圆锥圆柱齿轮减速器cad装配图和零件图

第 1 页 共 43 页目录第 1 章 选择电动机和计算运动参数 .31.1 电动机的选择 .31.2 计算传动比： .41.3 计算各轴的转速： .41.4 计算各轴的输入功率： .51.5 各轴的输入转矩 .5第 2 章 齿轮设计 .52.1 高速锥齿轮传动的设计 .52.2 低速级斜齿轮传动的设计 .13第 3 章 设计轴的尺寸并校核。 .193.1 轴材料选择和最小直径估算 .193.2 轴的结构设计 .203.3 轴的校核 .243.3.1 高速轴 .243.3.2 中间轴 .273.3.3 低速轴 .30第 4 章 滚动轴承的选择及计算 .344.1.1 输入轴滚动轴承计算 .344.1.2 中间轴滚动轴承计算 .364.1.3 输出轴滚动轴承计算 .37第 5 章 键联接的选择及校核计算 .395.1 输入轴键计算 .395.2 中间轴键计算 .395.3 输出轴键计算 .40第 6 章 联轴器的选择及校核 .406.1 在轴的计算中已选定联轴器型号。 .406.2 联轴器的校核 .41第 7 章 润滑与密封 .41第 8 章 设计主要尺寸及数据 .41第 9 章 设计小结 .43第 10 章 参考文献： .43第 2 页 共 43 页机械设计课程设计任务书设计题目：带式运输机圆锥圆柱齿轮减速器设计内容：（1）设计说明书（一份）（2）减速器装配图（1 张）（3）减速器零件图（不低于 3 张系统简图： 联 轴 器联 轴 器输 送 带 减 速 器 电 动 机滚 筒原始数据：运输带拉力 F=2400N，运输带速度 ，滚筒直径 D=315mm,使sm5.1用年限 5 年 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。设计步骤：第 3 页 共 43 页传动方案拟定由图可知，该设备原动机为电动机，传动装置为减速器，工作机为带型运输设备。减速器为两级展开式圆锥圆柱齿轮的二级传动，轴承初步选用圆锥滚子轴承。联轴器 2、8 选用弹性柱销联轴器。第 1 章 选择电动机和计算运动参数1.1 电动机的选择1. 计算带式运输机所需的功率：P = = =3.6kww10VF5.1242. 各机械传动效率的参数选择： =0.99（弹性联轴器） ， =0.98（圆2锥滚子轴承） ， =0.96（圆锥齿轮传动） ， =0.97（圆柱齿轮传动） ，34=0.96（卷筒） .5所以总传动效率： =21435= 96.07.98.0. =0.808第 4 页 共 43 页3. 计算电动机的输出功率： = = kw 4.4547kwdPw80.634. 确定电动机转速：查表选择二级圆锥圆柱齿轮减速器传动比合理范围 =825（华南理工大学出版社机械设计课程设计第二版朱文坚 i黄平主编） ，工作机卷筒的转速= =90.95r/min ，所以电动机转速范围wn315406dv106w为 。则电动机min/r75.236.79.28ni ）（）（同步转速选择可选为 750r/min，1000r/min，1500r/min。考虑电动机和传动装置的尺寸、价格、及结构紧凑和 满足锥齿轮传动比关系（） ，故首先选择 1000r/min，电动机选择如表所示3i25.0i且表 1启动转矩 最大转矩型号 额定功率/kw满载转速r/min轴径D/mm伸出长E/mm 额定转矩 额定转矩Y132M2-6 5.5 960 42 110 2.0 2.01.2 计算传动比：2. 总传动比： 5.109.6niwm3. 传动比的分配： ， = 33.6mm，取联轴器孔直径为 35mm，轴孔长度 L 联 =82mm，Y 型轴孔，A 型键，联轴器从动端代号 LX3 33*82GB/T5014第 21 页 共 43 页2003，相应的轴段 的直径 d1=35mm。其长度略小于孔宽度，取 L1=80mm 半联轴器与 1轴的配合为 。67kH（3）轴承与轴段 和 的设计 在确定轴段 的轴径时，应考虑联轴器的轴向固定 3 5 3及密封圈的尺寸。 若联轴器采用轴肩定位，其值最终由密封圈确定该处轴的圆周速度均小于 3m/s，可选用毡圈油封，查表初选毡圈。考虑该轴为悬臂梁，且有轴向力的作用，选用圆锥滚子轴承，初选轴承 33010，由表得轴承内径 d=50mm，外径 D=90mm，宽度 B=20mm，内圈定位直径 da=58mm，轴上力作用点与外圈大端面的距离故 d3=50mm，联轴器定位轴套顶到轴承内圈端面，则该处轴段长度应略短于轴承内圈宽度，取L3=24mm。该减速器锥齿轮的圆周速度大于 2m/s，故轴承采用油润滑，由齿轮将油甩到导油沟内流入轴承座中。通常一根轴上的两个轴承取相同的型号，则 d5=50mm，其右侧为齿轮 1 的定位轴套，为保证套筒能够顶到轴承内圈右端面，该处轴段长度应比轴承内圈宽度略短，故取L5=24mm，轴的配合为公差为 k6。（4）由箱体结构，轴承端，装配关系，取端盖外端面与联轴面间距 L=30,故去 L2 =45mm,又根据大带轮的轴间定位要求以及密封圈标准，取 d2 =40mm。（5）齿轮与轴段的设计，轴段上安装齿轮，小锥齿轮处的轴段采用悬臂结构，d 6 =40mm，L 6 =63mm。选用普通平键 14 9 45mm,小锥齿轮与轴的配合为 。7nH（6）因为 d4 为轴环段，应大于 d3 ，所以取 d4 =60mm，又因为装配关系箱体结构确定L4 =110mm。列表轴段 d L1 35mm 80mm2 40mm 40mm3 50mm 24mm4 60mm 110mm5 50mm 24mm6 40mm 63mm3.2.2 中间轴直径长度确定第 22 页 共 43 页(1) 轴承部件的结构设计 为方便轴承部件的装拆，减速器的机体采用剖分式结构，该减速器发热小，轴不长，故 轴承采用两端固定方式。按轴上零件的安装顺序，从最细处开始设计(2) 轴段 及轴段 的设计 该轴段上安装轴承，此段设计应与轴承的选择设计同 1 5步进行。考虑到齿轮上作用较大的轴向力和圆周力，选用圆锥滚子轴承。轴段 及轴 1段 上安装轴承，其直径应既便于轴承安装，又符合轴承内径系列。根据 dmin=45mm， 5取轴承 30209，由表得轴承内径 d=45mm，外径 D=85mm，宽度 B=19mm，故 d1=45mm，=42mm。通常一根轴上的两个轴承取相同的型号，则)(4311LbBLd5=45mm， =40mm。轴的配合为公差为 m6。)2(1齿轮轴段 与轴段 的设计 轴段 上安装齿轮 3，轴段 上安装齿轮 2。为于 2 4 2 4齿轮的安装，d 2和 d4应略大于 d1和 d5，选 d2=50mm，d 5 =60mm。由于齿轮的直径比较小，采用齿轮轴，其右端采用轴肩定位，左端采用套筒固定，齿轮 2 轮廓的宽度范围为（1.21.5）d 4=7290mm，取其轮毂宽度 ，其左端采用轴肩定位，右端ml74采用套筒固定。为使套筒端面能够顶到齿轮端面，轴段 长度应比齿轮 2 的轮毂略短， 2故 L2 =55mm。选用普通平键 14 9 45mm 大锥齿轮与轴的配合为 。67nH第 23 页 共 43 页轴段 的设计 该段位中间轴上的两个齿轮提供定位，其轴肩高度范围为 3（0.070.1)d 2=3.55mm，所以可得 d3 =57mm， =20mm。31432bLBx轴段 d L1 45mm 42mm2 50mm 53mm3 57mm 20mm4 74mm 74mm5 45mm 40mm3.2.3 输出轴长度、直径设置。（1）轴承部件的结构设计 为方便轴承部件的装拆，减速器的机体采用剖分式结构，该减速器发热小，轴不长，故 轴承采用两端固定方式。按轴上零件的安装顺序，从最细处开始设计。（2）由表查得 GB/T5014-2003 中的 LX3 型联轴器符合要求：公称转矩为 1250Nmm，许用转速 4750r/min，轴孔范围为 3048mm。取联轴器孔直径为 45mm，轴孔长度 L 联第 24 页 共 43 页=112mm，J1 型轴孔，A 型键，联轴器从动端代号为 LX3 45*84GB/T50142003，相应的轴段 的直径 d1=45mm。其长度略小于孔宽度，取 L1=82mm。 ，半联轴器与轴的配合 1为 。67kH（3） 密封圈与轴段 的设计 在确定轴段 的轴径时，应考虑联轴器的轴向固定及 2 2密封圈的尺寸。 若联轴器采用轴肩定位，轴肩高度 h=（0.070.1）d1=（0.070.1）*45mm=3.154.5mm。轴段 的轴径 d2=d1+2*（3.154.5） 2mm，其值最终由密封圈确定。该处轴的圆周速度均小于 3m/s，可选用毡圈油封，取 d 2=50mm， =40mm。BKLdt2（4） 轴承与轴段 和轴段 的设计 考虑齿轮油轴向力存在，但此处轴径较大，选 3 7用角接触球轴承。轴段 上安装轴承，其直径应既便于安装，又符合轴承内径 3系列。现取轴承为 30211 由表得轴承内径 d=50mm，外径 D=100mm，宽度B=21mm。所以取 d3 =55mm，由于该减速器锥齿轮的圆周速度大于 2m/s，轴承采用油润滑，无需放挡油环，取 L3=42mm。为补偿箱体的铸造误差，取轴承靠近箱体内壁的端面与箱体内壁距离 。m5通常一根轴上的两个轴承取相同的型号，则 d7=55mm，轴段 的长度为 7=44mm。轴的配合为公差为 m6。)(647bBL（5） 齿轮与轴段 的设计 轴段 上安装齿轮 4，为便于齿轮的安装，d 6应略大于 6 6d7，齿轮 4 轮廓的宽度范围为（1.21.5）*57=68.485.5mm，所以取 d6 =70mm， ，其右端采用轴肩定位，左端采用套筒固定。为使套筒端面能够顶到齿轮端面，轴段 长度应比齿轮 4 的轮毂略短，取 L6=68mm 6轴段 和轴段 的设计 轴段 为齿轮提供轴向定位作用，定位轴肩的高度 5 4 5为 h=（0.070.1)d 6=4.97mm，取 h=7mm,则 d5=80mm，L 5=1.4h=9.8mm，取L5=20mm。轴段 的直径可取轴承内圈定位直径，即 d4=70mm，则轴段 的长度 4 4=20mm。大斜齿轮与轴的配合为 。54LbBx 67nH轴段 d L1 45mm 82mm2 50mm 40mm3 55mm 42mm4 70mm 55mm5 80mm 20mm6 70mm 68mm7 55mm 44mm第 25 页 共 43 页3.3 轴的校核3.3.1 高速轴(一) 轴的力学模型建立(二) 计算轴上的作用力小锥齿轮 1：圆周力 NTFR 08.93.501387.425.01d24mt 第 26 页 共 43 页径向力 NF 64.125.0sin2ta08.93sinta11r 轴向力 03cocotac mNda56072M1m1(三) 计算支反力1. 计算垂直面支反力（H 平面）如图由绕支点 1 的力矩和 则：01M72-4 t2NFH6.3则 。NH5.8012. 计算水平面支反力（V 平面）与上步骤相似，计算得： ，NF47.81NVNF5.1942V(四) 绘扭矩和弯矩图1. 垂直面内弯矩图如上图。弯矩 .m479012NH1FM2. 绘水平面弯矩图，如图所示 .VM弯矩： .52018NV3. 合成弯矩图 如图最大弯矩值 ： m.7023451847921 N4. 转矩图 Tm.3802N5. 弯扭合成强度校核进行校核时，根据选定轴的材料 45 钢调质处理。由所引起的教材 151 查得轴的许用应力 a61MP应用第三强度理论 由轴为单向旋转 取 =0.6122WT）（ 第 27 页 共 43 页33311250.0.Wmd MPaPaTMca 600.6125043876.74 12121 ）（）（故强度足够。3.3.2 中间轴(一) 轴的力学模型建立第 28 页 共 43 页(二) 计算轴上的作用力大锥齿轮 2：圆周力 NTFR 08.93.501387.425.01d24mt1t 径向力 .56costan98costanac12r 轴向力 412.i2.3i1tr 斜小圆齿 3：圆周力 NTF8.056809.2d53t 径向力 31.209.13costan.costan3r 轴向力 NF7.65t8.205t3a mNdca 762M3 mdFa39802Mm(三) 计算支反力1. 计算垂直面支反力（H 平面）如图由绕支点 A 的力矩和 则：0AV8.19.142.584Nrr3 HFF N58.17.235804NH同理则 。F.232. 计算水平面支反力（V 平面）与上步骤相似，计算得： ，NF23.153NVNFBH56.7-(四) 绘扭矩和弯矩图6. 垂直面内弯矩图如上图。弯矩 .m480.53NH1FM第 29 页 共 43 页弯矩 m.83509.42HNFMN7. 绘水平面弯矩图，如图所示 .VM弯矩： .67348NV弯矩： m.78392 NFM8. 合成弯矩图 如图最大弯矩值 ： .159064145022最大弯矩值： 8367.3-829. 转矩图 Tm.1092N10. 弯扭合成强度校核进行校核时，根据选定轴的材料 45 钢调质处理。由所引起的教材 151 查得轴的许用应力 a