2023年二级直齿圆锥斜齿圆柱齿轮减速器

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1、目录设计任务书3传动方案拟订及阐明3电动机选用3计算传动装置运动和动力参数5传动件设计计算7轴设计计算.16滚动轴承选用及计算.38键联接选用及校核计算.42联轴器选用.43减速器附件选用.44润滑与密封.44设计小结.44参照资料目录.45设计计算及阐明成果一、 设计任务书设计一用于带式运送机上圆锥圆柱齿轮减速器，已知带式运送机驱动卷筒圆周力（牵引力）F=2100N，带速v=1.3m/s，卷筒直径D=320mm，输送机常温下常常满载，空载起动，工作有轻震，不反转。工作寿命（设每年工作300天），一班制。二、传动方案拟订及阐明计算驱动卷筒转速选用同步转速为1000r/min或1500r/min

2、电动机作为原动机，因而传动装置总传动比约为13。根据总传动比数值，可确定如下传动方案：图一三、 选用电动机1）电动机类型和构造型式按工作规定和工作条件，选用一般用途Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭构造。设计计算及阐明成果2）电动机容量(1)卷筒输出功率(2)电动机输出功率传动装置总效率式中、为从电动机至卷筒轴各传动机构和轴承效率。由机械设计（机械设计基本）课程设计表2-4查得：V带传动=0.96；滚动轴承=0.988；圆柱齿轮传动=0.97；圆锥齿轮传动=0.96；弹性联轴器=0.99；卷筒轴滑动轴承=0.96；则故 (3)电动机额定功率由机械设计（机械设计基本）课程设计表20-

3、1选用电动机额定功率。3）电动机转速推算电动机转速可选范围，由机械设计（机械设计基本）课程设计表2-1查得带传动常用传动比范围，单级圆柱齿轮传动比范围，圆锥齿轮传动比范围，则电动机转速可选范围为：设计计算及阐明成果初选同步转速分别为1000r/min和1500r/min两种电动机进行比较，如下表：方案电动机型号额定功率（）电动机转速(r/min)电动机质量(kg)同步满载1Y132M1-641000960732Y112M-441500144043传动装置传动比总传动比V带传动二级减速器12.373.13.9918.564.644两方案均可行,但方案1传动比较小,传动装置构造尺寸较小,因而采用方

4、案1,选定电动机型号为Y132M1-64）电动机技术数据和外形,安装尺寸由机械设计（机械设计基本）课程设计表20-1、表20-2查得重要数据，并记录备用。四、计算传动装置运动和动力参数1）传动装置总传动比2）分派各级传动比由于是圆锥圆柱齿轮减速器，因此圆锥圆柱齿轮减速器传动比设计计算及阐明成果3）各轴转速（轴号见图一）4）各轴输入功率按电动机所需功率计算各轴输入功率，即5）各轴转矩项目轴1轴2轴3轴4轴5转速(r/min)96096031077.677.6功率(kw)3.363.293.163.022.98转矩(N*m)33.4332.7397.35371.66366.74传动比113.13.

5、991效率10.9780.960.9580.988设计计算及阐明成果五、传动件设计计算圆锥直齿轮设计已知输入功率，小齿轮转速960r/min，齿数比u=3.1，由电动机驱动，工作寿命（设每年工作300天），一班制，带式输送机工作常常满载，空载起动，工作有轻震，不反转。1、 选定齿轮精度级别、材料及齿数1） 圆锥圆柱齿轮减速器为通用减速器，速度不高，故选用7级精度(GB10095-88)2） 材料选用 由机械设计（第八版）表10-1选用小齿轮材料为(调质)，硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS。3） 选小齿轮齿数，大齿轮齿数，取整。则2、 按齿面接触强度设计由设计计

6、算公式进行试算，即（1） 确定公式内各计算数值1） 试选载荷系数2） 计算小齿轮转矩3） 选齿宽系数设计计算及阐明成果4）由机械设计（第八版）图10-21d按齿面硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限，大齿轮接触疲劳强度极限5）由机械设计（第八版）表10-6查得材料弹性影响系数6） 计算应力循环次数7) 由机械设计（第八版）图10-19取接触疲劳寿命系数8) 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，得（2） 计算1） 试算小齿轮分度圆直径，代入中较小值2） 计算圆周速度v设计计算及阐明成果3） 计算载荷系数根据，7级精度，由机械设计（第八版）图10-8查得动载系数直齿轮由机械设计（第八版

7、）表10-2查得使用系数根据大齿轮两端支撑，小齿轮作悬臂布置，查机械设计（第八版）表得轴承系数，则接触强度载荷系数4） 按实际载荷系数校正所算得分度圆直径，得5） 计算模数m取原则值6） 计算齿轮有关参数7） 圆整并确定齿宽圆整取，设计计算及阐明成果3、 校核齿根弯曲疲劳强度1） 确定弯曲强度载荷系数2） 计算当量齿数3） 由机械设计（第八版）表10-5查得齿形系数应力校正系数4） 由机械设计（第八版）图20-20c查得小齿轮弯曲疲劳强度极限，大齿轮弯曲疲劳强度极限5） 由机械设计（第八版）图10-18取弯曲疲劳寿命系数6） 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数，得7）校核弯曲强度设计计算及

8、阐明成果根据弯曲强度条件公式进行校核满足弯曲强度，所选参数合适。圆柱斜齿轮设计已知输入功率，小齿轮转速310r/min，齿数比u=4，由电动机驱动，工作寿命（设每年工作300天），一班制，带式输送机工作常常满载，空载起动，工作有轻震，不反转。1、 选定齿轮精度级别、材料及齿数1） 圆锥圆柱齿轮减速器为通用减速器，速度不高，故选用7级精度(GB10095-88)2） 材料选用 由机械设计（第八版）表10-1选用大小齿轮材料均为45钢（调质），小齿轮齿面硬度为250HBS，大齿轮齿面硬度为220HBS。3） 选小齿轮齿数，大齿轮齿数4） 选用螺旋角。初选螺旋角 2、按齿面接触强度设计,设计计算及阐

9、明成果由设计计算公式进行试算，即(1) 确定公式内各计算数值1） 试选载荷系数2） 计算小齿轮转矩3） 选齿宽系数4） 由机械设计（第八版）图10-30选用区域系数5） 由机械设计（第八版）图10-26查得，则6） 由机械设计（第八版）表10-6查得材料弹性影响系数7） 计算应力循环次数8） 由机械设计（第八版）图10-21d按齿面硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限，大齿轮接触疲劳强度极限9） 由机械设计（第八版）图10-19取接触疲劳寿命系数设计计算及阐明成果10）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，得（2）计算1）试算小齿轮分度圆直径，由计算公式得2） 计算圆周速度v3） 计

10、算齿宽b及模数4） 计算纵向重叠度5）计算载荷系数设计计算及阐明成果根据，7级精度，由机械设计（第八版）图10-8查得动载系数由机械设计（第八版）表10-3查得由机械设计（第八版）表10-2查得使用系数由机械设计（第八版）表10-13查得 由机械设计（第八版）表10-4查得接触强度载荷系数6）按实际载荷系数校正所算得分度圆直径，得7） 计算模数取8） 几何尺寸计算（1） 计算中心距（2） 按圆整后中心距修正螺旋角因值变化不多，故参数、等不必修正（3）计算大小齿轮分度圆直径设计计算及阐明成果（4）计算齿轮宽度圆整后取 3、 校核齿根弯曲疲劳强度1） 确定弯曲强度载荷系数2） 根据重叠度，由机械设

11、计（第八版）图10-28查得螺旋角影响系数3） 计算当量齿数4）由机械设计（第八版）表10-5查得齿形系数应力校正系数5） 由机械设计（第八版）图20-20c查得小齿轮弯曲疲劳强度极限，大齿轮弯曲疲劳强度极限6）由机械设计（第八版）图10-18取弯曲疲劳寿命系数 设计计算及阐明成果7） 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数，得8） 校核弯曲强度根据弯曲强度条件公式进行校核满足弯曲强度，所选参数合适。六、轴设计计算输入轴设计1、求输入轴上功率、转速和转矩 2、求作用在齿轮上力已知高速级小圆锥齿轮分度圆半径为设计计算及阐明成果而圆周力、径向力及轴向力方向如图二所示图二设计计算及阐明成果3、 初步

12、确定轴最小直径先初步估算轴最小直径。选用轴材料为45钢（调质），根据机械设计（第八版）表15-3，取，得，输入轴最小直径为安装联轴器直径，为了使所选轴直径与联轴器孔径相适应，故需同步选用联轴器型号。联轴器计算转矩，查机械设计（第八版）表14-1，由于转矩变化很小，故取，则查机械设计（机械设计基本）课程设计表17-4，选HL1型弹性柱销联轴器，其公称转矩为160000，半联轴器孔径，故取，半联轴器长度，半联轴器与轴配合毂孔长度为38mm。4、 轴构造设计（1） 确定轴上零件装配方案（见图三）图三设计计算及阐明成果（2） 根据轴向定位规定确定轴各段直径和长度1） 为了满足半联轴器轴向定位，1-2轴

13、段右端需制出一轴肩，故取2-3段直径2） 初步选用滚动轴承。因轴承同步受有径向力和轴向力，故选用单列圆锥滚子轴承，参照工作规定并根据，由机械设计（机械设计基本）课程设计表15-7中初步选用0基本游隙组，原则精度级单列圆锥滚子轴承30306，其尺寸为，而。这对轴承均采用轴肩进行轴向定位，由机械设计（机械设计基本）课程设计表15-7查得30306型轴承定位轴肩高度，因而取3）取安装齿轮处轴段6-7直径；为使套筒可靠地压紧轴承， 5-6段应略短于轴承宽度，故取。4）轴承端盖总宽度为20mm。根据轴承端盖装拆及便于对轴承添加润滑油 规定，求得端盖外端面与半联轴器右端面间距离，故取 5）锥齿轮轮毂宽度为

14、64.86mm，为使套筒端面可靠地压紧齿轮取。6） 由于，故取（3） 轴上周向定位圆锥齿轮周向定位采用平键连接，按由机械设计（第八版）表6-1查得平键截面，键槽用键槽铣刀加工，长为50mm，同步为保设计计算及阐明成果证齿轮与轴配合有良好对中性，故选用齿轮轮毂与轴配合为；滚动轴承与轴周向定位是由过渡配合来保证，此处选轴尺寸公差为k6。（4） 确定轴上圆角和倒角尺寸取轴端倒角为5、 求轴上载荷载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M 总弯矩扭矩T6、按弯扭合成应力校核轴强度根据上表中数据及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴计算应力前已选定轴材料为45钢（调质），由机械设计（第八版）表15-1

15、查得，故安全。6、 精确校核轴疲劳强度（1） 判断危险截面截面5右侧受应力最大（2）截面5右侧设计计算及阐明成果抗弯截面系数抗扭截面系数截面5右侧弯矩M为截面5上扭矩为截面上弯曲应力截面上扭转切应力轴材料为45钢，调质处理。由表15-1查得。截面上由于轴肩而形成理论应力集中系数及按机械设计（第八版）附表3-2查取。因，经插值后查得又由机械设计（第八版）附图3-2可得轴材料敏感系数为故有效应力集中系数为设计计算及阐明成果由机械设计（第八版）附图3-2尺寸系数，扭转尺寸系数。轴按磨削加工，由机械设计（第八版）附图3-4得表面质量系数为轴未经表面强化处理，即，则综合系数为又取碳钢特性系数计算安全系数

16、值故可知安全。中间轴设计1、求中间轴上功率、转速和转矩 设计计算及阐明成果2、求作用在齿轮上力已知圆柱斜齿轮分度圆半径而已知圆锥直齿轮平均分度圆半径而圆周力、，径向力、及轴向力、方向如图四所示设计计算及阐明成果图四3、初步确定轴最小直径先初步估算轴最小直径。选用轴材料为（调质），根据机械设计（第八版）表15-3，取，得，中间轴最小直径显然是安装滚动轴承直径和设计计算及阐明成果4、 轴构造设计（1） 确定轴上零件装配方案（见下图图五）（2）根据轴向定位规定确定轴各段直径和长度1）初步选用滚动轴承。因轴承同步受有径向力和轴向力，故选用单列圆锥滚子轴承，参照工作规定并根据，由机械设计（机械设计基本）

17、课程设计表15-7中初步选用0基本游隙组，原则精度级单列圆锥滚子轴承30306，其尺寸为，。 这对轴承均采用套筒进行轴向定位，由机械设计（机械设计基本）课程设计表15-7查得30306型轴承定位轴肩高度，因而取套筒直径。2）取安装齿轮轴段，锥齿轮左端与左轴承之间采用设计计算及阐明成果套筒定位，已知锥齿轮轮毂长，为了使套筒端面可靠地压紧端面，此轴段应略短于轮毂长，故取，齿轮右端采用轴肩定位，轴肩高度，故取，则轴环处直径为。3） 已知圆柱直齿轮齿宽，为了使套筒端面可靠地压紧端面，此轴段应略短于轮毂长，故取。4）箱体一小圆锥齿轮中心线为对称轴，则取。（3）轴上周向定位圆锥齿轮周向定位采用平键连接，按

18、由机械设计（第八版）表6-1查得平键截面，键槽用键槽铣刀加工，长为22mm，同步为保证齿轮与轴配合有良好对中性，故选用齿轮轮毂与轴配合为；圆柱齿轮周向定位采用平键连接，按由机械设计（第八版）表6-1查得平键截面，键槽用键槽铣刀加工，长为56mm，同步为保证齿轮与轴配合有良好对中性，故选用齿轮轮毂与轴配合为；滚动轴承与轴周向定位是由过渡配合来保证，此处选轴尺寸公差为m6。（4）确定轴上圆角和倒角尺寸取轴端倒角为5、 求轴上载荷设计计算及阐明成果载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M 总弯矩扭矩T6、按弯扭合成应力校核轴强度根据上表中数据及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴计算应力前已选定

19、轴材料为（调质），由机械设计（第八版）表15-1查得，故安全。7、精确校核轴疲劳强度（1）判断危险截面截面5左右侧受应力最大（2）截面5右侧抗弯截面系数抗扭截面系数设计计算及阐明成果截面5右侧弯矩M为截面5上扭矩为截面上弯曲应力截面上扭转切应力轴材料为，调质处理。由表15-1查得。截面上由于轴肩而形成理论应力集中系数及按机械设计（第八版）附表3-2查取。因，经插值后查得又由机械设计（第八版）附图3-2可得轴材料敏感系数为故有效应力集中系数为由机械设计（第八版）附图3-2尺寸系数，扭转尺寸系数。轴按磨削加工，由机械设计（第八版）附图3-4得表面质量系数为设计计算及阐明成果轴未经表面强化处理，即，

20、则综合系数为又取合金钢特性系数计算安全系数值故可知安全。（3）截面5左侧抗弯截面系数抗扭截面系数截面5左侧弯矩M为设计计算及阐明成果截面5上扭矩为截面上弯曲应力截面上扭转切应力过盈配合处，由机械设计（第八版）附表3-8用插值法求出，并取，于是得轴按磨削加工，由机械设计（第八版）附图3-4得表面质量系数为故得综合系数为计算安全系数值设计计算及阐明成果故可知安全。输出轴设计1、求输出轴上功率、转速和转矩 2、求作用在齿轮上力已知圆柱斜齿轮分度圆半径而圆周力、径向力及轴向力方向如图六所示设计计算及阐明成果图六设计计算及阐明成果3、初步确定轴最小直径先初步估算轴最小直径。选用轴材料为45钢（调质），根

21、据机械设计（第八版）表15-3，取，得，输出轴最小直径为安装联轴器直径，为了使所选轴直径与联轴器孔径相适应，故需同步选用联轴器型号。联轴器计算转矩，查机械设计（第八版）表14-1，由于转矩变化很小，故取，则查机械设计（机械设计基本）课程设计表17-4，选HL3型弹性柱销联轴器，其公称转矩为630000，半联轴器孔径，故取，半联轴器长度，半联轴器与轴配合毂孔长度为84mm。4、 轴构造设计（1） 确定轴上零件装配方案（见图六）设计计算及阐明成果图六（2）根据轴向定位规定确定轴各段直径和长度1）为了满足半联轴器轴向定位，1-2轴段右端需制出一轴肩，故取2-3段 直径，左端用轴端挡圈定位，按轴端挡圈

22、直径， 半联轴器与轴配合毂孔长度，为了保证轴端挡圈只压在半联 轴器上而不压在轴端面上，故1-2段长度应比略短些，现取 。2） 初步选用滚动轴承。因轴承同步受有径向力和轴向力，故选用单列圆锥滚子轴承，参照工作规定并根据，由机械设计（机械设计基本）课程设计表15-7中初步选用0基本游隙组，原则精度级单列圆锥滚子轴承30310，其尺寸为，而。左端轴承采用轴肩进行轴向定位，由机械设计（机械设计基本）课程设计计算及阐明成果表15-7查得30310型轴承定位轴肩高度，因而取；齿轮右端和右轴承之间采用套筒定位，已知齿轮轮毂宽度为71mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取。齿轮左端采

23、用轴肩定位，轴肩高度，故取，则轴环处直径为。轴环宽度，取。4）轴承端盖总宽度为20mm，根据轴承端盖装拆及便于对轴承添加润滑油规定，求得端盖外端面与半联轴器右端面间距离，故取 5）箱体一小圆锥齿轮中心线为对称轴，则取。（3）轴上周向定位齿轮、半联轴器周向定位均采用平键连接，按由机械设计（第八版）表6-1查得平键截面，键槽用键槽铣刀加工，长为50mm，同步为保证齿轮与轴配合有良好对中性，故选用齿轮轮毂与轴配合为；同样，半联轴器与轴连接，选用平键，半联轴器与轴配合为，滚动轴承与轴周向定位是由过渡配合来保证，此处选轴尺寸公差为k6。（4）确定轴上圆角和倒角尺寸取轴端倒角为5、求轴上载荷设计计算及阐明

24、成果载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M 总弯矩扭矩T6、按弯扭合成应力校核轴强度根据上表中数据及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴计算应力前已选定轴材料为45钢（调质），由机械设计（第八版）表15-1查得，故安全。7、精确校核轴疲劳强度（1）判断危险截面截面7右侧受应力最大（2）截面7右侧抗弯截面系数抗扭截面系数设计计算及阐明成果截面7右侧弯矩M为截面7上扭矩为截面上弯曲应力截面上扭转切应力轴材料为45钢，调质处理。由表15-1查得。截面上由于轴肩而形成理论应力集中系数及按机械设计（第八版）附表3-2查取。因，经插值后查得又由机械设计（第八版）附图3-2可得轴材料敏感系数为故有效应

25、力集中系数为由机械设计（第八版）附图3-2尺寸系数，扭转尺寸系数。轴按磨削加工，由机械设计（第八版）附图3-4得表面质量系数为设计计算及阐明成果轴未经表面强化处理，即，则综合系数为又取碳钢特性系数计算安全系数值故可知安全。七、滚动轴承选用及计算输入轴滚动轴承计算初步选用滚动轴承，由机械设计（机械设计基本）课程设计表15-7中初步选用0基本游隙组，原则精度级单列圆锥滚子轴承30306，其尺寸为， ，载荷水平面H垂直面V支反力F则设计计算及阐明成果则则则，则 则故合格。中间轴滚动轴承计算初步选用滚动轴承，由机械设计（机械设计基本）课程设计表15-7中初步选用0基本游隙组，原则精度级单列圆锥滚子轴承

26、30306，其尺寸为，载荷水平面H垂直面V支反力F设计计算及阐明成果则则则则，则 则故合格。输出轴轴滚动轴承计算初步选用滚动轴承，由机械设计（机械设计基本）课程设计表15-7中初步选用0基本游隙组，原则精度级单列圆锥滚子轴承30310，其尺寸为，设计计算及阐明成果载荷水平面H垂直面V支反力F则则则则，则 则故合格设计计算及阐明成果八、键联接选用及校核计算输入轴键计算1、 校核联轴器处键连接该处选用一般平键尺寸为，接触长度，则键联接所能传递转矩为：，故单键即可。2、 校核圆锥齿轮处键连接该处选用一般平键尺寸为，接触长度，则键联接所能传递转矩为：，故单键即可。中间轴键计算1、 校核圆锥齿轮处键连接

27、该处选用一般平键尺寸为，接触长度，则键联接所能传递转矩为：，故单键即可。2、 校核圆柱齿轮处键连接该处选用一般平键尺寸为，接触长度，则键联接所能传递转矩为：设计计算及阐明成果，故单键即可。输出轴键计算1、 校核联轴器处键连接该处选用一般平键尺寸为，接触长度，则键联接所能传递转矩为：，故单键即可。2、 校核圆柱齿轮处键连接该处选用一般平键尺寸为，接触长度，则键联接所能传递转矩为：，故单键即可。九、联轴器选用在轴计算中已选定联轴器型号。输入轴选HL1型弹性柱销联轴器，其公称转矩为160000，半联轴器孔径，故取，半联轴器长度，半联轴器与轴配合毂孔长度为38mm。输出轴选选HL3型弹性柱销联轴器，其

28、公称转矩为630000，半联轴器孔径，故取，半联轴器长度，半联轴器与轴配合毂孔长度为84mm。设计计算及阐明成果十、减速器附件选用由机械设计（机械设计基本）课程设计选定通气帽，A型压配式圆形油标A20（GB1160.1-89），外六角油塞及封油垫,箱座吊耳，吊环螺钉M12（GB825-88），启盖螺钉M8。十一、润滑与密封齿轮采用浸油润滑，由机械设计（机械设计基本）课程设计表16-1查得选用N220中负荷工业齿轮油（GB5903-86）。当齿轮圆周速度时，圆锥齿轮浸入油深度约一种齿高，三分之一齿轮半径，大齿轮齿顶到油底面距离3060mm。由于大圆锥齿轮，可以运用齿轮飞溅油润滑轴承，并通过油槽润

29、滑其她轴上轴承，且有散热作用，效果很好。密封防止外界灰尘、水分等侵入轴承，并制止润滑剂漏失。十二、设计小结这次有关带式运送机上两级圆锥圆柱齿轮减速器课程设计是咱们真正理论联络实际、深入理解设计概念和设计过程实践考验，对于提高咱们机械设计综合素质大有用处。通过两个星期设计实践，使我对机械设计有了更多理解和认识.为咱们后来工作打下了坚实基本.机械设计是机械工业基本,是一门综合性相称强技术课程，它融机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、互换性与技术测量、工程材料、机械设计课程设计等于一体。这次课程设计,对于培养咱们理论联络实际设计思想、训练综合运用机械设计和有关先修课程理论,结合生产实际反应和处理工程实际问题能力，巩固、加深和扩展有关机械设计方面知识等方面有重要作用。本次设计得到了指导教师细心协助和支持。衷心感谢教师指导和协助。设计计算及阐明成果设计中还存在不少错误和缺陷，需要继续努力学习和掌握有关机械设计知识，继续培养设计习惯和思维从而提高设计实践操作能力。十三、参照文献1、机械设计（第八版）高等教导出版社2、机械设计课程设计指导书（第二版）高等教导出版社