0327-二級(jí)圓錐齒輪減速器設(shè)計(jì)

0327-二級(jí)圓錐齒輪減速器設(shè)計(jì),二級(jí),圓錐,齒輪,減速器,設(shè)計(jì) 目 錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書2二、電機(jī)的選擇計(jì)算一、擇電機(jī)的轉(zhuǎn)速2二、工作機(jī)的有效功率2三、選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)3三、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算一、分配傳動(dòng)比3二、各軸的轉(zhuǎn)速3三、各軸的功率4四、各軸的轉(zhuǎn)矩4四、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1. 閉式直齒輪圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算42. 閉式直齒輪圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算6五、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1. 減速器高速軸I的設(shè)計(jì)92. 減速器低速軸II的設(shè)計(jì)113. 減速器低速軸III的設(shè)計(jì)14六、 滾動(dòng)軸承的選擇與壽命計(jì)算1.減速器高速I軸滾動(dòng)軸承的選擇與壽命計(jì)算162.減速器低速II軸滾動(dòng)軸承的選擇與壽命計(jì)算173. 減速器低速III軸滾動(dòng)軸承的選擇與壽命計(jì)算18七、 鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算1. 聯(lián)軸器與高速軸軸伸的鍵聯(lián)接192. 大圓錐齒輪與低速軸II的的鍵聯(lián)接193. 大圓柱齒輪與低速軸III的的鍵聯(lián)接20機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- 31 -八、 潤滑油的選擇與熱平衡計(jì)算1. 減速器的熱平衡計(jì)算212. 潤滑油的選擇22九、 參考文獻(xiàn)23計(jì) 算 及 說 明結(jié)果一、設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)圓錐圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)鑄工車間的型砂運(yùn)輸設(shè)備。該傳送設(shè)備的傳動(dòng)系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)減速器運(yùn)輸帶組成。每日二班工作。 （圖1）1電動(dòng)機(jī)；2聯(lián)軸器；3減速器；4鼓輪；5傳送帶二、原始數(shù)據(jù)：傳送帶拉力F(KN)傳送帶速度V(m/s)鼓輪直徑D（mm）使用年限（年）1.701.3922357三、設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求：1.編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份，其內(nèi)容通常包括下列幾個(gè)方面：（1）傳動(dòng)系統(tǒng)方案的分析和擬定以及減速器類型的選擇；（2）電動(dòng)機(jī)的選擇與傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算；（3）傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算（如除了傳動(dòng)，蝸桿傳動(dòng)，帶傳動(dòng)等）；（4）軸的設(shè)計(jì)計(jì)算；（5）軸承及其組合部件設(shè)計(jì)；（6）鍵聯(lián)接和聯(lián)軸器的選擇及校核；（7）減速器箱體，潤滑及附件的設(shè)計(jì)；（8）裝配圖和零件圖的設(shè)計(jì)；（9）校核；（10）軸承壽命校核；（11）設(shè)計(jì)小結(jié)；（12）參考文獻(xiàn)；（13）致謝。計(jì) 算 及 說 明結(jié)果2.要求每個(gè)學(xué)生完成以下工作：（1）減速器裝配圖一張（0號(hào)或一號(hào)圖紙）（2）零件工作圖兩張（輸出軸及該軸上的大齒輪），圖號(hào)自定，比例11。（3）設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份。二、傳動(dòng)方案的擬定運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如下：（圖2）由圖可知，該設(shè)備原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)裝置為減速器，工作機(jī)為型砂運(yùn)輸設(shè)備。減速器為展開式圓錐圓柱齒輪的二級(jí)傳動(dòng)，軸承初步選用深溝球軸承。聯(lián)軸器2選用凸緣聯(lián)軸器，8選用齒形聯(lián)軸器。計(jì) 算 及 說 明結(jié)果三、電動(dòng)機(jī)的選擇及傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算一、選擇電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式按工作要求和條件，選用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，Y系列，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V，頻率50Hz。二、選擇電動(dòng)機(jī)容量工作機(jī)主動(dòng)軸功率：傳動(dòng)裝置的總效率： （式中、分別為聯(lián)軸器、滾動(dòng)軸承、原錐齒輪傳動(dòng)、圓柱齒輪傳動(dòng)和卷筒的傳動(dòng)效率。）取=0.99（聯(lián)軸器），=0.985（滾動(dòng)軸承），=0.96（齒輪精度為8級(jí)，不包括軸承效率），=0.97（齒輪精度為8級(jí)，不包括軸承效率），=0.96（卷筒效率，不包括軸承）則電動(dòng)機(jī)所需功率：三、確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速卷筒州的工作轉(zhuǎn)速為：按課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書P7表1查得圓錐圓柱齒輪的傳動(dòng)比一般范圍為：=1025，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì) 算 及 說 明結(jié)果根據(jù)額定功率，且轉(zhuǎn)速滿足，選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為：。其主要性能如下表：型號(hào)額定功率Kw滿 載 時(shí)轉(zhuǎn)速電流（380V）A效率%功率因數(shù)314206.882.50.817.02.22.3電動(dòng)機(jī)的外形尺寸：中心高H外形尺寸L(AC/2+AD)HD底角安裝尺寸AB地腳螺栓孔直徑 K軸伸尺寸DE裝鍵部位尺寸FGD100380288245160140122860831四、確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比1.總傳動(dòng)比總傳動(dòng)比2.分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比直齒輪圓錐齒輪傳動(dòng)比按直齒輪圓柱齒輪傳動(dòng)比 ，又錐齒輪的傳動(dòng)比一般不大于3，故取=3則實(shí)際總傳動(dòng)比，滿足要求。計(jì) 算 及 說 明結(jié)果五、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1.各軸的轉(zhuǎn)速（各軸的標(biāo)號(hào)均已在圖2中標(biāo)出）2.各軸的輸出、輸入功率3.各軸輸入、輸出轉(zhuǎn)矩計(jì) 算 及 說 明結(jié)果運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理于下表：軸名效率P(Kw)轉(zhuǎn)矩（）轉(zhuǎn)速nr/min傳動(dòng)比效率輸入輸出輸入輸出電動(dòng)機(jī)軸2.98720.0914201.0.99軸2.9572.91319.8919.5914203.00.95軸2.7962.75456.4155.57473.334.20.96軸2.6712.631225.34221.96113.21.00.97卷筒軸2.6052.463219.77207.79113.2計(jì) 算 及 說 明結(jié)果四、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算一、圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算已知輸入功率（略大于小齒輪的實(shí)際功率），小齒輪的轉(zhuǎn)速為：，大齒輪的轉(zhuǎn)速為，傳動(dòng)比，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命（設(shè)每年工作300天），兩班制，帶式輸送，平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。1.選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）按傳動(dòng)方案，選用直齒圓錐齒輪傳動(dòng)，齒形制,齒形角，齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù)，螺旋角，不變位。（2）、運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用8級(jí)精度。（3）、材料選擇，小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45剛（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度相差40HBS。（4）、選小齒輪齒數(shù)2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 公式： （1）、確定公式內(nèi)的各計(jì)算值1）查得材料彈性影響系數(shù)。2）按齒面的硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞極限。計(jì) 算 及 說 明結(jié)果3）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)小齒輪：大齒輪：4）查得接觸批量壽命系數(shù)5）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力6）試選，查得所以，7）8）（2）、計(jì)算1）試算小齒輪的分度圓直徑，帶入中的較小值得2）計(jì)算圓周速度v計(jì) 算 及 說 明結(jié)果3）計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)，8級(jí)精度，查得，所以。4）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑：5）技術(shù)模數(shù)3.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式：m（1）、確定公式內(nèi)的各計(jì)算值1）查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度。2）查得彎曲疲勞壽命系數(shù)3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，則，計(jì) 算 及 說 明結(jié)果4）載荷系數(shù) K=2.315）節(jié)圓錐角6）當(dāng)量齒數(shù)7）查取齒形系數(shù) 8）查取應(yīng)力校正系數(shù) 9）計(jì)算大小齒輪的 ,并加以比較。大齒輪的數(shù)值大。（2）、設(shè)計(jì)計(jì)算m綜合分析考慮，取得，計(jì) 算 及 說 明結(jié)果4.幾何尺寸計(jì)算（1）、計(jì)算大端分度圓直徑（2）、計(jì)算節(jié)錐頂距（3）、節(jié)圓錐角（4）、大端齒頂圓直徑（5）、齒寬二、圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算已知輸入功率（略大于小齒輪的實(shí)際功率），小齒輪的轉(zhuǎn)速為：，大齒輪的轉(zhuǎn)速為，傳動(dòng)比，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命（設(shè)每年工作300天），兩班制，帶式輸送，平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。計(jì) 算 及 說 明結(jié)果1.選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）由以上計(jì)算的數(shù)據(jù)可得圓錐齒輪的傳動(dòng)在軸的軸向力此軸向力較小，故二級(jí)變速裝置選用直齒圓錐齒輪。（2）、運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用8級(jí)精度。（3）、材料選擇，小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45剛（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度相差40HBS。（4）、選小齒輪齒數(shù)2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 公式： （1）、確定公式內(nèi)的各計(jì)算值1）試選載荷系數(shù) 2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩3）選取齒寬系數(shù) 4）查得材料彈性影響系數(shù)。5）按齒面的硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞極限。計(jì) 算 及 說 明結(jié)果6）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)小齒輪：大齒輪：7）查得接觸批量壽命系數(shù)8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力（2）、計(jì)算1）試算小齒輪的分度圓直徑，帶入中的較小值得 =42.8mm2）計(jì)算圓周速度v3）計(jì)算齒寬b計(jì) 算 及 說 明結(jié)果4）計(jì)算齒寬與齒高比 模數(shù)：齒高：5）計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)，8級(jí)精度，可查得動(dòng)載荷系數(shù) ，直齒輪假設(shè) ，查得 查得使用系數(shù) 查得8級(jí)精度，消除了相對(duì)支撐為非對(duì)稱布置時(shí)，=1.4513由 所以。6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑：7）計(jì)算模數(shù)計(jì) 算 及 說 明結(jié)果3.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式：m（1）、確定公式內(nèi)的各計(jì)算值1）查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度。2）查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，則，4）計(jì)算載荷系數(shù) K 5）查取齒形系數(shù) 6）查取應(yīng)力校正系數(shù) 7）計(jì)算大、小齒輪的,并加以比較。 ，大齒輪的數(shù)值大。計(jì) 算 及 說 明結(jié)果（2）、設(shè)計(jì)計(jì)算m綜合分析考慮，取，得，取4.幾何尺寸計(jì)算（1）、分度圓直徑（2）、中心距（3）、齒寬，取，5.驗(yàn)算假設(shè)成立，計(jì)算有效。計(jì) 算 及 說 明結(jié)果三、數(shù)據(jù)整理1.圓錐齒輪 齒輪類型：直齒圓錐齒輪（,齒形角，齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù)，螺旋角，不變位）。精度8級(jí)，小齒輪材40Cr（調(diào)質(zhì)），大齒輪材料45剛（調(diào)質(zhì)），硬度分別為280HBS和240HBS。大端分度圓直徑：小齒輪，大齒輪節(jié)錐頂距：R=109.0986mm節(jié)圓錐角：， 大端齒頂圓直徑：， 齒寬：齒數(shù)：，模數(shù)m=32.圓柱齒輪齒輪類型：直齒圓柱齒輪 精度8級(jí)，小齒輪材40Cr（調(diào)質(zhì)），大齒輪材料45剛（調(diào)質(zhì)），硬度分別為280HBS和240HBS。分度圓直徑： ， 中心距：a=155mm 齒寬：，齒數(shù)：，模數(shù)：m=2.5mm計(jì) 算 及 說 明結(jié)果五、軸的計(jì)算一、減速器高速軸I的設(shè)計(jì)1.求輸出軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩由前面的計(jì)算可得2.求作用在齒輪上的力圓錐小齒輪圓錐大齒輪圓柱小齒輪、大齒輪計(jì) 算 及 說 明結(jié)果3.初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。取,于是得同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)，聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩：，則，結(jié)合電動(dòng)機(jī)的參數(shù)，選用凸緣聯(lián)軸器，型號(hào)YL4聯(lián)軸器，即，該端選用的半聯(lián)軸器的孔徑，故取軸徑，半聯(lián)軸器轂孔的長(zhǎng)度L=62mm。4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）、擬定軸上零件的裝配方案下圖為軸上的裝配方案（圖3）（2）、根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度，如下圖：（圖4）計(jì) 算 及 說 明結(jié)果1）由聯(lián)軸器尺寸確定由聯(lián)軸器的轂孔長(zhǎng)度L 和直徑d及相關(guān)要求，可確定2）初步選擇滾動(dòng)軸承。軸承同時(shí)承載徑向力和軸向力，但軸向力較小，故選用單列深溝球軸承。參照工作要求，并根據(jù)尺寸，選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列深溝球軸承6206，其尺寸為。為了利于固定，一般取比b小1mm（如圖3所示），故可確定。3）由經(jīng)驗(yàn)公式算軸肩高度：取軸肩高為4mm ，確定。由課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書P47圖46的要求可得，取。4）根據(jù)軸承安裝方便的要求，取，得根據(jù)安裝軸承旁螺栓的要求，取 。根據(jù)齒輪與內(nèi)壁的距離要求，取 。5）根據(jù)齒輪孔的軸徑和長(zhǎng)度，確定。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。（3）、軸上的零件的周向定位齒輪、聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按手冊(cè)查得，半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接處的平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為50mm（標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)見）。計(jì) 算 及 說 明結(jié)果為了保證聯(lián)軸器與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇聯(lián)軸器輪轂與軸配合為H7/k6。齒輪與軸的聯(lián)接處的平鍵截面 ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為28mm（標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)見）。為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸配合為H7/n6。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。（4）、確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為，除下圖標(biāo)注外，各軸肩處的圓角半徑，均為R1，如圖：（圖5）5.求軸上的載荷 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖（圖3）作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（圖6）（齒輪取齒寬中點(diǎn)處的分度圓直徑作為力的作用點(diǎn)，軸承在寬度中點(diǎn)為作用點(diǎn)）。計(jì) 算 及 說 明結(jié)果結(jié)合裝配圖求得,。做彎矩、扭矩圖：（圖7）計(jì) 算 及 說 明結(jié)果計(jì) 算 及 說 明結(jié)果計(jì) 算 及 說 明結(jié)果計(jì) 算 及 說 明結(jié)果計(jì) 算 及 說 明結(jié)果計(jì) 算 及 說 明結(jié)果計(jì) 算 及 說 明結(jié)果計(jì) 算 及 說 明結(jié)果