帶式運(yùn)輸機(jī)的圓錐圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)

帶圓錐式圓運(yùn)輸柱課機(jī)程的減設(shè)計(jì)速說(shuō)明器書(shū)班級(jí)：08車(chē)輛3班學(xué)號(hào)：1608080313姓名：目錄1323354125146231024112512251、設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的圓錐圓柱齒輪減速器，已知帶式運(yùn)輸機(jī)驅(qū)動(dòng)卷筒的工作拉力拉力F=2200N，運(yùn)送帶工作速度V=1.25m/s，卷筒直徑D=240mm。輸送機(jī)連聲單向運(yùn)行，載荷較安穩(wěn)，使用限期為8年，小批量生產(chǎn)，兩班制工作運(yùn)送帶工作同意偏差為5%。2、傳動(dòng)裝置的整體設(shè)計(jì)2.1傳動(dòng)方案的制定及說(shuō)明2.1．1計(jì)算驅(qū)動(dòng)卷筒的轉(zhuǎn)速601000v6010001.25nwD99.47r/min2402.1．2制定以下傳動(dòng)方案1—電動(dòng)機(jī)2—聯(lián)軸器3—圓錐圓柱齒輪減速器4—運(yùn)輸帶5—卷筒2.2電動(dòng)機(jī)的選擇確立電動(dòng)機(jī)功率Fwvw22001.25pw1000w10000.952.89Kw電動(dòng)機(jī)所需功率p0按下式計(jì)算pwp0式中，為電動(dòng)機(jī)到滾筒工作軸的傳動(dòng)裝置總效率。依據(jù)傳動(dòng)特色，由表2—4查得軸承0.99、彈性聯(lián)軸器0.99、錐齒輪0.97、圓柱斜齒0.974軸承彈性聯(lián)軸器錐齒輪圓柱斜齒0.9940.970.990.960.89電動(dòng)機(jī)所需工作功率為p0pw2.893.25Kw0.89由表2—1，取電動(dòng)機(jī)額定功率ped4Kw確立電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由課本表1-8可知圓錐齒輪傳動(dòng)比i錐3、圓柱齒輪傳動(dòng)比i齒4~6，則總傳動(dòng)比范圍為i總i錐i齒（0~3）（4~6）0~18而卷筒轉(zhuǎn)速為99.47r/min因此機(jī)遇轉(zhuǎn)速范圍為n0nwi總99.47(0~18)0~1790.46r/min由手冊(cè)表2-1可知，切合這一要求的電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速有960r/min和1440r/min?？紤]到1440r/min轉(zhuǎn)速較高，因此這里采納960r/min。其型號(hào)為Y132M162.3傳動(dòng)比的計(jì)算及分派計(jì)算總傳動(dòng)比n0960i9.65nw99.47分派傳動(dòng)比高速級(jí)傳動(dòng)比為i10.25i0.259.652.41取i12.40低速傳動(dòng)比為i2i9.654.02i12.402.4傳動(dòng)裝置動(dòng)力參數(shù)計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速n1n0960r/minn2n1960i1400.00r/min2.40n3n2400.00i299.47r/min4.02nw99.47r/min各軸的功率p1p0聯(lián)p2p1軸承錐齒0.963.06Kwp3p2軸承齒輪3.060.990。973.00Kwpwp3軸承聯(lián)2.000.990。973.00Kw各軸轉(zhuǎn)矩T09550p095503.2532.33Nmn0960T19550p195503.2232.03Nmn1960T29550p295503.0673.06Nmn2400.003p33.00288.03n399.47Twpw95502.949550282.27Nmnw99.473、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1高速級(jí)錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算、選擇資料資料用45鋼，小齒輪調(diào)質(zhì)辦理，大齒輪正火辦理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-1得齒面硬度HBS1217~255，HBS2162~217，HBS1236，HBS2190，HBS1HBS246，在30~50HBS范圍內(nèi)，選擇8級(jí)精度、初步計(jì)算傳動(dòng)尺寸因?yàn)檐淉X面閉式傳動(dòng)，故按齒面接觸疲憊強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。其計(jì)算公式為34KT1(ZEZH)2d10.50.85Ru(1R)[H]1、取Kt1.3，ZE189.8MPa，ZH2.5，ui22.40,R0.3小齒輪許用應(yīng)力H1215MPa，大齒輪許用應(yīng)力H2215MPa34KT1(ZEZH)2d1tR)20.85Ru(10.5[H]341.332030()20.850.32.40(10.50.3)239082.307mm、確立傳動(dòng)尺寸計(jì)算載荷系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》查得KA1.0齒寬蹲點(diǎn)分度圓直徑為dm1td1t10.5R0.370.015mm故dm1tn170.015960vm11000603.52m/s601000經(jīng)查驗(yàn)精度降低一級(jí)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-13查得，動(dòng)載荷系數(shù)Kv1.25，K1.13，KA1，則KKAKvK1.40（2）對(duì)d1t進(jìn)行修正，d1d1t3K82.30731.4084.366mmKt1.3（3）選定齒數(shù)選齒數(shù)z123，z2uz155.2。取z255u552.39u2.402.39100%4.1%則23，u2.40。在同意范圍內(nèi)（4）大端模數(shù)mmd184.3363.67z123。由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-13查得，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m4（5）大端分度圓直徑為d1mz14239284.336mmd2mz2455220mm（6）錐頂距為Rd1u21922.4021119.6mm22（7）齒寬為bRR0.3119.635.88mm取b240mm，b145mm、校核齒根曲折疲憊強(qiáng)度齒根曲折疲憊強(qiáng)度條件為FKF1YFYSF0.85bm(10.5R)1）k、b、m已知2）圓周力為Ft2T123203010.5R921819.18Nd1（3）齒形數(shù)YF和應(yīng)力修正數(shù)YScoscos

1u2.40.9230212.402u12110.3846212.402u1則當(dāng)量齒數(shù)zv1

z1

2324.92cos1z2zv1cos2

0.923055143.00.3846由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-5查得YF12.62，YS11.59，YF22.14，YS21.59（4）許用曲折應(yīng)力取F1215MPa，F(xiàn)2170MPaF1KFtYF1YS11.40819.182.621.590.85bm10.5R0.8536410.5.345.92MPaF1F2KFtYF2YS21.40819.182.141.830.85bm10.5R0.8536410.5.336.69MPaF2計(jì)算錐齒輪傳動(dòng)其余幾何尺寸ham3mmhf1.2m4.8mmc0.2m0.8mm1arccosu1arccos2.4122.62.u22.422arccos11arccos1167.38.u22.42da1d12mcos19224cos199.40mmda2d22mcos222024cos2233.08mmdf1d12.4mcos1922.44cos22.6283.14mmdf2d22.4mcos22202.44cos67.38216.31mm3.2、低速齒輪級(jí)斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算選擇資料大小齒輪均選45鋼，小齒輪調(diào)質(zhì)辦理，大齒輪正火辦理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-21查得安全系數(shù)=1。選8級(jí)精度初步計(jì)算因齒面閉式傳動(dòng)，故按下式進(jìn)行設(shè)計(jì)322KT3u1ZEZHd1tuHd1）T2已知2）取Kt1.4（3）由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-7查得取齒寬d1.2（4）由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-6查得彈性系數(shù)ZE189.8MPa（5）初選螺旋角13。由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-30查得節(jié)點(diǎn)地區(qū)系ZH2.446）齒數(shù)比ui24.02（7）初選Z323則Z4uZ392.46。取Z49332d3t2KT3u1ZEZHuHd3221.4730604.021189.82.441.24.0258051.4mm確立尺寸（1）計(jì)算載荷系數(shù)d3n2v1.7m/s因601000601000由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-8查得Kv0.8，KHB1.42,KFB1.35（2）故載荷系數(shù)KKAKVKK0.8（3）按實(shí)質(zhì)載荷修正系數(shù)計(jì)算分度圓直徑d1Kd1t3Kt51.393

1.531.452.935mm（4）計(jì)算模數(shù)mnd1cos52.935cos13.mn23Z12.24取mn3（5）計(jì)算傳動(dòng)尺寸mnZ3Z432393a2cos13.2cos178.577mm取整a180mmmZ332370.815mmd3cos13.故cosd4mZ4393286.339mmcoscos13.bdd31.2取b485mmb3b45~1090~95mm取b390mm校核齒根曲折疲憊強(qiáng)度齒根曲折疲憊強(qiáng)度條件為F2KF2YYY[]Fbmnd3FSk,T3,mn,d3已知齒寬bb485mm齒形系數(shù)YT和應(yīng)力修正系數(shù)YSZ323ZV3cos323.863mmcos313Z493ZV4cos3100.534mmcos313由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-5查得YF32.69,YS31.575。YF42.18,YS41.79由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-28查得螺旋角F32KF2YF3YSYbmnd3

Y0.8821.532880301.5750.889032.6970.815171.864F3F42KT3YYYF3S3bmnd421.532822701.790.889032.18286.33940.622F4計(jì)算齒輪傳動(dòng)其余幾何尺寸mn3mt3.079端面模數(shù)coscos13齒頂高h(yuǎn)ahamn133mm齒根高h(yuǎn)fhacmn全齒高h(yuǎn)hahf33.756.75mm頂隙ccmn0.2530.75mm齒頂圓直徑為da3d32ha78.315mmda4d42ha293.839mm齒根圓直徑為df3d32hfdf4d42hf4、齒輪上作使勁的計(jì)算4.1高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的作使勁（1）錐齒輪上的作使勁為2T12T1232030Ft1d110.5R83.623901.244Ndm1其方向與力作用點(diǎn)圓周速度方向相反徑向力為Fr1Ft1tancos1其方向?yàn)橛闪Φ淖饔命c(diǎn)指向輪1的轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸向力為Fa1Ft1tansin1其方向沿軸向從小錐齒輪的小端指向大端法向力為Fn1

Ft1cos

901.244cos20

959.085N（2）錐齒輪2的作使勁錐齒輪2上的圓周力、徑向力和軸向力與錐齒輪作用方向相反

1上的圓周力、軸向力和徑向力大小相等，4.2低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的作使勁1）齒輪3的作使勁圓周力為2T2273060Ft3515.851Nd370.815其方向與力作用點(diǎn)圓周速度方向相反徑向力為Ft3tann515.851tan20Fr3192.693Ncoscos13其方向可用右手法例確立，法向力為Fa3Ft3tan515.851tan13119.094N其方向可用右手法例確立Fn3Ft3515.851cosncos563.397N其法向力為cos20cos13（2）齒輪4的作使勁從動(dòng)輪4各個(gè)力與主動(dòng)輪3上相應(yīng)的力大小相等，作用方向相反5、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1、高速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算選擇資料因其傳達(dá)功率不大，并對(duì)重量及構(gòu)造無(wú)特別要求，應(yīng)采納常用的資料45鋼，調(diào)質(zhì)辦理初算軸徑。由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-28查得C106~135，故取較小C115則dminC3p111533.2217.214mmn2960軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)1）軸承零件的構(gòu)造設(shè)計(jì)為方便軸承零件的拆裝，減速器的機(jī)體采納剖分式構(gòu)造，軸承采納兩頭固定方式聯(lián)軸器與軸段軸段上安裝聯(lián)軸器，此段設(shè)計(jì)應(yīng)與聯(lián)軸器的選擇設(shè)計(jì)同步進(jìn)行。為賠償兩軸安裝偏差、隔絕振動(dòng)，采納彈性聯(lián)軸器。由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表14-1查得，取KA1.5計(jì)算轉(zhuǎn)矩為T(mén)cKAT11.53203048045N?mm依據(jù)計(jì)算，轉(zhuǎn)矩Tc應(yīng)當(dāng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T50142003，采納TL4.d125mm,l1L62mm軸承與軸段和④的設(shè)計(jì)在確立軸段軸徑時(shí)，聯(lián)軸器采納軸肩定位，因?yàn)榇溯S段直徑大于軸段的直徑，初選軸承型號(hào)為轉(zhuǎn)動(dòng)軸承30306，則d2d30mm，D62mm，T17.25mm，此的長(zhǎng)度要略小于軸承的寬度，因此取l2l417mm軸段③的設(shè)計(jì)軸段③的直徑要略大于軸段的直徑，因此取d340mm，為方便軸的固定，取l350mm軸段⑤的設(shè)計(jì)取此時(shí)軸徑要比l4小3~5mm，故取d527mm，因?yàn)椴杉{端面定位，長(zhǎng)度略小于齒寬，取l543mm因此軸的長(zhǎng)度ll1l2l3l4l56217501743189mm鍵連結(jié)圓錐齒輪的周向定位采納A型一般平鍵連結(jié)，按d527mm由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表6-1查得平鍵截面bh8mm7mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為28mm，同時(shí)為保證齒H7輪與軸配合有優(yōu)秀的對(duì)中性，應(yīng)選擇齒輪輪轂與軸的配合為k65.2、中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算因其傳達(dá)功率不大，并對(duì)重量及構(gòu)造無(wú)特別要求，應(yīng)采納常用的資料45鋼，調(diào)質(zhì)辦理初算軸徑。由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-28查得C106~135，故取較小C115則dminp211533.0622.66mmC3400.00n2軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖以下列圖因?yàn)檩S段②鍵有鍵連結(jié)，因此最小直徑需要增添5%即dmin'15%dmin因此軸段②的直徑取D230mm，另因?yàn)榇硕尾杉{套筒定位，因此長(zhǎng)度應(yīng)略小于齒輪的寬度，取l288mm軸段①的直徑按需要略小于軸段②的直徑，取D125mm，查表，軸承型號(hào)為30205，查得內(nèi)徑d25mm，外徑D52mm，總寬度T16.25mm，因此取軸段①直徑d125mml1Tl套筒，取套筒，因?yàn)檩S段②齒輪采納套筒定位，因此軸段①的長(zhǎng)度應(yīng)為長(zhǎng)度l套筒15mm。因此l132mm軸段③為軸段基礎(chǔ)上的加上兩位的定位軸肩高度。這里取定位軸肩高度h5mm所以d335mm，長(zhǎng)度取l320mm軸段④直徑同軸段②，軸④長(zhǎng)度略小于齒寬，取l443mm。軸段⑤同軸段①，l5l132mm因此軸的尺寸ll1l2l3l4l53288204332195mm畫(huà)出裝置草圖后，丈量得L169mm,L278mm,L354mm鍵連結(jié)圓錐齒輪的周向定位采納A型一般平鍵連結(jié)，按d527mm由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表6-1查得平鍵截面bh8mm7mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為28mm，H7同時(shí)為保證齒輪與軸配合有優(yōu)秀的對(duì)中性，應(yīng)選擇齒輪輪轂與軸的配合為k6軸的受力剖析畫(huà)軸的受力簡(jiǎn)圖軸的受力簡(jiǎn)圖以下圖計(jì)算支承反力已知dm210.5Rd2209mm在水平面上為dm2d3R1HFt3L2L3Fr2L3Fa22Fa32L1L2L3515.8517854302.7935420970.815126.165119.09422697854344.0NR2HFa3F1HFr2119.094344.0302.793527.7N式中負(fù)號(hào)表示與圖中所畫(huà)方向相反在垂直平面上為R1VFt3L2L3Ft2L3L1L2L3515.8517854901.24454697854580.9NR2VFt3Ft2R1V515.851901.244580.9822.2N軸承1的總支反力為R1R12HR12V344.02527.72629.9N軸承2的總支承反力為R2R22HR22V527.72822.22977.0N畫(huà)彎矩圖彎矩圖以下圖在水平面上，aa剖面左邊為MaHR1HL1344.06923736N?mma剖面右邊為d370.815MaHMaHFa3223736119.094219571.3N?mmb剖面右邊為MbHR2HL3527.75428495.8N?mmMbHMbHFa2d228495.8126.16522014617.7N?mm22在垂直平面上為MaVR1VL1580.96940082.1N?mmMbVR2VL3822.25444398.8N?mm合成彎矩，aa剖面左邊為MaMaH2MaV223736240082.1246583.0N?mma剖面左邊為MaMaHMaV21957.3240082.1240129.9N?mmb剖面左邊為MbMbH2MbV214617.7244398.8246743.2N?mmb剖面右邊為MbM2bHMbV228495.8244398.8252756.6N?mm畫(huà)轉(zhuǎn)矩圖轉(zhuǎn)矩圖以下圖校核軸的強(qiáng)度固然aa剖面左邊彎矩大，但aa剖面右邊除作用有彎矩外還有轉(zhuǎn)矩，其軸頸較小，故aa剖面雙側(cè)均有可能為危險(xiǎn)面，故分別計(jì)算aa剖面的抗彎截面系數(shù)。Wd23btd2t2303843042636.7mm3322d232230抗扭截面系數(shù)為d23btd2t23843042WT303162d2162304994.8mma剖面左邊曲折應(yīng)力為Ma46583.0b17.7MPaW2636.7a剖面右邊曲折應(yīng)力為Ma40129.9b15.2MPaW2636.7扭剪應(yīng)力為T(mén)273060WT27.7MPa2636.7按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算，對(duì)于單向轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)辦理，故取折合系數(shù)0.6則當(dāng)量應(yīng)力為eb24215.2240.627.7236.6MPaeb，故aa剖面右邊為危險(xiǎn)截面由表查得，45鋼調(diào)質(zhì)辦理抗拉強(qiáng)度極限B650MPa，則由表查得軸的許用曲折應(yīng)力b60MPa，e1b，故知足強(qiáng)度要求校核鍵的連結(jié)強(qiáng)度齒輪2處鍵連結(jié)的擠壓應(yīng)力為4T273060Pd4hl30712.4MPa28取鍵、軸及齒輪的資料都為鋼，由表查得P125~150MPa，PP，強(qiáng)度足夠，齒輪3處的鍵強(qiáng)度也足夠校核軸承壽命計(jì)算軸承的軸向力由手冊(cè)30205軸承查得Cr32200N，C0r37000N，e0.37，Y1.6由手冊(cè)查得30205軸向力計(jì)算公式，則軸承1、2的內(nèi)部軸向力分別為R1629.9S12196.8N2Y1.6R2977.0S22305.3N2Y1.6外面軸向力AFa3Fa2119.094。各軸向力方向以下圖，S2S1則兩軸承軸向力分別為Fa1S2A312.4NFa2S2196.8N計(jì)算軸承1的當(dāng)量動(dòng)載荷Fa2196.8e0.20因R1R2，F(xiàn)a1Fa2，故只要校核軸承2的壽命。因R2977.0，同軸承2的當(dāng)量載荷PR2977.0N軸承在100oC以下工作，查手冊(cè)得fT校核軸承壽命軸承1壽命為1066

1。對(duì)于減速器，查手冊(cè)得載荷系數(shù)fP1.510Lh10fTC31060n2fPP60400.00減速器預(yù)期壽命為L(zhǎng)h283008h38400hLhLh,故軸承壽命足夠

13220031.5977.0

1237910h5.3、低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算選擇資料因其傳達(dá)功率不大，并對(duì)重量及構(gòu)造無(wú)特別要求，應(yīng)采納常用的資料45鋼，調(diào)質(zhì)辦理初算軸徑。由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-28查得C106~135，載荷不大，故取C120則dminp1112033.22C337.353mmn2960軸與聯(lián)軸器連結(jié)，有一個(gè)鍵槽，軸徑應(yīng)增大3%~5%，軸端最細(xì)處直徑為d37.35313%~5%38.474~39.221mm軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)，軸承零件的構(gòu)造設(shè)計(jì)為方便軸承零件的拆裝，減速器的機(jī)體采納剖分式構(gòu)造，采納①和⑤端軸承固定方式，由最小直徑d38.474~39.221mm，取d245mm，由b485mm，齒輪采納套筒定位，長(zhǎng)度略小于齒寬，取l280mm。軸段①和⑤軸段①和⑤用軸承定位，其直徑略小于d240mm，查表取用角接觸球軸承，型號(hào)為7007C，d1d35mm，因?yàn)檩S段②套筒定位，套筒長(zhǎng)度取l套筒15mm，因此l1Bl套筒141529mm軸段③軸段的用于定位齒輪，直徑略大于d240mm，因此取d345mm，l310mm軸段④因?yàn)榈退佥S和中間軸的長(zhǎng)度對(duì)稱，軸承之間長(zhǎng)度相等，因此軸段①和⑤之間長(zhǎng)度相等，因此l341mm，為節(jié)儉資料，取d345mm軸段⑥，為了便于安裝，軸段⑥直徑略小于軸段⑤，因此d630mm，長(zhǎng)度取l630mm軸段⑦軸段⑦采納彈性聯(lián)軸器，依據(jù)T3288.03Nm，選用TL7，聯(lián)軸器，長(zhǎng)度Y112mm，直徑d728,l7110mm圖形以下6、減速器箱體的構(gòu)造尺寸名稱箱座厚度箱蓋厚度箱蓋凸緣厚度箱座凸緣厚度箱座底凸緣厚度地腳螺釘直徑地腳螺釘數(shù)量軸承旁聯(lián)絡(luò)螺栓直徑蓋與座聯(lián)絡(luò)螺栓直徑軸承端蓋螺釘直徑視孔蓋螺釘直徑定位銷(xiāo)直徑df，d1，d2至外箱壁的距離df，d2至凸緣邊緣距離外箱壁至軸承端面距離

符號(hào)δ1b1bb2dfnd1d2d3d4dC1C2l1

計(jì)算公式結(jié)果0.0125(dm1+dm1)+1≥8100.01(dm1+dm2)+1≥881.5δ1121.5δ152.5δ250.018（dm1+dm2）+1M16查手冊(cè)4d1=0.75dfM12d2=（0.5:0.6）dfM10d3=（0.4:0.5）dfM8d4=（0.3:0.4）df6d=（0.7:0.8）d28查手冊(cè)表11—2221816查手冊(cè)表11—2201440l1=C1+C2+（5:10）大齒輪頂圓與內(nèi)箱1>1.218壁距離1齒輪端面與內(nèi)箱壁2>15距離2箱蓋，箱座肋厚m1,mm