带式运输机的圆锥—圆柱齿轮减速器设计【2.1 1.8 290 10年】【毕业论文+CAD图纸全套】

圆锥 圆柱齿轮减速器 课程设计 2013 第 2 学期 姓 名： 班 级： 指导教师： 成 绩： 日期： 2014 年 5 月 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 摘 要 减速器有着大功率 、大传动比、小 体积、高机械效率以及使用寿命长等优点。 本课题主要研究的内容是根据减速器设计的原始资料 ,研究减速器各组成部件 (包括齿轮 、轴、 轴承、 上箱体和下箱体 )的设计及 校 核。 对学生综合素质比较全面的直观体现（比如 结构设计 、动力学设计、标准件选型设计、润滑与密封设计、几何参数设计、强度设计等 ） 关键词 减速器 ， 设计 ， 校核 ，选型 者姓名）： 文题目） 2 he of is on On of as 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 目录 第 1章 . 设计目的 6 第 2章 . 设计方案 7 第 3章 . 设计任务书 8 设计题目 8 带式运输机原始数据 8 工作 条件 8 设计内容及要求 9 第 4章 电机的选择计算 选 择电机的 类型 10 作机的有效功率 10 择电动机的型号 11 第 5章 . 运动和动力参数的计算 分配传动比 11 轴的转速 11 轴的功率 11 轴的转矩 11 第 6章 . 传动零件的设计计算 闭式直齿轮圆锥齿轮传动的设计计算 15 闭式直齿轮圆柱齿轮传动的设计计算 19 第 7章 . 轴的设计计算 减速器高速轴 I 的设计 25 减速器低速轴 设计 29 减速器低速轴 设计 32 第 8章 滚动轴承的 寿命计算 减速器高速 I 轴滚动轴承的寿命计算 37 者姓名）： 文题目） 4 减速器低速 滚动轴承的寿命计算 37 减速器低速 滚动轴承与寿命计算 38 第 9章 . 键联接的 验算 9,1 、 联轴器与高速轴轴伸的键联接 38 大圆锥齿轮与低速轴 的键联接 39 大圆柱齿轮与低速轴 的键联接 39 第 10章 . 润滑油的选择与热平衡计算 30 第 11章 参考文献 40 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 前 言 这次毕业设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了毕业设计。 这次毕业设计成绩的取得 ，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下他的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，她 严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从 题目 的选择到项目的最终完成， 他 都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜， 他 不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩 指导 老师的专业水平外， 他 的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向 指导 老师致以诚挚的谢意和崇高的敬 意。 者姓名）： 文题目） 6 第 1 章 . 设计目的 减速器是原动机与工作机之间最重要的一种独立的减速机械传动装置，能降低原动机转速或增大扭矩，是一种被广泛应用在工矿企业及运输 、 建筑等部门中的机械部件，其设计过程几乎涉及机械设计的各个方面，如结构设计 、动力学设计、标准件选型设计、润滑与密封设计、几何参数设计、强度设计等。随着科学技术与国民经济的发展，对减速器的需求越来越大，且对综合质量提出了更高的要求。 减速器的结构设计和参数不仅关系到传动机构的可靠性与耐久性外，对传动机构的 稳定性 、机动性也有重要影响。 通过对 减速器 设计，重新梳理所学知识，温故知新，为以后的工作 成长 打下基础。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 第 2 章 . 设计方案 本 题方案有两个传动部分组成 ,即带传动与减速器齿轮传动 . 减速器可以在恶劣的工作环境中工作 ,且传动平稳 和效率高 . 展开式圆锥 展开式减速器结构简单 ,但齿轮的位置不对称 可使轴在转矩作用下产生的扭 矩变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形部分相互抵消 ,以减缓沿齿宽载荷分布不均现象 . 运动简图如下 ： 图 1 由图 1可知，该设备原动机为电动机，传动装置为减速器。 二级 展开式圆锥 圆柱齿轮 减速器 ，轴承初步选用深沟球轴承。 联轴器 2 选用凸缘联轴器， 8 选用齿形联轴器。 者姓名）： 文题目） 8 第 3 章 . 设计任务书 设计圆锥 圆柱齿轮减速器 用于带式运输机的圆锥 圆柱齿轮减速器。 传动装 置简图如下图所示。 图 2 运输带工作拉力 F(运 输 带 工 作 速 度v(m/s) 运输带滚筒直径 D(工作期限 (年 ) 90 10 作条件 单班制工作，空载启动，单向、连续运转，工作中有轻微振动。运输带速度允许速度误差为 5%。工作期限为十年，检修期间隔为三年。 在中小型机械厂小批量生产。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 计内容及要求 速器装配图一 张； 件工作图二张（大齿轮，输出轴）； 计说明书一份。 8000 字 左右 。 其内容通常包括下列几个方面： 润滑及附件的设计； 者姓名）： 文题目） 10 第 4 章 电机的选择计算 按工作要求和条件， 选用三相笼型异步电动机， Y 系列，封闭式结构，电压 380V，频率 50 择电动机 功率 工作机主动轴功率： w 传动装置的总效率： a 12 2 4 3 4 5 （式中 1 、 2 、 3 、 4 、 5 分别为联轴器、滚动轴 承、原锥齿轮传动 、圆 柱齿 轮传动和 卷筒 的传动 效率。） 取 1 = 轴器）， 2 =动轴承）， 3 =轮精度为 8 级，不包括轴承效率）， 4 =轮精度为 8 级，不包括轴承效率）， 5 =筒效率，不包括轴承）， 则： 电动机所需功率 ( 3 . 7 8 4 . 5 80 . 8 2 5 W 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 定电动机的 型号 卷筒的工作转速为： 6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 1 . 8 1 1 8 . 6 / m i 按课程设计指导书 表 1 查得 圆锥 圆柱齿轮的传动比一般范围为： 1025， 故电动机转速 n (10 25) 1186 2965r/据额定功率 且转速满足 :1186r/2960r/电动机型号为： 者姓名）： 文题目） 12 第 5 章 . 运动和动力参数的计算 总传动比 1420 1 1 . 9 71 1 8 . 6ma ni n 3 按直齿轮圆柱齿轮传动比 i 锥 锥齿轮的传动比一般不大于 3，且为整数 故取 i 锥 =3 则 i 柱 =实际总传动比 i 实 =i 锥 i 柱 =3i 满足要求。 轴的标号均已在图 2 中标 出） 1 I I 2 0 / m i = 4 7 3 . 3 / m i 3 . 3= 1 1 8 . 6 / m i 9 91 1 8 . 6 / m i n n r 锥柱卷 筒 轴买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 入功率 P入 =P d1出 =P入 2=w P入 = P出 3=w P出 = P入 2w P入 = P出 4=w P出 = P入 2w P 卷筒轴 入 = P出 1=w P 卷筒轴 出 = P 卷筒轴 入 2=w 出转矩 9 5 5 0 9 5 5 0 4 . 5 83 0 . 814209 5 5 0 9 5 5 0 4 . 5 3 4= 3 0 . 4 914209 5 5 0 9 5 5 0 4 . 4 6 6= 3 0 . 0 414209 5 5 0 9 5 5 0 4 . 2 8 88 6 . 5 24 7 3 . 39 5 5 0 9 5 5 0 4 . 2 2 38 5 . 2 14 7 3 . 39550 入入出出入入出出入=9 5 5 0 4 . 0 9 73 2 9 . 91 1 8 . 69 5 5 0 9 5 5 0 4 . 0 3 63 2 4 . 9 91 1 8 . 69 5 5 0 9 5 5 0 3 . 9 9 5= 3 2 1 . 6 91 1 8 . 69 5 5 0 9 5 5 0 3 . 7 7 8= 3 0 4 . 2 21 1 8 . 6 入出出卷 筒 轴 入卷 筒 轴 入卷 筒 轴卷 筒 轴 出卷 筒 轴 出卷 筒 轴=者姓名）： 文题目） 14 运动和动力参数计算结果整理于下表： 轴名 效率 P( 转矩 (转速 n r/动比 i 输入 输出 输入 输出 电动 机轴 420 1 轴 420 3 轴 轴 筒轴 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 第 6 章 已知输入功率 齿轮的转速为 :420r/动比 i 3 ，由电动机驱动，工作寿命（设每年工作 300 天）， 单 班制， 空载启动， 带式输送， 连续运转，工作中有轻微振动 ，转向不变。 定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 用直齿圆锥齿轮传动，齿形制 60 ,齿形 角 20 ，齿顶高系数 1，顶隙系数 c 螺旋角 m 0 ，不变位。 度不高，故选用 8 级精度。 齿轮材料为 40质），硬度为 280齿轮材料为 45 刚（调质），硬度为 240者材料硬度相差 40 23,则 u 323 69 齿面接触疲劳强度设计 公式 ： 211 232 . 9 2( 1 0 . 5 ) 定公式内的各计算值 600 大齿轮的接触疲劳极限 H 550 小齿轮： 14201(183007) 09 大齿轮： u108 者姓名）： 文题目） 16 得接触批量寿命系数 计算接触疲劳许用应力 111 0 . 9 3 6 0 0 5 5 8H L H L i M P 222 0 . 9 7 5 5 0 5 3 3 . 5H L H L i M P 选 查得 1K1K以， K KK1 P1n= R=1/3 入 H中的较小值得 211 232 . 9 2( 1 0 . 5 ) =计算圆周速度 v V= =m/s 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 根据 v m/s , 8 级精度 查得 K v K按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径： 311 / 6 8 . 6 1d k k m m M=d1/2=齿根弯曲疲劳强度设 计 公式： 13 2 2214 . 5 1F A S Y 得小齿轮的弯曲 疲劳强度极限 00 齿轮的弯 曲疲劳强度 80 得弯曲疲劳寿命系数 算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 S= 111 0 . 8 6 5 0 0 / 1 . 4 3 0 7 . 1 4F N F M P 222 0 . 9 3 8 0 / 1 . 4 2 4 4 . 2 9F N F M P K=圆锥角 = u= 者姓名）： 文题目） 18 1/ 4 2/ 18 F ,并加以比较 F 1= F 2=齿轮的数值大 13 2 2214 . 5 1F A S Y =合分析考虑，取 m=33 得， u=233=69 m 33=69 何尺寸计算 69mm m 693 207文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 1 1 0 9 . 0 9 92dR u m m 1 18 266 2 71 3354 2m 1 69 2 38 266 2m 2 207 231 3354 齿宽 b R R 取 36柱齿 轮传动的设计计算 已知输入功率 齿轮的转速为 :大齿轮的转速为： 动比 i 由电动机驱动，工作寿命（设每年工作 300 天）， 单 班制， 空载启动， 带式输送， 连续运转，工作中有轻微振动 ，转向不变。 定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 的轴向力 F=2019043N 此轴向力较小，故二级变速装置选用直齿圆 柱 齿轮。 度不高，故选用 8 级精度。 齿轮材料为 40质），硬度为 280齿轮材料为 45 刚（调质），硬度为 240者材料硬度相差 40 小齿轮齿数 23,则 u 23 者姓名）： 文题目） 20 公式： 211132 . 3 2 . u K 定公式内的各计算值 选载荷系数 算小齿轮传递的转矩 P2 选取齿宽系数 d得材料弹性影响系数 按齿面的硬度查得 小齿轮的接触疲劳强度极限 600 大齿轮的接触疲劳极限 H 550 小齿轮： (183007) 08 大齿轮： u108 得接触批量寿命系数 计算接触疲劳许用应力 111 0 . 9 7 6 0 0 5 8 2H L H L i M P 222 0 . 9 9 5 5 0 5 4 4 . 5H L H L i M P 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 带入 H中的较小值得 211132 . 3 2 . u K =计算圆周速度 v V= =m/s b b d b/h 模数： mt=z=3=高： h =b/h=计算载荷系数 根据 v s, 8 级精度， 可查得动载荷系数 齿轮假设 :b 得 得使用系数 1 查得 8 级精度，消除了相对支撑为非对称布置时 1+ b = b/h= 到： 以： K KK1者姓名）： 文题目） 22 311 / 5 4 . 5 8d k k m m m =d1/3=齿根弯曲疲劳强度设 计 公式： 13 212 . F A S Y 1确定公式内的各计算值 疲劳强度极限 00 齿轮的弯 曲疲劳强度 80 取弯曲疲劳安全系数 S= 111 0 . 9 5 0 0 / 1 . 4 3 2 1 . 4F N F M P 222 0 . 9 3 3 8 0 / 1 . 4 2 5 2 . 4F N F M P K K KK1取应力校正系数 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 F ,并加以比较 F 1= F 2=齿轮的数值大 13212 . F A S Y =合分析考虑，取 m= 4 得 d1= u取 0 d2=40 a a =(2=150 b R R 取 60 mm 65 T1/104 b=1m/s 100 m/s 假设成立，计算有效。 者姓名）： 文题目） 24 锥齿轮 齿轮类型：直齿圆锥齿轮（ 60 ,齿形角 20 ， 齿顶高系 数h * 1，顶隙系数 c* 螺旋角 a m 0 ，不变位）。 精度 8 级，小齿轮材 40质），大齿轮材料 45 刚（调质）， 硬度分别为 280 240 大端分度圆直径：小齿轮 69大齿轮 207锥顶距： R=圆锥角： 1 18 266 ， 2 71 3354 大端齿顶圆直径： 宽： 36数： 23 ， 69 模数 m=3 齿轮类型：直齿圆柱齿轮 精度 8 级，小齿轮材 40质），大齿轮材料 45 刚（调质）， 硬度分别为 280 240 分度圆直径： 60 240心距： a=150宽： 65 60数： 23 ， 96 模数 m=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 25 第 7章 . 轴的计算 I 的设计 输出轴上的功率 转矩 前面的计算可得 w 1420 r/I= 求作用在齿轮上的力 圆锥小齿轮 )(TI/Ft 1 0 Ft 0 锥大齿轮 上受的力是圆锥小齿轮上受的力大小相等，方向相反 圆柱小齿轮、大齿轮 Ft 0=1049步确定轴的最小直径 选取轴的材料为 45 钢，调质处理。取 05, 于是得 3m i n 2 2 . 0 8n 同时选取联轴器型号，联轴器的计算转矩： 取 则， 合电动机的参数，选用凸缘联轴器，型号 轴器 28 6225 62即， 该端选用的半联轴器的孔径 5 故取轴径 d25 联轴器毂孔的长度 L=62 者姓名）： 文题目） 26 的结构设计 下图为轴上的装配方案 向定位的要求确定 轴的各段直径和长 度，如下图： 由联轴器的毂孔长度 L 和直径 d 及 相关要求，可确定 5mm 0初步选择滚动轴承。 轴承同时承载径向力和轴向力，但轴向力较小，故选用单列深沟 球轴承。参照工作要求，并根据尺寸，选取 0 基本游隙组、标准精度 级的单列深沟球轴承 6206，其尺寸为 d D B 306216 为了利于固定，一般取 30 15 。 30 (1 2) ( 4.1)文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 27 取轴肩高为 4，确定 38 由课程设计指导书 46 的要求可得， 2(1/ 2 取 得 29根据安装轴承旁螺栓的要求，取 39 根据齿轮与内壁的距离要求，取 16 齿轮、联轴器与轴的周向定位均采用平键联接。按手册查得，半 联轴器与轴的联接处的平键截面 bh 80B/T 10951079) ， 键槽用键槽铣刀加工，长为 50准键长见 T 1096 1079 ）。 为了保证联轴器与轴配合有良好的对中性，故选择联轴器轮毂与轴配 合 为 H7/ 齿 轮 与 轴 的 联 接 处 的 平 键 截 面 b h 828 ( 10951079) ，键槽用键槽铣刀加工，长为 28准键长见 T 1096 1079 ）。为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择 齿轮轮毂与轴配合为 H7/动轴承与轴的周向定位是借过渡配合 来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为 取轴端倒角为 245 ，各轴肩处的圆角半径，均为 根据轴的结构图（图 3）作出轴的计算简图 （齿轮取齿宽中点处的分度圆直径作为力的作用点，轴承在宽度中点 为作用点）。 者姓名）： 文题目） 28 计算支承反力 水平面1 192 2 5 5 9 直面1 715 2 1 7 7 9 弯矩 12288 m m2 3 5 5 2 . 5 m m垂直面1 45760 m m2 0 m m合成弯矩 221 1 1 1 2 7 9 1 M N m m 222 2 2 3 5 5 2 . 5 M N m m 扭矩 弯矩、扭矩图： 从轴的结构图和当量弯矩图中可以看出 ， 2 截面的当量弯矩最大，是轴的危险截面 只要校核其强度就可以了。 抗弯截面系数为： 3 3264932dW m m抗扭截面系数为： 3 3529816T dW m m弯曲应力为： 2 1 3 . 4b M M P 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 29 扭剪切力为： 1 5 P 22 1= 4 ( ) 1 3 . 8 9 ( ) 6 0b b a M P a 满足强度要求 速器低 速轴 的设计 P 转速 n 和转矩 T 由前面的计算可得 P =w n =r/ =初步确定轴的最小直径 选取轴的材料为 45 钢，调质处理。取 05, 于是得 3m i n 2 1 . 8 4O n 下图为 轴上的装配方案 者姓名）： 文题目） 30 向定位的要求确定 轴的各段直径和长 度，如下图： 轴承同时承载径向力和轴向力，但轴向力较小，故选用单列深沟 球轴承。参照工作要求，并根据尺寸，选取 0 基本游隙组、标准精度 级的单列深沟球轴承 6206，其尺寸为 d D B 306216 为了利于固定，一般取 d 730 15 。 30 (1 2) ( 4.1)轴肩高为 4，确定 38 10 套 安装的要求，取 得 31 13 根据计算得小齿轮分度圆直径为 60 65齿轮较小跟轴一体比较合理 根据安装 齿轮 的要求，取 34 35据齿轮与 轴连接 的距离要求，取 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 31 48 1046 17齿轮与轴的周向定位均采用平键联接。按手 册查得。 齿 轮 与 轴 的 联 接 处 的 平 键 截 面 b h 1028键槽用键槽铣刀加工，长为 28准键长见 T 1096 1079 ）。为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴配合为 H7/ 取轴端倒角为 245 ，各轴肩处的圆角半径，均为 根据轴的结构图（图 3）作出轴的计算简图 （齿轮取齿宽中点处的分度圆直径作为力的作用点，轴承在宽度中点 为作用点）。 计算支承反力 水平面1 178 2 301直面1 382 2 1446矩 10681 m m2 3146 m m垂直面1 41450 m m2 0 m m合成弯矩 221 1 1 1 1 0 4 3 M N m m 222 2 2 3 3 1 2 M N m m 扭矩 弯矩、扭矩图： 者姓名）： 文题目） 32 从轴的结构图和当量弯矩图中可以看出， 1 截面的当量弯矩最大，是轴的危险截面 只要校核其强度就可以了。 抗弯截面系数为： 3 3385632dW m m抗扭截面系数为： 3 3771316T dW m m弯曲应力为： 2 2 8 . 6b M M P 扭剪切力为： 1