带式运输机的圆锥圆柱齿轮减速器的设计

1、课程设计：二级圆锥圆柱斜齿齿轮减速器的设计圆锥圆柱减速器带式运输机的课程设计说明书班级：08车辆3班学号：1608080313姓名：目录1、设计任务书32、装置的总体设计33、传动件的设计计算54、齿轮上作用力的计算125、轴的设计计算146、减速器箱体的结构尺寸2310、装配图和零件图2411、设计小结2512、参考资料目录251、设计任务 设计一用于带式运输机上的圆锥圆柱齿轮减速器，已知带式运输机驱动卷筒的工作拉力拉力F=2200N，运送带工作速度V=1.25m/s，卷筒直径D=240mm。输送机连声单向运转，载荷较平稳，使用期限为8年，小批量生产，两班制工作运送带工作允许误差为。2、传动

2、装置的总体设计2.1传动方案的拟定及说明2.1 1计算驱动卷筒的转速2.12拟定以下传动方案1电动机 2联轴器 3圆锥圆柱齿轮减速器 4运输带 5卷筒2.2电动机的选择2.2.1确定电动机功率 电动机所需功率按下式计算式中，为电动机到滚筒工作轴的传动装置总效率。根据传动特点，由表24查得、 电动机所需工作功率为 由表21，取电动机额定功率2.2.2 确定电动机转速由课本表1-8可知圆锥齿轮传动比、圆柱齿轮传动比，则总传动比范围为而卷筒转速为99.47r/min所以时机转速范围为 由手册表2-1可知，符合这一要求的电动机同步转速有960r/min和1440r/min。考虑到1440r/min转速

3、较高，所以这里选用960r/min。其型号为2.3传动比的计算及分配2.3.1计算总传动比2.3.2分配传动比高速级传动比为取 低速传动比为2.4传动装置动力参数计算2.4.1各轴的转速2.4.2各轴的功率2.4.3各轴转矩3、传动件的设计计算3.1高速级锥齿轮传动的设计计算3.1.1、选择材料材料用45钢，小齿轮调质处理，大齿轮正火处理，由机械设计（第八版）表10-1得齿面硬度，在范围内，选择8级精度3.1.2、初步计算传动尺寸因为软齿面闭式传动，故按齿面接触疲劳强度进行设计。其计算公式为1、取，,小齿轮许用应力 ，大齿轮许用应力3.1.3、确定传动尺寸1计算载荷系数由机械设计（第八版）查得

4、齿宽蹲点分度圆直径为故经检验精度降低一级，由机械设计（第八版）表10-13查得，动载荷系数，则（2）对进行修正，（3）选定齿数选齿数，。取则，。在允许范围内（4）大端模数m。由机械设计（第八版）表10-13查得，取标准模数（5）大端分度圆直径为（6）锥顶距为（7）齿宽为取，3.1.4、校核齿根弯曲疲劳强度齿根弯曲疲劳强度条件为（1）k、b、m已知（2）圆周力为（3）齿形数和应力修正数则当量齿数由机械设计（第八版）表10-5查得，（4）许用弯曲应力取，3.1.5计算锥齿轮传动其它几何尺寸3.2、低速齿轮级斜齿圆柱齿轮的设计与计算3.2.1选择材料大小齿轮均选45钢，小齿轮调质处理，大齿轮正火处理

5、，由机械设计（第八版）表10-21查得安全系数=1。选8级精度3.2.2初步计算因齿面闭式传动，故按下式进行设计（1）（2）取（3）由机械设计（第八版）表10-7查得取齿宽（4）由机械设计（第八版）表10-6查得弹性系数（5）初选螺旋角 由机械设计（第八版）表10-30查得节点区域系（6）齿数比（7）初选 则。取3.2.3确定尺寸（1）计算载荷系数因 由机械设计（第八版）表10-8查得，（2）故载荷系数（3）按实际载荷修正系数计算分度圆直径（4）计算模数取（5）计算传动尺寸取整故取取3.2.4校核齿根弯曲疲劳强度齿根弯曲疲劳强度条件为k,T3,mn,d3已知齿宽齿形系数YT和应力修正系数YS由

6、机械设计（第八版）表10-5查得。由机械设计（第八版）表10-28查得螺旋角3.2.5计算齿轮传动其它几何尺寸端面模数 齿顶高 齿根高 全齿高 顶隙 齿顶圆直径为 齿根圆直径为4、齿轮上作用力的计算4.1高速级齿轮传动的作用力（1）锥齿轮上的作用力为其方向与力作用点圆周速度方向相反径向力为其方向为由力的作用点指向轮1的转动中心轴向力为其方向沿轴向从小锥齿轮的小端指向大端法向力为（2）锥齿轮2的作用力锥齿轮2上的圆周力、径向力和轴向力与锥齿轮1上的圆周力、轴向力和径向力大小相等，作用方向相反4.2低速级齿轮传动的作用力（1）齿轮3的 作用力圆周力为其方向与力作用点圆周速度方向相反径向力为其方向可

7、用右手法则确定，法向力为其方向可用右手法则确定其法向力为（2）齿轮4的作用力从动轮4各个力与主动轮3上相应的力大小相等，作用方向相反5、轴的设计计算5.1、高速轴的设计计算5.1.1选择材料因其传递功率不大，并对重量及结构无特殊要求，故选用常用的材料45钢，调质处理5.1.2初算轴径。由机械设计（第八版）表10-28查得，故取较小则5.1.3轴的结构设计（1）轴承部件的结构设计为方便轴承部件的拆装，减速器的机体采用剖分式结构，轴承采用两端固定方式联轴器与轴段 轴段上安装联轴器，此段设计应与联轴器的选择设计同步进行。为补偿两轴安装误差、隔离振动，选用弹性联轴器。由机械设计（第八版）表14-1查得

8、，取计算转矩为按照计算，转矩应该小于联轴器公称转矩的条件，查标准，选用TL4.,轴承与轴段和的设计 在确定轴段轴径时，联轴器采用轴肩定位，由于此轴段直径大于轴段的直径，初选轴承型号为滚动轴承30306，则，此的长度要略小于轴承的宽度，所以取轴段的设计 轴段的直径要略大于轴段的直径，所以取，为方便轴的固定，取轴段的设计 取此时轴径要比小，故取，由于采用端面定位，长度略小于齿宽，取所以轴的长度5.1.4键连接圆锥齿轮的周向定位采用A型普通平键连接，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28mm，同时为保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为5.2、中

9、间轴的设计计算5.2.1因其传递功率不大，并对重量及结构无特殊要求，故选用常用的材料45钢，调质处理5.2.2初算轴径。由机械设计（第八版）表10-28查得，故取较小则5.2.3轴的结构设计轴的结构设计简图如下图5.2.3.1由于轴段键有键连接，所以最小直径需要增加即所以轴段的直径取，另由于此段采用套筒定位，所以长度应略小于齿轮的宽度，取5.2.3.2轴段的直径 按需要略小于轴段的直径，取，查表，轴承型号为30205，查得内径，外径，总宽度，所以取轴段直径，由于轴段齿轮采用套筒定位，所以轴段的长度应为，取套筒长度。所以5.2.3.3 轴段为轴段基础上的加上两位的定位轴肩高度。这里取定位轴肩高度

10、所以，长度取5.2.3.4 轴段直径同轴段，轴长度略小于齿宽，取。轴段同轴段，5.2.3.5所以轴的尺寸画出装配草图后，测量得5.2.4键连接圆锥齿轮的周向定位采用A型普通平键连接，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28mm，同时为保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为5.2.5轴的受力分析5.2.5.1 画轴的受力简图轴的受力简图如图所示5.2.5.2 计算支承反力已知在水平面上为式中负号表示与图中所画方向相反在垂直平面上为轴承1的总支反力为轴承2的总支承反力为5.2.5.3 画弯矩图 弯矩图如图所示在水平面上，剖面左侧为剖面右侧为剖面右

11、侧为在垂直平面上为 合成弯矩，剖面左侧为剖面左侧为剖面左侧为剖面右侧为5.2.5.4 画转矩图转矩图如图所示5.2.6校核轴的强度虽然剖面左侧弯矩大，但剖面右侧除作用有弯矩外还有转矩，其轴颈较小，故剖面两侧均有可能为危险面，故分别计算剖面的抗弯截面系数。抗扭截面系数为剖面左侧弯曲应力为剖面右侧弯曲应力为扭剪应力为按弯扭合成强度进行校核计算，对于单向转动的转轴，转矩按脉动循环处理，故取折合系数则当量应力为，故剖面右侧为危险截面由表查得，45钢调质处理抗拉强度极限，则由表查得轴的许用弯曲应力，故满足强度要求5.2.7校核键的连接强度齿轮2处键连接的挤压应力为取键、轴及齿轮的材料都为钢，由表查得，强

12、度足够，齿轮3处的键强度也足够5.2.8校核轴承寿命5.2.8.1 计算轴承的轴向力 由手册30205轴承查得，由手册查得30205轴向力计算公式，则轴承1、2的内部轴向力分别为外部轴向力。各轴向力方向如图所示，则两轴承轴向力分别为5.2.8.2 计算轴承1的当量动载荷 因，故只需校核轴承2的寿命。因，同轴承2的当量载荷轴承在100ºC以下工作，查手册得。对于减速器，查手册得载荷系数5.2.8.3 校核轴承寿命 轴承1寿命为减速器预期寿命为,故轴承寿命足够5.3、低速轴的设计计算5.3.1选择材料 因其传递功率不大，并对重量及结构无特殊要求，故选用常用的材料45钢，调质处理5.3.2

13、初算轴径。由机械设计（第八版）表10-28查得，载荷不大，故取则轴与联轴器连接，有一个键槽，轴径应增大，轴端最细处直径为5.4.3轴的结构设计，5.4.3.1轴承部件的结构设计5.4.3.2为方便轴承部件的拆装，减速器的机体采用剖分式结构，采用和端轴承固定方式，由最小直径，取，由，齿轮采用套筒定位，长度略小于齿宽，取。5.4.3.3轴段和 轴段和用轴承定位，其直径略小于 ，查表取用角接触球轴承，型号为7007C，由于轴段套筒定位，套筒长度取，所以5.4.3.4 轴段 轴段的用于定位齿轮，直径略大于，所以取，5.4.3.5 轴段 由于低速轴和中间轴的长度对称，轴承之间长度相等，所以轴段和之间长度

14、相等，所以，为节省材料，取5.4.3.6 轴段，为了便于安装，轴段直径略小于轴段，所以，长度取5.4.3.7轴段 轴段采用弹性联轴器，根据，选取，联轴器，长度，直径图形如下6、减速器箱体的结构尺寸名称符号计算公式结果箱座厚度0.0125(dm1+d m1)+1810箱盖厚度10.01(dm1+dm2)+188箱盖凸缘厚度1.5112箱座凸缘厚度1.515箱座底凸缘厚度2.525地脚螺钉直径0.018（dm1+dm2）+1M16地脚螺钉数目查手册4轴承旁联结螺栓直径=0.75M12盖与座联结螺栓直径=（0.5 0.6）M10轴承端盖螺钉直径=（0.40.5）M8视孔盖螺钉直径=（0.30.4）6

15、定位销直径=（0.70.8）8，至外箱壁的距离查手册表11222 18 16，至凸缘边缘距离查手册表1122014外箱壁至轴承端面距离=+（510）40大齿轮顶圆与内箱壁距离>1.218齿轮端面与内箱壁距离>15箱盖，箱座肋厚1013轴承端盖外径+5150（高速轴）130（中间轴）125（低速轴）轴承旁联结螺栓距离120（高速轴）112（中间轴）125（低速轴）7、减速器附件的选择由机械设计（机械设计基础）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。8、润滑与密封齿轮采用浸油

16、润滑，由机械设计（机械设计基础）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。9、设计小结这次关于带式运输机上的两级圆锥圆柱齿轮减速器的课程设计是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验，对于提高我们机械设计的综合素质大有用处。通过两个星期的设计实践，使我对机械设计有了更多的了解和认识.为我们以后的工作打下了坚实的基础.机械设计是机械工业的基础,是一门综合性相当强的技术课程，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。这次的课程设计,对于培养我们