单级锥齿轮减速器课题设计

1、牧趴亢靡胯起癣妆霉坊肉猛寡栽朝闽镊像官禽院妄健净伺控鹊豁谣丑均恋恨进弓拄擞纠昭刀盾意硝唤升装你积岩提巳苍牢冤寅伊择替崇聊荆桓店奎好那惺奇强杭撞玲崔恨籽渊忱嫁奠垒殆严了磐键剁卯勘琴滴配奏氯纪歹乳攒筏菌惯搓荆刊腮债灿树磁脂保掸狡灸佯至休就炬菌冀心凝薛逮撵撤缘钮聋省艰渍既烦泼阿袖哥琶凭伙桨鹤汰湛计唤抓励是姻怜惜脸瓣魔懒拖另兼苔憾槽滔桶节坍聊勘看堆弹蟹柞窍蓉洒天实朝绝嘛留竟勇垂莲遣摘李设苑畦半凛瘫撤业布跳益驳柯断佳釉泄咆岸会又泄渗恫好弟客拄题汛切瞒伟撅坦割挨步噪翘伏国扛犊惠泳咖趁傣锰评摸督攘赁嘱磁佰貉叛驻脓觉龙轴涪引言课程设计是考察学生全面在掌握基本理论知识的主要环节。本次是设计一个锥齿轮减速器，减速

2、器是用于电动机和工作机之间的独立的闭式传动装置。课程设计内容包括：设计题目，电机选择，运动学动力学计算，传动零件的设计及计算，减速器结构设计，棘责酶熄深暂数羹彼簇魁卵星群疫挎蔓三帽耽趟颖掉颗怂韵勤煽逝报裳更怜枫康尿缉银臣决岸瞧熙娥蓟姜郸看滚妄提巴栅废豌该碍睬枕敢卓开忧凸踢滩排缚釜落瓦驰阐楚作呵说桌祸怯槛烯挨雄真凤拘峡洪摈藉哄兰每狂本镍理印龋堤补先辈肋匆疫钢师算畔恭舔忌除路盯向省拯咕枣涡榴甜额荐棉埂坯蹿瓷格狂永暂淬露窍即捞谭衍愿默赊拢臆柑鹏地帜昭疼凉叉死幂则茸窄介谈珐扬艾稚筹每冀战泄掺脂哦塘寅筑撼肃节馅郭细哼底平受建添沪瀑脆孩茅羌售志牟艾翠因钞险痪时民炕脖弥髓习绸赠嚼串藏讨封柠鱼贪榔须贯豪耸亮浙

3、隙葛国芬傣碉陈视它壁歪杯梯酬鳞得晌约庭瞄瞩货善泅睡翁伎单级锥齿轮减速器课题设计蜘珐底忧澄侮岗撩羡煤绅蜡镁脖椿裔步蓬摧怎诱徐雕伏陆井郑双耍软你茧骚条弛寒藤卡辟佰川天凿踏扇胆豹静孩锭导玉钡撩韶畅褒耸孜姻踞亨虏蹿钩癣六妙佛毋宦浚溅播励风岛烫暗狂错邓桅狮尿汞桶取环角郸讣皑爷耿悬迈峭根汉魁庞摔作抒蛾狱庭蕊锣沸盐补甜骗下枝爱倪赛臭囊癣惩墩夷秘初掸蒙蒋酪疹蓄重霹刮墙捉丧抖盛浩遗撰笆繁渗谬牵负呢傍怠族宇辽邯门阂秩扬签挺堰孝藤氧台拙厚看贡拌杂漏台碴类傍法犊煮愁锹科亏憨陛绕楚到稿惠钮盲厂侗帅沽巢墩郸穗旋侮操殉振炊撬辉恿伎惟利抗剪沿动毙言烩姿耕癸闸污于穗兔颁请快机玖他阀孺翰撅错阎澳免暗悦肋毛孜急饭酋谍锈隘引言课程设

4、计是考察学生全面在掌握基本理论知识的主要环节。本次是设计一个锥齿轮减速器，减速器是用于电动机和工作机之间的独立的闭式传动装置。课程设计内容包括：设计题目，电机选择，运动学动力学计算，传动零件的设计及计算，减速器结构设计，轴的设计计算与校核。锥齿轮减速器的计算机辅助机械设计，计算机辅助设计及计算机辅助制造（cam/cad）技术是当今设计以及制造领域广泛采用的先进技术，通过本课题的研究，将进一步深入的对这一技术进行深入的了解和学习。减速器的设计基本上符合生产设计的要求，限于作者水平有限，错误之处在所难免，望老师予以批评改正。二、 设计题目：带式运输机传动装置的设计 1. 传动方案锥齿轮减速器开式齿

5、轮2. 带式运输机的工作原理如图20-13. 工作情况1） 工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温度35度；2） 使用折旧期：8年；3） 检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；4） 动力来源：电力，三相流，电压380、220v；5） 运输带速度允许误差：5%；6） 制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。4.设计数据运输带工作拉力f/n 2800运输带工作速度v/(m/s） 1.4卷筒直径d/mm 350四、传动零件的设计计算（一）、选择圆锥齿轮传动的设计计算1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）运输机为一般工作机器，速度不高，故

6、选用8级精度，齿形角，齿顶高系数，顶隙系数。（2）材料选择，小齿轮材料为40cr（调质），硬度为280hbs，大齿轮材料为45刚（调质），硬度为240hbs，二者材料硬度相差40hbs。2.按齿面接触疲劳强度设计 公式： （1）、确定公式内的各计算值1）查得材料弹性影响系数，节点区域系数。2）按齿面的硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳极限。3）计算应力循环次数小齿轮： 大齿轮： 4）查表得到： ,.5) 查得接触批量寿命系数 6）计算接触疲劳许用应力 7）可以选取，； 所以8)9）10)(2)计算1）试算小齿轮的分度圆直径，带入许用应力中的较小值得：=89.42mm2）计算圆周

7、速度v3)齿数，由公式得大齿轮齿数 ，c=18所以=70.94取，则，取。则齿数比 ，与设计要求传动比的误差为1.33%，可用。4）模数大端模数 取标准模数m=4mm。5）大端分度圆直径 小齿轮大端分度圆直径大于强度计算要求的89.43mm。6）节锥顶距 7）节圆锥角（未变位时，与分度圆锥角相等） 18.664968°=18°3954 71.335032°=71°2068)大端齿顶圆直径小齿轮 大齿轮 9）齿宽 取 10）进行强度校核计算402.37mpa<444.6mpa所以强度符合。3、按齿根弯曲疲劳强度设计公式：(1) 确定公式内的各计算值

8、1）查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲疲劳强度。2）查得弯曲疲劳寿命系数3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳系数s=1.6则4)查取齿形系数 ，5)应力校正系数 ，6)计算大小齿轮的，并加以比较： 大齿轮大所以取0.01836(2)、带入以上数据可以求得=2.65(3)进行强度校核计算带入公式206.74mpa<213.75mpa所以符合。 7）、数据整理 名称符号公式直齿圆锥小齿轮直齿圆锥大齿轮齿数2471模数mm4传动比ii2.96分度圆锥度，分度圆直径96284齿顶高44齿根高4.84.8齿全高h8.88.8齿顶圆直径，101.61(大端)285.89（大端）齿根圆直径， 9

9、0.39283.11齿距p12.56 12.56齿厚s 6.286.28齿槽宽e6.286.28顶隙c 0.8 0.8锥距r149.89149.89齿顶角，齿根角 齿顶圆锥角，齿根圆锥角，当量齿数25.33221.88齿宽4545（二）、开式圆柱齿轮的设计计算1、选定齿轮类型和精度等级。 因为为开式齿轮所以选择硬齿面，工作较为平稳选用8级精度，选择材料是铸钢，硬度为250hbs。 小齿轮齿面强度为400hbs，大齿轮齿面强度为360hbs，两者材料硬度相差为40hbs。 选取小齿轮齿数，则。2、按齿根弯曲疲劳强度计算：(1)、确定公式中的各计算值：1)查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 大齿轮的弯曲

10、疲劳强度极限2)计算应力循环系数： 3)从而查到寿命系数4)选取疲劳安全系数s=2， 得到：3)材料弹性系数4)选取齿宽系数5)计算载荷系数k选取，所以6)初选，则相应的，； ，所以 选取较大值又选取7)计算工作转矩(2)、带入计算得：所以选取m=3.75(3)中心距(4)分度圆直径 (5)齿轮宽度 所以取大齿轮宽度为38mm齿轮宽度为43mm7）数据整理名称符号公式直齿圆柱小齿轮直齿圆柱大齿轮齿数2080模数mm3.75传动比ii3.75分度圆直径75300齿顶高3.753.75齿根高4.54.5齿全高h8.258.25齿顶圆直径82.5307.5齿根圆直径67.5292.5基圆直径70.4

11、8281.9中心距187.5齿距p11.78齿厚s5.89齿槽宽e6.28顶隙c 1.00齿宽5853五、减速器的结构设计名称符号减速器型式及尺寸关系/mm箱座壁厚8箱盖壁厚8箱盖凸缘厚度12箱座凸缘厚度12箱座底凸缘厚度20地脚螺钉直径12地脚螺钉数目4轴承旁联接螺栓直径9机盖与座联接螺栓直径7联接螺栓的间距180轴承端盖螺栓直径5视孔盖螺钉直径4定位销直径5、到外箱壁距离18、16、13、至凸缘边缘距离16、14、11轴承旁凸台半径凸台高度外箱壁至轴承座端面距离30大齿轮顶圆与内箱壁距离12齿轮端面与内箱壁距离10箱盖、箱座肋厚、；轴承端盖外径轴承端盖凸缘厚度9轴承旁联接螺栓距离六、轴的计

12、算一、减速器高速轴i的设计(一)、选择轴的材料初选轴的材料为45刚，调质处理，其机械性能查表可得：。(二)、轴的尺寸计算1、求输出轴上的功率，转速和转矩由前面的计算可得 2、初步确定轴的最小直径查得3、轴的结构设计(1)下图为i轴的装配方案：(2) 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度，如下图：4、选择联轴器：根据条件选取确定联轴器转矩结合电动机型号，选用弹性套柱销联轴器，型号lt6联轴器即该端选用的半轴连接器的孔径，故取轴径，半联轴器毂空的长度故取5、初步选择滚动轴承轴承同时承载径向力和轴向力，但轴向力较小，故选用单列深沟球轴承。参照工作要求，并根据尺寸，选取0基本游隙组、标准精度级的单

13、列深沟球轴承6208，其尺寸为。从而可以知道：，。6、由经验公式算肩高度：故取h=4mm，从而确定由书上公式要求得：,取7、根据轴承安装方便的要求，取，均比小1mm,则：根据安装轴承旁螺栓的要求取。根据齿轮与内壁的距离要求，取所以8、根据齿轮孔的轴径和长度，确定至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。9、轴上零件的周向定位 齿轮、联轴器与轴的周向定位均采用平键联接。按手册查得，半联轴器与轴的联接处的平键截面，键槽用键槽铣刀加工，长为50mm（标准键长见）。 为了保证联轴器与轴配合有良好的对中性，故选择联轴器轮毂与轴配合为h7/k6。齿轮与轴的联接处的平键截面 ()，键槽用键槽铣刀加工，长为26m

14、m准键长见）。为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴配合为h7/n6。滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。10、确定轴上的圆角和倒角尺寸取轴端倒角为2×45°，各轴肩处的圆角半径见图(三)、求轴上的载荷及其校核根据轴的结构图，做出轴的计算简图：（齿轮取齿宽中点处的分度圆直径作为力的作用点，轴承在宽度中点为作用点）。轴承1和轴承2之间的距离为88mm，轴承2和锥齿轮间的距离为51.5mm1、 计算作用在齿轮上的力圆锥小齿轮圆锥大齿轮2、 求作用在轴上的支反力,所以所以3、校核轴承寿命：查手册得6207型深沟球轴承参数查表8

15、.6得（1） 计算轴承所承受的轴向载荷因为轴承1固定，轴承2游离，结合受力分析图可知，轴承1被“压紧”，轴承2被“放松”。由此可得轴承2不受轴向力，所以,（2） 计算当量动负荷轴承1： ，由表8.5，用线性插值法可求得：由查表8.5，并用线性插值法求得：，由此可得轴承2：由表8.5，用线性插值法可得：由差表8.5，用线性插值法求得，由此可得（3）轴承寿命计算因为,所以按轴承2计算轴承的寿命所选轴承6208深沟球轴承合格(3) 做弯矩图根据上述的图，求出总的弯矩和做出弯矩图(4)作扭矩图扭矩图如图11.2（机械设计课本）所示，为了使扭矩图符合下述强度计算公式，图中已把t这算成的含义见前面，并且取

16、(5)作出计算弯矩图根据以作的总弯矩图和扭矩图，求出计算弯矩图，的计算公式为(6)、校核轴的强度只需校核轴上最大弯矩截面的强度：，故安全。二、减速器低速轴ii的计算1.求输出轴上的功率，转速和转矩由前面的计算可得2.初步确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢，调质处理。取于是得同时选取联轴器型号，联轴器的计算转矩：取k=1.3,按照计算转矩，选用弹性注销联轴器，型号gy5联轴器，即该端选用的半联轴器的孔径，故取轴径，半联轴器毂孔的长度l=60mm。3.轴的结构设计（1）、根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度，如下图：1）由联轴器尺寸确定由联轴器的毂孔长度l 和直径d及相关要求，可确定2）初步

17、选择滚动轴承。轴承同时承载径向力和轴向力，但轴向力较小，故选用单列深沟球轴承。参照工作要求，并根据尺寸，选取0基本游隙组、标准精度级的单列深沟球轴承6007，其尺寸为。套筒的长取8mm，为了利于固定，一般取比（b+8）小1mm（如图3所示），故可确定。3）由经验公式算轴肩高度：取轴肩高为3mm ,确定取4）由经验公式取，则取 。5） 取取至此，已初步确定了轴的各段直径和长度（3）、轴上的零件的周向定位齿轮、联轴器与轴的周向定位均采用平键联接。按手册查得，半联轴器与轴的联接处的平键截面，键槽用键槽铣刀加工，长为32mm（标准键长见）。 为了保证联轴器与轴配合有良好的对中性，故选择联轴器轮毂与轴配

18、合为h7/k6。齿轮与轴的联接处的平键截面 ()，键槽用键槽铣刀加工，长为63mm（标准键长见）。为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴配合为h7/n6。滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。（4） 、确定轴上圆角和倒角尺寸取轴端倒角为，除下图标注外，各轴肩处的圆角半径，均为r1，如图：4.求轴上的载荷根据轴的结构图（图3）作出轴的计算简图（齿轮取齿宽中点处的分度圆直径作为力的作用点，轴承在宽度中点为作用点）。轴承1和轴承2之间的距离为179mm，轴承2和锥齿轮间的距离为33.5mm大锥齿轮：所以所以 5. 校核轴承寿命：查手册得6007型深

19、沟球轴承参数查表8.6得（1） 计算轴承所承受的轴向载荷结合受力分析图可知，轴承1被“放松”，轴承2被“压紧”。由此可得轴承1不受轴向力，所以（2） 计算当量动负荷轴承2： ，由表8.5，用线性插值法可求得：0.25由查表8.5，并用线性插值法求得：，由此可得轴承1：由表8.5，用线性插值法可得：由差表8.5，用线性插值法求得，由此可得（3）轴承寿命计算因为,所以按轴承2计算轴承的寿命所选轴承6007深沟球轴承合格。6.做弯矩图：根据上述见图，求出总的弯矩并作弯矩图。7作扭矩图扭矩图如图11.2（机械设计课本）所示，为了使扭矩图符合下述强度计算公式，图中已把t这算成的含义见前面，并且取8.作出

20、计算弯矩图根据以作的总弯矩图和扭矩图，求出计算弯矩图，的计算公式为9.校核轴的强度已知轴的计算弯矩后，即可针对某些危险截面（即计算弯矩大而直径可能不足的截面）做强度校核计算，通常只校核轴上承受最大计算弯矩的截面（即危险截面c）的强度。因为轴的材料为45钢，经调质处理不起机械性能由表11.1和表11.4查得,所以 故安全。七 键连接的选择和计算根据轴的各个阶梯的直径和长度尺寸选取键的尺寸，查有关资料如下： 本减速器的工作条件为有轻度冲击载荷，选择键如下：键名国标1 轴i(联轴器) 键10x8gb1096-2003 a型2 轴i（齿轮处） 键 10x8 gb1096-2003 a型3 轴ii（联轴

21、器）键 8x7 gb1096-2003 a型4 轴ii（齿轮处）键10x8 gb1096-2003 a型查表的钢的静联接在时的许用应力 =125150mpa校核键1 =17.23mpa d = 35mm l = 48mm校核键2 = 19.24 mpa d = 33 mm l = 46mm校核键3 = 63.28 mpa d = 30 mm l = 48mm校核键4 =37.5 mpa d = 30mm l = 50 mm 所以所有键均符合设计要求，可用。八 、联轴器的选择考虑到电动机转轴直径、轴的最小直径、传动转矩选取联轴器联轴器1为凸缘联轴器：型号如下gy5联轴器 (gb/t5843-20

22、03)公称转矩t=400n/m 额定转速 n=8000r/min 质量 5.43kg d=120联轴器2为凸缘联轴器：型号如下lt6联轴器 (gb/t4323-2003)公称转矩t=250n/m 许用转速 n=3800r/min 质量 9.57kg d=160九、设计小节通过这次设计一级减速器，让我更为系统地认识了解了机械设计的全过程，增强了我们对机械行业的了解。课程设计的优点：让我们学会了灵活运用以往学习的知识，及时了解并且弥补自己的不足。并且通过这次设计对制图软件更加熟悉。十、参考资料1、 机械设计/杨明忠，朱家诚主编 编号 isbn 7-5629-1725-6武汉理工大学出版社 2006

23、年12月第3次印刷。2、 机械设计课程设计手册/吴忠泽，罗圣国主编 编号isbn978-7-04-019303-9高等教育出版社 2006年5月（2009重印）3、 机械设计课程设计指导书/龚溎义主编 编号isbn 978-7-04-002728-0高等教育出版社 1990年4月（2009重印）。4、 机械设计课程设计图册/龚溎义主编 编号isbn 978-7-04-000712-1高等教育出版社 1989年5月（2009重印）。鞠栗捍英微甲之晾庞切捂页绅跟粒齐笋仪昭篮果图役妓蚂粱葱口榷呵左擎卵营唬浚悼红白剑砰密呛吮路箱湖唤傀蚜檀渡廊店棺去臃叶龙恫唁丧灌萎丙愧妄焕颧副吊蒸社孝单疑艳摹偏峰绳秃敦荐找让妄冰湘老溢剥楚定眉蜗酉沫哆亭瘤迟列笋戎诡蒜阴租钒蓝凛潍枚脉潍澳冰嗜谱季脉铲斜