两级圆锥圆柱齿轮减速器课程设计全套.doc

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1、机械设计（数控）三班 熊鹏飞 10921480336 应用技术学院09 级 数控三 班 设计题目链式运输机上的圆锥圆-柱齿轮减速器学生姓名 熊鹏飞 学 号 10921480336 指导教师 邹继文 2011 年 07 月 13 日目录一、设计任务书4二、选择电动机4三、计算传动装置的运动和动力参数6四、传动件的设计计算8圆锥直齿轮设计.8圆柱斜齿轮设计11五、轴的设计计算 13输入轴设计13中间轴设计16输出轴设计19六、滚动轴承的选择及计算.22输入轴滚动轴承计算22中间轴滚动轴承计算23输出轴轴滚动轴承计算24七、键联接的选择及校核计算.24输入轴键计算24中间轴键计算24输出轴键计算24

2、八、联轴器的选择.24九、减速器附件的选择.25十、轮毂参数. . .25 圆锥齿轮. .25斜齿圆柱齿轮25十一、减速器铸造箱体部分结构尺寸.26十二、润滑与密封.27十三、设计总结.28十四、参考文献.28设计计算及说明一、设计任务书1. 设计题目：链式运输机减速器2. 题目六：设计一用于链式运输机上的圆锥圆柱齿轮减速器。工作平稳，经常满载，双班制工作。曳引链容许速度误差为5%。减速器小批生产，使用期限5年。3. 传动方案简图4. 原始数据原始数据题 号6-2曳引链拉力F（N）9500曳引链速度v（m/s）0.32曳引链链轮齿数Z8曳引链节距P（mm）80二、选择电动机1）电动机类型和结构

3、型式按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。2）电动机容量(1)链式运输机的输出功率(2)电动机输出功率传动装置的总效率式中、为从电动机至运输链轮的各传动机构和轴承的效率。由机械设计课程设计指导书查得：弹性柱销联轴器=0.99；8级精度一般圆锥齿轮传动（油润滑）=0.97；8级精度一般圆柱齿轮传动（油润滑）=0.98；滚子链（正常润滑）=0.96；两个滚动轴承（一对，稀油润滑）=0.99；滚筒轴=0.98，滚筒=0.96则故 (3)电动机额定功率由机械设计课程设计指导书表2-1选取电动机额定功率。3）电动机的转速计算链轮输出转速推算电动机转速可选范围，由机械

4、设计课程设计指导书查得圆锥齿轮传动比范围，单级圆柱齿轮传动比范围，链轮传动常用传动比范围。初选同步转速分别为1000r/min和1500r/min的两种电动机进行比较，考虑综合因素，选择同步转速为1000r/min的Y系列电动机Y132M1-6参数表如下表：电动机型号额定功率（）电动机转速(r/min)电动机尺寸启动/最大转矩同步满载Y132M1-641000960475X280X3152.24）电动机的技术数据和外形,安装尺寸由机械设计课程设计指导书查得主要数据，并记录备用。三、计算传动装置的运动和动力参数1）传动装置总传动比2）分配各级传动比，选择齿数A.锥齿轮传动比、齿数的确定因为是圆锥

5、圆柱齿轮减速器，为使大圆锥齿轮尺寸不致过大，应使高速级圆锥齿轮传动比,因为采取油润滑，为了保证两级传动的大齿轮浸油深度相近时，取由于选择闭式传动，小齿轮齿数在20-40之间，为了保证不使同一对轮齿固定啮合，小齿轮齿数选择偶数，选小圆锥齿轮齿数，则，取=99齿数比B链轮传动比、齿数的确定根据机械设计（第八版），为了减少动载荷，为了不发生脱链，不宜过大，又因为链接数通常为偶数，因此最好是奇数，由链轮齿数优先序列选择=57C.圆柱齿轮传动比、齿数的确定圆柱齿轮减速器传动比选小圆柱齿轮齿数，取=111齿数比D校核实际传动比实际传动比校核运输连论的转速误差工作链轮的实际转速转速误差故符合要求。3）各轴转

6、速4）各轴输入功率按电动机额定功率计算各轴输入功率，即5）各轴转矩项目轴1轴2轴3卷筒轴转速(r/min)96025268.129.87功率(kw)3.92943.76483.65263.4363转矩(N*m)38.9998142.674512.2221098.65传动比13.813.72.28四、传动件的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=3.81，由电动机驱动，运输器工作平稳，经常满载，不反转；两班工作制，使用期5年。减速器由一般厂中小批量生产。选定齿轮精度等级、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8级精度(GB10095-8

7、8)2） 材料选择 由机械设计基础课程设计选择小齿轮、大齿轮材料均为(调质)，齿面硬度为217286HBS。3） ，1、 软齿面按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即（1） 确定公式内的各计算数值1） 锥齿轮齿宽系数0.25-0.3之间，这里选定0.3试选载荷系数，中等载荷，对于一般工业用齿轮传动接触疲劳极限和轮齿弯曲疲劳极限最小安全系数可用一般可靠度（失效概率=1/100),其值分别为5）由机械设计基础课程设计查得锻钢-锻钢的弹性系数2） 计算小齿轮的转矩由机械设计基础课程设计按齿面硬度查得小齿轮、大齿轮的接触疲劳强度极限= 。弯曲疲劳极限；其许用值（2） 计算1） 试算小齿轮分度圆直

8、径，代入中较小的值故大端模数2） 计算齿轮相关参数3） 圆整并确定齿宽但b不能小于10me，故取b1=b2=20mm.2.校核齿根弯曲疲劳强度则，根据机械设计基础课程设计查得:因为*大于*所以强度满足要求，所选参数合适。3.计算圆周速度v4.计算应力循环次数（两班制按15个小时算）圆柱斜齿轮设计已知输入功率 ，小齿轮转速252/min，齿数比=3.7，由电动机驱动，运输器工作平稳，经常满载；两班工作制，使用期5年，减速器小批生产。1） 圆锥圆柱齿轮减速器为通用减速器，速度不高，故选用8级精度(GB10095-88)2） 材料选择 由机械设计基础课程设计选择小齿轮、大齿轮材料均为45钢（调质），

9、齿面硬度为197-286HBS。3） 选小齿轮齿数，大齿轮齿数4） 对于一般工业用齿轮传动接触疲劳极限和轮齿弯曲疲劳极限最小安全系数可用一般可靠度（失效概率=1/100),其值分别为 对于标准齿轮的节点区域系数 锻钢-锻钢的弹性系数。电动机工作平稳，则载荷系数为1.2,。斜齿圆柱齿轮软齿面，齿轮相对于轴承非对称布置齿宽系数之间0.2-1.2，这里选定0.7。5） 由机械设计基础课程设计选接触疲劳极限 和弯曲疲劳极限；6） 其许用值为：7） 小齿轮上的转矩： 8） 初选螺旋角9） 螺旋角系数10） 计算当量齿数，为后续的齿形系数和应力修正系数做准备。，根据机械设计基础课程设计查得:*大于*；材料

10、为软齿面，故应对小齿轮进行接触疲劳强度设计。2、 按接触疲劳强度设计。由设计计算公式进行试算，即由由机械设计基础课程设计，选定一个标准法向模数计算齿轮相关参数：确定校核轮齿弯曲疲劳强度故强度满足，所选参数均符合要求轮齿的圆周速度对照机械设计基础课程设计，选8级精度制造满足接触强度，所选参数均合适。根据工作机双班制工作，一天工作15个小时，其应力循环次数分别为：五、轴的设计计算输入轴设计1. 求输入轴上的功率、转速和转矩 2. 按扭转强度计算轴的强度及初步确定轴的最小直径。先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢（调质），根据机械设计基础课程设计，取，得 此轴开一个键槽，故但是输入轴的最小直

11、径为安装联轴器的直径，为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩，查机械设计基础课程设计，由于转矩变化很小，故取，则查机械设计课程设计，选LM3型梅花型弹性联轴器（GB/T5272-2002），弹性件硬度a=75，其公称转矩为90000mm ，联轴器主动端的孔径38mm ，轴孔长度60mm，Z型轴孔，C型键槽；从动端的孔径28mm ，轴孔长度45mm ，Y型轴孔，B型键槽。故取。3. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1） 左端用轴端挡圈定位，联轴器与轴配合的轴孔长度为45mm，为了保证挡圈只压在联轴器而不压在轴的端面上，故1-2轴的长度应比44小一

12、些，故取。2） 为了满足半联轴器的轴向定位，1-2轴段右端需制出一轴肩，故取2-3段的直径3） 初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用单列角接触球轴承，参照工作要求并根据，由机械设计基础课程设计中初步选取0基本游隙组，标准精度级的角接触球轴承7307C，接触角，中窄系列，其尺寸为，故。这对轴承均采用轴肩进行轴向定位，由机械设计基础课程设计查得7307C型轴承的定位轴肩高度h=4.5mm，因此取。4） 安装齿轮 ；为使挡油环可靠地压紧轴承，5-6段应略短于轴承宽度，故取。5） 轴承端盖的总宽度为30mm。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑油 的要求，求得端盖外端面与联轴器右端

13、面间的距离20mm，故取 。6） 由机械设计基础课程设计锥齿轮轮毂宽度为，为使套筒端面可靠地压紧齿轮取。7）8） 输入轴尺寸总体情况如下4.轴上的周向定位联轴器的周向定位采用圆头普通平键A型连接，按d12由机械设计基础课程设计查得平键截面，键槽用键槽铣刀加工。键槽深度t=4mm 。同时为保证齿轮，联轴器与轴配合有良好的对中性，故选择联轴器与轴的配合为k6。此处选轴的尺寸公差为；5.确定轴上圆角和倒角尺寸取轴端倒角为，轴肩及其其他圆角部分为R1。6.求作用在齿轮上的力已知高速级小圆锥齿轮齿宽中点的分度圆直径为而求载荷。载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M 总弯矩扭矩T 6、按弯扭合成应力校核轴的强

14、度根据上表中的数据及轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力前已选定轴的材料为45钢（调质），由机械设计基础课程设计查得 ，故安全。中间轴设计1、求中间轴上的功率、转速和转矩 2按扭转强度计算轴的强度及初步确定轴的最小直径。先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为(调质)，根据机械设计基础课程设计，取，得此轴上开一个键槽但是中间轴最小直径显然是安装滚动轴承的直径和3.根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1） 初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用单列角接触球轴承，参照工作要求并根据 ，由机械设计基础课程设计中初步选取0基本游隙组，标准精度级的单列角接触球轴承

15、7306C，接触角，中窄系列，其尺寸为，故这对轴承均采用套筒进行轴向定位，由 机械设计基础课程设计查得7306C型轴承的定位轴肩高度h=3.5mm，2） 取安装齿轮的轴段，锥齿轮左端与左轴承之间采用套筒定位，取，查机械设计手册知锥齿轮轮毂长1.2d=42mm ，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，齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度，故取h=2.5mm，则轴环处的直径为 ，。3） 已知圆柱斜齿轮分度圆直径为62.98mm，小于此轴应作为齿轮轴，故，小斜圆柱齿轮宽55mm，故，右端轴承采用轴肩定位，箱体以小圆锥齿轮为对称轴，由圆锥齿轮的啮合关系，则有以下关系式：设，4） 输入轴

16、尺寸总体情况如下4.轴上的周向定位大锥齿轮的周向定位采用圆头普通平键A型连接，分别按d23，由机械设计基础课程设计查得， 平键截面，键槽用键槽铣刀加工，键槽深度t= 5mm。 同时为保证齿轮，齿轮轮毂与轴的配合为H7/f6。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸公差为。5.确定轴上圆角和倒角尺寸取轴端倒角为，轴肩及其其他圆角部分为R1。6.求作用在齿轮上的力已知高速级大圆锥齿轮齿宽中点的分度圆直径为而已知圆柱斜齿轮的受力：求载荷。载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M 总弯矩扭矩T7、按弯扭合成应力校核轴的强度根据上表中的数据及轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴的

17、计算应力前已选定轴的材料为（调质），由机械设计基础课程设计查得 ，故安全。输出轴设计1. 求输出轴上的功率、转速和转矩 2. 按扭转强度计算轴的强度及初步确定轴的最小直径。先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为(调质)，根据机械设计基础课程设计，取，得此轴上开两个键槽输出轴的最小直径为安装小链轮的直径，取。3. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1) 为了满足小链轮的轴向定位，1-2轴段右端需制出一轴肩，故取2-3段的 直径，轴承端盖的总宽度为30mm，根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑油的要求，求得端盖外端面与联轴器右端面间的距离20mm，故取 为了保证轴端挡圈只压在小链轮上而不压

18、在轴的端面上，故1-2段的长度应比略短些，现取。2) 初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用单列角接触球轴承，参照工作要求由机械设计基础课程设计中初步选取0基本游隙组，标准精度级的单列角接触球轴承7310C，接触角，中窄系列，其尺寸为，轴肩定位60mm。故，左端轴承采用轴肩进行轴向定位，由机械设计基础课程设计7310C型轴承的定位轴肩高度h=5mm，因此取；齿轮右端和右轴承之间采用挡油环定位，已知齿轮轮毂的宽度为67.2mm，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。齿轮的左端采用轴肩定位，轴肩高度，故取，则轴环处的直径为。轴环宽度，取。此轴斜齿轮要与中间轴斜

19、齿轮正确啮合，此轴在箱体内部要与中间轴要等，通过分析计算得出：，3） 输入轴尺寸总体情况如下4.轴上的周向定位小链轮，齿轮的周向定位均采用平键连接，按，由机械设计基础课程设计查得平键截面和 ，键槽用键槽铣刀加工，键槽深度t= 5mm和t=6mm。 同时为保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故小链轮与轴的配合为k6，齿轮轮毂与轴的配合为H7滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸公差为。5.确定轴上圆角和倒角尺寸取轴端倒角为，轴肩及其其他圆角部分为R1。6.求作用在齿轮上的力已知圆柱斜齿轮的受力情况求载荷载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M 总弯矩扭矩T 7、按弯扭合成应力校核轴的强

20、度根据上表中的数据及轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力前已选定轴的材料为45钢（调质），由机械设计基础课程设计查得 ，故安全。六、滚动轴承的选择及计算输入轴滚动轴承计算输入轴设计中已经选择了滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用单列角接触球轴承，参照工作要求并根据，由机械设计基础课程设计中初步选取0基本游隙组，标准精度级的角接触球轴承7307C，接触角，中窄系列，其尺寸为轴承的寿命计算省略。中间轴滚动轴承计算1) 中间轴设计中已经选择了滚动轴承，因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用单列角接触球轴承，参照工作要求并根据 ，由机械设计基础课程设计中初步选取0基本游隙

21、组，标准精度级的单列角接触球轴承7306C，接触角，中窄系列，其尺寸为。2) 轴承的寿命计算，载荷水平面H垂直面V支反力F则则则则，则查机械设计基础课程设计得则故合格。输出轴轴滚动轴承计算输出轴设计中已经选择了滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用单列角接触球轴承，参照工作要求由机械设计基础课程设计中初步选取0基本游隙组，标准精度级的单列角接触球轴承7310C，接触角，中窄系列，其尺寸为，轴肩定位60mm轴承的寿命计算省略。七、键联接的选择及校核计算输入轴键计算输入轴计算中已经选择了合适的键，校核省略。中间轴键计算1、 校核圆锥齿轮处的键连接中间轴设计中选择了大锥齿轮的周向定位采用圆头

22、普通平键A型连接， ， 平键截面，键槽用键槽铣刀加工，键槽深度t= 5mm。接触长度，则键联接所能传递的转矩为：，故单键即可。输出轴键计算输出轴计算中已经选择了合适的键，校核省略。八、联轴器的选择在轴的计算中已选定联轴器型号。选LM3型梅花型弹性联轴器（GB/T5272-2002），弹性件硬度a=75，其公称转矩为90000mm ，联轴器主动端的孔径38mm ，轴孔长度60mm，Z型轴孔，C型键槽；从动端的孔径28mm ，轴孔长度45mm ，Y型轴孔，B型键槽九、减速器附件的选择1.检查孔及检查孔盖；长A=100，宽B=160，检查孔盖的材料为Q235A钢板。其他参数详见机械设计基础课程设计中

23、p124。2. 通气塞M16*1.5，材料为Q235A，其他参数详见机械设计基础课程设计中p124。3.凸缘式轴承盖根据各个轴使用的轴承外径选择端盖螺钉直径，输入轴，中间轴的端盖螺钉直径为M8，输出轴为M10.另外输入轴端盖最大凸缘，中间轴端盖最大凸缘，输出轴端盖最大凸缘。其他参数详见机械设计基础课程设计p125。4. 螺塞及油封垫M14*1.5，材料为Q235，皮封油圈-工业用革，其他参数详见机械设计基础课程设计中p126。5.油面指示装置M16()，其他参数详见机械设计基础课程设计中p126。6启箱螺钉（GB/T85-1988）M10, 其他参数详见机械设计基础课程设计中p128。7.起吊

24、装置吊钩：B=c3+c4=32mm, 其他参数详见机械设计基础课程设计中p129。吊耳：M10，螺钉采用20钢制造，其他参数详见机械设计基础课程设计中p130。十、轮毂参数圆锥齿轮斜齿圆柱齿轮十一、减速器铸造箱体部分结构尺寸名称符号荐用尺寸关系数值下箱座壁厚齿轮减速器=0.025a+388上箱座壁厚齿轮减速器=0.988下箱座剖分面处凸缘厚度b12上箱座剖分面处凸缘厚度12地脚螺栓底脚厚度p20箱座上的肋厚m8地脚螺栓直径圆整取标准值M16M16地脚螺栓孔直径2020地脚螺栓沉头座直径4545底脚凸缘尺寸（扳手空间）27272525地脚螺栓数目n66轴承旁连接螺栓（螺钉）直径12M12轴承旁连

25、接螺栓通孔直径13.513.5轴承旁连接螺栓沉头座直径2626轴承旁凸台的凸缘尺寸（扳手空间）20201616上下箱连接螺栓(螺钉)直径10M10上下箱连接螺栓通孔直径1111上下箱连接螺栓沉头座直径2424箱缘尺寸（扳手空间）18181414轴承盖螺钉直径见p125检查孔盖连接螺钉直径6圆锥定位销直径8圆锥定位销数目22轴承旁凸台高度h根据低速轴承座外径D2和扳手空间c1要求由结构决定90大（锥）齿轮顶圆与箱体内壁间的距离10齿轮端面与箱体内壁间的距离大于8十二、润滑与密封齿轮采用浸油润滑，由机械设计基础课程设计查得选用L-CKC中负荷工业齿轮油（GB5903-86）。当齿轮圆周速度时，圆锥

26、齿轮浸入油的深度约一个齿高，三分之一齿轮半径，大齿轮的齿顶到油底面的距离3060mm。由于大圆锥齿轮，可以利用齿轮飞溅的油润滑轴承，并通过油槽润滑其他轴上的轴承，且有散热作用，效果较好。密封防止外界的灰尘、水分等侵入轴承，并阻止润滑剂的漏失。十三、设计总结通过6.27-7.15的机械设计课程设计，花费了我两周多的时间，这两周多来，我每天八点过按时到指定的教室认真设计数据，查找资料，绘制草图，装配图，零件图，最后一个步骤就快完成了，就是这份说明书，终于我将完成让自己觉得还满意的链式运输机减速器的课程设计，因为它是我设计生涯的第一份作品，从头到尾我都通过正确的渠道查找数据，任何一个细节都已经记在我

27、的脑海里。虽然做的过程中出现过一些错误，比如参数选错了、设计不合理的等等，这也是本次课程设计的目的之一-掌握设计这门课程的基础，在实践中发现错误并及时改正。本次设计我获得最大的收获就是掌握了设计的基本步骤，我知道设计一件产品应该从什么起步，如何深入，如何找找资料，哪些零件标准化，哪些零件需要查找关系而定，而不是乱定！让我更好的从实际中运用学过理论知识提高机械设计的综合素质等等，收获颇丰。设计中应该还存在一些错误，我仍然需要继续努力学习和掌握有关机械设计的知识，继续培养设计习惯和思维从而提高设计实践操作能力。为将来扎实的设计技能打下基石。十四、参考文献孙德志，张伟华，邓子龙主编机械设计基础课程设计科学出版社出版（中国科学院机械工程系列规划教材）（国家工科机械基础课程教学基地规划教材）28