圆锥圆柱齿轮二级减速器设计.doc

机械设计课程设计 2010-2011第2学期姓 名： 班 级：指导教师：成 绩：日期：2011年 6月目 录设计目的 3第一部分 传动方案的总体设计 4第二部分 各齿轮的设计计算 6第三部分 轴的设计 10第四部分 校核 25第五部分 主要尺寸及数据 27参考文献 29心得体会 301. 设计目的设计题目6 带式运输机圆锥圆柱齿轮减速器1）系统简图2）工作条件连续单向运转，载荷较平稳，两班制。环境最高温度350c；允许运输带速度误差为5%，小批量生产。3）原始数据输送带拉力f（n）2500输送带速度v（m/s）1.3滚筒直径d(mm)4004）设计工作量（1）设计说明书（2）减速器装配图（3）减速器零件图第一部分 传动方案的总体设计设计内容计算及说明结 果一、传动方案（已给定）二、该方案的优缺点：三、原动机的选择（y系列三相交流异步电动机）四、传动装置总体传动比的确定及各级传动比的分配（1）外传动为电动机通过联轴器直接驱动。（2）减速器为两级展开式圆锥圆柱齿轮减速器。（3）方案简图如下：减速器结构紧凑，为两级展开式圆锥圆柱齿轮减速器。齿轮相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。锥齿轮布置在高速级，减小锥齿轮尺寸，容易加工，改变了轴的方向，但限制了传动比，锥齿轮传动比在23之间。低速轴齿轮在远离联轴器处，减小了弯曲变形所引起的载荷分布不均的现象。工作机所需功率： 传动装置总效率：其中，=0.99，=0.993，=0.99，=0.97，=0.99，=0.955，=0.99，=0.93. 所需电动机功率： 选择电动机型号为 y160m18 额定转速：720rmin；额定功率：4 kw；满载转矩：；额定转矩：；最大转矩：；1、总传动比：2、各级传动比的分配：电动机为y160m18第二部分 各齿轮的设计计算一、高速级减速齿轮设计设计内容计算及说明结 果1.齿轮的材料、精度和齿数选择2.设计计算3、校核齿根弯曲疲劳强度因传递功率不大转速不高，选小齿轮为40gr，大齿轮45钢，调质处理，均采用软齿面。初选齿轮精度为8级，取小齿轮齿数（1）设计准则 按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。（2）按齿面接触疲劳强度设计查表得材料极限应力取则 故所选8级精度合格。大端模数 取 （3）计算几何尺寸其中， 小齿轮40gr,大齿轮45钢,均调质处理，8级精度 初定所选8级精度合格满足齿根弯曲疲劳强度二、低速级减速齿轮设计设计内容计算及说明结 果1.齿轮的材料、精度和齿数选择2.设计计算3、校核齿根弯曲疲劳强度因传递功率不大转速不高，小齿轮和大齿轮均选45钢，调质处理，软齿面。初选齿轮精度为8级，取小齿轮齿数 故实际传动比（1）设计准则 按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。（2）按齿面接触疲劳强度设计查表得材料极限应力取则齿宽 取模数 取（3）计算几何尺寸 中心距 圆整得 其中查表得：齿轮圆周速度 故所选8级精度合格。45钢均调质处理8级精度初定满足齿根弯曲疲劳强度所选8级精度合格第三部分 轴的设计高速轴的设计设计内容计算及说明结 果1、选择轴的材料及热处理2、初估轴径3、初选轴承4、结构设计5、轴的受力分析6、判断危险截面7、轴的弯扭合成强度校核因传递功率不大，并对重量及结构尺寸无特殊要求，选择45钢，调质处理。查表得 ， 取中间值 则 因轴与联轴器之间有键槽，轴颈应增大3%5%。所以轴最细端处直径考虑到轴的强度和联轴器的选择，且要承受轴向力，初选单列圆锥滚子轴承30206。 ， ， ， ，（1）各轴直径的确定轴段上安装联轴器，选择弹性柱销联轴器。取载荷系数，计算转矩为查表得，选型联轴器。公称转矩160，许用转速7100，轴孔长度。 取联轴器轴孔，则。选择30206轴承，则。轴承采用轴肩定位，取。应小于，可取。（2）各轴长度的确定联轴器和锥齿轮选用套筒定位，则 。取小锥齿轮大端侧径向端面与轮毂右端面的距离按齿轮结构要求为55mm，取齿轮左端面到箱体内壁距离，套杯厚度为，轴与齿轮配合段比齿轮毂孔短1mm, 则。地脚螺钉直径 取，则轴承端盖螺钉直径取， 所以可取轴承端盖螺钉直径为，联轴器毂孔到轴承端盖距离取15mm, 取20mm, 轴段端面与联轴器左端面距离为1.85mm。有 轴段长度与该轴的悬臂长度有关 其中为锥齿轮齿宽中点与大端处径向端面的距离取28.9mm 则（3）轴上零件的周向固定联轴器和齿轮使用普通平键连接（4）轴上倒角与圆角轴肩处取圆角半径为1mm，轴两端倒角均为1mm,45。（1）画轴的受力简图轴的受力简图如图a)所示（2）计算支撑反力 在水平面上在垂直面上 轴承1的总支撑反力为轴承2的总支撑反力为（3）画弯矩图 弯矩图如图b) 、c)、d)所示在水平面上aa剖面为bb剖面为 在垂直面上为 合成弯矩aa剖面为bb剖面为（4）画转矩图 如图e)所示因aa剖面弯矩大，同时作用有转矩， aa剖面为危险截面。查表得 ， 其弯曲应力为 扭剪应力为 对于单项转动的转轴，转矩按脉动循环处理，故取折合系数，则当量应力为 查得轴的许用弯曲应力，强度满足要求。45钢调质处理aa剖面为危险截面轴的强度满足要求bbaa 高速轴e)d)xyza)b)c) 中间轴的设计计算设计内容计算及说明结 果1、选择轴的材料及热处理2、初估轴径3、初选轴承4、结构设计5、轴的受力分析因传递功率不大，并对重量及结构尺寸无特殊要求，选择45钢，调质处理。 考虑轴端不承受转矩，只承受少量弯矩取较小值110，则 考虑齿轮上作用较大的轴向力和圆周力，故选用圆锥滚子轴承。选择轴承为 （1） 各轴段直径的确定 轴段直径为，轴段虽没有定位轴肩，但考虑到强度的要求，取。轴段为两个齿轮提供定位， 取，则（2）各轴段长度的确定 小齿轮宽度，取。 锥齿轮轮毂宽度，取，齿轮端面和轮毂端面到箱体内壁取10mm，滚动轴承到内壁距离取5mm，则考虑到箱体内侧壁关于高速轴轴线对称，取（3）轴上零件的周向定位 小齿轮和锥齿轮使用普通平键定位。（4）轴上倒角与圆角取轴肩处圆角半径为1mm,轴两端倒角均为1mm,45。（1）画轴的受力简图，如图a)所示。（2）计算支撑反力 在水平面上 在垂直面上 轴承1总支撑反力轴承2总支撑反力（3）画弯矩图 如图b)、c)、d)所示 在水平面上 aa截面 bb截面左侧 bb截面右侧 在垂直面上 合成弯矩bb截面左侧bb截面右侧（4）画转矩图 如图e)所示45钢调制处理 xyza)abab低速轴的设计与计算设计内容计算及说明结 果1、选择轴的材料及热处理2、初估轴径3、初选轴承4、结构设计5、轴的受力分析 因传递功率不大，并对重量及结构尺寸无特殊要求，选择45钢，调质处理。考虑轴端不承受转矩，取较小值108。 轴与联轴器连接，有键槽应增大3%5%，则 考虑到联轴器的选择，轴承选用， ， ，（1）各轴直径的确定 选用弹性注销联轴器，查得，联轴器选型，取，联轴器使用轴肩定位，则，由于密封圈选用毡圈油封。取轴段、直径。轴段需为轴承提供定位，取。初定轴段直径，齿轮采用轴肩定位，经计算取轴段直径。（2）各轴长度的确定联轴器，取，取，轴段齿轮轮毂的宽度范围为，取，则，取轴承盖总宽度为20mm端盖外端面与半联轴器右端面间距离为30mm，则（3）轴上零件的周向固定 大齿轮采用普通平键固定。（4）轴上的倒角与圆角 取轴肩处圆角半径均为1mm,轴两端倒角均为1mm,45。（1）画轴的受力简图 如图a) 所示。（2）计算支撑反力 在水平面上 在垂直面上 轴承1的总支撑反力为轴承2的总支撑反力为（3）画弯矩图 如图b)、c)、d)所示 在水平面上，aa剖面处在水平面上，aa剖面处在aa剖面处的合成弯矩为（4）画转矩图 如图e)所示。低速轴受力简图aa45钢调制处理 xyza)b)c)d)e)第四部分 校核设计内容计算及说明结 果1、高速轴承及键的校核2、联轴器的选择3、减速器的润滑1、高速轴承的校核（1）计算轴承的轴向力 查表得30206轴承，。则轴承内部轴向力分别为， 外部轴向力，则两轴承的轴向力为 （2）计算当量载荷 因为轴承1的当量动载荷为 因为，轴承2的当量动载荷为 。 因，故只需校核轴承2，。环境最高温度为39取。运输机转动载荷较平稳，取。（3）校核轴承2的寿命 2、键的校核 高速轴联轴器处键连接的挤压应力为 齿轮处键连接的挤压应力为 取键、轴及带轮的材料都为钢，查表得，强度足够。高速轴选用型弹性柱销联轴器，输出轴选用型弹性柱销联轴器。1、 齿轮的润滑因为齿轮的圆周速度小于12m/s，所以采用浸油润滑。高速齿轮浸入油里0.7个齿高，但不小于10mm，低速级齿轮浸入高度约为1个齿高（不小于10mm）。2、 滚动轴承的润滑因润滑油中传动零件的圆周速度大于或等于1.52m/s,所以采用飞溅润滑。故轴承满足要求键连接强度足够第五部分 主要尺寸及数据设计内容计算及说明结 果1、传动比2、各轴的输入功率及转矩3、齿轮的结构尺寸总传动比 各级传动比，各轴的输入功率（kw）各轴的输入转矩两小齿轮采用实心结构，大齿轮采用腹板式结构。 锥齿轮尺寸 , , , , , , , , 圆柱齿轮的尺寸 ， ， ， ， ，参考文献1 孔凌嘉、张春林主编，机械基础综合课程设计。北京理工大学出版社，2004.6，p135.2 孔凌嘉、张春林主编，机械基础综合课程设计。北京理工大学出版社，2004.6，p428.3 孔凌嘉、张春林主编，机械基础综合课程设计。北京理工大学出版社，2004.6，p167.4 孔凌嘉、张春林主编，机械基础综合课程设计。北京理工大学出版社，2004.6，p171.5 孔凌嘉、张春林主编，机械基础综合课程设计。北京理工大学出版社，2004.6，p402.6 孔凌嘉、张春林主编，机械基础综合课程设计。北京理工大学出版社，2004.6，p337.7 孔凌嘉、张春林主编，机械基础综合课程设计。北京理工大学出版社，2004.6，p344.8 孔凌嘉、张春林主编，机械基础综合课程设计。北京理工大学出版社，2004.6，p337.9 孔凌嘉、张春林主编，机械基础综合课程设计。北京理工大学出版社，2004.6，p338.10 孔凌嘉、张春林主编，机械基础综合课程设计。北京理工大学出版社，2004.6，p402.心得体会这次的课程设计对我的学习影响很大，全部依靠自己的力量，从查资料、编写到最后输入，全部都是自己的心血。我觉得自己成长了许多，原来我们可以编写过程中遇到不少困难。是的，我也准备了很多资料，只要是有用的我都会复印过来。期间体验到同学的重要性，一个人总是有他自身的局限性，不能看透所有。同