機械設(shè)計課程設(shè)計單級圓錐齒輪減速器

1、機械設(shè)計課程設(shè)計說明書設(shè) 計 題 目 院系 、班級 學(xué) 號 設(shè) 計 人 指 導(dǎo) 老 師 完 成 日 期 設(shè) 計 計 算 及 說 明結(jié)果、備注一、設(shè)計任務(wù)書及方案說明在以下擬定好的傳動方案中，實現(xiàn)傳動帶所需功率P=3.5kw,卷筒轉(zhuǎn)速n=150r/min。傳動方案如下：單班工作，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，傳動效率高，維護方便，環(huán)境適應(yīng)性好，而且尺寸較小，但制造成本較高。二、電動機的選擇1、電動機類型選擇根據(jù)電源及工作機工作條件，選用臥式封閉型Y（IP44）系列三相交流異步電動機。2、電動機功率選擇1）工作機所需功率由題意知工作

2、機所需功率為2）電動機輸出功率由指導(dǎo)書表2-4查得V帶傳動、滾動軸承、彈性聯(lián)軸器、圓錐齒輪以及在卷筒處潤滑良好的滾動軸承的傳動效率分別為， 設(shè) 計 計 算 及 說 明結(jié)果、備注，則傳動裝置總效率為 故電機的輸出功率 查表確定電動機額定功率3）電動機轉(zhuǎn)速的選擇 查表2-1可知，直齒圓錐齒輪傳動比，V帶傳動比，則電機可選轉(zhuǎn)速范圍為可見同步轉(zhuǎn)速為750r/min、1000r/min、15000r/min的電機均符合，這里初選同步轉(zhuǎn)速分別為1000r/min、15000r/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（kw）電動機轉(zhuǎn)速（r/min）電動機質(zhì) 量（kg）傳動裝置的傳動比同

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

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機額定功率計算各軸輸入功率，即 3）各軸轉(zhuǎn)速 三、傳動件齒輪的設(shè)計1、齒輪類型、精度等級、材料 1）帶式運輸機為一般工作器，速度不高，選用7級精； 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 計 算 及 說 明結(jié)果、備注 試驗齒輪的接觸疲勞極限 估算時的安全系數(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級設(shè) 計 計 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 當量齒數(shù) 4、接觸強度校核 分度圓切向力 動載荷系數(shù) 設(shè) 計 計 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) 計算 許用接觸應(yīng)力 試驗齒輪接觸疲勞極限 壽命系數(shù) 潤滑油膜影響系數(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 計 算 及 說 明結(jié)果、備注5、按彎曲強度校核 復(fù)合齒形系數(shù) 重合度和螺旋角系數(shù) 其余項同前，并 計算結(jié)果許用彎曲應(yīng)力 齒根基本強度 壽命系

6、數(shù) 相對齒根圓角敏感系數(shù) 相對齒根表面狀況系數(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)計計算 1、選定軸的材料 45綱 2、初算軸的直徑 按扭轉(zhuǎn)強度 （）參考資料3可用不論是接觸強度還是彎曲強度，校核都通過參考資料3設(shè) 計 計 算 及 說 明結(jié)果、備注計算得 對于軸，有鍵槽，應(yīng)適當增大直徑，??；對于軸，由于是非外伸軸，去較大的，但軸為低速級，應(yīng)取較小的，所以去，取。 3、確定各段長度（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，起長度為20mm，F(xiàn)G段為齒輪，起長度為60mm，GH段為擋圈和止動墊圈所用，長度為10

7、mm；BC、DE處為軸承段，其直徑為35mm，又因該傳動為圓錐齒輪傳動，所以選用圓錐滾子軸承，查手冊選型號7207E；CD為傳動段，為了固定軸承，選直徑為40mm，長度為40mm；在Q處有一J型橡膠油封，查手冊選為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 計 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 對塑性材料，應(yīng)用第三強度理論，在DE段截面內(nèi) 其中 設(shè) 計 計 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)強化處理，即 按下式計算綜合系數(shù) 參考資料3參考資料3設(shè) 計 計 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 則 材料均勻，載荷與應(yīng)力計算準確是取 材料不夠均勻，載荷計算精確較低 所以取 S=1.6 安全本題無大的瞬時過載及嚴重的應(yīng)力

9、循環(huán)不對稱，可略去靜強度校核。五、鍵的選擇與校核 根據(jù)個軸受力及扭轉(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 圓頭平鍵工作長度 軸直徑 查表得 則 可用參考資料3設(shè) 計 計 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、減速器的潤滑 1）齒輪的潤滑 因齒輪的圓周速度<12m/s,所以用浸油潤滑的潤滑方式。 高速齒輪浸入油里約0.7個齒高，但不小于10mm，低速齒輪浸入油高度約為一個齒高，也不小于10mm， 2）滾動軸承的潤滑 因潤滑油中的傳動零件（齒輪）的圓周速度，所以采用飛濺潤滑，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 軸承旁凸臺半徑 箱體外壁至軸承座端面距離 GB5014-85參考資料5參考資