圓錐-圓柱齒輪減速器設計說明書(帶CAD圖紙)

1、機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- -機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- -TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2一、設計任務書2二、電機的選擇計算一、擇電機的轉速2二、工作機的有效功率2三、選擇電動機的型號3三、運動和動力參數(shù)的計算一、分配傳動比3二、各軸的轉速3三、各軸的功率4四、各軸的轉矩4四、傳動零件的設計計算閉式直齒輪圓錐齒輪傳動的設計計算4閉式直齒輪圓柱齒輪傳動的設計計算6五、軸的設計計算減速器高速軸I的設計9減速器低速軸II的設計11減速器低速軸III的設計14六、滾動軸承的選擇與壽命計算減速器高速I軸滾動軸承的選擇與壽命計

2、算16減速器低速II軸滾動軸承的選擇與壽命計算17減速器低速III軸滾動軸承的選擇與壽命計算18七、鍵聯(lián)接的選擇和驗算聯(lián)軸器與高速軸軸伸的鍵聯(lián)接19大圓錐齒輪與低速軸II的的鍵聯(lián)接19大圓柱齒輪與低速軸III的的鍵聯(lián)接20八、潤滑油的選擇與熱平衡計算TOC o 1-5 h z減速器的熱平衡計算21潤滑油的選擇22 HYPERLINK l bookmark0九、參考文獻23機械設計課程設計計算說明書一一圓錐一圓柱齒輪減速器- -機械設計課程設計計算說明書一一圓錐一圓柱齒輪減速器- -結果計算及說明、設計任務書班級學號姓名一、設計題目：設計圓錐一圓柱齒輪減速器設計鑄工車間的型砂運輸設備。該傳送設備

3、的傳動系統(tǒng)由電動機減速器一運輸帶組成。每日二班工作。（圖1）1電動機；2聯(lián)軸器；3減速器；4鼓輪；5傳送帶二、原始數(shù)據(jù)：傳送帶拉力傳送帶速度鼓輪直徑D使用年限F(KN)V(m/s)(mm)（年）1.7701.3922357三、設計內容和要求：1編寫設計計算說明書一份，其內容通常包括下列幾個方面：（1）傳動系統(tǒng)方案的分析和擬定以及減速器類型的選擇；（2）電動機的選擇與傳動裝置運動和動力參數(shù)的計算；（3）傳動零件的設計計算（如除了傳動，蝸桿傳動，帶傳動等）；（4）軸的設計計算；（5）軸承及其組合部件設計；（6）鍵聯(lián)接和聯(lián)軸器的選擇及校核；（7）減速器箱體,潤滑及附件的設計；（8）裝配圖和零件圖的設

4、計；（9）校核；（10）軸承壽命校核；（11）設計小結；（12）參考文獻；（13）致謝。結果計算及說明2要求每個學生完成以下工作：減速器裝配圖一張(0號或一號圖紙)零件工作圖兩張(輸出軸及該軸上的大齒輪)，圖號自定,比例1：1。設計計算說明書一份。二、傳動方案的擬定運動簡圖如下：(圖2)由圖可知，該設備原動機為電動機，傳動裝置為減速器，工作機為型砂運輸設備。減速器為展開式圓錐一圓柱齒輪的二級傳動，軸承初步選用深溝球軸承。聯(lián)軸器2選用凸緣聯(lián)軸器，8選用齒形聯(lián)軸器。計算及說明結果計算及說明結果機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- -機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- -三、電

5、動機的選擇及傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算、選擇電動機的類型和結構形式按工作要求和條件，選用三相籠型異步電動機，Y系列，封閉式結構，電壓380V，頻率50Hz。二、選擇電動機容量工作機主動軸功率：PFV1.770 x1.392=2.464Kw傳動裝置w的總效率：,2,4,TOC o 1-5 h za12345（式中,、,、,、,、,分別為聯(lián)軸器、滾動軸承、原錐齒12345輪傳動、圓柱齒輪傳動和卷筒的傳動效率。）取,=0.99（聯(lián)軸器），1,=0.985（滾動軸承），,=0.96（齒輪精度為8級，不包括軸承效率）,23,=0.97（齒輪精度為8級，不包括軸承效率），,=0.96（卷筒效率，45不包

6、括軸承）則,0.992x0.9854x0.96x0.97x0.96=0.825a電動機所需功率：P2464PKwKw2.987Kwd,0.825a三、確定電動機的轉速卷筒州的工作轉速為:比_60 x1000V_60 x1000 x1.392_1132r/x235nDx235/min/min按課程設計指導書P7表1查得圓錐一圓柱齒輪的傳動比一般范圍為：i=1025，故電動機轉速anin(1025),113.2=11322830廠八da-min根據(jù)額定功率P三P，且轉速滿足edd1132rminnd2830厶口,選電動機型號為：Y100L2-4。其主要性能如下表:型號額定功率Kw滿載時起動電流額定

7、電流起動轉矩額定轉矩最大轉矩額定轉矩轉速%in電流(380V)A效率%功率因數(shù)Y100L2-4314206.882.50.817.02.22.3電動機的外形尺寸:中心高H外形尺寸Lx(AC/2+AD)xHD底角安裝尺寸AxB地腳螺栓孔直徑K軸伸尺寸DxE裝鍵部位尺寸FxGD100380 x288x245160 x1401228x608x31四、確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比總傳動比總傳動比罟212.5442分配減速器的各級傳動比直齒輪圓錐齒輪傳動比按直齒輪圓柱齒輪傳動比i-0.25i0.25,12.544=3.136，又錐錐a齒輪的傳動比一般不大于3,故取i=3錐則*竽仆實際總傳動比iii

8、3,4.1812.54實錐柱i0.004，滿足要求。五、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)1.各軸的轉速（各軸的標號均已在圖2中標出）廿nm=1420/min嚴=473-33rmin=473.3/4.18=1132/min計算及說明結果計算及說明結果機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- #-機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- #-計算及說明結果計算及說明結果機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- -機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- -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、筒軸入IP二P卷筒軸岀卷卷筒軸二n=113.2/min各軸的輸出、輸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各軸輸入、輸出轉矩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卷筒軸入卷筒軸入，219.77N-m HYPERLINK l bookmark72n113.2卷筒軸9550P9550 x2.463T卷筒軸出，卷筒軸出，207.79N-m HYPERLINK l bookmark78n113.2卷筒軸運動和動力參數(shù)計算結果整理于下表:軸名效率P(Kw)轉矩（N-m）轉速nr/min傳動比i效率輸入輸出輸入輸出電動機軸2.98720.0914201.00.99I軸2.9572.91319.8919.5914203.00.95

12、II軸2.7962.75456.4155.57473.334.20.96III軸2.6712.631225.34221.96113.21.00.97卷筒軸2.6052.463219.77207.79113.2四、傳動零件的設計計算一、圓錐齒輪傳動的設計計算已知輸入功率P2.957Kw（略大于小齒輪的實際功率），小齒輪1的轉速為：n=1720min，大齒輪的轉速為=437.33：爲口，傳動比i3，由電動機驅動，工作壽命（設每年工作300天），兩班制，帶式輸送，平穩(wěn)，轉向不變。1.選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)（1）按傳動方案，選用直齒圓錐齒輪傳動，齒形制JB110-60,齒形角，20，齒頂高

13、系數(shù)h*1，頂隙系數(shù)c*0.2，螺旋角P0，不變am位。（2）、運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用8級精度。（3）、材料選擇，小齒輪材料為40Cr（調質），硬度為280HBS,大齒輪材料為45剛（調質），硬度為240HBS，二者材料硬度相差40HBS。（4）、選小齒輪齒數(shù)z23,則zuz323=691212按齒面接觸疲勞強度設計公式：（1）、確定公式內的各計算值1）查得材料彈性影響系數(shù)Z189.8MPa2。E2）按齒面的硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限c600MPa，大Hlim1齒輪的接觸疲勞極限C550MPa。Hlim2計算應力循環(huán)次數(shù)小齒輪：N60njL60 x1420 x1x(2x8

14、x300 x7)=2.863x1091h大齒輪：NN/2863xl099.542x108查得接觸批量壽命系數(shù)K0.93HN1K0.97HN2計算接觸疲勞許用應力b*hl1Hlim10.93x600MPa=558MPaTOC o 1-5 h zH1SbHL2Hlim20.97x550MPa=533.5MPaH2S試選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、計算試算小齒輪的分度圓直徑，帶入中的較小值得Hd三2.921t

15、189.8丫2.25x1.989x1041533.5丿x58.79mm1x(1-0.5x+)2x3332）計算圓周速度vv兀d/1“5&79x14204.36960 x100060 x10003）計算載荷系數(shù)根據(jù)v4.369m/s,8級精度，查得K1.23,所以KKKKK1.01.2311.875=2.31。aav,dd-11t4）按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑:58.793：231225=59.31mm5）技術模數(shù)m=59.3122=2.696mm/13.按齒根彎曲疲勞強度設計公式:3m24KTYYFaSa(1-0.5)2z2u2+1aRR1F（1）、確定公式內的各計算值大齒輪的彎曲疲

16、1）查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限a500MPa,FE1勞強度a380MPa。FE22）查得彎曲疲勞壽命系數(shù)K0.86,K0.9FN1FN2計算彎曲疲勞許用應力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，則,FA+MPa30714MPaaKfn2afe20.9380MPa244.29MPaF2S1.44)載荷系數(shù)K=2.315)節(jié)圓錐角=arctan十=18.4351u6)=9018.4352當量齒數(shù)二71.5657)8)9)z二1cos123cos18.435二24z2cos2查取齒形系數(shù)69cos71.565二218YFa1二2.65,Y二2.115Fa2查取應力校正系數(shù)Y二1.58,Y二1.86Sa1S

17、a2Y計算大小齒輪的我廿FY2.65x1.5800136Fa1二二0.0136&307.14F1Y2.115xl.86Fa2qa2二二0.01619丁244.29F2大齒輪的數(shù)值大。，并加以比較。、設計計算3m24x2.31x皿9xx0.016191(1，0.5x打2x232xJ32+11332.033綜合分析考慮，取m=3mm,z=231得，z=uz=23x3=69,d=mz=23x3=69mm21114幾何尺寸計算、計算大端分度圓直徑d69mm1dzm69，3=207mm2、計算節(jié)錐頂距Ru2+1X；32+1=109.0986mm22、節(jié)圓錐角18.42518266171.56571335

18、42、大端齒頂圓直徑dd+2mcos=69+2,3,cos18266=74.692mmTOC o 1-5 h za111dd+2mcos=207+2,3,cos713354=208.897mma222、齒寬b二R*109.0986mm=36.366mmR3取bb36mm12二、圓柱齒輪傳動的設計計算已知輸入功率P2.957Kw(略大于小齒輪的實際功率)，小齒輪1的轉速為：n1720rmin，大齒輪的轉速為n2437.33厶口，傳動比i3，由電動機驅動，工作壽命(設每年工作300天)，兩班制，帶式輸送，平穩(wěn)，轉向不變。1.選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)由以上計算的數(shù)據(jù)可得圓錐齒輪的傳動在II

19、軸的軸向力2乂1959000F，9.-xtan20 xcos18.435，204.987Nall錐66此軸向力較小，故二級變速裝置選用直齒圓錐齒輪。、運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用8級精度。、材料選擇，小齒輪材料為40Cr(調質)，硬度為280HBS,大齒輪材料為45剛(調質)，硬度為240HBS，二者材料硬度相差40HBS。、選小齒輪齒數(shù)z，23,則z，u-z，4.18x23，96212按齒面接觸疲勞強度設計公式：(1)、確定公式內的各計算值試選載荷系數(shù)K，1.5t計算小齒輪傳遞的轉矩T，95.5x105，95.5x105x27947333，5.64x104N-mm選取齒寬系數(shù)e，1

20、d查得材料彈性影響系數(shù)Z，189.8MPa2。E按齒面的硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限a，600MPa，大Hlim1齒輪的接觸疲勞極限a，550MPa。Hlim2計算應力循環(huán)次數(shù)小齒輪：N60njL60 x473.33xlx(2x8x300 x7)=9.542x1081h大齒輪：N9.542xl08/；182.283x108查得接觸批量壽命系數(shù)K0.97HN1K0.99HN2計算接觸疲勞許用應力b*hl1hlim10.97x600MPa=582MPaH1Shl2Hlim20.99x550MPa=544.5MPaH2S(2)、計算1)試算小齒輪的分度圓直徑，帶入中的較小值得Hd三2.321tK

21、Tu1dH32.321.5x2.796x1044.18+1(189.8mm4.181544.5丿=428mm2)計算圓周速度V計算及說明結果計算及說明結果機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- #-機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- #-計算及說明結果計算及說明結果機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- #-機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- #-3)計算齒寬b60 x1000v兀d1tn1竺空x473331.062m/60 x100060 x1000:s計算及說明結果計算及說明結果機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- #-機械設計課程設計計算

22、說明書圓錐圓柱齒輪減速器- #-計算及說明結果計算及說明結果機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- #-機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- #-b二d1x42.88mm=42.88mmd1t計算及說明結果計算及說明結果機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- -機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- -4）計算齒寬與齒高比bh模數(shù)：md1t/42.88?31.864mm齒高：h2.25m2.25x1.864mm=4.194mmtbh42.彎4.19410225）計算載荷系數(shù)根據(jù)v1.062m/，8級精度，可查得動載荷系數(shù)K1.11,直齒輪假設K人卩丁”，100

23、Nmm,查得KK1.2HF查得使用系數(shù)K1a查得8級精度，消除了相對支撐為非對稱布置時,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）按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑:42.88xj1.93346.66mm7）計算模數(shù)m=1：46.66232.03mm$13.按齒根彎曲疲勞強度設計公式:3m22KTYYFaca1LiK-ZLB,z26d1F、

24、確定公式內的各計算值1)查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限6500MPa,大齒輪的彎曲疲FE1勞強度c380MPa。FE22)查得彎曲疲勞壽命系數(shù)K0.9,K0.93FN1FN23)計算彎曲疲勞許用應力計算及說明結果計算及說明結果機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- #-機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- #-計算及說明結果計算及說明結果機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- #-機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- -罟畀MPa2524MPa4)計算載荷系數(shù)KKKKKKAvFa1x1.11x1.2x1.41.8655)查取齒形系數(shù)Y2.69Y2.19Fa1F

25、a26)查取應力校正系數(shù)Y1.575,Y1.785Sa1Sa27)YY計算大、小齒輪的衆(zhòng)廿并加以比較。FYY2.65x1.5800136YY2.115x1.86001619FalSal0.0136,Fa2Sa20.016196r307.14丘廠244.29F1F2大齒輪的數(shù)值大。取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，則,6F2MPa321.4MPaK616一FN2_FE2F2S計算及說明結果計算及說明結果機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- -機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- #-、設計計算m三竺竺空竺x0.01549lx2321.833綜合分析考慮，取m=2.5mm,z=24

26、，得1d=m，z=24x2.5=60mm，11z=u，z=24x4.18=100.32，14幾何尺寸計算(1)、分度圓直徑d=60mmidz，m100 x2.5250mm22(2)、中心距aa(d+a1=155mm=(60+計算及說明結果計算及說明結果機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- #-機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- #-計算及說明結果計算及說明結果機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- -機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- -、齒寬b，d1x60mm60mm，取d1=60mm，b=65mm15驗算60-乞2x5x1041880Nd1KF1x

27、2350Ab6039.17礦100n-假設成立，計算有效。三、數(shù)據(jù)整理圓錐齒輪齒輪類型：直齒圓錐齒輪（JB110-60,齒形角a，20,齒頂高系數(shù)h*，1，頂隙系數(shù)c*，0.2，螺旋角P，0，不變位）。am精度8級，小齒輪材40Cr（調質），大齒輪材料45剛（調質）,硬度分別為280HBS和240HBS。大端分度圓直徑：小齒輪d，69mm，大齒輪d，207mm12節(jié)錐頂距：R=109.0986mm，71.565，7133542d，208.897ma2節(jié)圓錐角：，18.425，18266，1大端齒頂圓直徑：d，74.692mm,a1齒寬：b，b，36mm12齒數(shù)：z，23，z，6912模數(shù)m=3

28、圓柱齒輪齒輪類型：直齒圓柱齒輪精度8級，小齒輪材40Cr（調質），大齒輪材料45岡（調質）,硬度分別為280HBS和240HBS。分度圓直徑：d，69mm，d，207mm12中心距：a=155mm齒寬：b，65mm，b，60mm12齒數(shù)：z，24，z，10012模數(shù)：m=2.5mm五、軸的計算、減速器高速軸I的設計1.求輸出軸上的功率P，轉速n和轉矩T由前面的計算可得P二2.957Kwn=1420計算及說明結果計算及說明結果機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- #-機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- #-計算及說明結果計算及說明結果機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減

29、速器- #-機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- #-T二19.89N，m2求作用在齒輪上的力1b137d=1-0.5匕d=1-0.5xm1(R丿1(109丿圓錐小齒輪x69=57.29mm廠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圓錐大齒輪F二F二75.9Nr2alF二F二227.7Na2r1圓柱小齒輪、大齒輪60F二去二2X5$41X100二1880

30、.3Ntd1F=Ftan=1880.3xtan20=684.4Nrt計算及說明結果計算及說明結果機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- -機械設計課程設計計算說明書一一圓錐一圓柱齒輪減速器- #-初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，調質處理。取A105,于是得02.9571420=13.41mm3d=Amin0同時選取聯(lián)軸器型號，聯(lián)軸器的計算轉矩:取K1.3，貝V，TT-K19890 x1.3=25.857N-mAcaiA結合電動機的參數(shù),選用凸緣聯(lián)軸器，型號YL4聯(lián)軸器Y28x62YB25x62計算及說明結果計算及說明結果機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- #-機械

31、設計課程設計計算說明書一一圓錐一圓柱齒輪減速器- #-計算及說明結果計算及說明結果機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- #-機械設計課程設計計算說明書一一圓錐一圓柱齒輪減速器- #-即，該端選用的半聯(lián)軸器的孔徑d25mm，故取軸徑d=25mm，半ii聯(lián)軸器轂孔的長度L=62mmo4軸的結構設計(1)、擬定軸上零件的裝配方案下圖為I軸上的裝配方案(圖3)(2)、根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度，如下圖:計算及說明結果計算及說明結果機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- #-機械設計課程設計計算說明書一一圓錐一圓柱齒輪減速器- #-計算及說明結果計算及說明結果機械設計課程

32、設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- #-機械設計課程設計計算說明書一一圓錐一圓柱齒輪減速器- -（圖4）計算及說明結果計算及說明結果機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- -機械設計課程設計計算說明書一一圓錐一圓柱齒輪減速器- -1）由聯(lián)軸器尺寸確定由聯(lián)軸器的轂孔長度L和直徑d及相關要求，可確定d25mm,l=60mmii2）初步選擇滾動軸承。軸承同時承載徑向力和軸向力，但軸向力較小，故選用單列深溝球軸承。參照工作要求，并根據(jù)尺寸，選取0基本游隙組、標準精度級的單列深溝球軸承6206,其尺寸為dxDxB=30mmx62mmx16mm。為了利于固定，一般取l比b小1mm（如圖3所示），故可確定3d30mm,l=15。33）由經(jīng)驗公式算軸肩高度：h0.07x30,（12）=（3.14.1）mm4取軸肩高為4mm，確定d=38mm。4由課程設計指導書P47圖46的要求可得，lu2.5d一2x（+1）60mm，取l=64mm。TOC o 1-5 h z32344）根據(jù)軸承安裝方便的要求，取d、d均比