帶式運(yùn)輸機(jī)上的兩級(jí)圓錐-圓柱齒輪減速器的課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、 目錄 TOC o 1-5 h z 設(shè)計(jì)任書(shū) 1電動(dòng)機(jī)的選擇 2計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力數(shù) 2減速器傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 3減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核.11滾動(dòng)軸承的校核 22鍵的選擇和校核 25聯(lián)軸器的選擇 26潤(rùn)滑與密封 27 HYPERLINK l bookmark264 o Current Document 減速器附件的選擇 27設(shè)計(jì)小結(jié) 27參考資料目錄 28設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明一 1、電動(dòng)機(jī)的選擇1、類型：Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)；PW = 1.85KW2、電動(dòng)機(jī)容量；1）功率的選擇2 4 n=n|2r4nl40.8162ni 聯(lián)軸器的動(dòng)效率：0.995口2 每對(duì)軸承的傳動(dòng)效率：0.98n3 齒輪

2、的傳動(dòng)效率：0.97n4 運(yùn)輸機(jī)的滾子的傳動(dòng)效率：0.95得：卩（=電=2.27如查設(shè)計(jì)手冊(cè)選取電動(dòng)機(jī)額定功率為3KW1）轉(zhuǎn)速的確定由設(shè)計(jì)手冊(cè)查得圓錐齒輪傳動(dòng)比范圍為2-3，圓柱齒輪傳動(dòng)比為 4-6 ,故總傳動(dòng)比范圍為 8-18電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為 440-990 r/mi n由手冊(cè)選取電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速為750 r/mi n2）確定型號(hào)由上可確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M-8結(jié)果i1=3.2i2 =4電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率滿載轉(zhuǎn)速r/min起動(dòng)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩Y132M-83KW7102.02.01.2傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的計(jì)算和各級(jí)傳動(dòng)比的分配1 、傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比i =n m/nw=710/

3、55=12.9092、分配各級(jí)傳動(dòng)比高速級(jí)為圓錐齒輪其傳動(dòng)比應(yīng)小些約i0.25i，低速級(jí)為圓柱齒輪傳動(dòng)其傳動(dòng)比可大些。所以可取i1 =3.2i2 =41.3計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)n =710nn =220n m=55r/m inR =4.95 kwRi =4.65 kwPm =4.47 kwTd=30.53N mTi = 30.3N.mA = 92.9N.m丁川=353.2N.m1、各軸的轉(zhuǎn)速n -= nm =710r/minnn = ni /i710/3.2=220r/minn = nn / i2 =220/4=55r/min2、各軸輸入功率R =Pd n=2.26kwRi =R 2.

4、 n =2.15kwRii = Pi 23=2.04kw3、各軸轉(zhuǎn)矩6Td=9.55x10 Rd/n n=3053N mRTI =9550：=30.3N.m口RT| =9550汽丄=92.9“口niiRTIII =9550 IiI =353.2N.mn川將計(jì)算結(jié)果匯總列表如下項(xiàng)目高速級(jí)軸1中間軸II低速級(jí)軸III轉(zhuǎn)速(r/mi n )71022055功率（kw）2.262.152.04轉(zhuǎn)矩(N m)30.3n292.9353.2設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明二、1、齒圓錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) （主要參照教材機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）已知輸入功率為 R=2.26kw、小齒輪轉(zhuǎn)速為n j=710r/min、齒數(shù)比為3.2由電 動(dòng)

5、機(jī)驅(qū)動(dòng)。1 、選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）圓錐圓錐齒輪減速器為通用減速器，其速度不高，故選用7級(jí)精度（GB10095-88）（2） 材料選擇 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-1小齒輪材料可選為 40Cr（調(diào)質(zhì)）， 硬度為280HBS大齒輪材料取45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS二者材料硬度相差 40HBSZ1 = 25Z2 = 80（3） 選小齒輪齒數(shù)zi = 25 ,則大齒輪齒數(shù)Z2二2.2zi二552、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算公式：3、2d1t 2.92ZeKTiR（1-0.5R）2u（1）、確定公式內(nèi)的各計(jì)算值kt1 =1.8Jr =0.251）試選載荷系數(shù)kt1=1.82

6、） 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T1=95.5 X 105 X R /n1 =30.3KN.Mm3）取齒寬系數(shù)=0.254） 查圖10-21齒面硬度得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限匚Hiim1 =650Mpa大齒輪的 接觸疲勞極限CHiim2 =550Mpa15）查表10-6選取彈性影響系數(shù) ZE =189.8 MPa 26）由教材公式10-13計(jì)算應(yīng)力值環(huán)數(shù)N1=60 nJ J =60 X 710 X 1 X（ 2X 8X 300 X 5） =1.0224 X 10 hKhn1 = Q89K/.9二 H 1 =578.5 MPa結(jié)果9N2=0395 X 10 h7）查教材 10-19 圖得：&弋=0.89

7、K: X2 =0.98）齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限：取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,應(yīng)用公式（10-12 ）得：K c H 1 = HN1H lim1 =0.89 X 650=578.5 MPaS設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)說(shuō)明_ K hn 2- H lim 2 2 =S=0.9 X 550=495 MPa匚 H 2 =495MPa（2）設(shè)計(jì)計(jì)算1）試算小齒輪的分度圓直徑，帶入!495 丿 0.2510.5x0.25) x 3.22）計(jì)算圓周速度VV=2.56m/sV=利tn=2 56m/s60 x10003)計(jì)算載荷系數(shù)系數(shù)Ka=1,根據(jù)V=4.28m/s ,7級(jí)精度查圖表（圖10-8 ）得動(dòng)載糸數(shù) 心=1.0

8、5查圖表（表10-3 ）得齒間載荷分布糸數(shù)KHa = KFot=1根據(jù)大齒輪兩端支撐，小齒輪懸臂布置查表10-9 得 KHBBb1.25 的Kh b = Kf B =1.5X1.25=1.875K=1.969得載荷系數(shù)K =KaKvKh 僅KhJ5=1.9694)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，得3d=70.85mmfK一1.969d”一-68.82；-70.85mmKt 1.85)計(jì)算模數(shù)Md170 .85_.Mt =2.834mm =2.834 mmz125m3、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)公式：3mr4KT1YFaYSaYr(10.5阪)2乙2 Ju2 +1&F （1）確定公式內(nèi)各計(jì)

9、算數(shù)值1)計(jì)算載荷系數(shù)K = KaKvKfgKf 0=1X1.05X1X1.875=1.969K=1.9692)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)Z v1 Z 1r =26.32/cos設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)說(shuō)明結(jié)果Zv2=Z2，=258.89/ cos 6 23)由教材表10-5查得齒形系數(shù)饑=2.60Yf 紐=2.60Yfq2=2.13Yfm =2.13應(yīng)力校正系數(shù)Ys= 1.595Ys-.2 二 1.8454）由教材圖20-20C查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；FE1 =520MPa，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限1FE2二400MPa5)由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfn1=.9 k fn 2 =926)計(jì)算彎曲疲

10、勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)s T.4，得-F 1Kfn1-fe10.9 520s1.4= 334.29MPa丫匕 1 =1.595 丫說(shuō)=1.845ct FE1 = 520MPa*2 =400MPaKfn1 =0.9Kfn2=.92-F 2K FN 2 FF 2s0.92-400 =262.86MPa1.47)計(jì)算大小齒輪的YFa Fsa ,并加以比較S2.60 1.595 = 0.0124Ef1334.29Y=a 2 F sa2_ 2.13 1.845YFa 1 F sa1二 F 2大齒輪的數(shù)值大，選用大齒輪的尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算= 0.01495262.86（2）設(shè)計(jì)計(jì)算3 I 4.969 匯3

11、03000.01495c”m _mm = 2.072mm；0.251 -0.5 0.25 2252、3.221取 M=2.5mm對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(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)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所承載的能力。而齒面接 觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，取決于齒輪直徑。按GB/T1357-1987圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù),取m=2.5mm（旦為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需要按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=70.85有的齒數(shù).計(jì)算齒數(shù)z 1= st28m設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)說(shuō)明那么 z2 =3.2x28=904、計(jì)算幾何尺寸（1）乙 m=2.75 33=70mmM=2.5m

12、m結(jié)果z1=28Z2=90d 1=70mmu181 = Ju u +1 、2 =90=72(5)宀1 1223 221169.96 mm2d 2 =225mm= 18* 72R=169.96(2) d2=z2m=2.75 73=225mmB1 =35mm B 2 =30mm 小齒輪：40Cr （調(diào) 質(zhì)）280 HBS 大齒輪：45鋼（調(diào) 質(zhì)）240 HBS 7級(jí)精度d1t結(jié)果kt1 =1.6ZH =2.435ZE =189.8；a=1.645K ： i =0.95K 匸2=.98（6） b = R 侏=33.592mm 圓整取 B1 =35 B2=30mm三.1斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)（主要參照

13、教材機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）已知輸入功率為 R|=2.15KW,小齒輪nn =22r/min,齒數(shù)比為4.、選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7級(jí)精度。（GB10095-88）（2） 材料選擇由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-1小齒輪材料為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 度相差40HBS（3）選小齒輪齒數(shù)Z1 =22,則大齒輪齒數(shù)Z2 = 4Z1 =88初選螺旋角=14 。2、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算按下式設(shè)計(jì)計(jì)算32KtT1 u -1 ZHZE 2 _, L ,：,：(_H E)2I d： u

14、二 h（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1）試選載荷系數(shù)kt1=1.6 2） 查教材圖表（圖10-30 ）選取區(qū)域系數(shù) ZH =2.43513）查教材表10-6選取彈性影響系數(shù) ZE =189.8 MPa24)查教材圖表(圖 10-26 )得；a1 =0.765；a2=0.88；a 一 ;a ;a2=1.645由教材公式10-13計(jì)算應(yīng)力值環(huán)數(shù)8N1 =60 nJ =60 X 220 x( 2 X 8X 365 X 5) =3.168 X 10 h8N 2 =0.792 X 10 h查教材 10-19 圖得：=0.95 K72=0.987 )查取齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限二Hiim1 =650Mpa

15、Ciim2 =550Mpa8）由教材表10-7查得齒寬系數(shù) d=19）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T1=92.9N mm10） 齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限：取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,應(yīng)用公式（10-12 ） 得：貯 1= KHNH|im 1 =0.95 x 650=617.5MPaS0.07d，故取h4mm，則軸環(huán)處的直徑為 d5_6 63mm。軸環(huán)寬度 b Z1.4h，取丨5=8mm。4）軸承端蓋的總寬度為 20mm根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑油的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離l =30mm故l2J=50mm5） 齒輪距箱體內(nèi)比的距離為a=16mm大錐齒輪于大斜齒輪的距離為

16、c=20mm在確疋滾動(dòng)軸承的位置時(shí)應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s=8mm可求得17 _8一 57.25mm丨4 _5 =86mm（3）軸上的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器的周向定位均采用平鍵連接，按d6 7由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表6-1查得平鍵截面b漢h14mm漢9mm，鍵槽用鍵槽銃刀加工，長(zhǎng)為40mm 同時(shí)為保證齒 輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為d2 _3 = 47mml1 _2 = 82mmd3=50mmd7-8 = 50mm冬 29.2mmd4_5 = 60mml6 -7 = 55mmd6_? = 55mmd = 63mm15 _6 = 8mm2=5Cmml 7 _8 =57.25m

17、m一5 = 86mmH 7 ；同樣半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵12mmX：8mmX：70mm，半聯(lián)軸器與n 6軸的配合為H 7 ,滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的k 6尺寸公差為m5。（4）確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為2 45，軸肩處的倒角可按 R1.6-R2適當(dāng)選取。、求軸上的載荷根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖， 在確定支點(diǎn)時(shí)查得 30310型的支點(diǎn)距離 a=23mm所以作為簡(jiǎn)支梁的軸承跨距分別為L(zhǎng)仁59.25mm, L2=125.25mm。做出彎矩和扭矩圖（見(jiàn)圖四）由圖四可知齒輪支點(diǎn)處的截面為危險(xiǎn)截面，算出其彎矩和 扭矩值如下：載荷水平面H垂直面V支反力FFNH

18、1 =2065.84NFnv1=1388.39NFnh 2=977.26NFnv 2 = 146.89N彎矩MMh =122401.02N.mmMv1 = 82262.1 N .mmMv2 = -30922.97N.mm總彎矩M = J122401.022 +82262.1 =147475.63N.mm扭矩TTiii =353.2N.M、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取:二0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力=28.32MPa(M2 +(町川)2(147475.632 + (3532000X 0.6)2 ca 二 W0.1 X453前已選定軸的材料為45

19、鋼（調(diào)質(zhì)），由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表15-1查得1 亠60MPa,；ca ：_11四.3中間軸（II軸）的設(shè)計(jì)1 、求輸入軸上的功率 P、轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩TM3 R_ = 2.15kwn=220r/minT=92.9N.M2 、求作用在齒輪上的力已知小斜齒輪的分度圓直徑為d = mz =70 mmFt,2T2 / 92900 =2654.29N d170tan 口 ntan 20 Fn=Ft12654.29995.66 Ncos ：cos14Fa1=Ft1tan：? =2654.29 tan 14 ”=661.79N已知圓錐直齒輪的平均分度圓直徑dm2 =d2（10.5 r） =mtZ2（10.5

20、r） =2.75 90 （10.5 0.25） =216.56mm2T32 92.9Ft2875.9Ndm20.21656F2 二 Ft2tan ： cos、2 =875.9 tan20 cos72 = 96.5NFa2=Ft2tan sin、2 =875.9 tan20 sin72 = 296.99N圓周力Ft1、Ft2，徑向力F、Fr2及軸向力Fa1、Fa2的方向如圖五示W(wǎng)1M2Mld =mg70mm0=14*Ftu2654.2NF門=995.66NFau661.79!dm=216.55nmFt2=857.9NFr2 =96.5NFa2=296.9N dmin=20.Ehm圖五中間軸受載荷

21、圖、初步確定軸的最小直徑先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為40Cr （調(diào)質(zhì)），根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表 15-3，取 A = 110，得 d min = Ao*/215 = 20.8mm，中間d1 _2 = 25mmd5= 25mmd2=30mm d4= 30mm|2_3 = 32mmd3 =38mmL1 L2L3圖六中間軸上零件的裝配（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1） 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)d1 = d 5 J3 20.8mm，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表13.1中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸

22、承30305,其尺寸為 d D T = 25mm 62mm 18.25mm， d1= d 5= 25mm。這對(duì)軸承均采用套筒進(jìn)行軸向定位，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表13.1查得30305型軸承的定位軸肩高度 32mm因此取套筒直徑 32mm2）取安裝齒輪的軸段 d 2 _3 = d 4上=30mm，錐齒輪左端與左軸承之間采用套筒定位，已知錐齒輪輪轂長(zhǎng) L =42mm，為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸段應(yīng)略短于輪轂長(zhǎng)，故取l2_3=32mm，齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度h 0.07d，故取h=4mm，則軸環(huán)處的直徑為 d3 4=38mm。|4_5 = 57 mm l = 51.25nm13 _4

23、 = 20mm |5_6=44.25nm3）已知圓柱直齒輪齒寬 Bi =35mm，為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸段應(yīng)略短于輪轂長(zhǎng)，故取 丨4 _5 = 57mm。4）齒輪距箱體內(nèi)比的距離為a=16mm大錐齒輪于大斜齒輪的距離為c=20mm在確定滾動(dòng)軸承的位置時(shí)應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s=8mm則取li_2 = 51.25mm|3_4=20mm l5_6 =44.25mm（3）軸上的周向定位圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按d2 _3由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表6-1查得平鍵截面bxh=8mm：7mm，鍵槽用鍵槽銃刀加工，長(zhǎng)為25mm同時(shí)為保H 7證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合

24、為m6 ；圓柱齒輪的周向定位采用平鍵連接，按 d4 _5由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表6-1查得平鍵截 面bxh=8mm漢7mm，鍵槽用鍵槽銃刀加工，長(zhǎng)為 28mm同時(shí)為保證齒輪與軸H7配合有良好的對(duì)中性， 故選擇齒輪輪轂與軸的配合為m6 ；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為k6。（4）確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為2 45，軸肩處的倒角可按 R1.6-R2適當(dāng)選取、求軸上的載荷根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，在確定支點(diǎn)時(shí)查得 30305型的支點(diǎn)距離a=13mm 所以軸承跨距分別為L(zhǎng)仁52.25mm， L2=55.5mm。L3=48.75mm做出彎矩和扭矩圖（見(jiàn)圖五）

25、。由圖五可知斜齒輪支點(diǎn)處的截面為危險(xiǎn)截面，算出其彎矩和扭矩值如下：載荷水平面H垂直面V支反力FFnh 1 =1355.85NFnv1 = 236.02NFnh 2 =2165.4NFnv 2 = 856.14 N彎矩MMh1 = -70843N.mmMH 2 = -105563 N .mmMv1 = -12332N.mmMv2 = 30888N.mmMv3 = 40746N.mmMv4 = 41736 N .mm總彎矩M =J1055632 +417362 =113514N.mm扭矩TTl=92.9N.mm6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力

26、，取:=.6，軸的計(jì)算應(yīng)力為鈕 A2+(aT2)A2 _ 丁113.51八2+(0.6漢92.9)八2ca -0.1 0.03A 3=46.83MPa前已選定軸的材料為 40Cr （調(diào)質(zhì)），由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表15-1查得丘-j70MPcc】，故安全。五、軸承的校核五.1輸入軸滾動(dòng)軸承計(jì)算初步選擇的滾動(dòng)軸承為基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30308，其尺寸為 d D T =4mm 9mm 25.25mm，軸向力Fa=19.9N，e=0.35 ，Y=1.7, X=0.4載荷水平面H垂直面V支反力FFnh1=537.19NFNV1 =78.43NFnh2 =1517.61NFnv2 = 416.77N則Fr542.88N,Fr1573.79N_ Fr1542.88Fd1159.67 N2Y 2 勺.7l Fr21573.79Fd2462.87 N2Y 2.7Fj872.8- e , Fa2Fri 542.88F2462.871573.79= 0.294 ： ePri 二 XFri YFai =0.4 542.88 1.7 572.81 = 1190.93NPl =F2 =1573.79N設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明Lh =24x365x5=43800h,10