机械设计课程设计单级圆锥齿轮减速器

1、机械设计课程设计说明书设 计 题 目 院系 、班级 学 号 设 计 人 指 导 老 师 完 成 日 期 设 计 计 算 及 说 明结果、备注一、设计任务书及方案说明在以下拟定好的传动方案中，实现传动带所需功率P=3.5kw,卷筒转速n=150r/min。传动方案如下：单班工作，载荷平稳，大修期4年，使用年限8年（每年工作300天），小批量生产。该方案使用锥齿轮，工作可靠，传动效率高，维护方便，环境适应性好，而且尺寸较小，但制造成本较高。二、电动机的选择1、电动机类型选择根据电源及工作机工作条件，选用卧式封闭型Y（IP44）系列三相交流异步电动机。2、电动机功率选择1）工作机所需功率由题意知工作

2、机所需功率为2）电动机输出功率由指导书表2-4查得V带传动、滚动轴承、弹性联轴器、圆锥齿轮以及在卷筒处润滑良好的滚动轴承的传动效率分别为， 设 计 计 算 及 说 明结果、备注，则传动装置总效率为 故电机的输出功率 查表确定电动机额定功率3）电动机转速的选择 查表2-1可知，直齿圆锥齿轮传动比，V带传动比，则电机可选转速范围为可见同步转速为750r/min、1000r/min、15000r/min的电机均符合，这里初选同步转速分别为1000r/min、15000r/min的两种电动机进行比较，如下表：方案电动机型 号额定功率（kw）电动机转速（r/min）电动机质 量（kg）传动装置的传动比同

3、步满载总传动比V带传动减速器1Y132S-45.515001440689.633.22Y132M2-65.51000960846.42.72.37由表中数据可知两个方案均可行，但方案2的传动比小，传动装置结构尺寸较小。因此，可采用方案2，选定电动机的型号为Y132M2-6。3、计算传动装置总传动比和分配各级传动比1）传动装置总传动比 2）分配各级传动比取V带传动的传动比，则单级直齿圆锥齿轮减速器的传动比为 所得值符合一般圆锥齿轮传动和单级直齿圆锥齿轮减速器传动比的常用范围。参考资料1参考资料2参考资料1设 计 计 算 及 说 明结果、备注4、计算传动装置的运动和动力参数1）各轴的转速设电动机轴

4、为0轴，减速器高速轴为轴，低速轴为轴，各轴转速为 2）各轴输入功率按电动机额定功率计算各轴输入功率，即 3）各轴转速 三、传动件齿轮的设计1、齿轮类型、精度等级、材料 1）带式运输机为一般工作器，速度不高，选用7级精； 2）材料选择：大小齿轮均用45纲，小齿轮调质，大齿轮正火，； 3）齿数 取 2、初步计算 载荷系数 齿数比 GB10095-88该处公式全部来自参考资料4 设 计 计 算 及 说 明结果、备注 试验齿轮的接触疲劳极限 估算时的安全系数 齿轮使用接触许用应力 估算结果 3、几何计算 分锥角 大端模数 取 大端分度圆直径 平均分度圆直径 平均模数 外锥距 齿宽 取 大端齿顶高 大端

5、齿根高 齿顶角 齿根角 参考资料3ME级设 计 计 算 及 说 明结果、备注 顶锥角 根锥角 大端赤顶圆直径 安装距 冠顶距 当量齿数 4、接触强度校核 分度圆切向力 动载荷系数 设 计 计 算 及 说 明结果、备注使用系数 载荷分布系数 载荷分配系数 节点区域系数 弹性系数 重合度、螺旋角系数 锥齿轮系数 计算 许用接触应力 试验齿轮接触疲劳极限 寿命系数 润滑油膜影响系数 最小安全系数 尺寸系数 工作硬化系数 许用接触应力值 由上可知 可用可用设 计 计 算 及 说 明结果、备注5、按弯曲强度校核 复合齿形系数 重合度和螺旋角系数 其余项同前，并 计算结果许用弯曲应力 齿根基本强度 寿命系

6、数 相对齿根圆角敏感系数 相对齿根表面状况系数 尺寸系数 最小安全系数 许用弯曲应力值 由上可知 可用四、轴的设计计算 1、选定轴的材料 45纲 2、初算轴的直径 按扭转强度 （）参考资料3可用不论是接触强度还是弯曲强度，校核都通过参考资料3设 计 计 算 及 说 明结果、备注计算得 对于轴，有键槽，应适当增大直径，取；对于轴，由于是非外伸轴，去较大的，但轴为低速级，应取较小的，所以去，取。 3、确定各段长度（以轴为例）如上图所示：轴的基本直径AB、EH段直径为30mm，其中AB=130mm，EF为套筒段，起长度为20mm，FG段为齿轮，起长度为60mm，GH段为挡圈和止动垫圈所用，长度为10

7、mm；BC、DE处为轴承段，其直径为35mm，又因该传动为圆锥齿轮传动，所以选用圆锥滚子轴承，查手册选型号7207E；CD为传动段，为了固定轴承，选直径为40mm，长度为40mm；在Q处有一J型橡胶油封，查手册选为55X30X12。4、受力分析及校核1）受力分析受力图如上：垂直面内 得GB297-84参考资料5设 计 计 算 及 说 明结果、备注水平面内 得由上可做出玩矩和扭矩图弯矩：则 扭矩 对塑性材料，应用第三强度理论，在DE段截面内 其中 设 计 计 算 及 说 明结果、备注查表15-1得许用弯曲应力安全，可用 5、精确校核轴的疲劳强度 从弯矩土可知，DE中间出弯矩最大；从扭矩图可知扭矩

8、处处相等，在水平面内受力都较对应处垂直面内的小，所以若垂直面的校核通过，那么水平面内也没有问题，所以只需校核DE段。 截面DE段处 查表15-1得，由附表3-1，其中，经插值后得 由附图3-1得 故 由附图3-2查得 尺寸及截面形状系数 由附图3-3查得 扭转剪切尺寸系数 轴按磨削加工，有附图3-4得表面质量系数 轴表面未经强化处理，即 按下式计算综合系数 参考资料3参考资料3设 计 计 算 及 说 明结果、备注由书查得材料特性系数 取 取于是安全系数值为仅有法向应力时 则 材料均匀，载荷与应力计算准确是取 材料不够均匀，载荷计算精确较低 所以取 S=1.6 安全本题无大的瞬时过载及严重的应力

9、循环不对称，可略去静强度校核。五、键的选择与校核 根据个轴受力及扭转力矩，在齿轮处选择圆头平键，查表取得 b*h*L=10X8X40校核 键与轮毂键槽的接触高度 圆头平键工作长度 轴直径 查表得 则 可用参考资料3设 计 计 算 及 说 明结果、备注六、联轴器的选择 选用HL3型弹性柱销联轴器七、减速器的润滑 1）齿轮的润滑 因齿轮的圆周速度<12m/s,所以用浸油润滑的润滑方式。 高速齿轮浸入油里约0.7个齿高，但不小于10mm，低速齿轮浸入油高度约为一个齿高，也不小于10mm， 2）滚动轴承的润滑 因润滑油中的传动零件（齿轮）的圆周速度，所以采用飞溅润滑，通过箱壁的油槽传输。八、减速器箱体材料及结构尺寸 材料 HT200 箱体壁厚 取箱盖壁厚 取 箱体凸缘厚度 箱座 箱盖 箱底座 加强肋厚度 箱座 箱盖 地脚螺钉直径 取 地脚螺钉数目 轴承旁连接螺栓直径 箱盖、箱座联结螺栓直径 取 螺栓间距 观察孔盖螺钉直径 取 至箱外壁距离 至凸缘的距离 轴承旁凸台半径 箱体外壁至轴承座端面距离 GB5014-85参考资料5参考资