圓錐圓柱齒輪二級(jí)減速器

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1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 2011-2012第2學(xué)期姓 名： 班 級(jí)：指導(dǎo)教師：成 績(jī)：日期：2012年 6月目 錄設(shè)計(jì)目的 3第一部分 傳動(dòng)方案的總體設(shè)計(jì) 4第二部分 各齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 6第三部分 軸的設(shè)計(jì) 10第四部分 校核 25參考文獻(xiàn) 29心得體會(huì) 301. 設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)題目6 帶式運(yùn)輸機(jī)圓錐圓柱齒輪減速器1）系統(tǒng)簡(jiǎn)圖2）工作條件工作經(jīng)常滿載，空載起動(dòng)，工作有輕振，不反轉(zhuǎn)；雙班制工作；運(yùn)輸帶容許速度誤差為5%，減速器為小批量生產(chǎn)，使用期限為十年，每年按300天計(jì)；3）原始數(shù)據(jù)輸送帶拉力F（N）1300輸送帶速度v（m/s）2.1滾筒直徑D(mm)3004）設(shè)計(jì)工作量（1）設(shè)計(jì)說明書（2）減速器

2、裝配圖（3）減速器零件圖第一部分 傳動(dòng)方案的總體設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說明結(jié) 果一、傳動(dòng)方案（已給定）二、該方案的優(yōu)缺點(diǎn)：三、原動(dòng)機(jī)的選擇（Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)）四、傳動(dòng)裝置總體傳動(dòng)比的確定及各級(jí)傳動(dòng)比的分配五、各傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速；輸出功率；輸入轉(zhuǎn)矩；（1）外傳動(dòng)為電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動(dòng)。（2）減速器為兩級(jí)展開式圓錐圓柱齒輪減速器。（3）方案簡(jiǎn)圖如下：減速器結(jié)構(gòu)緊湊，為兩級(jí)展開式圓錐圓柱齒輪減速器。齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱，要求軸具有較大的剛度。錐齒輪布置在高速級(jí)，減小錐齒輪尺寸，容易加工，改變了軸的方向，但限制了傳動(dòng)比，錐齒輪傳動(dòng)比在23之間。低速軸齒輪在遠(yuǎn)離聯(lián)軸器處，減小了彎曲變形所引起的載荷分

3、布不均的現(xiàn)象。工作機(jī)所需功率： 傳動(dòng)裝置總效率：其中，（彈性聯(lián)軸器效率）=0.99，（滾動(dòng)軸承效率）=0.98，（卷筒效率）=0.96，（低速齒輪傳動(dòng)效率）=0.96，（高速齒輪傳動(dòng)效率）=0.94， 所需電動(dòng)機(jī)功率：選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y112M-4額定轉(zhuǎn)速：1440rmin；額定功率：4 kw；滿載轉(zhuǎn)矩：；額定轉(zhuǎn)矩：；最大轉(zhuǎn)矩：； 同步轉(zhuǎn)速：1500r/min1、總傳動(dòng)比：2、各級(jí)傳動(dòng)比的分配：； 3、各軸的轉(zhuǎn)速：4、各軸的輸出功率：5、各軸的輸入轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)為Y112M-4i=10.77第二部分 各齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算一、高速級(jí)減速齒輪設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說明結(jié) 果1.齒輪的材料、精度和齒數(shù)選擇2

4、.設(shè)計(jì)計(jì)算3、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度因傳遞功率不大轉(zhuǎn)速不高，選小齒輪為40Gr（280HBS），大齒輪45鋼（240HBS），調(diào)質(zhì)處理，均采用軟齒面。初選齒輪精度為8級(jí)，取小齒輪齒數(shù)；（1）設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)初步估計(jì)小齒輪V=5m/s，精度8級(jí)；查表10-2，圖10-8可得： 使用系數(shù)KA=1.25; 動(dòng)載系數(shù)Kv=1.25； 齒向載荷分配系數(shù) 齒向載荷分配系數(shù)載荷系數(shù)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩：齒寬系數(shù)：當(dāng)量齒數(shù)（為分度圓錐角） 參考圖10-19，得：接觸疲勞壽命系數(shù)： 參考圖10-21，得齒面接觸硬度： S=SH=1故，分度圓直徑d

5、1=61.772mm（3）按齒面彎曲疲勞強(qiáng)度校核（按中等要求）查圖10-20c，得小齒輪彎曲疲勞極限： 大齒輪彎曲疲勞極限： 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)系數(shù)： 參考圖10-18，得彎曲疲勞壽命系數(shù)：計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力（取安全系數(shù)S=1.5）； 則模數(shù)可求得：參考表10-6，可??；綜合（2）（3），根據(jù)m的大小主要取決于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的能力僅與齒面直徑有關(guān)。故選取： 對(duì)齒數(shù)進(jìn)行修整： 該設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)，既滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。（4）幾何尺寸計(jì)算小齒輪40Gr,大齒輪45鋼,均調(diào)質(zhì)處理，8級(jí)精度Z1=24Z2=72初

6、定V=5m/s K=2.930T1=22.95N.md1=61.772mm二、低速級(jí)減速齒輪設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說明結(jié) 果1.齒輪的材料、精度和齒數(shù)選擇2.設(shè)計(jì)計(jì)算3、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度因傳遞功率不大轉(zhuǎn)速不高，小齒輪和大齒輪均選45鋼，小齒輪220HBS，大齒輪250HBS調(diào)質(zhì)處理，軟齒面。初選齒輪精度為8級(jí)，取大小齒輪齒數(shù)為：故實(shí)際傳動(dòng)比為：（1）設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)試選載荷系數(shù)Kt=1.3參考表10-7，得齒寬系數(shù)參考表10-6，得材料的彈性影響系數(shù)：參考圖10-21d，查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限： 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：

7、參考圖10-19，得接觸疲勞壽命系數(shù)：計(jì)算疲勞接觸許用應(yīng)力：取安全系數(shù)S=1；計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1t（取疲勞接觸許用應(yīng)力較小值）計(jì)算圓周速度計(jì)算齒寬計(jì)算齒寬與齒厚之比計(jì)算載荷系數(shù)：根據(jù)v=1.36m/s，8級(jí)精度；參考圖10-8，得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.1圓柱直齒輪齒面載荷分配系數(shù)： 參考表10-2，得使用系數(shù)；參考表10-4，得齒向載荷分配系數(shù)：；由，參考圖10-13，得： 故載荷系數(shù)：；按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑： 計(jì)算模數(shù)m：；（3）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核；參考圖10-20c，得：參考圖10-18，得： 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力（取S=1.5），得：計(jì)算載荷系數(shù)K：；參考表10-

8、5，得齒形系數(shù)：參考表10-5，得應(yīng)力校正系數(shù)：計(jì)算大小齒輪的，并加以比較：故取小齒輪計(jì)算齒輪模數(shù)：圓整后，取m=2.0mm；綜合（2）（3），根據(jù)m的大小主要取決于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的能力僅與齒面直徑有關(guān)。故取對(duì)齒數(shù)進(jìn)行修正：計(jì)算圓周速度：，故所選8級(jí)精度合格。幾何尺寸計(jì)算： ?。?5鋼均調(diào)質(zhì)處理8級(jí)精度Z1=31Z2=111所選8級(jí)精度合格第三部分 軸的設(shè)計(jì)高速軸的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說明結(jié) 果1、選擇軸的材料及熱處理2、初估軸徑3、初選軸承4、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5、軸的受力分析6、判斷危險(xiǎn)截面7、軸的彎扭合成強(qiáng)度校核因傳遞功率不大，并對(duì)重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求

9、，選擇45鋼，調(diào)質(zhì)處理。（1）各軸段直徑大小及長(zhǎng)度參考表15-3，得 A0 =126103，取較大值，A0=120，則 因軸與聯(lián)軸器之間有鍵槽，軸頸應(yīng)增大3%5%。所以軸最細(xì)端處直徑由聯(lián)軸器的參數(shù)可設(shè)計(jì)： 根據(jù)軸肩定位特性： 故選 依據(jù)端蓋、套杯等相關(guān)幾何參數(shù)，可設(shè)計(jì)：選用軸承7008AC；參考小錐齒的相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)： 為了使懸臂軸系有較大的剛度，齒寬中點(diǎn)與軸承中心的軸向距離為懸臂長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，與軸承和支點(diǎn)距離的關(guān)系是：（2）低速軸上配件的選擇；小錐齒周向固定的選用的鍵：聯(lián)軸器安裝選用的鍵： 套杯：（參考機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表4.8） 端蓋：毛氈圈：考慮到軸的強(qiáng)度和聯(lián)軸器的選擇，且要承受軸向力，初選軸

10、承7208AC；聯(lián)軸器的選擇：；軸伸長(zhǎng)E=60mm；高速軸外伸端軸徑：依聯(lián)軸器，確定減速器外伸端軸徑，根據(jù)傳動(dòng)裝置的工作條件擬選用TL型彈性套柱銷聯(lián)軸器：轉(zhuǎn)矩； 參考機(jī)械工程手冊(cè)第二版：表6.1-23，選取TL5聯(lián)軸器能滿足要求； 確定鍵：參考機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，表16.2，得：（3）各軸段的強(qiáng)度校核：（圖手繪）45鋼調(diào)質(zhì)處理中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說明結(jié) 果1、選擇軸的材料及熱處理2、初估軸徑3、初選軸承4、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5、軸的受力分析因傳遞功率不大，并對(duì)重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，選擇45鋼，調(diào)質(zhì)處理。（1）各軸段的直徑及長(zhǎng)度 考慮軸端不承受轉(zhuǎn)矩，只承受少量彎矩取較大值120，則參考機(jī)械設(shè)計(jì)

11、課程設(shè)計(jì)，得：有兩個(gè)鍵槽時(shí)，軸直徑應(yīng)增大10%15%； 故根據(jù)尺寸計(jì)算，小圓柱直齒輪B=68mm，故取依據(jù)輪轂長(zhǎng)度則可取得為3445.3mm，考慮軸的位置，剛度，安裝要求等因素，取 ；參考資料得，定位軸肩；則可取取整數(shù)；便于軸的加工，軸對(duì)稱布置，參考機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，??；為保證大小錐齒良好嚙合，由幾何關(guān)系，得： 由軸承標(biāo)準(zhǔn)件的類型，可選擇：為保證軸承的正確安裝，齒輪端面與箱體的間距等因素，選取 （2）中速軸上配件選擇；根據(jù)軸段直徑大小及長(zhǎng)度，參考表6-1，得：齒輪的軸向定位：鍵的選擇；小圓柱直齒輪軸段：大錐齒軸段： 軸承初選用：兩端悶蓋選擇：參考機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，得：（3）軸的強(qiáng)度計(jì)算（圖手繪

12、）45鋼調(diào)制處理 低速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說明結(jié) 果1、選擇軸的材料及熱處理2、初估軸徑3、初選軸承4、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5、軸的受力分析 因傳遞功率不大，并對(duì)重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，選擇45鋼，調(diào)質(zhì)處理?？紤]軸端不承受轉(zhuǎn)矩，只承受少量彎矩取較大值120，則依傳遞扭矩，T=213.88Nm則：參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用十字滑塊聯(lián)軸器；相關(guān)尺寸如下： 即可選；根據(jù)軸承標(biāo)準(zhǔn)件類型，可選?。焊鶕?jù)大圓柱齒輪部分尺寸： 參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)：依定位軸肩特性，為保證軸承對(duì)稱安裝以及擋油環(huán)相同的設(shè)計(jì)原則：取為保證齒輪端面與箱體間距，取由端蓋相關(guān)尺寸以及安裝要求：?。焊鶕?jù)聯(lián)軸器的相關(guān)尺寸，取：（2）低速軸上配件選擇；選取軸承7209AC；悶蓋：透蓋：毛氈圈：（3）軸的強(qiáng)度計(jì)算（圖手繪） 45鋼調(diào)制處理 第四部分 校核設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說明結(jié) 果1、高速軸承及鍵的校核2、減速器的潤滑一、高速軸承的校核2、鍵的校核綜上校核：鍵強(qiáng)度符合；1、 齒輪的潤滑因?yàn)辇X輪的圓周速度小于12m/s，所以采用浸油潤滑。高速齒輪浸入油里0.7個(gè)齒高，但不小于10mm，低速級(jí)齒輪浸入高度約為1個(gè)齒高（不小于10mm）。2、 滾動(dòng)軸承的潤滑因潤滑油中傳動(dòng)零件的圓周速度大于或等于1.52m/s,所以采用飛濺潤滑。二、中速軸承的校核3、 鍵的校核三、低速軸承的校核 故軸承滿足要求鍵連接強(qiáng)度足夠參考文獻(xiàn)心得體會(huì)- 30 -