课程设计--设计带式运输机传动装置（两级锥齿轮—圆柱齿轮减速器）.doc

机械设计课程设计设计计算说明书题目：两级锥齿轮圆柱齿轮 减速器设计 指导老师：马志奇2010年6月机械设计课程设计任务书设计带式运输机传动装置（两级锥齿轮圆柱齿轮减速器）一、 总体布置简图二、 工作条件：连续单向运转，载荷较平稳，一般机械厂制造，小批量生产，两班制工作，运输带速度允许误差为5%。三、 原始数据：四、 设计内容：1、 电动机选择与运动参数的计算；2、 齿轮传动设计计算；3、 轴的设计；4、 滚动轴承的选择；5、 键和联轴器的选择与校核；6、 装配图、零件图的绘制；7、 设计计算说明书的编写；五、 设计任务1、 绘制装配图1张，1号图纸。2、 零件工作图二张，中间轴上大齿轮及中间轴，要求按11绘制。3、 写设计计算说明书一份装袋。六、 时间安排第一阶段：计算3天； 第二阶段：装配草图2天；第三阶段：总装配图5天； 第四阶段：零件图及设计说明书3天班级25040701长安大学工程机械学院锥齿轮圆柱齿轮减速器设计任务书姓名赵亢指导老师马志奇目录一、 电动机的选择 1二、 传动系统的运动和动力参数计算 1三、 传动零件的计算 2四、 轴的计算 8五、 轴承的计算 18六、 键连接的选择及校核计算 20七、 减速器附件的选择 20八、 润滑与密封 21九、 设计小结 21十一、 参考资料目录 21计算与说明主要结果一、电动机的选择1、电动机转速的确定工作机转速锥齿轮圆柱齿轮减速器传动比范围一般为i=815电动机转速应在范围内即424795所以选取电动机同步转速为750r/min2、电动机功率的确定查1表12-8类别效率数量弹性柱销联轴器0.9952圆柱齿轮（8级，稀油润滑）0.971圆锥齿轮（8级，稀油润滑）0.971圆锥滚子轴承（一对）（稀油润滑）0.983计算得传动的装置的总效率又有工作机效率为工作机功率8.02所需电动机输出功率为=9.15计算得查1表19-1，选则电动机额定功率为11kW最后确定电机Y系列三相异步电动机，型号为Y180L-8，额定功率11kW，满载转速730r/min。 二、传动系统的运动和动力参数计算1、分配各级传动比总传动比由课程设计任务书可得，推荐，且，得，2、由传动比分配结果计算轴速各轴输入功率各轴输入转矩将计算结果列在下表 轴名参数电动机轴轴轴轴工作机轴转速n（r/min）7307302435353功率P（kW）9.159.108.658.238.19转矩T()119.70119.10340.131482.411474.99传动比i134.631效率0.9950.9510.9510.995三、传动零件的计算1、圆锥直齿齿轮传动的计算选择齿形制GB12369-90，齿形角设计基本参数与条件：齿数比u=3，传递功率，主动轴转速，采用两班制工作，寿命8年（一年以300天计），小锥齿轮悬臂布置。（1）选择齿轮材料和精度等级小齿轮材料选取45号钢调质，大齿轮材料选取45号钢正火。小齿轮齿面硬度为250HBS，大齿轮齿面硬度为210HBS。精度等级取7级。试选小齿轮齿数取调整后u=3（2）按齿面接触疲劳强度设计查3(10-26)有齿面接触疲劳强度设计公式 试选载荷系数：。 计算小齿轮传递的扭矩： 取齿宽系数： 确定弹性影响系数：由3表10-6， 确定区域系数：查3图10-30，标准直齿圆锥齿轮传动： 根据循环次数公式3式10-13，计算应力循环次数： 查3图10-19得接触疲劳寿命系数：， 查3图10-21(d)得疲劳极限应力：， 由3式10-12计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1%，安全系数， 由接触强度计算出小齿轮分度圆直径：， 则 齿轮的圆周速度 计算载荷系数：a：齿轮使用系数，查3表10-2得b：动载系数，查3图10-8得c：齿间分配系数，查3表10-3得d：齿向载荷分布系数 查3表10-9得，所以e：接触强度载荷系数按载荷系数校正分度圆直径取标准值，模数圆整为计算齿轮的相关参数，确定齿宽：圆整取(3)校核齿根弯曲疲劳强度载荷系数当量齿数，查3表10-5得，取安全系数由3图10-18得弯曲疲劳寿命系数，查3图10-20(c)得弯曲疲劳极限为：，许用应力校核强度，由3式10-23计算得可知弯曲强度满足，参数合理。2、圆柱斜齿齿轮传动的计算设计基本参数与条件：齿数比u=4.63，传递功率，主动轴转速，采用两班制工作，寿命8年（一年以300天计）。（1）选择齿轮材料、精度等级和齿数小齿轮材料选取40Cr钢表面淬火，大齿轮选取45号钢正火，小齿轮齿面硬度为260HBS，大齿轮齿面硬度为210HBS。精度等级取7级。试选小齿轮齿数取调整后初选螺旋角（2）按齿面接触疲劳强度设计查3(10-21)有齿面接触疲劳强度设计公式试选载荷系数： 计算小齿轮传递的扭矩：取齿宽系数：确定弹性影响系数：由3表10-6，确定区域系数：查3图10-30，标准斜齿圆柱齿轮传动：根据循环次数公式3式10-13，计算应力循环次数：查3图10-19得接触疲劳寿命系数：，查3图10-21(d)得疲劳极限应力：，由3式10-12计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1%，安全系数，由3图10-26查得代入数值计算小齿轮直径圆周速度齿宽b及模数，计算纵向重合度计算载荷系数：a：齿轮使用系数，查3表10-2得b：动载系数，查3图10-8得c：齿间分配系数，查3表10-3得d：查3表10-4得齿向载荷分布系数 查3图10-13得e：接触强度载荷系数按载荷系数校正分度圆直径计算模数(3)按齿根弯曲强度设计由3式10-17计算载荷系数由纵向重合度，从3图10-28得计算当量齿数由3图10-20得弯曲疲劳强度极限，由3图10-18取弯曲疲劳寿命系数，取弯曲疲劳安全系数由3式10-12得 由3表10-5得齿形系数，得应力校正系数，计算大、小齿轮的并加以比较。，大齿轮的数值大。计算得，取校正齿数，圆整中心距圆整为修正螺旋角变化不大，不必修正前面计算数值。计算几何尺寸，取齿宽为，校正传动比 符合设计要求四、轴的计算1、I轴的计算(1)轴上的功率，转速，转矩。(2)求作用在齿轮上的力已知高速级小锥齿轮的分度圆直径为 根据3式10-22确定作用在锥齿轮上的圆周力、轴向力和径向力。圆周力轴向力径向力(3)初估轴的最小直径先按3式15-2初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。根据3表15-3，取，于是得由于输入轴的最小直径是安装联轴器处轴径。为了使所选轴径与联轴器孔径相适应，故需同时选择联轴器型号。联轴器的计算转矩，查3表14-1查2表12-3和表8-7，可得：电动机直径为48mm，选取型号为HL3的钢制联轴器，孔径选为30mm。联轴器与轴配合的轮毂长度为60mm。(4)轴的结构设计拟定轴上零件的装配方案，如下图1 2 3 4 5 6 7轴段1-2，由联轴器型号可得直径为30mm，右端应有轴肩定位，轴向长度应该略小于联轴器与轴的配合长度60mm，取为58mm。轴段3-4，先初选轴承型号，由于轴承同时受有径向力和轴向力，因此选择圆锥滚子轴承，型号取30207，内径35mm。所以轴段直径为35mm，长度应略小于轴承内圈宽度17mm，取为16mm。轴段2-3，轴段1-2右段应有轴肩定位，取该段直径为34.2mm，保证轴肩定位尺寸，同时使得轴承左端直径小于右端，有利于轴承的拆卸。轴段5-6，使用30207圆锥滚子轴承，同轴段3-4。轴段6-7，为了保证该段左侧的轴肩高度，同时已知轴段5-6直径为35mm，因此取该段直径为32mm，即小锥齿轮内径为32mm，并由此可以得到小齿轮轮毂的长度为38mm。齿轮左端面距离套杯约为8mm，再加上套杯厚度8mm。取轴段长度为54mm。轴段4-5，由于小齿轮悬臂布置，轴承支点跨距应取悬臂长度的大约两倍，由此计算出轴段长度为93mm。又有轴肩定位的需要，轴肩高度取3.5mm，所以轴段直径取42mm。零件的周向定位查1表14-24得左端半联轴器定位用平键，宽度为8mm，长度略小于轴段，取50mm，选取键，右端小齿轮定位用平键，宽度为10mm，长度略小于轴段，取30mm，选取键。轴上圆角和倒角尺寸参考1表12-13，取轴端倒角为2mm，圆角取1.6mm(5)求轴上的载荷根据轴的结构图和受力情况得出轴所受弯矩扭矩如图所示(6)按弯扭合成应力校核轴的强度由上图可知，应力最大的位置，只需校核此处即可，根据3式15-5及以上数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力查3表15-1得，因此，轴安全。2、II轴的计算(1)轴上的功率，转速，转矩，(2)求作用在齿轮上的力大圆锥齿轮：已知低速级大圆锥齿轮直径为由3式10-22可得圆周力，轴向力，径向力圆柱齿轮：已知高速级小圆柱齿轮直径，螺旋角。圆周力，轴向力，径向力。(3)初估轴的最小直径先按3式15-2初步估算轴的最小直径。由于此轴为齿轮轴，选取轴的材料应同圆柱齿轮一样，为40Cr，调质处理。根据3表15-3，取，于是得(4)轴的结构设计轴段4-5，由设计结果，小齿轮分度圆直径为79.27mm，齿宽为85mm，此轴段长度应略小于小齿轮齿宽，取为83mm。轴段2-3，齿轮轮毂长度为40mm，轴段长度定为38mm，直径为齿轮孔径40mm。轴段1-2，因为该轴上同时存在轴向力和径向力。因此选用圆锥滚子轴承。选用轴承型号为30207，轴段直径为35mm，套杯厚度取8mm，轴承厚度为18.25mm，所以轴段长度取mm。轴段6-7，用于装轴承，长度取19mm，直径取35mm。轴段5-6，轴