带式运输机的圆锥圆柱齿轮减速器的设计

1、课程设计：二级圆锥圆柱斜齿齿轮减速器的设计1课程设计：二级圆锥圆柱斜齿齿轮减速器的设计带式运输机的圆锥圆柱减速器课程设计说明书班级：08车辆3班学号：1608080313姓名：#课程设计：二级圆锥圆柱斜齿齿轮减速器的设计目录1、设计任务书32、装置的总体设计 33、传动件的设计计算 54、齿轮上作用力的计算 125、轴的设计计算 146、减速器箱体的结构尺寸 2310、装配图和零件图 2411、设计小结 2512、参考资料目录 253课程设计：二级圆锥圆柱斜齿齿轮减速器的设计1、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，已知带式运输机驱动卷筒的工作拉力拉力F=2200N，运送带工作速

2、度 V=1.25m/s，卷筒直径 D=240mm。输送机连声单向运转， 载荷较平稳，使用期限为 8年，小批量生产，两班制工作运送带工作允许误差为_5%。2、传动装置的总体设计2.1传动方案的拟定及说明2.1.1计算驱动卷筒的转速60 汉 1000V60 0000 0.25“.nw99.47r/minnD兀 x 2402.1.2拟定以下传动方案I 1 I1 电动机2联轴器3圆锥圆柱齿轮减速器4运输带 5卷筒2.2电动机的选择2.2.1确定电动机功率PwF wvw1000 w2200 1.251000 0.95= 2.89Kw电动机所需功率P0按下式计算Po =pwn5课程设计：二级圆锥圆柱斜齿齿

3、轮减速器的设计#课程设计：二级圆锥圆柱斜齿齿轮减速器的设计式中，为电动机到滚筒工作轴的传动装置总效率。根据传动特点，由表2 4查得轴承=0.99弹性联轴器=0.99 锥齿轮=0.97圆柱斜齿=0.97、 、 、二 4轴承弹性联轴器锥齿轮圆柱斜齿4-0.990.970.99 0.96 =0.89电动机所需工作功率为PwPo2.890.89=3.25 Kw#课程设计：二级圆锥圆柱斜齿齿轮减速器的设计#课程设计：二级圆锥圆柱斜齿齿轮减速器的设计由表2 1,取电动机额定功率Ped =4Kw2.2.2确定电动机转速由课本表1-8可知圆锥齿轮传动比i锥3、圆柱齿轮传动比I齿二4 6，则总传动比范围 为i总

4、二 i锥 i齿（0 3） （4 6 = 0 18而卷筒转速为99.47r/mi n所以时机转速范围为n0 = nJ总二 99.47 (0 18) = 0 1790.46r / m i n由手册表 2-1可知，符合这一要求的电动机同步转速有960r/min和1440r/min。考虑到1440r/min转速较高，所以这里选用960r/min。其型号为Y132M 1 - 6#课程设计：二级圆锥圆柱斜齿齿轮减速器的设计#课程设计：二级圆锥圆柱斜齿齿轮减速器的设计2.3传动比的计算及分配2.3.1计算总传动比n。nw叫 9.6599.47232分配传动比高速级传动比为0.25 =0.25 9.65 =2

5、.41取ii =240低速传动比为= 4.02i 9.65 i2ii 2.402.4传动装置动力参数计算2.4.1各轴的转速 = n0 二 960r / minn1 n2 二.i1960400.00r/min2.40n2na-i2400.0099.47r / min4.02佩=99.47r / min2.4.2各轴的功率P1 = Po 联-3.25 0.99 =3.22Kwp2 二 p1 轴承 锥齿=3.220.990.96 = 3.06Kwp3 = p2 轴承 齿轮-3.06 0.99 0。97 = 3.00KwPw = P3 轴承联=2.00 0.99 0。97 = 3.00Kw2.4.3

6、各轴转矩p03.25To =9550竺=955032.33N mn。960p13.22=9550 -955032.03N mn1960p23.06T2 =9550 巴 -955073.06 N mn2400.007课程设计：二级圆锥圆柱斜齿齿轮减速器的设计p33.00T3 二 9550匕二 955028803N m3n399.47p2 94Tw =9550也=9550282.27N mnw99.473、传动件的设计计算3.1高速级锥齿轮传动的设计计算3.1.1、选择材料材料用45钢，小齿轮调质处理，大齿轮正火处理，由机械设计（第八版）表10-1得齿面硬度 HB3=217255HBS2=1622

7、17HBS, =236HBS2 =190HBS1 -HBS2 =46,在30 50HBS范围内，选择8级精度3.1.2、初步计算传动尺寸因为软齿面闭式传动，故按齿面接触疲劳强度进行设计。其计算公式为3 d1Kt = 1.3 ZE = 189.8、MPa ZH = 2.5 u = i2 = 2.40 R = 0.31、取，,小齿轮许用应力J 1 =215MPa，大齿轮许用应力4 L2 =215MPa3d4KT1(ZEZH ) 2x0.85 ru(1-0.5r)2(；h丿3_1.332030 严公字普一 0.85 0.3 2.40(1 -0.50.3)2(390)=82.307mm3.1.3、确定

8、传动尺寸1计算载荷系数由机械设计（第八版）查得KA =1.0齿宽蹲点分度圆直径为dm1t - d1t 1 -0.5 r= 82.3071 -0.5 0.3二 70.015mm兀dmitm兀 70.015 汉 960 c LC ,vm13.52m / s60 1000 60 1000= 1.25经检验精度降低一级，由机械设计(第八版) 表10-13查得，动载荷系数 KvKp=1.13 Ka贝y K =KAKvKp=1x1.25x1.13 = 1.40d1(3 )选定齿数(2)对d1t进行修正,-82.307 3 1.40 = 84.366 mm取 Z2 = 55X 1.3选齿数Z1 = 23 ,

9、5523-2.39毛存100%=41%。在允许范围内9课程设计：二级圆锥圆柱斜齿齿轮减速器的设计#课程设计：二级圆锥圆柱斜齿齿轮减速器的设计(4 )大端模数mZ184.33623= 3.67由机械设计(第八版)表10-13查得，取标准模数#课程设计：二级圆锥圆柱斜齿齿轮减速器的设计#课程设计：二级圆锥圆柱斜齿齿轮减速器的设计(5)大端分度圆直径为di =mz =4 23 = 92 _ 84.336mm d2 = mz2 =4 55 = 220mm(6 )锥顶距为d-292;2R 1 ,u2 12.4021 =119.6mm2 2(7)齿宽为b 二 rR =0.3 119.35.88mm取 b

10、=40mm , bi =45 mm3.1.4、校核齿根弯曲疲劳强度#课程设计：二级圆锥圆柱斜齿齿轮减速器的设计齿根弯曲疲劳强度条件为KF10.85bm(1 -0.5 r)YfYs L2二78mm丄3二54mm5.2.4键连接圆锥齿轮的周向定位采用A型普通平键连接，按d5 =27mm由机械设计（第八版）表6-1查得平键截面b hNmm 7mm，键槽用键槽铣刀加工，长为28mm，19课程设计：二级圆锥圆柱斜齿齿轮减速器的设计21课程设计：二级圆锥圆柱斜齿齿轮减速器的设计同时为保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为525轴的受力分析525.1画轴的受力简图轴的受力简图如图所示52

11、5.2计算支承反力已知 dm2 -0.5 R d209mm在水平面上为H7k6Rihdm2 d3Ft3 L2 L3 Fr2L3Fa2 诗 Fa3LiL2L3515.8517854 -302.793 54 126.165209119.09469 + 78 +5470.8152= 344.0NR2H 二 Fa3 F1H -Fr2 =119.094 344.0302.793=527.7N式中负号表示与图中所画方向相反在垂直平面上为R1VFt3 L2 L3R2L3L1 L2 L3#课程设计：二级圆锥圆柱斜齿齿轮减速器的设计515.8517854901.244 5469 +78 +54-580.9NR2

12、V Ft3 Ft2 一 R1V= 515.851 901.244-580.9-822.2N轴承1的总支反力为R =哂曲 +R1V =344.02 +(-527.7 丫 =629.9N轴承2的总支承反力为R2 = _R；hR；v = -527.7 2822.2 2 = 977.0N5.2.5.3画弯矩图弯矩图如图所示在水平面上，a-a剖面左侧为MaH - -R1HL1 一 -344.0 69 - -23736N * mma -a剖面右侧为MaH 二 MaHFa3 - = -23736 119.094 70815 =-19571.3N2 2b -b剖面右侧为M 讯-1R2HL3 =527.7 54

13、 = 284958N * mmM bH= MbHd2= 28495.8 -126.165 竺-14617.7N mm223课程设计：二级圆锥圆柱斜齿齿轮减速器的设计#课程设计：二级圆锥圆柱斜齿齿轮减速器的设计在垂直平面上为M aV = R1V L1 = 580.9 69 = 40082.1 N * mmM bV = R2V L3 = 822.2 54 =44398.8N * mm合成弯矩，a - a剖面左侧为Ma = . mIh M Iv = 23736240082.12 =46583.0N *mma -a剖面左侧为Ma： hMaH M：v = 1957.32 40082.12 =40129.

14、9N mmb -b剖面左侧为MbMbH M 2v = 14617.7244398.82 = 46743.2N mmb -b剖面右侧为Mb = , M UhMbv = . 28495.82 44398.82 = 52756.6N * mm5.2.5.4画转矩图转矩图如图所示5.2.6校核轴的强度虽然a _a剖面左侧弯矩大，但 aa剖面右侧除作用有弯矩外还有转矩，其轴颈较小，故 a - a剖面两侧均有可能为危险面，故分别计算a - a剖面的抗弯截面系数。df“32bt(d2 -t f2d2亠-8 430 一4 =2636.7mm3322 30#课程设计：二级圆锥圆柱斜齿齿轮减速器的设计#课程设计：

15、二级圆锥圆柱斜齿齿轮减速器的设计抗扭截面系数为d|6bt d2t $2d2二 303 _8430一42=4994饷口3162 30#课程设计：二级圆锥圆柱斜齿齿轮减速器的设计a -a剖面左侧弯曲应力为#课程设计：二级圆锥圆柱斜齿齿轮减速器的设计25课程设计：二级圆锥圆柱斜齿齿轮减速器的设计46583.02636.7= 17.7MPaa -a剖面右侧弯曲应力为40129.92636.7= 15.2MPa#课程设计：二级圆锥圆柱斜齿齿轮减速器的设计#课程设计：二级圆锥圆柱斜齿齿轮减速器的设计扭剪应力为T2 _ 73060Wt - 2636.7二 27.7MPa#课程设计：二级圆锥圆柱斜齿齿轮减速器

16、的设计#课程设计：二级圆锥圆柱斜齿齿轮减速器的设计按弯扭合成强度进行校核计算，对于单向转动的转轴， 转矩按脉动循环处理， 故取折合系数- =0.6则当量应力为% =624 ： 2 =、15.2240.6 27.7 2 = 36.6MPa二e ，故a - a剖面右侧为危险截面由表查得，45钢调质处理抗拉强度极限匚b =650MPa，则由表查得轴的许用弯曲应力JgOMPa，二e故满足强度要求5.2.7校核键的连接强度齿轮2处键连接的挤压应力为4T2dqhl7306030 7 28= 12.4MPa#课程设计：二级圆锥圆柱斜齿齿轮减速器的设计#课程设计：二级圆锥圆柱斜齿齿轮减速器的设计取键、轴及齿轮

17、的材料都为钢，由表查得匕L =125150MPa，匚p ：匕L，强度足够,齿轮3处的键强度也足够5.2.8校核轴承寿命5.2.8.1计算轴承的轴向力由手册30205轴承查得Cr =32200N , Cr - 37000Ne=0.37，丫胡.6由手册查得30205轴向力计算公式，则轴承 1、2的内部轴向力分别为c R1 629.9y2 1.6= 196.8N977.02 1.6-305.3N外部轴向力人=卩品-F=I119.094-伽165 =7.1N。各轴向力方向如图所示,S2 A =305.37.1 =312.4N S1则两轴承轴向力分别为Fa1 =S2 A =312.4NFa2 卡=196

18、.8N5.2.8.2计算轴承1的当量动载荷Fa2因Ri ： R2 , Fa1 ： Fa2，故只需校核轴承承2的当量载荷2的寿命。因R2196.8977.0=0.20 ： e，同轴p = R2 =977.0N轴承在100cC以下工作，查手册得fT二1。对于减速器，查手册得载荷系数fp = 1.55.283校核轴承寿命 轴承1寿命为10减速器预期寿命为10106(1X32200 2x |60 x 400.001.5 x 977.0 丿=1237910hLh = 2 8 300 8h = 38400hLhLh，故轴承寿命足够5.3、低速轴的设计计算531选择材料因其传递功率不大，并对重量及结构无特殊

19、要求，故选用常用的材料5.3.2初算轴径。45钢，调质处理由机械设计（第八版）表10-28查得C = 106 135，载荷不大，故取C =120x轴与联轴器连接，有一个键槽，轴径应增大3% 5%，轴端最细处直径为d 37.353H3% 5% J- 38.474 39.221mm5.4.3轴的结构设计，5.4.3.1轴承部件的结构设计5.4.3.2为方便轴承部件的拆装，减速器的机体采用剖分式结构， 采用和端轴承固定方式， 由最小直径d = 38.474 39.221mm，取d45mm，由b85mm，齿轮采用套筒定 位，长度略小于齿宽，取12 = 80 mm。5.4.3.3轴段和轴段和用轴承定位，

20、其直径略小于d2=40mm，查表取用角接触球轴承，型号为7007C，di = d =35mm，由于轴段套筒定位，套筒长度取1套筒=15mm， 所以 h 二 B 1 套筒=14 15 = 29mm5.4.3.4轴段轴段的用于定位齿轮，直径略大于d2 =40mm，所以取d3 =45mm，13 = 10mm5.4.3.5轴段 由于低速轴和中间轴的长度对称，轴承之间长度相等，所以轴段和之间长度相等，所以13 =41mm,为节省材料，取d3 =45mm5.4.3.6轴段，为了便于安装，轴段直径略小于轴段，所以d 30mm，长度取16 = 30mm5.4.3.7轴段轴段采用弹性联轴器，根据= 288.03

21、N m，选取TL7，联轴器，长度Y =112mm，直径 d28,1110mm图形如下6、减速器箱体的结构尺寸名称符号计算公式结果箱座厚度0.0i25(d mi+d mi)+i8i0箱盖厚度0.0i(d mi+ dm+i88箱盖凸缘厚度bii.5 s ii2箱座凸缘厚度bi.5 si5箱座底凸缘厚度b22.5 S25地脚螺钉直径df0.0i8( dmi+dm2) +iMi6地脚螺钉数目n查手册4轴承旁联结螺栓直 径didi=0.75 d fMi2盖与座联结螺栓直 径d2d2= (0.5 U 0.6 ) dfMi0轴承端盖螺钉直径dad3= (0. 4L 0.5 ) dfM8视孔盖螺钉直径d4d4

22、= ( 0.3 LJ 0. 4) df6定位销直径dd = ( 0.7 u 0.8 ) d28df，di，d2至外箱壁的距离Ci查手册表ii 222 i8 i6df，d2至凸缘边缘距离C2查手册表ii 220i4外箱壁至轴承端面距离lili =Ci +C2+ (5 - i0)40大齿轮顶圆与内相 壁距离1.2 a18齿轮端面与内箱壁距离心2A2 CT15箱盖，箱座肋厚mi ,mm1 化 0.85cjm 彩 0.85c1013轴承端盖外径D2D2 = D +5d3150 （高速轴）130 （中间轴）125 （低速轴）轴承旁联结螺栓距 离SS % D2120 （高速轴）112 （中间轴）125 （低速轴）7、减速器附件的选择由机械设计（机械设计基础）课程设计选定通气帽M 36 2，A型压配式圆形油标 A20（GB1160.1-89），外六角油塞及封油