圓錐齒輪減速器說明書

1、機(jī)械設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目圓錐齒輪減速器 機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)班級機(jī)英101學(xué)號.設(shè)計(jì)人指導(dǎo)教師.完成日期目錄一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書-2二、 傳動方案的擬定及說明-3三、 電動機(jī)的選擇-3四、 傳動裝置的總傳動比及其分配-5五、 傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)-5六、 傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算-7七、 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核-12八、 鍵連接的選擇及校核-21九、 軸承壽命校核-21十、 聯(lián)軸器的選擇和校核-25十一、 減速器附件的選擇-25十二、 潤滑和密封的選擇，裝油量計(jì)算-26十三、 鑄鐵減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸-27十四、 設(shè)計(jì)小結(jié)-28一、設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)一個(gè)帶式運(yùn)輸機(jī)用單級圓錐齒輪減速器

2、，其傳動簡圖如圖1-1所示。單班工作，每班8小時(shí)，載荷平穩(wěn)，大修期4年，使用年限8年（每年工作300天）。立軸的速度允許誤差±5%，小批量生產(chǎn)。原始數(shù)據(jù)方案1234傳遞帶所需功率P（KW）3.53.54.54.5卷筒轉(zhuǎn)速n（）140150160170以方案1的數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果二、傳動方案的擬定及說明1.機(jī)構(gòu)類型 采用單級圓錐齒輪減速器2.傳動布置如圖所示三、選擇電動機(jī)1.電動機(jī)的類型 按工作條件，選用一般用途的Y系列三相異步電動機(jī)2.選擇容量（1）工作機(jī)所需功率即卷筒軸輸出功率（2）電動機(jī)輸出功率設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果傳動裝置總效率V帶傳動效率；滾動軸承傳動效率；圓錐齒輪傳

3、動效率；彈性聯(lián)軸器效率；卷筒軸滑動軸承效率則故（3）確定電動機(jī)額定功率由表20-1選取3.選擇轉(zhuǎn)速為了便于電機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇，先推算電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍。由表2-1查的v帶傳動常用傳動比，單級圓錐齒輪傳動比范圍，電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍可選為4.確定電動機(jī)型號 根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍,可選同步轉(zhuǎn)速為或 的電機(jī)，現(xiàn)就兩種電機(jī)方案進(jìn)行比較，列表如下：方案電機(jī)型號額定功率(kw)電機(jī)轉(zhuǎn)速質(zhì)量(KG)總傳動比V帶傳動比單級減速器同步滿載1Y132S-45.5150014406810.293.52.942Y132M-65.51000960846.862.52.744方案2傳動比較小，傳動尺寸較小所以選用型號Y132M-6設(shè)計(jì)計(jì)算及

4、說明結(jié)果四、傳動裝置的總傳動比及其分配1.總傳動比2.分配傳動比分配傳動比：取V帶傳動比，則圓錐齒輪傳動比符合單級圓錐齒輪減速傳動比常用范圍。五、傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)1.各軸轉(zhuǎn)速n（）電動機(jī)為0軸，減速器高速軸為I軸，低速軸為軸2.各軸輸入功率P（Kw）按電動機(jī)額定功率計(jì)算各軸輸入功率設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果3.各軸輸入轉(zhuǎn)矩T（）0軸：I軸：II軸：項(xiàng)目電動機(jī)軸0軸高速軸軸低速軸軸轉(zhuǎn)速r/min960384140功率kw5.55.2254.97轉(zhuǎn)矩Nm54.71129.94339設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果六、傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）錐齒輪設(shè)計(jì)1.選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù)1) 此題目選用的標(biāo)準(zhǔn)直

5、齒錐齒輪2) 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級精度3) 材料選擇，由表10-1選擇小齒輪材料為40r(調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度240HBS,兩者硬度差40HBS4) 選小齒輪齒數(shù),則大齒輪齒數(shù)為2.按齒面彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）確定式中各計(jì)算數(shù)值1) 試選定載荷系數(shù)2) 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩3) 選擇最常用的齒寬系數(shù)4) 由表10-6查的材料彈性影響系數(shù)5) 由圖10-21查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限6) 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)7) 由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取是小概率為1%,安全系數(shù)S=1

6、 (2)計(jì)算1）計(jì)算小齒輪分度圓直徑（帶入中較小的值）2）計(jì)算圓周速度3）計(jì)算錐距和齒寬大端模數(shù) 齒高 4）計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)v=1.99m/s ,7級精度由圖10-8查得動載荷系數(shù)由表10-9查得軸承系數(shù)載荷系數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果5）按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算分度圓直徑6）計(jì)算模數(shù) 3.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由公式10-24得彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式（1） 確定公式中個(gè)參數(shù)數(shù)值1）由圖10-20c查得小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限 大齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限2）由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取安全系數(shù)S=1.44）計(jì)算載荷系數(shù)5）查取齒形系數(shù)6）查取應(yīng)力校正系數(shù)7）計(jì)算大小齒輪并比較設(shè)計(jì)計(jì)算

7、及說明結(jié)果（2）設(shè)計(jì)計(jì)算 對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 按接觸疲勞強(qiáng)度算的分度圓直徑算得小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒數(shù) 這樣計(jì)算的齒輪傳動即滿足接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度并且做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。4.幾何尺寸計(jì)算 （1）計(jì)算分度圓直徑（2） 計(jì)算錐距 （3）計(jì)算尺寬設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果大小齒輪的相關(guān)參數(shù)齒輪小齒輪大齒輪分度圓直徑齒數(shù)大端模數(shù)節(jié)錐角錐距齒寬變位系數(shù)齒頂高齒根高

8、齒根角齒頂角齒頂圓直徑 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核（一）高速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核1.算出軸的功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩2.作用在齒輪上的力3.初步確定軸的最小值徑選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理 根據(jù)表15-3，取=28mm 4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）擬定軸上零件裝配方案如圖所示設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果（2）根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長度 最細(xì)處與皮帶輪相連1） 段直徑為28mm，為滿足軸端要求段為36mm2） 初步選擇滾動軸承，因軸承同時(shí)受到徑向和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)段直徑36mm，初步選擇0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度等級的單列圓錐滾子軸承33108其尺寸 故段

9、直徑選為40mm段和段長度定為26mm兩端軸承采用軸肩定位，由設(shè)計(jì)手冊上查得定位軸肩高度h=3.5mm，因此段直徑取47mm3） 右端齒輪與右軸承用套筒定位，齒輪左側(cè)距內(nèi)壁a=10m已知齒輪輪轂寬度62mm，暫取69mm4） 軸承端蓋軸承端蓋總寬度為20mm。根據(jù)端蓋的裝卸及便于對軸承添加潤滑脂取段長度為50mm (3) 軸上零件的周向定位由表6-1選擇普通平鍵 (左)左鍵槽用銑刀加工長為40mm,右鍵槽用銑刀加工長為50mm(4) 確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為，軸肩圓角R1.2設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果5.求高速軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡圖。在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，從設(shè)計(jì)手冊上查

10、得a值為18mm,并計(jì)算出L1=98 L2=64 L3=88設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果軸I載荷載荷水平面H垂直面V支反力F彎矩M總彎矩扭矩T設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果6按彎扭合成校核軸的強(qiáng)度 由受力分析，只校核危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度即可。根據(jù)式15-5及表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力=40.1Mpa因已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表15-1得。因此 ，故安全。（二）低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核1.算出軸的功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩 2.作用在齒輪上的力3.初步確定軸的最小值徑選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理根據(jù)表15-3，取=36mm低速軸的最小直徑顯然是安裝在聯(lián)軸器處的直徑。為

11、使所選軸與聯(lián)軸器孔相互適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號。設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 （取）計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，選用LX3彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩，許用轉(zhuǎn)速4750r/min,軸徑在30-48mm之間。半聯(lián)軸器孔直,故取，半聯(lián)軸器長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度。 4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）擬定軸上零件的裝配方案 (2) 根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長度 1) 為了滿足半聯(lián)軸器的定位要求,段右側(cè)需要制出一個(gè)軸肩,故取段直徑為45mm,為了保證軸端擋圈不壓在軸上，現(xiàn)取段長度為82mm。 2) 初步選擇滾動軸承 因?yàn)檩S承同時(shí)受到軸向力和徑向力的作用，所以選

12、擇圓錐滾子軸承，參照工作要求病根據(jù)段直徑為45mm，選擇軸承型號為32010其尺寸為左端軸承采用軸肩定位，由機(jī)械手冊查得32010軸承軸肩定位高度為5mm，取段直徑為60mm。 3) 取安裝齒輪處的軸段直徑為55mm，齒輪右端與軸承采用套筒定位，已知齒輪寬度為57mm，此軸段應(yīng)該略短于齒輪寬度，故取段長度為55mm，齒輪左端采用軸肩定位，軸肩高度。 4) 軸承端蓋的總寬度為20mm（由減速器及軸承蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。 5）取齒輪距離箱體內(nèi)壁的距離a=15mm，在確定滾動軸承位置時(shí)，應(yīng)距離箱體內(nèi)壁一段距離s,取s=4mm, 故先取段長度為39mm。 （3）軸上零件的周向定位 均采用普通平鍵聯(lián)接，按

13、表6-1查得平鍵截面鍵槽用銑槽銑刀加工，長為40mm，同時(shí)保證齒輪與軸配合有良好對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；同樣，半聯(lián)軸器與軸聯(lián)接選用平鍵為，半聯(lián)軸器與軸的配合為，滾動軸承與軸定位是有過度配合保證的，此處軸的直徑尺寸公差為m6。(4) 確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為，軸肩圓角R1.25.求低速軸上的載荷 根據(jù)結(jié)構(gòu)圖畫出計(jì)算簡圖。從設(shè)計(jì)手冊上查得軸承支點(diǎn)位置，對于32010型軸承 a=18mm.載荷水平面H垂直面V支反力F彎矩M總彎矩扭矩T 6.按照彎扭合成應(yīng)力校核強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)只需要校核危險(xiǎn)截面處即D=55mm處，根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)，以及單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)應(yīng)力，取軸的計(jì)

14、算應(yīng)力：因已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表15-1得。因此 ，故安全。八、鍵連接的選擇及校核鍵的材料均選用鋼。由機(jī)械設(shè)計(jì)書表6-2=100120MPa，取中間值=110MPa。據(jù)式校核各處鍵連接。其中k=0.5h,h為建的高度。圓頭平鍵l=L-b，L為鍵的公稱長度，b為鍵的寬度。 1. 高速軸上與帶輪聯(lián)接的普通平鍵的校核 2. 高速軸上與齒輪聯(lián)接處鍵的校核3. 低速軸上與齒輪聯(lián)接處鍵的校核 4.低速軸上與聯(lián)軸器聯(lián)接處鍵的校核九、軸承壽命校核由機(jī)械設(shè)計(jì)書式13-5知，軸承的壽命計(jì)算公式為對于滾子軸承=10/3。又查手冊知，33108型圓錐滾子軸承基本額定動載=, 32010型圓錐滾子軸承基

15、本額定動載=。 1.校核高速軸軸承33108 1）求兩軸承受到的徑向載荷Fr1和Fr2 2）求兩軸承的計(jì)算軸向力 先從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊上查得e=0.36 Y=1.7 3) 求軸承的當(dāng)量動載荷對軸承1，對軸承2，因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，按表13-6，取 P1 > P2,按照P1進(jìn)行演算校核故所選軸承滿足壽命要求 2.低速軸軸承壽命校核 1）求兩軸承受到的徑向載荷Fr1和Fr22）求兩軸承的計(jì)算軸向力 先從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊上查得e=0.42 Y=1.4 3) 求軸承的當(dāng)量動載荷對軸承1，對軸承2，因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，按表13-6，取 P1 < P2,按照P2進(jìn)行演算校核十、聯(lián)軸器的

16、選擇和校核 1.類型的選擇為隔離震動與沖擊，選擇彈性柱銷聯(lián)軸器2.載荷的計(jì)算公稱轉(zhuǎn)矩 由表14-1查得 計(jì)算轉(zhuǎn)矩3.型號的選擇從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊上查得LX3彈性柱銷聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)矩1250Nm，許用轉(zhuǎn)速4750r/min,軸徑在30-48mm之間。故合用。十一、減速器附件的選擇1.放油孔和螺塞為了換油及清洗箱體時(shí)排出油污，排油孔螺塞材料一般采用Q235，排油孔螺塞的直徑可按箱座壁厚的倍選取。排油孔應(yīng)設(shè)在便于排油的一側(cè)，必要時(shí)可在不同位置兩個(gè)排油孔以適應(yīng)總體布局之需。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊，選用的螺塞。 2.油標(biāo) 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊，選用M12型游標(biāo)尺（管狀油標(biāo)）。3.通氣器為溝通箱體內(nèi)外的氣流使箱體內(nèi)的氣壓

17、不會因減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的溫升而增大，從而造成減速器密封處滲漏，在箱蓋頂部或檢查孔蓋板上安裝通氣器。從機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊上查得通氣器尺寸。4.起蓋螺釘箱蓋，箱座裝配時(shí)在剖分面上涂密封膠給拆卸箱蓋帶來不便，為此常在箱蓋的聯(lián)接凸緣上加工出螺孔，拆卸時(shí)，擰動裝與其中的起蓋螺釘便可方便地頂起箱蓋。起蓋螺釘材料為35號鋼，起蓋螺釘?shù)某叽缍ㄎ籑8。5.定位銷為確定箱座與箱蓋的相互位置，保證軸承座孔的鏜孔精度與裝配精度，應(yīng)在箱體的聯(lián)接凸緣上距離盡量遠(yuǎn)處安置兩個(gè)定位銷，并盡量設(shè)置在不對稱位置，選用M6普通柱銷。6.窺視孔蓋為了檢查傳動件嚙合情況，潤滑狀態(tài)以及向箱內(nèi)注油，在箱蓋上部便于觀察傳動件嚙合區(qū)的位置開足夠大的檢查孔

18、，平時(shí)則將檢查孔蓋板蓋上并用螺釘予以固定，蓋板與箱蓋凸臺接合面間加裝防滲漏的紙質(zhì)封油墊片。窺視孔的尺寸為7.軸承蓋軸承蓋結(jié)構(gòu)采用螺栓固定式軸承蓋，材料為鑄鐵（HT150），當(dāng)軸承采用輸油溝飛濺潤滑時(shí)為使油溝中的油能順利進(jìn)入軸承室，需在軸承蓋端部車出一段小直徑和銑出徑向?qū)ΨQ缺口。軸承蓋螺栓直徑M10，螺釘數(shù)目為4。8.套杯套杯可用作固定軸承的軸向位置，同一軸線上兩端軸承外徑不相等時(shí)使座孔可一次鏜出，調(diào)整支承的軸向位置。十二、潤滑和密封的選擇，潤滑劑的牌號及裝油量計(jì)算該減速器采用油潤滑，對于的齒輪傳動可采用油潤滑，將齒輪浸入油中。當(dāng)齒輪回轉(zhuǎn)時(shí)粘在其上的油液被帶到嚙合區(qū)進(jìn)行潤滑，同時(shí)油池的油被甩上箱壁，有助散熱。為避免浸油潤滑的攪油功耗太大