圆锥圆柱齿轮CAD装配图和零件图海滨学院.docx
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圆锥圆柱齿轮CAD装配图和零件图海滨学院
课程设计
目录
机械设计课程设计任务书
1.Y系列三相异步电动机的数据见173页，尺寸见174页。
2.箱体的细节尺寸选取，根据表4.1，把表中各参数一一确定即可。
（根据表4.1，课本上页码26页）。
3.滚动轴承采用深沟球轴承，型号大家根据计算轴的转速及额定负荷确定即可，规定轴承装配图画法也见对应页。
（根据表12.1，课本上页码144页）。
4.轴承在轴承座孔中的位置见图4.11，课本上页码29页。
滚动轴承具体尺寸画法见144页。
5.联轴器的型号尺寸见153页。
6.二级齿轮减速器画草图第一步见图4.13，课本上页码29页。
（具体步骤见28页）。
7.轴的结构设计见课本上页码31页。
8.轴的校核计算只需要进行中间轴的校核计算即可，其余的两轴不需要校核。
9.轴承只需要进行基本额定寿命计算。
参见机械设计课本教材例题。
10.对建链接进行挤压强度的校核计算。
参见机械设计课本教材例题。
11.轴承密封方式，见课本页码42页。
12.减速器机体（轴承座、机体的结构设计、油池深度和油面位置高度（见图4.49，见49页））、地脚螺栓处理、机体结构中圆角见50页）。
13.减速器的窥视孔及窥视孔盖的设置（见图4.58），窥视孔盖板具体尺寸见167页表14.7，窥视孔盖上方通气器采用168页表14.8的图
（2））
14.减速器的放油孔及放油螺塞的设置（见图4.60a图），具体尺寸见172页表14.14）
15.探测油面高度的杆式油标的游标尺座孔正确结构布置见62页最下一行图，杆式油标具体尺寸见171页，表14.13.
16.密封件毡圈油封及槽尺寸（见图14.4，见165页））
17.箱体的连接用的螺栓标准尺寸见123页，配套螺母的尺寸见132页，螺母下方弹簧垫圈尺寸见134页表11.20.
18.各轴上键的尺寸具体见140页，我们采用全部是A型普通平键，具体如何选择型号见机械设计课本上对应章节的例题即可。
19.箱盖和箱座的定位销具体尺寸见142页。
表11.31.
20.课程设计总体装配图可以借鉴见课本214页，其中嵌入式轴承端盖处的结构画法借鉴课本216页俯视图，具体轴承端盖标准尺寸见课本246页第三行图的从左往右数第三个图及第五个图，两侧的凸出来的做成一体的即可。
21.零件图标注几何公差标注见181页，182页。
表面粗糙度见185页。
22.圆柱齿轮、圆锥齿轮、轴的传动计算见我们教材《机械设计》例题。
（以上课本是指《机械设计课程设计》）
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：
原始数据：
运输带拉力F=2400N，运输带速度，滚筒直径D=315mm,使用年限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：
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===3.6kw
2.各机械传动效率的参数选择：
=0.99（弹性联轴器），=0.98（圆锥滚子轴承），=0.96（圆锥齿轮传动），=0.97（圆柱齿轮传动），=0.96（卷筒）.
所以总传动效率：
=
=
=0.808
3.计算电动机的输出功率：
==kw4.4547kw
4.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=8~25（华南理工大学出版社《机械设计课程设计》第二版朱文坚黄平主编），工作机卷筒的转速==90.95r/min，所以电动机转速范围为。
则电动机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
表1
型号
额定功率/kw
满载转速r/min
轴径D/mm
伸出长E/mm
启动转矩
最大转矩
额定转矩
额定转矩
Y132M2-6
5.5
960
42
110
2.0
2.0
1.2计算传动比：
2.总传动比：
3.传动比的分配：
，=<3，成立=4
1.3计算各轴的转速：
Ⅰ轴
Ⅱ轴
Ⅲ轴
1.4计算各轴的输入功率：
Ⅰ轴
Ⅱ轴
Ⅲ轴=4.149×0.98×0.97=3.944kw
卷筒轴
1.5各轴的输入转矩
电动机轴的输出转矩
故Ⅰ轴4.387
Ⅱ轴
Ⅲ轴
卷筒轴
第2章齿轮设计
2.1高速锥齿轮传动的设计
（二）选定高速级齿轮类型、精度等级、材料及齿数
1.按传动方案选用直齿圆锥齿轮传动
2.输送机为一般工作机械，速度不高，故选用8级精度。
3.材料选择由《机械设计》第八版西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著的教材表10—1选择小齿轮材料和大齿轮材料如下：
表2
齿轮型号
材料牌号
热处理方法
强度极限
屈服极限
硬度（HBS）
平均硬度（HBS）
齿芯部
齿面部
小齿轮
45
调质处理
650
360
217~255
240
大齿轮
45
正火处理
580
290
162~217
200
二者硬度差约为40HBS。
4.选择小齿轮齿数19，则：
，取。
实际齿比
5.确定当量齿数
，。
（三）按齿面接触疲劳强度设计
1.确定公式内的数值
1）试选载荷系数
2）教材表10—6查得材料弹性系数（大小齿轮均采用锻钢）
3）小齿轮传递转矩4.387
4）锥齿轮传动齿宽系数。
5）教材10—21d图按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；10—21c图按齿面硬度查得大齿轮接触疲劳强度极限。
6）按式（10—13）计算应力循环次数
；
7）查教材10—19图接触疲劳寿命系数，。
8）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数为S=1，
则=
2.计算
1）计算小齿轮分度圆直径（由于小齿轮更容易失效故按小齿轮设计）
=
=86.183mm
2）计算圆周速度
3）计算齿宽b及模数
39.654mm
mm
4）齿高
5）计算载荷系数K由教材10—2表查得：
使用系数使用系数=1；根据v=3.68m/s、8级精度按第一级精度，由10—8图查得：
动载系数=1.22；由10—3表查得：
齿间载荷分配系数=；取轴承系数=1.25，齿向载荷分布系数==
所以：
6）按实际载荷系数校正所算得分度圆直径
7）就算模数：
mm
（四）按齿根弯曲疲劳强度设计
m
1.确定计算参数
1）计算载荷
2）查取齿数系数及应了校正系数由教材10—5表得：
，；，。
3）教材10—20图c按齿面硬度查得小齿轮的弯曲疲劳极限；教材10—20图b按齿面硬度查得大齿轮的弯曲疲劳强度极限。
4）教材10—18图查得弯曲疲劳寿命系数。
5）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4。
6）计算大小齿轮的并加以比较，
=，，大齿轮的数值大。
2.计算（按大齿轮）
=
=3.286mm
对比计算结果，由齿面接触疲劳计算的模m大于由齿根弯曲疲劳强度的模数，又有齿轮模数m的大小要有弯曲强度觉定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力仅与齿轮直径有关。
所以可取弯曲强度算得的模数2.698mm并就近圆整为标准值mm（摘自《机械原理教程》第二版清华大学出版社4.11锥齿轮模数（摘自GB/T12368—1990）），而按接触强度算得分度圆直径=104.046mm重新修正齿轮齿数，,取整，则，为了使各个相啮合齿对磨损均匀，传动平稳，一般应互为质数。
故取整。
则实际传动比，与原传动比相差1.2%，且在误差范围内。
（五）计算大小齿轮的基本几何尺寸
1.分度圆锥角：
1）小齿轮
2）大齿轮
2.分度圆直径：
1）小齿轮
2）大齿轮
3.齿顶高
4.齿根高
5.齿顶圆直径：
1）小齿轮
2）大齿轮
6.齿根圆直径：
1）小齿轮
2）大齿轮
7.锥距
8.齿宽，（取整）b=45mm。
则：
圆整后小齿宽，大齿宽。
9.当量齿数，
10.分度圆齿厚
11.修正计算结果：
1）由教材10—5表查得：
，；，。
2），再根据8级精度按教材10—8图查得：
动载系数=1.25；由10—3表查得：
齿间载荷分配系数=；取轴承系数=1.25，齿向载荷分布系数==
3）
4）校核分度圆直径
=
=98.780
5）=，，大齿轮的数值大，按大齿轮校核。
6）
=
=3.08mm
实际，，均大于计算的要求值，故齿轮的强度足够。
（六）齿轮结构设计小齿轮1由于直径小，采用实体结构；大齿轮2采用孔板式结构，结构尺寸按经验公式和后续设计的中间轴配合段直径计算，见下表；大齿轮2结构草图如图。
高速级齿轮传动的尺寸见表
大锥齿轮结构草图
表3大锥齿轮结构尺寸
名称
结构尺寸及经验公式
计算值
锥角
锥距
R
149.520mm
轮缘厚度
16mm
大端齿顶圆直径
283.511mm
榖空直径D
由轴设计而定
50mm
轮毂直径
80mm
轮毂宽度L
取55mm
腹板最大直径
由结构确定
188mm
板孔分布圆直径
134mm
板孔直径
由结构确定
24mm
腹板厚度
18mm
表4高速级锥齿轮传动尺寸
名称
计算公式
计算值
法面模数
5mm
锥角
齿数
21
56
传动比
2.667
分度圆直径
105mm
280mm
齿顶圆直径
114.363mm
283.511mm
齿根圆直径
93.764mm
275.787mm
锥距
149.520mm
齿宽
45mm
45mm
2.2低速级斜齿轮传动的设计
（七）选定齿轮类型﹑精度等级﹑材料及齿数
1.按传动方案选用斜齿圆柱齿轮传动。
2.经一级减速后二级速度不高，故用8级精度。
3.齿轮材料及热处理
小齿轮选用45钢调质，平均硬度为240HBS，大齿轮材料为45刚正火，平均硬度为200HBS，二者材料硬度差为40HBS。
4.齿数选择
选小齿轮齿数，根据传动比，则大齿轮齿数，取=76。
实际传动比
5.选取螺旋角。
初选螺旋角β=14。
（二）按齿面接触强度设计
1.确定各参数的值:
1）试选载荷系数=1.3
2）计算小齿轮传递的扭矩。
3）查课本表10-7选取齿宽系数。
4）查课本表10-6得材料的弹性影响系数。
5）教材10—21d图按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；10—21c图按齿面硬度查得大齿轮接触疲劳强度极限。
6）按式（10—13）计算应力循环次数
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