機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 單級(jí)圓錐齒輪減速器

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè) 計(jì) 題 目 院系 、班級(jí) 學(xué) 號(hào) 設(shè) 計(jì) 人 指 導(dǎo) 老 師 完 成 日 期 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 及 說 明結(jié)果、備注一、設(shè)計(jì)任務(wù)書及方案說明在以下擬定好的傳動(dòng)方案中，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)帶所需功率P=3.5kw,卷筒轉(zhuǎn)速n=150r/min。傳動(dòng)方案如下：?jiǎn)伟喙ぷ?，載荷平穩(wěn)，大修期4年，使用年限8年（每年工作300天），小批量生產(chǎn)。該方案使用錐齒輪，工作可靠，傳動(dòng)效率高，維護(hù)方便，環(huán)境適應(yīng)性好，而且尺寸較小，但制造成本較高。二、電動(dòng)機(jī)的選擇1、電動(dòng)機(jī)類型選擇根據(jù)電源及工作機(jī)工作條件，選用臥式封閉型Y（IP44）系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)。2、電動(dòng)機(jī)功率選擇1）工作機(jī)所需功率由題意知工作

2、機(jī)所需功率為2）電動(dòng)機(jī)輸出功率由指導(dǎo)書表2-4查得V帶傳動(dòng)、滾動(dòng)軸承、彈性聯(lián)軸器、圓錐齒輪以及在卷筒處潤(rùn)滑良好的滾動(dòng)軸承的傳動(dòng)效率分別為， 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 及 說 明結(jié)果、備注，則傳動(dòng)裝置總效率為 故電機(jī)的輸出功率 查表確定電動(dòng)機(jī)額定功率3）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 查表2-1可知，直齒圓錐齒輪傳動(dòng)比，V帶傳動(dòng)比，則電機(jī)可選轉(zhuǎn)速范圍為可見同步轉(zhuǎn)速為750r/min、1000r/min、15000r/min的電機(jī)均符合，這里初選同步轉(zhuǎn)速分別為1000r/min、15000r/min的兩種電動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較，如下表：方案電動(dòng)機(jī)型 號(hào)額定功率（kw）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）電動(dòng)機(jī)質(zhì) 量（kg）傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比同

3、步滿載總傳動(dòng)比V帶傳動(dòng)減速器1Y132S-45.515001440689.633.22Y132M2-65.51000960846.42.72.37由表中數(shù)據(jù)可知兩個(gè)方案均可行，但方案2的傳動(dòng)比小，傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)尺寸較小。因此，可采用方案2，選定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y132M2-6。3、計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比1）傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 2）分配各級(jí)傳動(dòng)比取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比，則單級(jí)直齒圓錐齒輪減速器的傳動(dòng)比為 所得值符合一般圓錐齒輪傳動(dòng)和單級(jí)直齒圓錐齒輪減速器傳動(dòng)比的常用范圍。參考資料1參考資料2參考資料1設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 及 說 明結(jié)果、備注4、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1）各軸的轉(zhuǎn)速設(shè)電動(dòng)機(jī)軸

4、為0軸，減速器高速軸為軸，低速軸為軸，各軸轉(zhuǎn)速為 2）各軸輸入功率按電動(dòng)機(jī)額定功率計(jì)算各軸輸入功率，即 3）各軸轉(zhuǎn)速 三、傳動(dòng)件齒輪的設(shè)計(jì)1、齒輪類型、精度等級(jí)、材料 1）帶式運(yùn)輸機(jī)為一般工作器，速度不高，選用7級(jí)精； 2）材料選擇：大小齒輪均用45綱，小齒輪調(diào)質(zhì)，大齒輪正火，； 3）齒數(shù) 取 2、初步計(jì)算 載荷系數(shù) 齒數(shù)比 GB10095-88該處公式全部來自參考資料4 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 及 說 明結(jié)果、備注 試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限 估算時(shí)的安全系數(shù) 齒輪使用接觸許用應(yīng)力 估算結(jié)果 3、幾何計(jì)算 分錐角 大端模數(shù) 取 大端分度圓直徑 平均分度圓直徑 平均模數(shù) 外錐距 齒寬 取 大端齒頂高 大端

5、齒根高 齒頂角 齒根角 參考資料3ME級(jí)設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 及 說 明結(jié)果、備注 頂錐角 根錐角 大端赤頂圓直徑 安裝距 冠頂距 當(dāng)量齒數(shù) 4、接觸強(qiáng)度校核 分度圓切向力 動(dòng)載荷系數(shù) 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 及 說 明結(jié)果、備注使用系數(shù) 載荷分布系數(shù) 載荷分配系數(shù) 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 彈性系數(shù) 重合度、螺旋角系數(shù) 錐齒輪系數(shù) 計(jì)算 許用接觸應(yīng)力 試驗(yàn)齒輪接觸疲勞極限 壽命系數(shù) 潤(rùn)滑油膜影響系數(shù) 最小安全系數(shù) 尺寸系數(shù) 工作硬化系數(shù) 許用接觸應(yīng)力值 由上可知 可用可用設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 及 說 明結(jié)果、備注5、按彎曲強(qiáng)度校核 復(fù)合齒形系數(shù) 重合度和螺旋角系數(shù) 其余項(xiàng)同前，并 計(jì)算結(jié)果許用彎曲應(yīng)力 齒根基本強(qiáng)度 壽命系

6、數(shù) 相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù) 相對(duì)齒根表面狀況系數(shù) 尺寸系數(shù) 最小安全系數(shù) 許用彎曲應(yīng)力值 由上可知 可用四、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、選定軸的材料 45綱 2、初算軸的直徑 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度 （）參考資料3可用不論是接觸強(qiáng)度還是彎曲強(qiáng)度，校核都通過參考資料3設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 及 說 明結(jié)果、備注計(jì)算得 對(duì)于軸，有鍵槽，應(yīng)適當(dāng)增大直徑，取；對(duì)于軸，由于是非外伸軸，去較大的，但軸為低速級(jí)，應(yīng)取較小的，所以去，取。 3、確定各段長(zhǎng)度（以軸為例）如上圖所示：軸的基本直徑AB、EH段直徑為30mm，其中AB=130mm，EF為套筒段，起長(zhǎng)度為20mm，F(xiàn)G段為齒輪，起長(zhǎng)度為60mm，GH段為擋圈和止動(dòng)墊圈所用，長(zhǎng)度為10

7、mm；BC、DE處為軸承段，其直徑為35mm，又因該傳動(dòng)為圓錐齒輪傳動(dòng)，所以選用圓錐滾子軸承，查手冊(cè)選型號(hào)7207E；CD為傳動(dòng)段，為了固定軸承，選直徑為40mm，長(zhǎng)度為40mm；在Q處有一J型橡膠油封，查手冊(cè)選為55X30X12。4、受力分析及校核1）受力分析受力圖如上：垂直面內(nèi) 得GB297-84參考資料5設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 及 說 明結(jié)果、備注水平面內(nèi) 得由上可做出玩矩和扭矩圖彎矩：則 扭矩 對(duì)塑性材料，應(yīng)用第三強(qiáng)度理論，在DE段截面內(nèi) 其中 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 及 說 明結(jié)果、備注查表15-1得許用彎曲應(yīng)力安全，可用 5、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 從彎矩土可知，DE中間出彎矩最大；從扭矩圖可知扭矩

8、處處相等，在水平面內(nèi)受力都較對(duì)應(yīng)處垂直面內(nèi)的小，所以若垂直面的校核通過，那么水平面內(nèi)也沒有問題，所以只需校核DE段。 截面DE段處 查表15-1得，由附表3-1，其中，經(jīng)插值后得 由附圖3-1得 故 由附圖3-2查得 尺寸及截面形狀系數(shù) 由附圖3-3查得 扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù) 軸按磨削加工，有附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù) 軸表面未經(jīng)強(qiáng)化處理，即 按下式計(jì)算綜合系數(shù) 參考資料3參考資料3設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 及 說 明結(jié)果、備注由書查得材料特性系數(shù) 取 取于是安全系數(shù)值為僅有法向應(yīng)力時(shí) 則 材料均勻，載荷與應(yīng)力計(jì)算準(zhǔn)確是取 材料不夠均勻，載荷計(jì)算精確較低 所以取 S=1.6 安全本題無大的瞬時(shí)過載及嚴(yán)重的應(yīng)力

9、循環(huán)不對(duì)稱，可略去靜強(qiáng)度校核。五、鍵的選擇與校核 根據(jù)個(gè)軸受力及扭轉(zhuǎn)力矩，在齒輪處選擇圓頭平鍵，查表取得 b*h*L=10X8X40校核 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 圓頭平鍵工作長(zhǎng)度 軸直徑 查表得 則 可用參考資料3設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 及 說 明結(jié)果、備注六、聯(lián)軸器的選擇 選用HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器七、減速器的潤(rùn)滑 1）齒輪的潤(rùn)滑 因齒輪的圓周速度<12m/s,所以用浸油潤(rùn)滑的潤(rùn)滑方式。 高速齒輪浸入油里約0.7個(gè)齒高，但不小于10mm，低速齒輪浸入油高度約為一個(gè)齒高，也不小于10mm， 2）滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 因潤(rùn)滑油中的傳動(dòng)零件（齒輪）的圓周速度，所以采用飛濺潤(rùn)滑，通過箱壁的油槽傳輸。八、減速器箱體材料及結(jié)構(gòu)尺寸 材料 HT200 箱體壁厚 取箱蓋壁厚 取 箱體凸緣厚度 箱座 箱蓋 箱底座 加強(qiáng)肋厚度 箱座 箱蓋 地腳螺釘直徑 取 地腳螺釘數(shù)目 軸承旁連接螺栓直徑 箱蓋、箱座聯(lián)結(jié)螺栓直徑 取 螺栓間距 觀察孔蓋螺釘直徑 取 至箱外壁距離 至凸緣的距離 軸承旁凸臺(tái)半徑 箱體外壁至軸承座端面距離 GB5014-85參考資料5參考資