圓錐-圓柱斜齒輪二級減速器(共23頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上課 程 設(shè) 計課程名稱 機械設(shè)計 專業(yè)、班級 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 日 期 2008.12.222009.1.9 課程設(shè)計成績評定表班級學(xué)號姓名設(shè)計題目：圓錐-圓柱斜齒輪二級減速器個人設(shè)計總結(jié)：通過三周緊張而忙碌的設(shè)計，我完成了我的設(shè)計，在這三周中我真的學(xué)到了很多，也懂得如何做一個合格的設(shè)計者：他不會拘泥于書上的條條框框，而是設(shè)計出符合要求的最佳方案。在這期間，我一直記得老師的那一句話“你們這次設(shè)計完成之后，就將成為準(zhǔn)設(shè)計師啦?！睂W(xué)了機械設(shè)計，我非常希望成為一名設(shè)計師。既然選擇了這一行，我會努力做到最好，正是本著這個目，我堅持到了最后。在設(shè)計的過程中，我遇到了很多的麻煩

2、，各種零部件的選擇，各種標(biāo)準(zhǔn)件的查表，都需要細(xì)致求證。書到用時方恨少，過程縱然很辛苦，但也確實學(xué)到了不少東西。在本次的設(shè)計圓滿完成之后，我也要感謝王天煜和李鐵鋼兩位指導(dǎo)老師。他們不僅給了我學(xué)習(xí)上的的幫助，也教會了我如何去做一名合格的設(shè)計師。因此讓我在這里，向他們表示衷心的感謝。也感謝學(xué)校給我們提供一次這么好的設(shè)計機會。謝謝你們！成績評定項目ABCDE完成設(shè)計任務(wù)情況很好好比較好一般較差設(shè)計內(nèi)容正確基本正確個別錯誤多處錯誤較大錯誤圖面質(zhì)量正確基本正確個別錯誤多處錯誤較大錯誤說明書表達(dá)情況（精煉、流暢、書寫工整）很好好比較好一般不好答辯回答問題情況很好好比較好一般不好紀(jì)律表現(xiàn)（出勤、投入、進度）很

3、好好比較好一般不好最后成績優(yōu)秀A5C0良好A3C0中等B2C4及格A=0B=0C3不及格A=0B=0C2E1負(fù)責(zé)指導(dǎo)教師：（簽字）指導(dǎo)教師：（簽字）注：指導(dǎo)教師簽字處由指導(dǎo)教師親筆簽名。機械設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 班級： 姓名： 學(xué)號：一、設(shè)計題目設(shè)計用于帶式運輸機的圓錐圓柱齒輪減速器二、原始數(shù)據(jù)(H4)運輸帶工作拉力 F = 2500 N運輸帶工作速度 v = 1.60 m/s卷筒直徑 D= 280 mm三、工作條件連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作時有輕微振動，使用期限為10年，小批量生產(chǎn)，單班制工作，運輸帶速度允許誤差為±5%。四、應(yīng)完成的任務(wù)1、減速器裝配圖一張（A0

4、圖或CAD圖）2、零件圖兩張（A2圖或CAD圖）五、設(shè)計時間2008年12月22日至2009年1月9日 六、要求1、圖紙圖面清潔，標(biāo)注準(zhǔn)確，符合國家標(biāo)準(zhǔn)；2、設(shè)計計算說明書字體端正，計算層次分明。七、設(shè)計說明書主要內(nèi)容1、內(nèi)容（1）目錄（標(biāo)題及頁次）；（2）設(shè)計任務(wù)書；（3）前言（題目分析，傳動方案的擬定等）；（4）電動機的選擇及傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算；（5）傳動零件的設(shè)計計算（確定帶傳動及齒輪傳動的主要參數(shù)）；（6）軸的設(shè)計計算及校核；（7）箱體設(shè)計及說明（8）鍵聯(lián)接的選擇和計算；（9）滾動軸承的選擇和計算；（10）聯(lián)軸器的選擇；（11）潤滑和密封的選擇；（12）減速器附件的選擇及說明

5、；（13）設(shè)計小結(jié)；（14）參考資料（資料的編號 及書名、作者、出版單位、出版年月）；2、要求和注意事項必須用鋼筆工整的書寫在規(guī)定格式的設(shè)計計算說明書上，要求計算正確，論述清楚、文字精煉、插圖簡明、書寫整潔。本次課程設(shè)計說明書要求字?jǐn)?shù)不少于6-8千字（或30頁），要裝訂成冊。沈陽工程學(xué)院機械設(shè)計制造教研室專心-專注-專業(yè)目錄1.設(shè)計任務(wù)有關(guān)數(shù)據(jù)1.1工作條件：帶式輸送機，連續(xù)單向傳送，載荷平穩(wěn)，空載啟動，小批量生產(chǎn)。單班制工作，運輸帶允許誤差為5%。1.2已知數(shù)據(jù)：運輸帶工作拉力F=2.5KN，輸送帶工作速度V=1.6，卷筒直徑直徑D=280mm。1.3確定傳動方案：機械傳動裝置一般由原動機，

6、傳動裝置，工作機和機架部分組成，二級減速器由兩組齒輪傳遞組成。根據(jù)傳動特點，設(shè)計二級斜齒輪減速器如圖：2.選擇電動機2.1選擇電動機：2.1.1選擇電動機的類型：按工作要求，選擇Y系列全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機。電壓為380V。2.1.2選擇電動機容量：電動機所需工作效率為工作機所需功率傳動裝置的總效率： 其中，聯(lián)軸器A效率為，滾動軸承的傳動效率，圓錐齒輪傳動，圓柱齒輪的傳動效率，角接觸球軸承傳動效率為，聯(lián)軸器B傳動效率為，傳動滾筒效率為。所以，有所需電動機功率因為載荷平穩(wěn)，故電動機額定功率略大于即可。根據(jù)Y系列電動機技術(shù)數(shù)據(jù)，選電動機額定功率kw。2.2確定電動機轉(zhuǎn)速滾筒工作轉(zhuǎn)速：通常

7、，聯(lián)軸器的傳動比為1，二級圓錐-圓柱齒輪減速器傳動比，故總傳動比為。有。符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1000，1500兩種。綜合考慮，電動機和傳動裝置的尺寸和重量，價格等因素，選用1500同步轉(zhuǎn)速。具體參數(shù)如下：名稱型號額定功率滿載轉(zhuǎn)速起動轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩同步轉(zhuǎn)速Y132S-45.5kw1440r.p.m2.22.215002.3計算傳動裝置總傳動比總傳動比。分配傳動裝置各級傳動比，取聯(lián)軸器傳動比=1。則減速器的傳動比。要便于加工，故圓錐-圓柱高速級傳動比 ，所以低速級傳動比。 2.4計算傳動裝置各軸的運動和動力參數(shù) 0軸（電動機軸） 1軸（高速軸） 2軸（中間軸） 3軸（低速軸）

8、 4軸（滾筒） 各軸運動參數(shù)軸名功率轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速r/min輸入輸出輸入輸出電動機軸4.8232.14401軸4.774.6731.630.714402軸4.534.4499.196.1436.43軸4.354.3380.8377109.1滾筒軸44.22372.9369.1109.13.傳動零件的設(shè)計計算3.1傳動齒輪設(shè)計3.11高速級圓錐直齒輪參數(shù)設(shè)計31.1.1選擇齒輪材料及精度等級（1）材料選擇：由表10.1查得，選取小齒輪材料為合金鋼40Cr（調(diào)質(zhì)），其硬度為280HBS,大齒輪材料為45號鋼(調(diào)質(zhì)),硬度為240HBS,兩者硬度相差40 HBS。（2）精度等級選擇：精度選擇為8級。3.

9、1.1.2按齒面接觸強度設(shè)計（1）初選齒數(shù)：初選小齒輪數(shù)z=18，大齒輪數(shù)z=uz=183.3=59.（2）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T=32.6（3）選取載荷系數(shù)：初選K=1.6（4）取齒寬系數(shù)=（5）確定彈性影響系數(shù)：根據(jù)表10.6查得Z=189.8MP（6）確定區(qū)域載荷系數(shù)：根據(jù)圖10.30標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪傳動力Z=2.5（7）根據(jù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)公式求應(yīng)力循環(huán)次數(shù)=60=60=1.66 =5查圖10.19疲勞壽命系數(shù)曲線可知=0.94，=0.96；查圖10.21(d)得小齒輪的接觸疲勞硬度為=600，大齒輪的接觸疲勞硬度=550。（8）計算接觸疲勞許用應(yīng)力，取安全系數(shù)：=1.0，失效概率為1%。=0

10、.94=564，=0.96（9）計算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值 =2.92。（10）計算齒輪的圓周速度，其=68.8=58.5（11）計算載荷系數(shù)查表10.2得。由10.8查V=4.41，8級精度，得2，取。依據(jù)大錐齒輪兩端支承，小錐齒輪作懸臂布置，由表10.9得軸承系數(shù)，由公式得。接觸強度載荷系數(shù)： （12）按實際載荷系數(shù)校正分度圓直徑。模數(shù)，取標(biāo)準(zhǔn)值m=4。（13）齒輪相關(guān)參數(shù)小齒輪分度圓直徑大齒輪分度圓直徑（14）圓整確定齒寬：。圓整取，3.1.1.3按齒跟彎曲疲勞強度校核（1）確定彎曲疲勞強度系數(shù) （2）計算當(dāng)量齒數(shù)：查表10.5得 （3）計算疲勞許用應(yīng)力圖10.18得彎曲疲勞壽

11、命系數(shù)， 取安全系數(shù)S=1.4由圖10.20得彎曲疲勞極限 （4）校核彎曲強度：滿足強度要求，故所選參數(shù)合適。3.1.2低速級圓柱斜齒輪參數(shù)設(shè)計31.2.1選擇齒輪材料及精度等級（1）選用斜齒面齒輪（2）運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用8級精度（GB10095-88）（3） 材料選擇，由表10.1選擇小齒輪材料為合金鋼40Cr(調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS。大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))，硬度為240HBS。二者材料硬度差為40HBS（4）選小齒輪齒數(shù)=30，故大齒輪=120。選取螺旋角，初選為3.1.2.2按齒面接觸強度設(shè)計 （1）試選載荷系數(shù)Kt=1.6（2）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩（3）由表10

12、.7選取齒寬系數(shù)，由圖10.30選取區(qū)域系數(shù)。由圖10.26可查 所以可得（4）由表10.6查得材料的彈性影響系數(shù)=189.8Mpa（5）由圖10.21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限=600。大齒輪的接觸疲勞強度極限=550。（6）由式10.13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)=60=60=0.502=1.26（7）查圖10.19接觸疲勞壽命系數(shù)曲線可知=1.04，=1.1（8）計算接觸疲勞許用應(yīng)力，取安全系數(shù)：=1.0，失效概率為1%。=1.04=624，=1.1所以，（9）試算小齒輪分度圓直徑，有公式=（10）計算齒輪的圓周速度（11）計算齒寬b以及模數(shù)（12）計算重合度（13）計算載荷系數(shù)K已

13、知使用系數(shù)，根據(jù)V=1.31，8級精度，得。由表10.3查得。由表10.4得。 由圖10.13得接觸強度載荷系數(shù)：（14）按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式10.10a得=（15）計算模數(shù)3.1.2.3按齒面彎曲強度設(shè)計（1）由圖10.20得小齒輪彎曲疲勞極限 大齒輪彎曲疲勞極限圖10.18得彎曲疲勞壽命系數(shù)， （2）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4（3）確定彎曲疲勞強度系數(shù)（4）跟據(jù)縱向重合度，從圖10.28可查螺旋角影響系數(shù)（5）計算當(dāng)量齒數(shù)：查表10.5得 （6）計算大小齒輪的 該數(shù)值大齒輪的數(shù)值大（7）設(shè)計計算；= 對比計算結(jié)果，由于齒面接觸疲勞強度計算的法面模

14、數(shù)與根據(jù)齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)相差不多。故取，可滿足全部強度。用接觸疲勞強度算得的分度圓直徑來計算齒數(shù)。 則，3.1.2.4圓柱斜齒輪幾何尺寸計算（1）中心距計算：將中心距圓整為160mm。（2）按圓整后的中心距修正螺旋角由于值改變不多，故其余參數(shù)不予修正。（3）計算大小齒輪的分度圓直徑（4）確定齒輪寬度。圓整取，。到此，傳動機構(gòu)設(shè)計完畢。4. 箱體設(shè)計及說明4.1減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸名稱符號計算公式結(jié)果箱座厚度8箱蓋厚度8箱蓋凸緣厚度12箱座凸緣厚度12箱座底凸緣厚度20地腳螺釘直徑M20地腳螺釘數(shù)目6軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑M12蓋與座聯(lián)結(jié)螺栓直徑=（0.5-0.6）M10軸承端蓋螺釘直徑

15、=（0.4-0.5）10視孔蓋螺釘直徑=（0.30.4）6定位銷直徑=（0.7-0.8）8，至外箱壁的距離查手冊表4.2342218至凸緣邊緣距離查手冊表4.22816外箱壁至軸承端面距離=+（5-10）50大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離>1.215齒輪端面與內(nèi)箱壁距離>10箱蓋，箱座肋厚98.5軸承端蓋外徑+（5-5.5）112（1軸）117（2軸）122（3軸）軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離114（1軸）136（2軸）153（3軸）5、軸的設(shè)計計算及校核5.1軸上零件布置以低速軸為例，低速軸上安裝一個齒輪，一個聯(lián)軸器，齒輪安裝在箱體的左端。兩個軸安裝在箱體的軸承座孔內(nèi)，聯(lián)軸器安裝在箱體的右側(cè)。根據(jù)

16、原理，初步設(shè)計，如圖：5.2軸的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計： 確定A段為接聯(lián)軸器端，則，A段為最細(xì)端。已知輸出軸上的功率轉(zhuǎn)速為，轉(zhuǎn)矩。大齒輪直徑為。確定軸的最小直徑，選取軸的材料為45號鋼，調(diào)制處理。根據(jù)式15.3有。所以，因為此軸段上有一個鍵槽，故，在原有基礎(chǔ)上加5%。為了使A段的軸直徑與聯(lián)軸器相適應(yīng)，根據(jù)許用轉(zhuǎn)矩來確定的聯(lián)軸器TL7的軸孔直徑為（40-48）mm。所以A端直徑為。半聯(lián)軸器長度為L=112mm，聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為84mm，故，軸段長為110mm。軸段B直徑應(yīng)該在A的基礎(chǔ)上加上兩倍的軸肩高度，有，考率到安裝密封圈，取，軸段C要安裝角接觸球軸承，直徑要與軸承配合，取。同一根軸的兩個軸承

17、在一般情況下是同一型號，有，采取軸肩定位，加上擋油盤，取軸肩高度h=3mm，取圓角R=2mm，所以安裝齒輪處的軸承直徑為綜合考慮，取各段長度為，。5.3軸的強度校核：5.3.1軸的受力分析 根據(jù)彎矩，扭矩圖，可知齒輪處為最危險：強度滿足要求，故設(shè)計合理，采取此方案。5.3.2其他兩個軸的設(shè)計：根據(jù)相同原理，可設(shè)計輸入軸如下圖：其中間軸設(shè)計如下圖：6、鍵聯(lián)接的選擇和計算6.1選擇鍵的尺寸：低速軸在軸段A和軸段F上各安裝一個鍵，按一般的情況下，使用A型普通平鍵聯(lián)接。查取GB1096-79，有：取用鍵1：，。取用鍵2：，。標(biāo)記為：鍵1：GB/T1096. 鍵 鍵2：GB/T1096. 鍵6.2校核鍵

18、的強度： 軸段A上安裝一個聯(lián)軸器，聯(lián)軸器的材料為鑄鐵，載荷性質(zhì)為輕微沖擊，查表：。軸段F上安裝的是一個齒輪，齒輪的材料為鋼，載荷性質(zhì)為輕微沖擊。靜聯(lián)接校核擠壓強度：軸段A：。軸段B：。所選的鍵滿足條件，故采用此鍵。6.3其余鍵的選擇：代號直徑（mm）工作長度（mm）工作高度（mm）轉(zhuǎn)矩（N·m）極限應(yīng)力（MPa）高10×8×40（單頭）35403.331.626.06×6×34（單頭）20342.830.77.32中12×8×70（單頭）50354.399.141.27、滾動軸承的選擇和計算7.1軸承型號的選擇：低速軸受軸向

19、力和徑向力，故選取角接觸球軸承。選擇型號為7011C型。7.2軸承強度的校核:7.2.1求軸承受到的力e0.39軸承受力分析如下圖：有，所以可以得出： ，所以，7.2.1根據(jù)軸承壽命計算公式校核：年符合使用要求，故采用。7.3其余軸承的選擇:根據(jù)相同原理，可得：位置型號標(biāo)準(zhǔn)輸入軸圓錐滾子軸承（30208）GB/T297-94中間軸圓錐滾子軸承（30209）GB/T297-948.聯(lián)軸器的選擇8.1輸出軸聯(lián)軸器類型選擇：為了隔離振動和沖擊，選用彈簧套柱銷聯(lián)軸器。8.2載荷計算：公稱轉(zhuǎn)矩T=377。查表14.1，得。所以，從GB4323-84中查得TL7型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其許用轉(zhuǎn)矩為500.許用的最大轉(zhuǎn)矩為3600，故選用此種聯(lián)軸器。（軸孔直徑為40-48）。8.3輸入軸聯(lián)軸器的選擇：根據(jù)相同原理及考慮到電動機的軸伸直徑問題，選用TL6型彈性套柱銷聯(lián)軸器。9、潤滑和