链板式输送机用的圆锥斜齿圆柱齿轮减速器设计F=8000 V=0.37 D=351

1、33机械设计课程设计全套图纸加V信 sheji1120或扣 3346389411题目：链板式输送机用的圆锥斜齿圆柱齿轮减速器设计 目 录一、设计任务 2二、传动方案的拟定及说明 3三、电动机的选择 3四、传动装置的总传动比及其分配 4五、计算传动装置的运动和动力参数 4六、齿轮传动的设计计算 5七、链传动设计 14八、轴及联轴器和轴承的设计计算 15九、滚动轴承的校核 23十、键的选择及强度校核 26十一、箱体设计及附属部件设计 28十二、润滑与密封 29十三、端盖设计 30十四、心得体会 31一、设计任务：设计一用于带式运输机上的圆锥圆柱齿轮减速器。传动简图如下：总体布置简图1电动机 2联轴

2、器 3减速器 4链传动 5链板式输送机已知条件：组数输送链的牵引力F（KG）输送链的速度v(m/s)输送链链轮节圆直径d(mm)第六组80.37351注：1.链板式输送机工作时，运转方向不变，工作载荷稳定。2.工作寿命15年，每年300个工作日，每日工作16小时。计算工作寿命：二、传动方案的拟定及说明如上图课程设计任务书上布置简图所示，传动方案采用圆锥圆柱齿轮减速箱：圆锥齿轮置于高速极，以免使圆锥齿轮尺寸过大加工困难；第二级采用斜齿轮减速只是为了增加设计难度；链传动的制造与安装精度要求较低适合远距离传动，但只适用在平行轴间低速重载传动，故用在低速级。三、电动机的选择根据动力源和工作条件，参考文

3、献1,P167选用Y系列三相异步电动机。1、工作机输出功率2、输送链小链轮转速 n输送链链轮节圆周长 c=d=1102.70mm转速 r/min=20.13 r/min 3、传动效率：查参考文献1,P:5表1-7锥齿轮传动：8级精度的一般齿轮传动(稀油润滑)；斜齿轮传动：7级精度的一般齿轮传动(稀油润滑)；链传动：滚子链；联轴器：初选弹性联轴器；滚动轴承：滚子轴承（稀油润滑）（一对）；总传动效率=0.834、电动机输入功率5、由参考文献1P:167表12-1 选Y112M-4型号电动机，主要技术数据如下：型号额定功率（kW）满载转速（r/min）堵扭转矩额定转矩Y112M-414402.2最大

4、转矩质量（kg）DEG额定转矩2.343286024四、传动装置的总传动比及其分配1、系统总传动比=1440/20.13=71.542、由参考文献1P:5表1-8：对于圆锥圆柱齿轮减速器，为使大圆锥齿轮直径不致过大，传动比应取小值，但考虑到使用本题是油润滑，大锥齿轮和大圆柱齿轮直径相差不易太大，可以取圆锥齿轮传动比。对于圆柱斜齿轮，传动比范围为2-6，取；所以对于链传动取链传动比，在链传动比范围内，符合要求。五、计算传动装置的运动和动力参数由参考文献1，P:197得：1、各轴转速n（r/min）设：减速器高速轴为轴，中速轴为轴，低速轴为轴，各轴转速为：2、各轴输入功率P（kW）3、各轴输入转矩

5、T（N）六、齿轮传动的设计计算1、设计对象：（一）高速级锥齿轮传动 （二）低速级圆柱斜齿轮传动一、高速级锥齿轮传动：1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）选用标准直齿锥齿轮传动，压力角取20°，轴交角。（2）齿轮精度由上面三电机选择时确定为8级。（3）材料选择：由参考文献2P:191表10-1 ，选择小锥齿轮材料为45钢（调质），硬度为250HBS；大齿轮材料也为45钢（调质），硬度为220HBS，二者硬度差为30HBS。（4）初选小齿轮齿数Z1=20，大齿轮齿数Z2=uZ1=3x20=60。2、按齿面接触强度设计由参考文献2 P:227计计算公式（10-26）进行试算，即1)

6、确定公式的各计算数值试选载荷系数已知小锥齿轮转矩圆锥齿轮传动的齿宽系数:取常用值已知齿数比由参考文献2P:201表10-6查得材料的弹性影响系数由参考文献2图1021d)按齿面硬度查小锥齿轮的接触疲劳强度极限大锥齿轮的接触疲劳极限由参考文献2式10-13计算应力循环次数。 由参考文献2图1019查得取接触疲劳寿命系数计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S1，由参考文献2式（10-12）得可见大锥齿轮的许用接触应力小。试算小锥齿轮的d1t，由计算公式，得2)调整小齿轮分度圆直径计算圆周速度vm1。当量齿轮的齿宽系数d。锥距齿宽d=b/dm=31.60/53.58=0.5903）计算载荷

7、系数由参考文献2表10-2查得使用系数根据，由于锥齿轮，需降低一级精度，由机械设计图10-8查得动载系数直齿圆锥齿轮的齿间载荷分配系数由参考文献2表10-4用差值法查得轴承系数，因为是直齿锥齿轮，取。故载荷系数按实际载荷系数校正所算得的计算大端模数。取标准值m=3。3、校核齿根弯曲强度由参考文献2 P:266式（10-24）1）确定公式中各计算数值计算载荷系数 由参考文献2 图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳极限，大齿轮的弯曲疲劳极限；由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数。计算弯曲疲劳许用应力取安全系数S1.4,由参考文献2式（10-12），得计算大小齿轮的值，加以比较：由分锥角和，可得当量齿数

8、为查取齿形系数由参考文献2表10-5查得应力校正系数由参考文献2表10-5查得 小齿轮的数值较大。2）代入数值计算对比计算结果，由齿面接触强度计算的模数m大于由齿根弯曲强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触强度决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，但由于按齿面接触强度与齿根弯曲强度算的相差较大，保险起见可取由弯曲强度算得的模数扩大到，按接触强度算得的分度圆直径，算出小齿轮齿数。）代入数值计算计算分度圆直径计算锥距R计算齿宽B取整平均分度圆直径 4.计算各主要几何尺寸列表备用名称代号小锥齿轮大锥齿轮分锥角齿顶高ha齿根高hf分度圆直径d60mm180mm平

9、均分度圆直径齿顶圆直径da齿根圆直径df锥距R齿根角f顶锥角a根锥角f顶隙c分度圆齿厚s当量齿数Zv=21.08=189.73齿宽B二、低速级斜齿圆柱齿轮传动1、选定齿轮类型、旋向、精度等级、材料及齿数1）按照给定的设计方案可知齿轮类型为斜齿圆柱齿轮；2）为尽量减少中间轴上的轴向力，即让小斜齿轮的轴向力方向与大锥齿轮轴向力方向相反，故选小齿轮为左旋，则大齿轮为右旋；3）电动机为一般工作机，速度不高，选择7级精度；4）材料选择。由参考文献2表10-1选取，小齿轮的材料为45钢（调质），硬度为250HBS，大齿轮的材料为45钢（调质），硬度为220HBS，二者硬度差为30HBS；5）选小齿轮的齿数

10、为则大齿轮的齿数为 2、按齿面接触强度设计按参考文献2式（10-21）试算1）确定公式内各计算数值（1）试选载荷系数（2）已知小斜齿轮传递的转矩（3）由参考文献2表10-7选取齿宽系数（4）查参考文献2图10-26得端面重合度为所以，（5）齿数比（6）由参考文献2P:201表10-6查得材料弹性影响系数（7）由参考文献2图10-30得区域系数（8）由参考文献2图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限（9）由参考文献2式（10-13）计算应力循环次数（10）由参考文献2图10-19查得（11）计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数S1，由参考文献2

11、式（10-12）有： 2）计算（1）计算小齿轮的分度圆直径，由计算公式得（2）计算圆周速度（3）计算齿宽b及模数m（4）计算纵向重合度（5）计算载荷系数K由参考文献2表10-2查得使用系数根据，7级精度，由参考文献2图10-8得由参考文献2表10-3查得齿间载荷分配系数由参考文献2表10-4查得齿向载荷分配系数由，查参考文献2图10-13查得齿向载荷分配系数载荷系数（6）按实际的载荷系数K校正速算的得分度圆直径，由参考文献2式（10-10a）得 （7）计算法面模数3、按齿根弯曲强度设计由参考文献2式（10-17）1）确定公式内各计算数值（1）计算载荷系数K由参考文献2图10-20c查得小齿轮的

12、弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限（2）查参考文献2图10-18得（3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S1.4,由参考文献2式（10-12）得（4）根据纵向重合度，查参考文献2图10-28的螺旋角影响系数（5）计算当量齿数（6）查取齿形系数由参考文献2表10-5查得（7）查取应力校正系数由参考文献2表10-5查得（8）计算大、小齿轮的,并加以比较小齿轮数值大。2）设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取已可满足弯曲强度。但为同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算应有的齿数，于是有：，取，则4、计算几何尺

13、寸1）计算中心距将中心距圆整为130mm。2）按圆整后的中心距修正螺旋角 误差在5%以内，螺旋角值改变不多，故参数、K、ZH等不必修正。3）计算大、小齿轮分度圆直径4）计算齿轮宽度圆整后，取5、计算所得结果汇总如下表备用。名称符号小齿轮大齿轮螺旋角14°15法面模数mnmn=2mm端面模数mtmt= mn/cos=2.063法面压力角20°分度圆直径d齿顶高hamm齿根高hfmm齿顶圆直径da齿根圆直径df齿宽B七、链传动设计链传动传递功率： 传动比（1），选择链传动齿数，取根据传动比（2）确定计算功率 由参考文献2P：178表9-6知，由参考文献2P:179图9-13知，

14、初选为单排链传动。（3）选择链条节数和中心距 根据 查参考文献29-11可选20A1， 查表9-1 链节距P=31.75（4）计算链节数和中心距 初选中心距取，相应的链长节数所以 取链长节数， 查机械设计表9-7 并用差值法得中心距系数取整a=995mm。(5)计算链速，确定润滑方式， 由和链号20A1 查参考文献2图9-4 采用滴油润滑(6)计算轴向力，有效圆周力为： 链轮水平布置时轴力系数则周向力为八、轴的设计计算(在本次设计中为减轻设计负担，只进行低速轴的强度校核)由参考文献2P：362表15-1选取轴的材料为45钢调质处理，硬度217255HBs，抗拉强度极限，屈服极限，弯曲疲劳极限，

15、许用弯曲应力=60MPa（一）高速轴的设计计算1、求输入轴上的功率P1、转速n1和转矩T1，2、求作用在齿轮上的力因已知高速级小锥齿轮齿宽中点处的分度圆直径为则3、初步确定轴的最小直径根据参考文献2表15-3，由于最小直径处只受扭矩作用,取，根据P：370公式（15-2）于是得 考虑到这个轴上有两个键槽，设计值要加大15%；由图可知，轴最小直径处与联轴器相连，考虑到联轴器是标准件，故取为了使联轴器的孔径与所选的轴直径相适应，故需同时选取联轴器型号：联轴器的计算转矩，查参考文献2表，考虑到转矩变化很小，故取，则：按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，并满足电动机要求，因处于高速级，小功率，选取

16、弹性柱销联轴器，查参考文献1表85，选取LX2型弹性柱销联轴器，型号：LX2联轴器，其公称扭矩为。半联轴器的孔径，故取，半联轴器长度，半联轴器与轴配合的毂孔长度（其余尺寸按表中取值）。4、轴的结构设计（1）拟订轴上零件的装配方案选用如下图所示装配方案小圆锥齿轮采用悬臂结构，轴装于套杯内，一对圆锥滚子轴承支撑（正装）。（）根据轴向定位要求确定轴的各段直径和长度选取原则：定位轴肩的高度h=(0.070.1)d ,非定位轴肩高度一般取12mm为了满足半联轴器的轴向定位要求，轴段右端需制出一轴肩所以 处与滚动轴承配合，考虑到滚动轴承是标准件，内径为5的倍数，故取选取相应的轴承，因轴承同时受有径向力和轴

17、向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承。参考工作要求，并根据，查参考文献1 P：75表6，取基本游隙组、标准精度级的单列圆锥滚子轴承30205，其尺寸为因此取同理， 取 （用于小锥齿轮的轴间定位） (考虑到套杯的尺寸)5、轴上零件的周向固定1)齿轮与轴的周向定位采用平键联接。I-II段平键，按,由参考文献2表6-1查得平键的截面b=6mm，h=6mm，由该轴段长度取L =28mm 。VII-VIII段平键，按，由参考文献2表6-1查得平键的截面b=6mm，h=6mm，由该轴段长度取L=22mm。同时为了保证齿轮与轴配合得有良好得对中性，固选择齿轮轮毂与轴得配合选H7/n6。2)滚动轴承与轴的周向定

18、位，是借过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸公差为m6。6、轴上倒角与圆角根据参考文献2表15-2，取轴端倒角C1，各轴肩处的圆角半径取C0.5。（二）中速轴的设计计算1、求输入轴上的功率P2、转速n2和转矩T2,2、求作用在齿轮上的力大锥齿轮小斜齿轮3、初步确定轴的最小直径因为选取轴的材料为45钢调质处理，根据参考文献2表15-3，取，于是得考虑到这根轴有一个键，设计值加大10%，又因为最小直径处为两端，因为与轴承相连，所以取=25mm。、轴的结构设计（）拟定轴上零件的装配方案因为考虑到小齿轮的尺寸限制，所以这根轴做成齿轮轴，具体结构见图。（）根据轴向定位要求确定轴的各段直径和长度 同时选取相应

19、的轴承，因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承。参考文献1表6，取基本游隙组、标准精度级的单列圆锥滚子轴承30305，其尺寸为 （要考虑轴的整体布置） （小斜齿轮部分数据） 5、轴上零件的周向固定1)齿轮与轴的周向定位采用平键联接。V-VI段采用普通平键联接，按,由参考文献2表6-1查得平键的截面，b=8mm，h=7mm，由该轴段长度取L=32mm。同时为了保证齿轮与轴配合得有良好得对中性，固选择齿轮轮毂与轴得配合选H7/n6。2)滚动轴承与轴的周向定位，是借过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸公差为m6。6、轴上倒角与圆角根据参考文献2表15-2，取轴端倒角C1，各轴肩处的圆

20、角半径取C0.5。（三）低速轴的设计计算1、求输入轴上的功率P、转速n和转矩T，2、求作用在齿轮上的力因已知中速轴小斜齿轮的力已算出，则大斜齿轮上的力3、初步确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢调质处理。根据表参考文献2公式15-3，取，于是得考虑到这根轴上有两个键槽，设计值加大15%，又因为是低速轴扭矩最大，所以取4、轴的结构设计（1）拟订轴上零件的装配方案选用如下图所示装配方案（2）根据轴向定位的要求初步确定轴的各段直径和长度 (满足大斜齿轮轴向定位) （推荐值） (满足小链轮的安装)轴的I-II、V-VI处套有轴承，故同时选取此处的轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥

21、滚子轴承。参考文献1表6，由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组、标准精度级的单列圆锥滚子轴承30309型号，其尺寸为d×D×T=45mm×100mm×27.25mm5、求轴上的载荷首先根据轴的结构图作出轴的计算简图。在确定轴承支点位置时，从参考文献1中查取a值。对于30309型圆锥滚子轴承，查得a=21.3mm。因此， , , 根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图（1）受力简图 从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面C是轴的危险截面。先计算出各截面的值列于下表。载荷水平面Z垂直面Y支反力F弯矩M总弯矩扭矩6、按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，通常

22、只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面B）的强度，根据式参考文献2(15-5）及上表中的数值，并取，轴的计算应力 前已选定轴的材料为45钢，调质处理。由参考文献2表15-1查得。因此，故安全。7、轴上零件的周向固定1)齿轮与轴的周向定位采用平键联接。II-III段采用普通平键联接，按,由参考文献2表6-1查得平键的截面，b=16mm，h=10mm，由该轴段长度取L=40mm。VI-VII段采用普通平键联接，按,由参考文献2表6-1查得平键的截面，b=12mm，h=8mm，由该轴段长度取L=45mm。同时为了保证齿轮与轴配合得有良好得对中性，固选择齿轮轮毂与轴得配合选H7/n6。2)滚动

23、轴承与轴的周向定位，是借过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸公差为m6。8、轴上倒角与圆角根据参考文献2表15-2，取轴端倒角C1，各轴肩处的圆角半径取C0.5。九、滚动轴承的校核（一）高速轴上的轴承由轴的设计计算可知高速轴滚动轴承选用30205型圆锥滚子轴承，根据参考文献1P：76表6-7查得 e=0.37 Y=1.6在设计高速轴的时候已经算得由参考文献2P：322表13-7得所以 由图： 轴承2压紧，轴承1放松 由参考文献2书P:321表13-5查得：轴承运转中有载荷稳定，按参考文献2书P：321表13-6查得，取滚动轴承当量动载荷 所以 计算轴承寿命：对于圆锥滚子轴承 只需校核受力大的轴承，

24、所以由此可见，轴承满足寿命要求（二）中速轴上的轴承由轴的设计计算可知高速轴滚动轴承选用30305型圆锥滚子轴承，根据参考文献1P：76表6-7查得 e=0.3 Y=2前面在设计中间轴的时候已经算得由参考文献2P：322表13-7得所以 由图： 轴承2压紧，轴承1放松 由参考文献2书P:321表13-5查得：轴承运转中有载荷稳定，按参考文献2书P：321表13-6查得滚动轴承当量动载荷所以：计算轴承寿命：对于圆锥滚子轴承， 只需校核受力大的轴承，所以由此可见，轴承满足寿命要求（三）低速轴上的轴承由轴的设计计算可知高速轴滚动轴承选用30309型圆锥滚子轴承，根据参考文献1P：76表6-7查得 e=

25、0.35 Y=1.7前面在设计中间轴的时候已经算得由参考文献2P：322表13-7得所以 由图： 轴承2压紧，轴承1放松 由参考文献2书P:321表13-5查得：轴承运转中载荷稳定，按参考文献2书P：321表13-6查得取滚动轴承当量动载荷,所以计算轴承寿命：对于圆锥滚子轴承 只需校核受力大的轴承，所以由此可见，轴承满足寿命要求十、键的选择及强度校核键、轴、轮毂材料都是钢，由参考文献2表6-2查得许用挤压应力，取。说明：本次全部选择圆头普通平键，由于键是标准件，其宽和高是按轴的直径来取的。键的长度一般比连接的轮毂略小，自行取定。(一)高速轴上的键联接1、与联轴器相连处的普通圆头平键：轴的按参考

26、文献2表6-2由轴的设计计算可知所选平键为按参考文献2公式6-1校核键连接强度的公式其中k=0.5h；l=L-b强度满足，该键合理。2、与小锥齿轮相连处的普通圆头平键：轴的按参考文献2表6-2由轴的设计计算可知所选平键为校核键连接强度的公式其中k=0.5h；l=L-b强度满足，该键合理。（二）中速轴上的键联接与大锥齿轮相连处的普通圆头平键：轴的按参考文献2表6-2由轴的设计计算可知所选平键为校核键连接强度的公式其中k=0.5h；l=L-b强度满足，该键合理。（三）低速轴上的键联接1、与大斜齿轮相连处的普通圆头平键：轴的按参考文献2表6-2由轴的设计计算可知所选平键为校核键连接强度的公式其中k=

27、0.5h；l=L-b强度满足，该键合理。2、与链轮相连处的普通圆头平键：轴的按参考文献2表6-2由轴的设计计算可知所选平键为校核键连接强度的公式其中k=0.5h；l=L-b强度满足，该键合理。十一、箱体及附属部件设计设计:参考参考文献1表11（铸铁减速器箱体结构尺寸），初步取如下尺寸：箱座壁厚：，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，型号为：螺栓GB578286 M1660 采用标准弹簧垫圈，型号：垫圈GB9387 18地脚螺钉数目：因，取轴承旁联接螺栓直径：型号为：螺栓GB578286 M12115 采用标准弹簧垫圈，型号：垫圈GB9

28、387 14箱盖，箱座联接螺栓直径： 型号为：螺栓GB578286 M840 采用标准弹簧垫圈，型号：垫圈GB9387 10螺栓间距观察孔盖螺钉直径起重吊耳:采用吊耳环，见参考文献1P116表11-3取尺寸d=b=15mm，R=18mm，e=15mm吊钩：取尺寸K=34mm,H=27.2mm,h=13.6mm,r=5.7mm,b=15mm其余尺寸参见装配图。参照参考文献1P89表7-9取油标管式游标。齿轮顶圆至箱体内壁的距离：，取,齿轮端面至箱体内壁的距离：，取窥视孔及视孔盖，参照参考文献1P:161表11-4取 通气器用通气塞，查参考文献1表115，得以下数据：取，s=14，L=19，l=10，a=2 ，d1=4。启盖螺钉：型号为：螺栓GB578286 M620十二、润滑与密封减速箱内的传动零件和轴承都需要有良好的润滑，这不仅可以减小摩擦损失，提高传动效率，还可以防止腐蚀，降低噪声。虽然高速轴上的大锥齿轮齿顶线速度大于2m/s，根据参考文献2P: