圆锥-圆柱齿轮减速器 F=2700 v=1.4 d=260.docx

精密机械设计基础课程设计报告课程名称： 精密机械设计基础 班级： BG0807 组员： 滕杰、徐永浩、鲍志翔、吴晨程、周张胤 指导老师： 邹海荣 适合专业：测控技术与仪器 2010年12月目录第一章 课程设计任务书.31、实训要求.32、工作条件.33、已知参数.34、设计内容.35、对课程设计成果的要求.3第二章 系统传动方案分析选择选择.4第三章 电动机的选择.5 1、类型 .5 2、电动机容量.52.1 功率的选择.52.2 转速的确定.52.3 确定型号.5第四章 传动装置及运算参数.6 1、传动比分配.6 2、各轴的转速转矩计算.6第五章 齿轮的计算.8 1、锥齿轮的计算.81.1 设计参数.81.2 选材.81.3 选取齿轮.81.4 计算.81.5 各项参数确定 .10 2、直齿轮的计算.112.1 设计参数.112.2 选材.112.3 选取齿轮.112.4 计算.112.5 各项参数确定.13第六章 联轴器的选择.15第七章 轴的设计计算.151、直径确定.152、轴承初选.153、轴的详细计算.15 3.1 设计参数.15 3.2 作用与齿轮上的力.15 3.3 低速轴的结构设计.15 3.4 轴承的校核.15第八章 键的选择和校核.17第九章 润滑与密封的选择.17第十章 实验小结.18参考文献.19一、课程设计任务书1. 要求：设计一用于带式运输机上的一级圆锥-圆柱齿轮减速器（图一） 图一2.工作条件：连续单向运转，载荷有轻微冲击，小批量生产，使用期限为年，每年个工作制，卷筒转速容许速度误差为，车间有三相交流，电压。3.已知参数：运输带的工作拉力运输带的工作速度运输机卷筒直径4.设计内容：（1）电动机的选择及运动参数的计算（包括计算电动机所需的功率，选择电动机，分配各级传动比，计算各轴的转速和转矩）；（2）圆柱齿轮的传动设计（确定圆柱齿轮的主要参数和尺寸）；（3）圆锥齿轮的传动设计（确定圆锥齿轮的主要参数和尺寸）；（4）轴（低速轴）的设计（初估轴径、结构设计和强度校核）；（5）滚动轴承的选择及验算（低速轴）；（6）键的选择及强度校核（低速轴）；（7）联轴器的选择（低速轴）；（9）绘制轴系结构图和零件工作图（用）：绘制轴系结构图；绘制零件的工作图：大齿轮的零件图； 注：零件的工作图包括：尺寸的标注、公差、精度、技术要求。（10）编写设计说明书5.对课程设计成果的要求：（1）精密机械课程设计说明书（一份）；（2）设计图纸（两张图轴系结构图和大齿轮零件图）二、系统传动方案分析选择选择如任务书布置图所示采用圆锥圆柱齿轮减速器圆锥齿轮置于高速级。 系统总体方案图如图二：图二三、电动机的选择1、 类型：系列三相异步电动机；2、 电动机容量1） 功率的选择联轴器的动效率：每对轴承的传动效率：圆锥齿轮的传动效率：圆柱齿轮的传动效率：传动滚筒的传动效率： 得：查设计手册选取电动机额定功率为2） 转速的确定卷筒的转速由设计手册查得圆锥齿轮传动比范围为，圆柱齿轮传动比为，故总传动比范围为电动机转速范围为由手册选取电动机满载转速为3） 确定型号 由上可确定电动机型号为根电动机型号额定功率同步转速额定转速重量安装高度伸出端长度伸出端直径四、传动装置及运动参数1、传动比分配考虑到大锥齿轮与大圆柱齿轮直径不能相差太大，故取圆锥齿轮传动比为,圆柱齿轮传动比为2、各轴的转速转矩计算1）高速轴： ； 2)中间轴： 3）低速轴： 4) 滚筒轴： 轴名功率转矩转速高速轴中间轴低速轴滚筒轴五、齿轮的计算1、锥齿轮的计算1)设计参数 ； 2)选材小锥齿轮 调质处理 硬度大锥齿轮 淬火处理 硬度3）选取齿数小锥齿轮齿数，大锥齿轮齿数，4)1按齿面接触疲劳强度计算 初步计算时，取， 选定2确定许用应力许用接触应力对于调质处理的齿轮，由于载荷稳定，故求轮齿的应力的循环次数循环基数，当为时，。因为，所以许用弯曲应力取单向传动取，因，所以3验算接触应力取齿轮圆周速度查得（7级精度齿轮）4验算弯曲应力,故应验算大齿轮的弯曲应力5)各项参数的确定直径；锥距 齿宽，小齿轮比大齿轮稍宽，故取,名称符号小锥齿轮大锥齿轮分锥角齿顶高齿根高分度圆直径齿根圆直径齿顶圆直径锥距顶锥角根锥角顶隙齿根角当量齿数齿宽2、直齿轮的计算1、圆柱齿轮的计算1)设计参数 2)选材小圆柱齿轮 调质处理 硬度大圆柱齿轮 淬火处理 硬度3）选取齿数小圆柱齿轮齿数，大圆柱齿轮齿数，4)1按齿面接触疲劳强度计算 初步计算时，取， 选定2确定许用应力许用接触应力对于调质处理的齿轮，由于载荷稳定，故求轮齿的应力的循环次数循环基数，当HBW为时，。因为，所以许用弯曲应力取单向传动取，因，所以3验算接触应力取齿轮圆周速度查得（7级精度齿轮）4验算弯曲应力5)各项参数的确定直径；齿宽，小齿轮比大齿轮稍宽，故取,名称符号小齿轮大齿轮齿顶高齿根高3.5mm分度圆直径56.7mm56.7mm齿根圆直径49.7mm49.7mm齿顶圆直径62.3mm62.3mm全齿高6.3mm顶隙0.7mm中心距158.2mm分度圆齿厚3mm齿数2020齿宽33mm33mm齿距8.79m六、联轴器的选择 低速级 由于轴为低速级输出轴，故可采用弹性柱销联轴器，它加工制造容易，拆装方便，成本低，能缓冲减震，故取HL3为低速轴与滚筒轴联轴器。且Tca=Kca*T3=1.5*385.7=578.55 Nm，小于HL3的公称转矩630，故符合要求。七、轴的设计计算一）、直径的初步确定（dA） 低速轴 dmin= A=34(P=4.16KW,n=103 r/min，A=107)根据联轴器选择dmin=37mm二）、轴承的初选低速轴根据受力特点和工作环境选6010型三）、轴的详细计算材料：选用45号钢调质处理。查课本表15-1取b=640MPa-1=275 MPa-1=155 MPa -1=60 MPa低速轴1）、设计参数P3= P2*=4.16KWn3= n2/i=103 r/minT3 =9550* P3/ n3=385.7 Nm2)作用与齿轮上的力根据受力平衡得： Ft3=2T2 /dm3 =2952N F r3 = Ft3* tan20=1074N3)低速轴的结构设计-段，半联轴器与轴的配合长度为60mm，半联轴器采用轴肩轴向固定，故轴的长度略小于配合长度，取L=58mm,d=38mm.为了保证端盖的便利拆装取L=70，且为保证半联轴器的轴向固定，根据设计手册，查得d=45mm。-为与轴承配合段，根据轴承的有关参数，确定d=50mm，L=18mm，右端为轴套的轴向固定端，轴套外直径为52mm,长度为10mm，L=28mm.，-段同-段尺寸大致相同，为保证与小齿轮啮合良好，轴套宽度L=16mm.故，该段长度L-=34mm。-段为齿轮轴肩轴向固定端，得宽度为L-=10mmd-=64mm. -取L-=52mm. d-=56mm.与齿轮配合段取d=52mm 4)轴上荷载 垂直支反力FMY=F r3 *53/（53+106）=358N FNY= F r3 *106/（53+106）=716N水平支反力FMZ= Ft3*53/（53+106）=984N FNY= Ft3*106/（53+106）=1968N根据受力作出弯矩图好转矩图由图可知N点为危险截面故有= M/0.1d3=10.7 MPa= T/0.2 d3=17.5MPa校核ca=,取=0.6得ca=23.6 MPa-1=60 MP 故，满足要求。轴承校核轴承径向荷载 Fr1=801N同理Fr2=2200N当量动荷载取fp=1.2,则有P1=fp*Fr1=1153.4N P2= fp* Fr2=2640N取较大值计算：LH=106/120*60*=106/120*60*24000h故满足要求。八、键的选择和校核低速轴上的键联接半联轴器端 根据轴的直径，选择平键b*h*l=12mm*8mm*50mm 载荷平稳故取p=110MPap1 =2T3*103/k*l*d=2*378.7*1000/0.5*8*50*38=80.2 MPap=110MPa 故符合要求齿轮端 根据轴的直径，选择平键b*h*l=14mm*9mm*40mm 载荷平稳故取p=110MPap1 =2T3*103/k*l*d=90MPap=110MPa故符合要求九、润滑与密封的选择1、润滑齿轮采用浸油润滑。轴承采用润滑脂润滑。2密封端盖与轴接触处采用毡圈密封参考文献【1】 李育锡，机械设计课程设计，高等教育出版社，2008年【2】