圆锥-圆柱齿轮减速器设计说明书(带CAD图纸)

1、机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- -机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- -TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2一、设计任务书2二、电机的选择计算一、择电机的转速2二、工作机的有效功率2三、选择电动机的型号3三、运动和动力参数的计算一、分配传动比3二、各轴的转速3三、各轴的功率4四、各轴的转矩4四、传动零件的设计计算闭式直齿轮圆锥齿轮传动的设计计算4闭式直齿轮圆柱齿轮传动的设计计算6五、轴的设计计算减速器高速轴I的设计9减速器低速轴II的设计11减速器低速轴III的设计14六、滚动轴承的选择与寿命计算减速器高速I轴滚动轴承的选择与寿命计

2、算16减速器低速II轴滚动轴承的选择与寿命计算17减速器低速III轴滚动轴承的选择与寿命计算18七、键联接的选择和验算联轴器与高速轴轴伸的键联接19大圆锥齿轮与低速轴II的的键联接19大圆柱齿轮与低速轴III的的键联接20八、润滑油的选择与热平衡计算TOC o 1-5 h z减速器的热平衡计算21润滑油的选择22 HYPERLINK l bookmark0九、参考文献23机械设计课程设计计算说明书一一圆锥一圆柱齿轮减速器- -机械设计课程设计计算说明书一一圆锥一圆柱齿轮减速器- -结果计算及说明、设计任务书班级学号姓名一、设计题目：设计圆锥一圆柱齿轮减速器设计铸工车间的型砂运输设备。该传送设备

3、的传动系统由电动机减速器一运输带组成。每日二班工作。（图1）1电动机；2联轴器；3减速器；4鼓轮；5传送带二、原始数据：传送带拉力传送带速度鼓轮直径D使用年限F(KN)V(m/s)(mm)（年）1.7701.3922357三、设计内容和要求：1编写设计计算说明书一份，其内容通常包括下列几个方面：（1）传动系统方案的分析和拟定以及减速器类型的选择；（2）电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算；（3）传动零件的设计计算（如除了传动，蜗杆传动，带传动等）；（4）轴的设计计算；（5）轴承及其组合部件设计；（6）键联接和联轴器的选择及校核；（7）减速器箱体,润滑及附件的设计；（8）装配图和零件图的设

4、计；（9）校核；（10）轴承寿命校核；（11）设计小结；（12）参考文献；（13）致谢。结果计算及说明2要求每个学生完成以下工作：减速器装配图一张(0号或一号图纸)零件工作图两张(输出轴及该轴上的大齿轮)，图号自定,比例1：1。设计计算说明书一份。二、传动方案的拟定运动简图如下：(图2)由图可知，该设备原动机为电动机，传动装置为减速器，工作机为型砂运输设备。减速器为展开式圆锥一圆柱齿轮的二级传动，轴承初步选用深沟球轴承。联轴器2选用凸缘联轴器，8选用齿形联轴器。计算及说明结果计算及说明结果机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- -机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- -三、电

5、动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算、选择电动机的类型和结构形式按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，Y系列，封闭式结构，电压380V，频率50Hz。二、选择电动机容量工作机主动轴功率：PFV1.770 x1.392=2.464Kw传动装置w的总效率：,2,4,TOC o 1-5 h za12345（式中,、,、,、,、,分别为联轴器、滚动轴承、原锥齿12345轮传动、圆柱齿轮传动和卷筒的传动效率。）取,=0.99（联轴器），1,=0.985（滚动轴承），,=0.96（齿轮精度为8级，不包括轴承效率）,23,=0.97（齿轮精度为8级，不包括轴承效率），,=0.96（卷筒效率，45不包

6、括轴承）则,0.992x0.9854x0.96x0.97x0.96=0.825a电动机所需功率：P2464PKwKw2.987Kwd,0.825a三、确定电动机的转速卷筒州的工作转速为:比_60 x1000V_60 x1000 x1.392_1132r/x235nDx235/min/min按课程设计指导书P7表1查得圆锥一圆柱齿轮的传动比一般范围为：i=1025，故电动机转速anin(1025),113.2=11322830厂八da-min根据额定功率P三P，且转速满足edd1132rminnd2830厶口,选电动机型号为：Y100L2-4。其主要性能如下表:型号额定功率Kw满载时起动电流额定

7、电流起动转矩额定转矩最大转矩额定转矩转速%in电流(380V)A效率%功率因数Y100L2-4314206.882.50.817.02.22.3电动机的外形尺寸:中心高H外形尺寸Lx(AC/2+AD)xHD底角安装尺寸AxB地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸DxE装键部位尺寸FxGD100380 x288x245160 x1401228x608x31四、确定传动装置的总传动比和分配传动比总传动比总传动比罟212.5442分配减速器的各级传动比直齿轮圆锥齿轮传动比按直齿轮圆柱齿轮传动比i-0.25i0.25,12.544=3.136，又锥锥a齿轮的传动比一般不大于3,故取i=3锥则*竽仆实际总传动比iii

8、3,4.1812.54实锥柱i0.004，满足要求。五、计算传动装置的运动和动力参数1.各轴的转速（各轴的标号均已在图2中标出）廿nm=1420/min严=473-33rmin=473.3/4.18=1132/min计算及说明结果计算及说明结果机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- #-机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- #-计算及说明结果计算及说明结果机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- -机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- -P二I入二P,d1P二I出二P,I入P二P,II入I出P二P!II出II入P二PIII入II出P二PIII出III入P二P卷

9、筒轴入IP二P卷筒轴岀卷卷筒轴二n=113.2/min各轴的输出、输入功率二2.9870.99二2.957132.957Kw二2.9570.985二2.9126452.913Kw2二2.9130.96二2.796482.796Kw3二2.7960.985二2.754062.754Kw2二2.7540.97二2.671382.671Kw4,二2.6710.985二2.6309352.631Kw2,二2.6310.99二2.604692.605Kw1,二2.6050.9850.9625二2.643288Kw2.643Kw各轴输入、输出转矩t9550P95502.9872009MT=d=20.09N

10、mdn1420m丁9550P9550 x2.957T，i入，19.89N-mTOC o 1-5 h z1入n1420I HYPERLINK l bookmark34丁9550P9550 x2.913“T，i出，19.59N-m HYPERLINK l bookmark36i出n1420I丁9550P9550 x2.796“T，h入，56.41N-mI入n473.33ii”9550P9550 x2.754T，ii出，55.57N-mii出n473.33ii9550P9550 x2.671Tiii入，hi入，225.34N-mTOC o 1-5 h zn113.2iii9550P9550 x2.6

11、31Tiii出一mx，221.96N-m HYPERLINK l bookmark66n113.2iii9550P9550 x2.605T卷筒轴入卷筒轴入，219.77N-m HYPERLINK l bookmark72n113.2卷筒轴9550P9550 x2.463T卷筒轴出，卷筒轴出，207.79N-m HYPERLINK l bookmark78n113.2卷筒轴运动和动力参数计算结果整理于下表:轴名效率P(Kw)转矩（N-m）转速nr/min传动比i效率输入输出输入输出电动机轴2.98720.0914201.00.99I轴2.9572.91319.8919.5914203.00.95

12、II轴2.7962.75456.4155.57473.334.20.96III轴2.6712.631225.34221.96113.21.00.97卷筒轴2.6052.463219.77207.79113.2四、传动零件的设计计算一、圆锥齿轮传动的设计计算已知输入功率P2.957Kw（略大于小齿轮的实际功率），小齿轮1的转速为：n=1720min，大齿轮的转速为=437.33：爲口，传动比i3，由电动机驱动，工作寿命（设每年工作300天），两班制，带式输送，平稳，转向不变。1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）按传动方案，选用直齿圆锥齿轮传动，齿形制JB110-60,齿形角，20，齿顶高

13、系数h*1，顶隙系数c*0.2，螺旋角P0，不变am位。（2）、运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度。（3）、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。（4）、选小齿轮齿数z23,则zuz323=691212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Z189.8MPa2。E2）按齿面的硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限c600MPa，大Hlim1齿轮的接触疲劳极限C550MPa。Hlim2计算应力循环次数小齿轮：N60njL60 x1420 x1x(2x8

14、x300 x7)=2.863x1091h大齿轮：NN/2863xl099.542x108查得接触批量寿命系数K0.93HN1K0.97HN2计算接触疲劳许用应力b*hl1Hlim10.93x600MPa=558MPaTOC o 1-5 h zH1SbHL2Hlim20.97x550MPa=533.5MPaH2S试选K1.2，查得vK1.0,K1,K1.5x1.251.875a所以，KKKKK1.0 x1.2x1x1.875=2.25avT95.5x105xP/95.5x105x2.9571.989x104Nmm1zn14201R3、计算试算小齿轮的分度圆直径，带入中的较小值得Hd三2.921t

15、189.8丫2.25x1.989x1041533.5丿x58.79mm1x(1-0.5x+)2x3332）计算圆周速度vv兀d/1“5&79x14204.36960 x100060 x10003）计算载荷系数根据v4.369m/s,8级精度，查得K1.23,所以KKKKK1.01.2311.875=2.31。aav,dd-11t4）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径:58.793：231225=59.31mm5）技术模数m=59.3122=2.696mm/13.按齿根弯曲疲劳强度设计公式:3m24KTYYFaSa(1-0.5)2z2u2+1aRR1F（1）、确定公式内的各计算值大齿轮的弯曲疲

16、1）查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限a500MPa,FE1劳强度a380MPa。FE22）查得弯曲疲劳寿命系数K0.86,K0.9FN1FN2计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，则,FA+MPa30714MPaaKfn2afe20.9380MPa244.29MPaF2S1.44)载荷系数K=2.315)节圆锥角=arctan十=18.4351u6)=9018.4352当量齿数二71.5657)8)9)z二1cos123cos18.435二24z2cos2查取齿形系数69cos71.565二218YFa1二2.65,Y二2.115Fa2查取应力校正系数Y二1.58,Y二1.86Sa1S

17、a2Y计算大小齿轮的我廿FY2.65x1.5800136Fa1二二0.0136&307.14F1Y2.115xl.86Fa2qa2二二0.01619丁244.29F2大齿轮的数值大。，并加以比较。、设计计算3m24x2.31x皿9xx0.016191(1，0.5x打2x232xJ32+11332.033综合分析考虑，取m=3mm,z=231得，z=uz=23x3=69,d=mz=23x3=69mm21114几何尺寸计算、计算大端分度圆直径d69mm1dzm69，3=207mm2、计算节锥顶距Ru2+1X；32+1=109.0986mm22、节圆锥角18.42518266171.56571335

18、42、大端齿顶圆直径dd+2mcos=69+2,3,cos18266=74.692mmTOC o 1-5 h za111dd+2mcos=207+2,3,cos713354=208.897mma222、齿宽b二R*109.0986mm=36.366mmR3取bb36mm12二、圆柱齿轮传动的设计计算已知输入功率P2.957Kw(略大于小齿轮的实际功率)，小齿轮1的转速为：n1720rmin，大齿轮的转速为n2437.33厶口，传动比i3，由电动机驱动，工作寿命(设每年工作300天)，两班制，带式输送，平稳，转向不变。1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数由以上计算的数据可得圆锥齿轮的传动在II

19、轴的轴向力2乂1959000F，9.-xtan20 xcos18.435，204.987Nall锥66此轴向力较小，故二级变速装置选用直齿圆锥齿轮。、运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度。、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。、选小齿轮齿数z，23,则z，u-z，4.18x23，96212按齿面接触疲劳强度设计公式：(1)、确定公式内的各计算值试选载荷系数K，1.5t计算小齿轮传递的转矩T，95.5x105，95.5x105x27947333，5.64x104N-mm选取齿宽系数e，1

20、d查得材料弹性影响系数Z，189.8MPa2。E按齿面的硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限a，600MPa，大Hlim1齿轮的接触疲劳极限a，550MPa。Hlim2计算应力循环次数小齿轮：N60njL60 x473.33xlx(2x8x300 x7)=9.542x1081h大齿轮：N9.542xl08/；182.283x108查得接触批量寿命系数K0.97HN1K0.99HN2计算接触疲劳许用应力b*hl1hlim10.97x600MPa=582MPaH1Shl2Hlim20.99x550MPa=544.5MPaH2S(2)、计算1)试算小齿轮的分度圆直径，带入中的较小值得Hd三2.321tK

21、Tu1dH32.321.5x2.796x1044.18+1(189.8mm4.181544.5丿=428mm2)计算圆周速度V计算及说明结果计算及说明结果机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- #-机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- #-计算及说明结果计算及说明结果机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- #-机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- #-3)计算齿宽b60 x1000v兀d1tn1竺空x473331.062m/60 x100060 x1000:s计算及说明结果计算及说明结果机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- #-机械设计课程设计计算

22、说明书圆锥圆柱齿轮减速器- #-计算及说明结果计算及说明结果机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- #-机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- #-b二d1x42.88mm=42.88mmd1t计算及说明结果计算及说明结果机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- -机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- -4）计算齿宽与齿高比bh模数：md1t/42.88?31.864mm齿高：h2.25m2.25x1.864mm=4.194mmtbh42.彎4.19410225）计算载荷系数根据v1.062m/，8级精度，可查得动载荷系数K1.11,直齿轮假设K人卩丁”，100

23、Nmm,查得KK1.2HF查得使用系数K1a查得8级精度，消除了相对支撑为非对称布置时,K1.15+0.18(1+0.62)02+0.31x10-bHdd=1.15+0.18(1+0.6x12)x12+0.31x10-3x42.88=1.4513由b彳10.22，K1.4513查得：K=1.4/hHF所以KKKKK1x1.11x1.2xl.4513=1.933。aavdd-11t6）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径:42.88xj1.93346.66mm7）计算模数m=1：46.66232.03mm$13.按齿根弯曲疲劳强度设计公式:3m22KTYYFaca1LiK-ZLB,z26d1F、

24、确定公式内的各计算值1)查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限6500MPa,大齿轮的弯曲疲FE1劳强度c380MPa。FE22)查得弯曲疲劳寿命系数K0.9,K0.93FN1FN23)计算弯曲疲劳许用应力计算及说明结果计算及说明结果机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- #-机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- #-计算及说明结果计算及说明结果机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- #-机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- -罟畀MPa2524MPa4)计算载荷系数KKKKKKAvFa1x1.11x1.2x1.41.8655)查取齿形系数Y2.69Y2.19Fa1F

25、a26)查取应力校正系数Y1.575,Y1.785Sa1Sa27)YY计算大、小齿轮的衆廿并加以比较。FYY2.65x1.5800136YY2.115x1.86001619FalSal0.0136,Fa2Sa20.016196r307.14丘厂244.29F1F2大齿轮的数值大。取弯曲疲劳安全系数S=1.4，则,6F2MPa321.4MPaK616一FN2_FE2F2S计算及说明结果计算及说明结果机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- -机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- #-、设计计算m三竺竺空竺x0.01549lx2321.833综合分析考虑，取m=2.5mm,z=24

26、，得1d=m，z=24x2.5=60mm，11z=u，z=24x4.18=100.32，14几何尺寸计算(1)、分度圆直径d=60mmidz，m100 x2.5250mm22(2)、中心距aa(d+a1=155mm=(60+计算及说明结果计算及说明结果机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- #-机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- #-计算及说明结果计算及说明结果机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- -机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- -、齿宽b，d1x60mm60mm，取d1=60mm，b=65mm15验算60-乞2x5x1041880Nd1KF1x

27、2350Ab6039.17矿100n-假设成立，计算有效。三、数据整理圆锥齿轮齿轮类型：直齿圆锥齿轮（JB110-60,齿形角a，20,齿顶高系数h*，1，顶隙系数c*，0.2，螺旋角P，0，不变位）。am精度8级，小齿轮材40Cr（调质），大齿轮材料45刚（调质）,硬度分别为280HBS和240HBS。大端分度圆直径：小齿轮d，69mm，大齿轮d，207mm12节锥顶距：R=109.0986mm，71.565，7133542d，208.897ma2节圆锥角：，18.425，18266，1大端齿顶圆直径：d，74.692mm,a1齿宽：b，b，36mm12齿数：z，23，z，6912模数m=3

28、圆柱齿轮齿轮类型：直齿圆柱齿轮精度8级，小齿轮材40Cr（调质），大齿轮材料45冈（调质）,硬度分别为280HBS和240HBS。分度圆直径：d，69mm，d，207mm12中心距：a=155mm齿宽：b，65mm，b，60mm12齿数：z，24，z，10012模数：m=2.5mm五、轴的计算、减速器高速轴I的设计1.求输出轴上的功率P，转速n和转矩T由前面的计算可得P二2.957Kwn=1420计算及说明结果计算及说明结果机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- #-机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- #-计算及说明结果计算及说明结果机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减

29、速器- #-机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- #-T二19.89N，m2求作用在齿轮上的力1b137d=1-0.5匕d=1-0.5xm1(R丿1(109丿圆锥小齿轮x69=57.29mm厂2T2x18.89x100057.29F=卜二二659.45Ntdm1TOC o 1-5 h zF-Ftancos5=659.45xtan20 xcos18.435=227.7Nrlt1F=Ftansin5=659.45xtan20 xsinl8.435=75.9Na1t1圆锥大齿轮F二F二75.9Nr2alF二F二227.7Na2r1圆柱小齿轮、大齿轮60F二去二2X5$41X100二1880

30、.3Ntd1F=Ftan=1880.3xtan20=684.4Nrt计算及说明结果计算及说明结果机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- -机械设计课程设计计算说明书一一圆锥一圆柱齿轮减速器- #-初步确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢，调质处理。取A105,于是得02.9571420=13.41mm3d=Amin0同时选取联轴器型号，联轴器的计算转矩:取K1.3，贝V，TT-K19890 x1.3=25.857N-mAcaiA结合电动机的参数,选用凸缘联轴器，型号YL4联轴器Y28x62YB25x62计算及说明结果计算及说明结果机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- #-机械

31、设计课程设计计算说明书一一圆锥一圆柱齿轮减速器- #-计算及说明结果计算及说明结果机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- #-机械设计课程设计计算说明书一一圆锥一圆柱齿轮减速器- #-即，该端选用的半联轴器的孔径d25mm，故取轴径d=25mm，半ii联轴器毂孔的长度L=62mmo4轴的结构设计(1)、拟定轴上零件的装配方案下图为I轴上的装配方案(图3)(2)、根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度，如下图:计算及说明结果计算及说明结果机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- #-机械设计课程设计计算说明书一一圆锥一圆柱齿轮减速器- #-计算及说明结果计算及说明结果机械设计课程

32、设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- #-机械设计课程设计计算说明书一一圆锥一圆柱齿轮减速器- -（图4）计算及说明结果计算及说明结果机械设计课程设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器- -机械设计课程设计计算说明书一一圆锥一圆柱齿轮减速器- -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d25mm,l=60mmii2）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、标准精度级的单列深沟球轴承6206,其尺寸为dxDxB=30mmx62mmx16mm。为了利于固定，一般取l比b小1mm（如图3所示），故可确定3d30mm,l=15。33）由经验公式算轴肩高度：h0.07x30,（12）=（3.14.1）mm4取轴肩高为4mm，确定d=38mm。4由课程设计指导书P47图46的要求可得，lu2.5d一2x（+1）60mm，取l=64mm。TOC o 1-5 h z32344）根据轴承安装方便的要求，取d、d均比