文獻(xiàn)（1）P 189 式8-23Z=6Z=68.計(jì)算初拉力F0根據(jù)參考文獻(xiàn)（1）P172 表8-1根據(jù)參考文獻(xiàn)（1）P189 式8-24F0=500

5、（ -1）+qv 2F0=44N9.計(jì)算作用在帶輪軸上的壓力FQ根據(jù)參考文獻(xiàn)（1）P189 式 8-25FQ=2ZF0sinFQ=517N10.帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)參考文獻(xiàn)（1）P177 表8-6B=（z-1）e+2fDa=dd+2ha=34ha=2.75mm e=15mmf=10mm hf=8.7mmbd=11mm 根據(jù)參考文獻(xiàn)（1）P179 圖8-10Dh=（1.82）dS=（0.20.3）BL=(1.52)d主動(dòng)輪選用H型，如圖（1-1）從動(dòng)輪選用P型，如圖（1-2）6.齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容計(jì)算說(shuō)明計(jì)算結(jié)果（1）選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力根據(jù)參考文獻(xiàn)1P245 表10-7P247 圖10-42

6、圖10-43P246 式10-48 式10-49H=0.9HlimF=1.4Flim大小齒輪都采用45號(hào)剛調(diào)質(zhì)處理，軟齒面Hlim=600MPaFlim=230MpaH=540MPaF=322 MPa(2)確定齒輪傳動(dòng)的精度等級(jí)根據(jù)參考文獻(xiàn)1P252253 表10-35選擇7級(jí)精度，齒面粗糙度Ra=1.63.2m（3）確定大小齒輪的齒數(shù)根據(jù)參考文獻(xiàn)1P238 式10-35Z2= i齒Z1Z1=17Z2=68(4)計(jì)算小齒輪分度圓直徑根據(jù)參考文獻(xiàn)1P258 表10-13取載荷系數(shù)K=1.4d1195.1 =195.1d=1d151.5mm (5)確定模數(shù)m根據(jù)參考文獻(xiàn)1P241 表10-6d=m

7、Z取d1=68mm51.5mmm=4(6)確定齒輪分度圓直徑，齒寬根據(jù)參考文獻(xiàn)1P241 表10-6d=mZb=RR=0.3140=42mm R=0.5m=140 d2=272mmR=140mmb=42mm（7）校核齒跟接觸疲勞強(qiáng)度根據(jù)參考文獻(xiàn)1P258 表10-13H=H=540MPaH1 =484H=540MPaH2=370H=540MPaH1=484 MPaH2=370 MPa齒面接觸強(qiáng)度合格(8)繪制齒輪工作圖根據(jù)參考文獻(xiàn)1P241 表10-6ha*=1 ,c*=0.2a=arctanf=arctanda=d+2m ha*cosdf=d-2（ha*+ c*）m cos1=arccot

8、2=arctan根據(jù)參考文獻(xiàn)1P242 表10-6齒輪1結(jié)構(gòu)圖（2-1）齒輪2結(jié)構(gòu)圖（2-2）7.軸及軸類零件的設(shè)計(jì)與選擇計(jì)算內(nèi)容計(jì)算說(shuō)明計(jì)算結(jié)果（1）選擇軸材料根據(jù)參考文獻(xiàn)1P327 表14-1選用45鋼，正火處理（200HBS）根據(jù)參考文獻(xiàn)1P328 表14-2取C=118根據(jù)參考文獻(xiàn)1P327 式14-2dC根據(jù)參考文獻(xiàn)1P328 表14-3d軸1min17mmd軸2min24mm取標(biāo)準(zhǔn)直徑d軸1=30mmd軸2=30mm（2）.軸2上的零件布置.根據(jù)參考文獻(xiàn)（2）P142 表12-3選用鋼性凸緣聯(lián)軸器GB/T 5843-1986因此外伸段長(zhǎng)度為l7=60mm,7=30mm。.要滿足對(duì)右

9、端聯(lián)軸器向定位軸肩高h(yuǎn)=（0.070.1）30=2.13mm的要求，考慮軸承透蓋的軸向尺寸和透蓋右端面與聯(lián)軸器左端面有一定的間隙，去該段長(zhǎng)度為l6=40mm，6=33mm。. 4=45mm，圓錐直齒輪有軸頭采用過(guò)盈配合作徑向定位，用A型平鍵連接作周向固定。左側(cè)使用軸環(huán)做軸向定位可靠，取軸頭段長(zhǎng)度為l4=54mm。. 根據(jù)參考文獻(xiàn)（2）P101 表9-1左右兩段軸頸。安裝深溝球軸承6215（d=40mm，B=18mm），根據(jù)軸承孔徑取軸頸直徑40mm，根據(jù)軸承寬度取左端頸長(zhǎng)度5= 18mm，右軸頸長(zhǎng)度l5=40mm。.l1=18mm，1=18mm l2=70mm，2=45mm l3=20mm，3

10、=50mm結(jié)構(gòu)圖為圖（B）如圖(b) (b)(b-1)（3）.計(jì)算軸2的圓周力，徑向力平均分度圓直徑dm2=d2-bsin2=231mmFt2=916 NFr2 = Ft2tancos2=916tan20cos75=86NFa2= Ft2tansin2=916tan20sin75=322N如圖(b-1).大齒輪圓周力Ft2作用在水平面，其上支座反力為：F2-H1 = =612 NF2-H2=304 N如圖（b-2）（b-2）.畫(huà)出水平彎矩圖B處的水平彎矩為：MCH-A2=LAF2-H1 =82620Nmm MCH-C2=LBF2-H2 =20368Nmm如圖（b-3）（b-3）.齒輪徑向力Fr

11、1作用在垂直面上,得到的支座反力為：C=F2-V1 (LA+LB) Fa2+ Fr2LB=0 F2-V1= = =188NY= F2-V1+ F2-V2Fr2=0F2-V2=274N如圖（b-4） （b-4）.畫(huà)出彎矩圖MCV-A2=LAF2-V1 =25380 NmmMCV-C2=LBF2-V2 =18358 Nmm如圖（b-5） （b-5）.集中力偶作用在B處，彎矩發(fā)生突變，集中力偶。MCV-A2+ MCV-C2=29295+20301 =43738 NmmFa2=43792 Nmm軸B處彎矩突變值等于集中力偶的大小（其中微小的差別是由于計(jì)算過(guò)程中的舍入造成的），說(shuō)明垂直面的外力和內(nèi)力計(jì)算

12、結(jié)果正確的。.計(jì)算合成彎矩MC-A2= =78625 NmmMC-C2= =27420Nmm如圖（b-6） （b-6）.確定輸入軸在B到聯(lián)軸器承受的扭矩輸入軸在B到聯(lián)軸器承受的扭矩等于他傳遞的轉(zhuǎn)矩T2=105850 Nmm如圖（b-7） （b-7）.計(jì)算危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩。Me-B2= = 101071Nmm如圖（b-8） （b-8）.計(jì)算B處的軸徑dB2根據(jù)參考文獻(xiàn)1P327 表14-1 P329 表14-4 得到45鋼正火（200HBS）的軸在對(duì)稱循環(huán)狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力-1w=54MPa，根據(jù)參考文獻(xiàn)1P327 式14-5d=dB-2=27mm由于在B處開(kāi)有一個(gè)鍵槽，故直徑增大3%得到d

13、B-2=28mm小于該處直徑45mm，故軸2的彎扭組合強(qiáng)度足夠。（4）. 軸1的零件布置.1=30mm,l1=90mm.考慮軸承透蓋的軸向尺寸和透蓋右端面與大帶輪右端面有一定的間隙，去該段長(zhǎng)度為l2=30mm，2=35mm。. 5=34mm，圓錐直齒輪有軸頭采用過(guò)盈配合作徑向定位，用A型平鍵連接作周向固定。左側(cè)使用軸環(huán)做軸向定位可靠，取軸頭段長(zhǎng)度為l5=50mm。. 根據(jù)參考文獻(xiàn)（2）P101 表9-1安裝深溝球軸承6208（d=40mm，B=18mm），根據(jù)軸承孔徑取軸頸直徑3=40mm，l3=120mm，。. 4=45mm，l4=20mm。結(jié)構(gòu)圖如（A）如圖（a） （a） 如圖（a-1）（

14、5）.計(jì)算小齒輪的圓周力，徑向力, 軸向力平均分度圓直徑dm=d1-bsin1=57mmFt1=995NFr1=Ft1tancos1=995tan20cos15=350NFa1= Ft1tansin1=995tan20sin15=94NFt1=995NFr1=350NFa1=94N如圖（a-1）.小齒輪圓周力Ft1大帶輪F作用在水平面，其上支座反力為：F1-H1=666NF1-H2= Ft1+ Ft1-1=995+666=1661NFH=F=1000=227N如圖（a-2） (a-2).畫(huà)出水平彎矩圖A,C,D處的水平彎矩為：MCH-A=lFH =31326Nmm MCH-C=L1F1-H1

15、=78588 NmmMCH-D =L2F1-H2 =131219 Nmm如圖（a-3） （a-3）.齒輪徑向力Fr1,軸向力Fa1,FQ作用在垂直面上,得到的支座反力為：F1-V1=212 NF1-V2= Fr1+ F1-V1=350+212=562NFQ=FV=517N如圖（a-4） （a-4）.畫(huà)出彎矩圖MCV-A=lFV =71346 NmmMCV-C=L1F1-V1 =25016 NmmMCV-D =L2F1-V2=44398 Nmm如圖（a-5） （a-5）.計(jì)算合成彎矩MC-A=64101NmmMC-C= =82473 NmmMC-D =138526 Nmm如圖（a-6） （a-6

16、）.確定輸入軸在AB段承受的扭矩。輸入軸在AB段承受的扭矩等于他傳遞的轉(zhuǎn)矩T1=28350 Nmm如圖（a-7） （a-7）.計(jì)算危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩。Me-A= =66320 NmmMe-C =84209 NmmMe-D =139566 Nmm如圖（a-8） （a-8）.計(jì)算A,C處的軸徑dA,dD根據(jù)參考文獻(xiàn)1P327 表14-1 P329 表14-4 得到45鋼正火（200HBS）的軸在對(duì)稱循環(huán)狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力-1w=54MPa，根據(jù)參考文獻(xiàn)1P327 式14-5d=dA=23mmdD=29mm由于在A,C處開(kāi)有一個(gè)鍵槽，故直徑增大3%得到dA=24mm, dC=30mm小于該處直徑30mm,34mm，故軸1的彎扭組合強(qiáng)度足夠。PS：參考文獻(xiàn)（1）為機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 2011年1月第三版 主編：郭仁生。 參考文獻(xiàn)（2）為機(jī)械零件手冊(cè) 2001年7月第五版 主編：周開(kāi)勤。8.繪制裝配圖和零件結(jié)構(gòu)圖V帶帶輪輪槽尺寸圖 (1-1) （