《机械设计》课程设计-二级圆锥-圆柱齿轮减速器的设计.docx

机械设计课程设计 题目： 二级圆锥-圆柱齿轮减速器的设计 学生姓名 学 号 指导教师 专业班级 学 院 完成日期 2013年1月 35 / 36 目录1.设计任务书.22.传动方案的拟订及说明.33.电动机的选择.34.计算传动装置的运动和动力参数.45.减速器传动零件的设计计算.66.轴的设计计算及校核.147.滚动轴承的校核258.键连接的选择和计算.289.联轴器的选择及键连接的选择和计算3010.减速器附件的选择及说明.3111.润滑及密封3212.设计小结.3213.参考文献.33 1.设计任务书 (1)设计任务设计一用于螺旋运输机上的两级圆锥-圆柱齿轮减速器如下图所示。1-电动机； 2-带传动； 3-两级闭式圆锥齿轮减速器； 4-联轴器5-输送机本体(2)原始数据运输机工作轴转矩 T=1550Nm运输机工作轴转速 n=120r/min （允许误差5%） 减速器设计寿命为10年。(3) 工作条件两班制，常温下连续工作；有较大冲击载荷；电压为380/220v的三相交流电源。2.传动方案的拟订 根据工作条件和工作要求带式输送机传动系统方案如下图所示该传动方案优点：采用闭式齿轮传动能适应在繁重及恶劣的条件下长期工作且使用维护方便；采用带传动，传动平稳，缓冲能力强。3.电动机的选择 1.选择电动机的类型和结构形式；根据减速装置工作条件和工作要求，选用三相笼型异步电动机，Y型，采用闭式结构。 2.电动机容量；1）功率的选择 V带传动效率： 0.99 每对滚动轴承的传动效率：0.99 圆锥齿轮的传动效率：0.96 圆柱齿轮的传动效率：0.97 齿轮联轴器的传动效率：0.96 得： 查设计手册选取电动机额定功率为30KW2)转速的确定 运输机工作轴转速n=120r/min由设计手册查得V带传动比范围为2-4，圆锥齿轮传动比范围为2-3，圆柱齿轮传动比为2-5，故总传动比范围为8-60电动机转速范围为（8-60）120=960-7200（r/min）由手册选取电动机满载转速为960 r/min3)确定型号 由上可确定电动机型号为Y200L1-2电动机型号额定功率同步转速n1额定转速n2重量总传动比Y200L1-230KW 1000 96063Kg84.计算传动装置的运动和动力参数1.传动比分配2.为使V带传动外廓尺寸不要太大，初步选；考虑到大锥齿轮与大圆柱齿轮直径不能相差太大，故取圆锥齿轮传动比为；则圆柱齿轮传动比为3.带传动计算1)功率 由于输送机每天工作时间长，载荷变动大，故取所以。 2）选择带型号由功率及电动机转速n选择V带型号为C型V带3）确定带轮基准直径和 取=200mm 则4）确定中心距 即420a1200 取a=1000mm5）确定基准长度 查表取6）验算小带轮包角7）确定V带根数 查表得包角修正系数长修正系数; 所以 取z=94.轴的转速转矩计算 0）电动机主轴： 1）高速轴： 2)中速轴： n 3）低速轴： 上述计算结果和传动比及传动效率汇总如下：轴名功率P KW转矩T Nm转速r/min高速轴4.23742.578960中速轴4.027107.26358.21低速轴3.867412.3989.555.减速器传动零件的设计计算设计内容1选材和选择热处理方法2按轮齿面接触疲劳强度设计设计内容3按齿面弯曲疲劳强度校核设计内容1选材和选择热处理方法设计内容 2按齿面接触强度设计设计内容设计内容3 按齿根弯曲强度设计设计内容设计内容初估轴的直径设计内容6.1拟定轴上零件的装配方案（1）高速轴上零件的扭转配方案设计内容（2）中速轴上零件的装配方案设计内容（3）低速轴上零件的装配方案6.3.轴的设计计算及校核设计内容（1）中速轴的校核设计内容设计内容（2）高速轴的校核设计内容设计内容设计内容（3）.低速轴的校核设计内容设计内容7.1高速轴轴承的校核设计内容7.2中速轴轴承的计算设计内容设计内容7.3低速轴轴承的校核8.1高速轴与圆锥齿轮键联接的选择和计算设计内容8.2中间轴与小齿轮键联接的选择和计算8.3中间轴与大齿轮键联接的选择和计算设计内容9.联轴器的选用及键联接的选择和计算设计内容 计算及说明 1.高速轴圆锥齿轮传动的设计计算 .选择软齿面齿轮材料及热处理方法小齿轮选用45钢，调质处理 HBS=230250大齿轮选用45钢，正火处理 HBS=190210 1.小齿轮转矩 T=573Nm2.选取载荷系数K=1.53.选取齿宽系数 4确定齿数 , 5确定接触应力1） 接触疲劳极限应力小齿轮接触疲劳极限应力 大齿轮接触疲劳极限应力 2） 寿命系数 应力循环次数由查图知 3)最小安全系数（按一般可靠度查取）4)许用接触应力计算及说明 该。 键强度满足要求8.2中间轴与小齿轮键联接的选择和计算此处选用圆头平键，轴径d=70mm, 查手册表13-29应选键的截面尺寸为，此段轴长为85mm,键长取L=70mm，由教材式6-1有：，式中k=0.5h=6mm，l=L-b=85-20=65mm又由教材表6-2查得许用应力，该键强度满足要求。8.3中间轴与大齿轮键联接的选择和计算此处选用圆头平键，轴径d=70mm, 查手册表13-29应选键的截面尺寸为，此段轴长为80mm,键长取L=56mm，由教材式6-1有：，式中k=0.5h=4.5mm，l=L-b=56-14=42mm又由教材表6-2查得许用应力，该键强度满足要求。（4） 低速轴与齿轮键联接的选择和计算此处选用圆头平键，轴径d=80mm，查手册表4-1应选计算及说明键的截面尺寸为，此段轴长为103mm,取键长L=90mm，由教材式6-1有：，式中k=0.5h=7mm，l=L-b=90-22=68mm又由教材表6-2查得许用应力该键强度满足要求。9.联轴器的选用及键联接的选择和计算（1）考虑到工作条件，低速轴采用非弹性联轴器较好。由教材表14-1取，则，查手册表14-4可知，选用WHIO型滑块联轴器合适，其公称转矩为。半联轴器轴孔直径为75mm，轴孔长度为132mm，与轴配合长度为105mm，标记为。（2）键联接的选择和计算键将轴端与联轴器连接起来，选用圆头平键，轴径d=75mm，查手册表13-29应选键的截面尺寸为，此段轴长为132mm,取键长L=125mm，由教材式6-1有：，式中k=0.5h=7mm，l=L-b=125-22=103mm计算及说明又由教材表6-2查得许用应力，该键强度满足要求结果小齿轮硬度HBS=230250大齿轮硬度HBS=190210K=1.5结果 m=1090mm30mmR=224mm结果 1.5575 0.981.072小齿轮齿面硬度为280HBS，大齿轮齿面硬度为240HBS结果=38mm结果V=3.73m/sb=100mm=5.75mmh=12.9mm=1K=1.384=140mmm=5.83mm结果K=1.512 结果m4.11=24，48216 结果高速轴中间轴低速轴结果7317A结果7312A结果6015C结果=5615.4N=1917.76N=706.74N=15598.3N=5677.3N=8832.39N=1150.51N=3333.76N=-425.78N结果=1123080 NmmT结果=1528633.4Nmm=5563755.4 NmmM=5769930 Nmm=148.5.5mm=65.5mm结果=8092.2N=-2776.8N=607.92N=2525.68NT=573000 Nmm结果 Nmm NmmM=1205077.89 Nmm结果=10442.3N=5156N结果=3800.32N=1876.98NT=1123080 Nmm=-929364.7Nmm=338228.48NmmM=988998 Nmm=38.86MPa结果 C=125KN 结果 2年结果 年结果4年结果结果结果10. 减速器附件的选择及说明螺栓直径为d3=8mm,盖厚e=1.2d3=9.6mm,螺孔直径为8+1=9mm，套杯内内厚s=10mm,壁厚e=10mm,外缘后s=10mm, 分布圆直径D0=2.5 d3+2s+D=130mm，D6=D-3=77mm,D5=D-3d3=106mm,D4=D-10=70mm,D2=D0+2.5 d3=150mm.2、中间轴端盖螺栓直径为d3=8mm,盖厚e=1.2d3=9.6mm,螺孔直径为8+1=9mm， D0=2.5d3+D=110mmD6=D-3=77mm,D4=D-10=70mm,D2=D0+2.5 d3=130mm.，D6=D-3=69mm,D5=D-3d3=63mm,D4=D-10=100mm。.3、低速轴端盖螺栓直径为d3=8mm,盖厚e=1.2d3=9.6mm,螺孔直径为8+1=9mm， D0=2.5d3+D=105mmD6=D-3=82mm,D5=D-3d3=61mm,D4=D-10=75mm,D2=D0+2.5 d3=125mm。由机械设计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。根据设计手册查得吊耳环结构参数：d=b=24mm,b=(1.8-2.5)1=24mmR=d=24mm,e=(0.8-1)d=24mm.吊钩结构参数：K=+=32mm,H=0.8K=25.6mm,h=0.5,H=12.8mm,r=K/6=5.3mmb=(1.8-2.5)=30mm视孔盖的结构参数：=140mm, =125mm,b1=120mm,b2=105mm,d=7mm,孔数为8，盖厚4mm，R=5mm.11.润滑与密封齿轮采用浸油润滑，轴承采用润滑脂润滑。由机械设计课程设计查得选用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。12.设计小结这次关于螺旋式运输机上的二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.这次的课程设计,对于培养我们理论联系实际的设计思想、训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论,结合生产实际反应和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识等方面有重要的作用。此次减速器课程设计，我感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在两个星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如说挡油环尺寸的确定，锥齿轮的绘制，轴退刀槽的确定，箱体的总体尺寸等。但是，通过和大家讨论和向老师寻求帮助，各个问题都逐一解决。本次设计得到了指导老师的细心帮