二级圆锥圆柱齿轮减速器课程设计.docx

1、题目名称二级圆锥圆柱齿轮减速器设计评分工程工01学习态度作表02科学实践、调研现20%03课题工作量04综合运用知识地能力05应用文献地能力能力设计（实验）能力，方案水06地设计能力平35%07计算及计算机应用能力对计算或实验结果地分析08能力（综合分析能力、技术经济分析能力）插图（或图纸）质量、篇9 幅、设计（论文）规范化成程度果质设计说明书（论文）质量10量45%11创新成绩指导教师评语分得值分677105551053010评价内涵遵守各项纪律，工作刻苦努力，具有良好地科学工作态度 .通过实验、实验、查阅文献、深入生产实践等渠道获取与课程设计有关地材料.按期圆满完成规定地任务，工作量饱满

2、. 能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题，能正确处理实验数据，能对课题进行理论分析，得出有价值地结论 .能独立查阅相关文献和从事其他调研；能提出并较好地论述课题地实施方案；有收集、加工各种信息及获取新知识地能力 . 能正确设计实验方案，独立进行装置安装、调试、操作等实验工作，数据正确、可靠；研究思路清晰、完整 .具有较强地数据运算与处理能力；能运用计算机进行资料搜集、加工、处理和辅助设计等 .具有较强地数据收集、分析、处理、综合地能力 .符合本专业相关规范或规定要求；规范化符合本文件第五条要求 .综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处理科学 .对前人工作有

3、改进或突破，或有独特见解 .指导教师签名：年月日1 12 23 34 55 7617739843944设计任务书题目带式运输机传动装置地二级减速器设计1、课程设计地目地机械设计课程设计是课程教案地一重要内容,也是一重要环节,目地有三 :1) 使学生运用所学 ,进行一次较为全面综合地设计训练 ,培养学生地机械设计技能 ,加深所学知识地理解。2) 通过该环节 ,使学生掌握一般传动装置地设计方法 ,设计步骤 ,为后续课程及毕业设计打好基础 ,做好准备。3) 通过该环节教案使学生具有运用标准、规范、手册、图册和查阅相关技术资料地能力，学会编写设计计算说明书，培养学生独立分析问题和解决问题地能力.2、课

4、程设计地内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）设计一用于带式运输机上地传动及减速装置.设计使用期限8 年（每年工作日300 天），两班制工作，单向运转，空载起动，运输机工作平稳，大修期为3 年 .转速误差为 +5% ，减速器由一般规模厂中小批量生产.要求装配图（0 或 1 号）（ 1： 1）一张，低速级齿轮与轴，箱体或箱盖（共3 张零件图），设计说明书（6000-8000 字， word ）一份 .传动简图（附后）及设计原始参数如下.带拉力 F（N）带速度 V（m/s ）滚筒直径D（ mm）47000.62803、主要参考文献1 所学相关课程地教材2 陆 玉主编 , 机械设计课程设计

5、 , 北京 , 机械工业出版社 , 2004.3 濮良贵主编 , 机械设计 , 北京 , 高等教育出版社 , 1989.4 吴宗泽主编 , 机械设计课程设计手册 , 北京 , 高等教育出版社 ,1992.5 徐 灏主编 , 机械设计手册 , 北京 , 机械工业出版社 , 1989.4、课程设计工作进度计划1)、准备阶段（ 1 天）2）、设计计算阶段（ 3-3.5天）3）、减速器地装配图绘制（3 天）4）、绘零件图（ 3-3.5天）5）、编写设计说明书（3 天）6）、答辩或考察阶段 .(0.5-1天 )指导教师（签日期年月日字）教研室意见：年月日学生（签字）：接受任务时间：年月日设计计算及说明二

6、、传动方案地拟订及说明计算驱动卷筒地转速601000v6010000.6nw40.9r / minD280拟定以下传动方案：图一结果nw40.9r / min设计计算及说明结果三、 选择电动机（ 1）电动机类型和结构型式按工作要求和工作条件，选用一般用途地Y （ IP44）系列三相异步电动机.它为卧式封闭结构 .2）电动机容量(1) 卷筒地输出功率P2.82 kwPFv4700 0.6P2.82kw10001000(2) 电动机输出功率PdPd传动装置地总效率P12334526式中1 、2 为从电动机至卷筒轴地各传动机构和轴承地效率.0.81由机械设计（机械设计基础）课程设计表2-4 查得：

7、V 带传动1=0.96 ；滚动轴承2Pd 3.48kw=0.988；圆柱齿轮传动34；弹性联轴器5；卷筒轴滑动轴承=0.97；圆锥齿轮传动=0.96=0.996 =0.96；则0.960.988 30.970.960.990.990.960.81故P2.82Pd3.48 kw0.81(3) 电动机额定功率 Ped由机械设计（机械设计基础）课程设计表20-1 选取电动机额定功率Ped4.0kw .设计计算及说明结果3）电动机地转速推算电动机转速可选范围，由机械设计课程设计指导书表1 查得圆锥 圆柱齿轮减速器 i 10 25，则电动机转速可选范围为：nd n i490 1022.5 r / min

8、选同步转速为1000r/min ，如下表：额定功率电动机转速电动机质电动机型号(r/min)（）量(kg)同步满载Y132M1-641000960734）电动机地技术数据和外形,安装尺寸轴伸出端直径轴伸出端安装长度中心高度(mm)外形尺寸长宽高(mm)(mm)(mm)38k680132515280315设计计算及说明结果四、计算传动装置地运动和动力参数1）传动装置总传动比nm960i23.47n40.92）分配各级传动比因为是圆锥圆柱齿轮减速器，圆锥齿轮 i1 取 34，故i13.5圆柱齿轮传动比i23.47i 26.7i 13.53）各轴转速（轴号见图一）n1nm960r / minn2n1

9、960r / minn3n2960i1274.3r / min3.5n274.3n4340.9r / mini 26.7n5n440.9r / min4）各轴输入功率按电动机所需功率Pd 计算各轴输入功率，即PP3.48kw1dP2P1253.480.99 0.9883.4kwP3P243.40.963.26kwP4P3233.260.988 0.973.12kwP5P423.12 0.988 3.08kw5）各轴转矩i23.47i 13.5i 26.7n1960r / minn2960r / minn3274.3r / minn40.9r / min4n40.9r / min5P13.48k

10、wP23.4kwP33.26kwP43.12kwP53.08kw设计计算及说明结果T 19550 P195503.48 34.62N mn9601T 2P295503.433.82Nm9550960n2T 39550 P395503.26113.5Nmn3274.3T 4P495503.12728.51Nm955040.9n4T 5P595503.08719.17Nm955040.9n5工程轴 1轴 2轴 3轴 4轴 5转速 (r/min)96096031077.677.6功率 (kw)3.483.43.263.123.08转矩 (N*m)34.6233.82113.5728.51719.17

11、传动比113.56.71效率10.9780.960.9580.988T134.62NmT 233.82NmT 3113.5NmT 4728.51NmT 5719.17Nm设计计算及说明结果五、传动件地设计计算圆锥直齿轮设计已知输入功率P23.4kw ，小齿轮转速 960r/min ，齿数比u=3.5，由电动机驱动，使用期限8 年（每年工作日300 天），两班制工作，单向运转，空载起动，运输机工作平稳，大修期为3 年 .1、 选定齿轮精度等级、材料及齿数四、圆锥圆柱齿轮减速器为通用减速器，速度不高，故选用7 级精度 (GB10095-88)五、材料选择由机械设计（第八版）表10-1选择小齿轮材料

12、为40Cr (调质 )，硬度为280HBS ，大齿轮材料为45 钢（调质），硬度为240HBS.六、选 小 齿 轮 齿 数 z125 ， 大 齿 轮 齿 数 z23.5 25 87.5 ， 取 整 z288.则uz288z13.52252、 按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即d 1 t2.92ZE2KT13()R ) 2uHR (10.5（ 1）确定公式内地各计算数值z125z2881） 试选载荷系数 Kt1.82） 计算小齿轮地转矩95.5 105 P295.5 1053.4mmT 2n296033823 N3） 选齿宽系数R0.33R0.334 ） 由 机 械 设 计 （ 第 八

13、 版 ） 图 10-21d按齿面硬度查得小齿轮地接触疲劳强度极限H lim 1600MPa600MPa，大齿轮地接触疲劳强度极限550MPa550H lim 1H lim 2H lim 2MPa设计计算及说明结果15）由机械设计（第八版）表10-6 查得材料地弹性影响系数 ZE 189.8MPa 26） 计算应力循环次数N 160n2 jL h60960 1 (2 8 300 8)2.21184 109N 22.211841096.31951083.527) 由机械设计（第八版）图10-19 取接触疲劳寿命系数KHN 1 0.91, KHN 2 0.938) 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1

14、%，安全系数S=1，得H1KHN 1H lim 10.91 600546MPaSH2KHN 2 H lim 20.93550511.5MPaS（ 2）计算1） 试算小齿轮分度圆直径d1t ，代入H中较小地值d1t 2.92 3 (Z)2KT1EHR(10.5 R)2 u2.92 3 (189.8 )21.8 3382363.757 mm511.50.33(10.50.33)23.52） 计算圆周速度 vvd1t n263.7579606010006010003.2m / s3） 计算载荷系数根据 v3.2m / s ， 7 级精度，由机械设计（第八版）图10-8 查得动载系数Kv1.12直齿轮

15、 KHKF1.1由机械设计（第八版）表10-2 查得使用系数KA1根据大齿轮两端支撑，小齿轮作悬臂布置，查机械设计（第八版）表得轴承系数1ZE189.8MPa 2N 1 2.21184 109 N 2 6.3195 108H1546MPaH2511.5MPad 1t63.757mmv3.2m / s设计计算及说明结果KH be 1.25 ，则 K HKF1.5KH be1.51.251.875接触强度载荷系数 KK K KKH11.121.11.875 2.31A v H4） 按实际地载荷系数校正所算得地分度圆直径，得d 1 d1t 3 K63.7573 2.3169.3mmKt1.85） 计

16、算模数 mmd169.32.77mmz125取标准值 m 3mm6） 计算齿轮相关参数d1mz32575mm1d2mz388264mm21arccosuarccos3.515.9u 23.5211290174.1Rd1u213.5212752136.5mm7） 圆整并确定齿宽 bRR0.33136.545mm圆整取 b246mm ， b150mm3、 校核齿根弯曲疲劳强度4） 确定弯曲强度载荷系数KKAKvKF KF1 1.121.1 1.8752.315） 计算当量齿数K2.31d 169.3mmm3mmd175mmd2264mm1 15.92 74.1R136.5mmb150mmb246m

17、mK2.31设计计算及说明结果zv1z12525.99cos 1cos15.9v1z 25.99zv 2z178321.2cos 2cos74.1v2z 321.26） 由机械设计（第八版）表10-5 查得齿形系数YFa 12.60 YFa 22.06应力校正系数Ysa11.595 Ysa21.977）由机械设计（第八版）图20-20c查得小齿轮地弯曲疲劳强度极限FE 1500MPa ，大齿轮地弯曲疲劳强度极限FE 2380MPa8） 由机械设计（第八版）图10-18 取弯曲疲劳寿命系数 KFN 1 0.86 KFN 2 0.919） 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数 S1.4 ，得KF

18、N1FE 10.86 500F 1S1.4307.14 MPaKFN 2FE 20.91380F 2S247MPa1.47）校核弯曲强度根据弯曲强度条件公式F2KTYFaYSaF 进行校核0.5R)2 Zbm2 (12KTYFa 1YSa1F1b1m2(120.5 R) Z122.31338232.60 1.595 82.6MPaF 15032(10.50.33)225F1307.14 MPaF2247MPaF 182.6 MPaF 1设计计算及说明结果2KTY YF 2Fa 2 Sa20.5 R)2Z 2b2 m2 (12 2.31338232.061.97F 224.97 MPa46 32

19、(10.50.33)224.97MPaF 288F2满足弯曲强度，所选参数合适.圆柱斜齿轮设计已知输入功率 P3 3.26kw ，小齿轮转速 274.3r/min ，齿数比 u=6.7 ，由电动机驱动，工作寿命 8 年（设每年工作300 天），两班制，带式输送机工作经常满载，空载起动，工作平稳，不反转 .1、 选定齿轮精度等级、材料及齿数1） 圆锥圆柱齿轮减速器为通用减速器，速度不高，故选用7 级精度 (GB10095-88)2） 材料选择 由机械设计（第八版）表10-1 选择大小齿轮材料均为40Cr 钢（调质），小齿轮齿面硬度为280HBS ，大齿轮齿面硬度为250HBS.z20 , z 1

20、34123） 选小齿轮齿数 z1 20 ，大齿轮齿数 z26.7 20 1344） 选取螺旋角 .初选螺旋角142、 按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即d2KtT 3u 1 ZH ZE21t3()Kt 1.6udH(1) 确定公式内地各计算数值1） 试选载荷系数Kt1.62） 计算小齿轮地转矩设计计算及说明结果95.5 105 P395.5 105 3.26mmT 3113500 Nn3274.3d13） 选齿宽系数4） 由机械设计（第八版）图10-30 选取区域系数 ZH2.4335）由机械设计（第八版）图 10-26查 得10.762，20.9， 则121.66216） 由机械设

21、计（第八版）表10-6 查得材料地弹性影响系数ZE189.8MPa27） 计算应力循环次数N 160n3jL h60 274.3 1 (28 3008)6.32108N16.32108N 29.4337810N 26.32109.4331076.78） 由机械设计（第八版）图10-21d 按齿面硬度查得小齿轮地接触疲劳强度极限H lim 1750MPa ，大齿轮地接触疲劳强度极限H lim 2700MPa9） 由机械设计（第八版）图10-19 取接触疲劳寿命系数KHN 10.95, KHN 20.9810）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数 S=1，得H 1KHN 1H lim 1

22、H 2H 10.95750712.5MPaSKHN2H lim 2700686MPaH 20.98S712.5MPa686MPaH1H2712.5 686H699.25MPa699.25MPaH22（ 3）计算1）试算小齿轮分度圆直径d1t ，由计算公式得设计计算及说明结果d1t2Kt T 3 u 1 ZHZE)23u(dH32 1.61135007.7(2.433 189.8)247.85mmd1t 47.85mm11.6626.7699.252） 计算圆周速度vd n347.85274.3v1t0.6869 m / s1000601000603） 计算齿宽 b 及模数 mntbdd1t14

23、7.8547.85mmmntd1t cos47.85cos14Z1202.32mmh2.25mnt2.252.325.22mmb47.859.167h5.224） 计算纵向重合度0.318d1tan0.318120tan141.5857Z5） 计算载荷系数根据 v 0.6869 m / s ， 7级精度，由机械设计（第八版）图10-8 查得动载系数Kv 1.01由机械设计（第八版）表10-3 查得 KHKF1.4由机械设计（第八版）表10-2 查得使用系数 KA1由机械设计（第八版）表10-13 查得 KF1.32由机械设计（第八版）表10-4 查得 KH1.417接触强度载荷系数 K K K

24、 KHKH1 1.01 1.41.4172Av6）按实际地载荷系数校正所算得地分度圆直径，得v0.6869 m / sb 47.85mm mnt 2.32mm h 5.22mmb 9.167h1.5857K2d151.5mmd11t 3K32d47.8551.5mmKt1.6设计计算及说明结果7） 计算模数 mnd1 cos51.5 cos14mn2.5mm2.499mmmn20Z1取 mn2.5mm8） 几何尺寸计算（ 1）计算中心距(zz)m(20134)2.512n198.4mma2cos142cos（ 2）按圆整后地中心距修正螺旋角arccos ( z1 z2)mnarccos (20

25、134) 2.514.012a2198.4因 值改变不多，故参数、 ZH 等不必修正（ 3）计算大小齿轮地分度圆直径d 1z1mn202.551.5mmcoscos14.01d 2z2mn1342.5345.3mmcoscos14.01（ 4）计算齿轮宽度bdd 11 51.551.5mm圆整后取 B2 51mm B1 56mm3、 校核齿根弯曲疲劳强度1） 确定弯曲强度载荷系数K K AKvK F KF1 1.011.41.321.8662） 根据重合度1.5857 ，由机械设计（第八版）图10-28 查得螺旋角影响系数Y 0.88设计计算及说明3） 计算当量齿数z20z121.9v1(co

26、s)3(cos14.01 )3zv2z2134146.7(cos) 3(cos14.01 ) 34）由机械设计（第八版）表10-5 查得齿形系数a 198.4mm 14.01d151.5mmd 2345.3mmB156mmB251mmK1.866结果zv121.9zv2146.7YFa 12.72 YFa 22.14应力校正系数Ysa11.57 Ysa21.835）由机械设计（第八版）图20-20c 查得小齿轮地弯曲疲劳强度极限FE 1680MPa ，大齿轮地弯曲疲劳强度极限FE 2650MPa6） 由机械设计（第八版）图10-18 取弯曲疲劳寿命系数KFN 10.88KFN 20.9210）

27、计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S1.4 ，得K FN1FE10.88680F 1427.43MPaS1.4FKFN 2FE 20.926502427.14 MPaS1.411）校核弯曲强度2KTY (cos )Y Y根据弯曲强度条件公式F2 FaSaF 进行校核d z2mn3F 12KTY (cos)2 YFa1YSa123d 1nzm21.8661135000.88 (cos14.01 ) 22.721.57 144.3MPaF 112021.6622.53设计计算及说明2KTY (cos) YYF12Fa2 Sa2dZ 22mn321.8661135000.88 (cos14.01

28、 )22.141.83F2.95MPa113421.6622.532满足弯曲强度，所选参数合适.F1427.43MPaF2427.14MPaF 1144.3MPaF 1结果F 12.95MPaF 2结果设计计算机说明六、轴地设计计算输入轴设计1、求输入轴上地功率 P2、转速 n2 和转矩 T 2P23.4kw n2 960r / min T 2 33.82N m2、求作用在齿轮上地力已知高速级小圆锥齿轮地分度圆半径为dm1d1(10.5 R)mtZ 1(10.5 R)325(10.50.33)62.625 mm而Ft2T 233.821032dm162.6251080NFrFttancos 11080tan 20cos15.9377 NFaFttansin11045tan 20sin15.9107.7 N圆周力 Ft 、径向力 Fr 及轴向力 Fa 地方向如图二所示设计计算及说明Ft1080NFr377 NFa107.7 N结果图二设计计算及说明结果a) 初步确定轴地最小直径先初步估算轴地最小直径.选取轴地材料为45 钢（调质），根据机械设计（第八版）表15-3 ，取 A0 112 ，得 d minA0 3 3.417.07mm ，输入轴地最小直