圆锥圆柱齿轮二级减速器CAD装配图和零件图Word格式.docx

1、1.1电动机的选择 51.2计算传动比： 61.3计算各轴的转速： 61.4计算各轴的输入功率：1.5各轴的输入转矩 7第2章齿轮设计 72.1高速锥齿轮传动的设计 722低速级斜齿轮传动的设计 15第3章设计轴的尺寸并校核。 213.1轴材料选择和最小直径估算 213.2轴的结构设计 223.3轴的校核 273.3.1高速轴 273.3.2中间轴 293.3.3低速轴 32第4章滚动轴承的选择及计算 364.1.1输入轴滚动轴承计算 364.1.2中间轴滚动轴承计算 384.1.3输出轴滚动轴承计算 39第5章键联接的选择及校核计算 415.1输入轴键计算 415.2中间轴键计算 415.3

2、输出轴键计算 41第6章联轴器的选择及校核 426.1在轴的计算中已选定联轴器型号。 426.2联轴器的校核 42第7章润滑与密封 42第8章设计主要尺寸及数据 43第9章设计小结 44第10章参考文献： 45机械设计课程设计任务书设计题目：带式运输机圆锥一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=2900N,滚筒转速60r/min，滚筒直径D=340mm,使用年限10年工作条件：连续单向运转，载荷较平稳，两班制。常温下连续工作，空载启动，工作 载荷平移，三相交流电源，电压源 380v 220v。设

3、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一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 w = FwVw =3.09749kw10002各机械传动效率的参数选择：一对滚轴承 n 1=0.99,锥齿轮传动效率n 2=0.96，圆柱齿轮传动效率n 3=0.97,联轴器效率n 4=0.99所以总传动效率： z= n 1?n2n 3n 42=0.86P1.计算电动机的输出功率： Pd = - =3.56kw2.确定

4、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i I=840nd 二 i ynw （8 40） 60 （480 2400） r/min。则电动机同步转速选择可选为 750r/min，1000r/min，1500r/min。考虑电动机和传动第5页共46页装置的尺寸、价格、及结构紧凑和 满足锥齿轮传动比关系（ij = 0.25i出i 兰3），故首先选择1000r/min，电动机选择如表所示表1型号额定功率满载转速轴径伸出长启动转矩最大转矩/kwr/minD/mmE/mm额定转矩Y132M1-6960421102.01.2计算传动比:2.总传动比：i二血=96060 ： 16nw3.传动比

5、的分配：i =0.25i z= 0.25 16=4，i=5I轴 n = nm = 960r/minU 轴 n | T = = 960 = 240 r/mini I 4m 轴 n - n - = 240 = 48r/min W轴 n4=n3=48r/min 打51.4计算各轴的输入功率:I轴P-: 3.06kwII轴P ： 3.01kwm轴Pi ii 2.88 kww轴P4 : 2.83kw1.5各轴的输入转矩T = 30.50N .mmU轴T =119.58N * mm川轴T = 574.21 N *mmW轴T = 562.79N * mm轴的运动动力参数项目电动机咼速转轴1中间转轴2低速转轴

6、3工作轴4转速（r/min ）24048实际功率（kw）3.633.063.012.882.83转矩（N.M）31.4430.50119.58574.21562.79传动比第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2.8级精度输送机为一般工作机械，速度不高，故选用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cB / MPa屈服极限e=1.25，齿向载荷分布系数 K ：= K二 K = Kh te 1

7、.5 = 1.875所以：K =KaKvKh-Kh2=1 1.22 1 1.875 =2.28756） 按实际载荷系数校正所算得分度圆直径3 K 3,2 2875d1 =d1t 86.183 104.046mm1 Kt . 1.37） 就算模数：mnd1Z1104.046二 5.476 mm（四）按齿根弯曲疲劳强度设计3 4K YFaYsam _ 2 | :Gr 1 -0.5Gr Z_u2 T I；7f j1.确定计算参数1）计算载荷 K =KaKvKf：.Kf1 =1 1.22 1 1.875 =2.28752）查取齿数系数及应了校正系数由教材10 5表得：Yf/ = 2.788，YS31

8、=1.553 ； YFa2 =2.148，Y$a2 =1.822 。3）教材10 20图c按齿面硬度查得小齿轮的弯曲疲劳极限 匚fe1 =400MPa ；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 - fe2 二 320MPa o4）教材1018图查得弯曲疲劳寿命系数 Kfn1 =0.85, Kfn2=0.885）计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S=1.4K FN 1、FE1S0.85 4001.4=243MPaK FN2- FN 20.88 320= 201.14MPaY Y6）计算大小齿轮的 壬予 并加以比较,YFaiYai = 2.781.553tF 1 243=

9、0.01783YFa2Ysa22148 吗 0.01946201.14，大齿轮的数值大。2.计算（按大齿轮）J 4KT YFaYsamt M 2 2 -_Gr 1 -0.5Gr Z1 .u2 1 -f J3 4 x2.2875 x4.387 x10 ci 2 , x 0.01946Y0.3 汉（1 0.5 汉 0.3）汉 192 汉 J2.632 +1=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 2.698 mm并就近圆整为

10、标准值mn =5 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 佃90），而按接触强度算得分度圆直径d1 =104.046mm重新修正齿轮齿数，Z1 =鱼=104046 =20.92,取整 Z1 =21，则 z?门厶=2.64 21 =55.44，为了使各个相 mn 5啮合齿对磨损均匀，传动平稳，Z2与Z1 一般应互为质数。故取整Z2 =56。则实际传动比J二空二兰=2.677,与原传动比相差1.2%，且在一 5%误差范围内。z1 21（五）计算大小齿轮的基本几何尺寸1.分度圆锥角：1） 小齿轮 = arccot 空=20.5 5 6 Z12） 大

11、齿轮 、2 =90 =90 -20.556 =69.444分度圆直径：1）小齿轮 d m nZ 5 21 =105mm2） 大齿轮 d2 二 mnz2 =5 56 = 280mm3.齿顶咼 ha = ha mn = 1 5mm = 5mm4.齿根高 hf = ha c mn = 1 0.2 5mm 二 6mm5.齿顶圆直径：1）da1 =d.2）da2 = d2齿根圆直径：df1 =d1df2 =d2锥距R -mz r6.7.2sin、 22hacos =105 2 5 0.9363 = 114.363mm2hacos、.2 = 280 2 5 0.3511 = 283.511mmZhfCOS

12、, = 1052 6 0.9363 = 93.764mm2 2誇 M 5149.520mm-2hfCOS、2 = 80-2 6 0.3511 = 275.787mm齿宽 b ：，rR =0.3 149.520 = 44.856mm ,（取整）b=45mm。贝U:圆整后小齿宽 B1 = 45mm，大齿宽 B2 = 45mm。9.当量齿数 Zv1 勺 21 22.429 , Zv2 2 56 159499cos 0.9363 coS2 0.3 5 1 110.分度圆齿厚 = 3.14 5 二 7.85mm2211修正计算结果：1）由教材 10 5 表查得：丫尸/=2.708，丫$/=1.572 ；

13、 丫卩玄2 = 2.138Ysa2 =1.8372）v d1n 3.14 105 960 =5.27m/s，再根据 8 级精度按教材 10860000 60000图查得：动载系数 Kv =1.25；由10 3表查得：齿间载荷分配系数K：. = K =K =1 ；取轴承系数Kh be =1.25，齿向载荷分布系数K |.= Kh 1 = Kh = Kh be 1.5 = 1.8753）K 二 KaKvKh：.Kh，1 1.25 1 1.875 =2.3444）校核分度圆直径（189.8 丫 I1374.4 丿2.344 4.387 1040.3 1 -0.5 0.3 2.677=98.7805）

14、YFaiYai = 2.701.572= 0.017518YFa2YSa2士 叱 0.019526大齿轮的数值大，按大齿轮校核。 3 4KT YFaYSa6） mn _ 2 2 2 ，YQr（1 0.5 R ）z1 寸u2 +1 蛤F J34 2.344 4.387 104= 2 x 0.0195260.3 1 -0.5 0.3 212 2.6772 1=3.08mm实际d1 =105mm , mn =5mm，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，米用实体结构；大齿轮 2米用孔板式结构， 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

15、 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6右=arctanZ269.444 =149.520mm轮缘厚度e = （3 4 m n 10mm16mm大端齿顶圆直径da283.511mm穀空直径D由轴设计而定50mm轮毂直径D1D1 =1.6D80mm轮毂宽度LL = （1 1.2 D取 55mm腹板最大直径D0由结构确定188mm板孔分布圆直径D2厂 Do + DiD 2 134mm板孔直径do24mm腹板厚度CC = （0.1 0.17 只 KiOmm18mm表4咼速级锥齿轮传动尺寸计算公式法面模数5 mm锥角也20.556

16、=69.444齿数2156i12.667105mm分度圆直径d2280mm齿顶圆直径da1 = dj +2haC0S&114.363mmda2=d2 +2haCOS齿根圆直径df1 =dj -2hfC0sd93.764mmdf2 = d2 -2hfcos62275.787mmR mz m / z 2 2R c 主 一 c、Z1 +Z22si 2齿宽B145mmB22.2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

17、正火，平均硬度为200HBS二者材料硬度差为 40HBS4.齿数选择选小齿轮齿数Z3 =19，根据传动比i2 =4，则大齿轮齿数z4 = z3i2 =19 4 = 76，取 z2=76。实际传动比U2 =45.选取螺旋角。初选螺旋角B =14（二） 按齿面接触强度设计2KtT1 u-1（ZhZe）2d；. u 匚 h1.确定各参数的值1）试选载荷系数Kt =1.32） 计算小齿轮传递的扭矩。T2 =1.09 105 N mm3） 查课本F25表10-7选取齿宽系数d =14）查课本F201表10-6得材料的弹性影响系数Ze =189.8MPa25） 教材1021d图按齿面硬度查得小齿轮的接触疲

18、劳强度极限 匚Him1 =570MPa ；1021c图按齿面硬度查得大齿轮接触疲劳强度极限 匚屮呢=390MPa。6） 按式（1013）计算应力循环次数7） 弘=60n 1jLh =60 363.6 1 2 8 365 5 = 6.37 10 ;N2N186.37 10= 1.59 108 ;K HN 1- Hlim1二 0.97 570 二 552.9MPa险严“98 39038辺辄 人H!“L 552.9 _ 382.2 = 467.55MPa1.23 匕h10） 查课本B17图10-30 选取区域系数Z H =2.433。11） 查课本 F2i5 图 10-26 得 ；.i = 0.75

19、4 , ；.2 =0.886 , 则；v 亠+=0.754+0.886=1.64 。1）试算小齿轮分度圆直径d1t，由计算公式得2QT21 U2 1 /ZhZe、2 （ ）U2 叭1 1.643 2309 105 4 1 （2433 1898）24467.55=59.506mm兀d3tn2 3.14 汉 59.506 汉 363.6 d “ /1.13m / s60 1000 60 10003） 计算齿宽b和模数mntb= =1 59.506 =59.506mmd1tcosP 59.506 yos14 mnt = 3.04mmZ1 194） 齿高 h = 2.25mnt = 2.25 3.04

20、mm = 6.84mm% = 59.50%.84=8.75） 计算纵向重合度= 0.318 d z-i tan ： =0.318 1 19 tan 14 = 1.5066） 计算载荷系数K已知使用系数Ka =1，根据v=1.13m/s , 8级精度，查课本R94图10-8得 动载系数 心=1.08 ；查课本R96表10-4得 0=1.454 ;查课本Rg*图10-13 得 心沪1.388 ;查课本R93表10-3得Km = Kp=1.2。故载荷系数K =KaKvKh：.Kh2=1 1.08 1.2 1.454 =1.8847） 按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径K = 59.506 : 1.

21、884 二 67.340mmV 1.3d3 叫 Kt8）d3 cos : mn=67.340 cos143.44mm计算模数mn按齿根弯曲强度设计cos? ： Yf Ys61） 计算载荷系数K = KAKvK.K =1 1.08 1.2 1.388 =1.7892） 小齿轮传递的扭矩T2 =1.09 10 N mm3） 根据纵向重合度=1.506，查课本P217图10-28得螺旋角影响系数丫1=0.884） 计算当量齿数Z3ZvcosrTcos314= 20.80Zv4Z4cos3 厂 co冷二 83.20取弯曲疲劳安全系数S=1.4，则| _ | KfN3；FE30.92 400 =262.857 MPa|._ | KfN4- FE4F 40 95 汉 3200.95 320 =217.143MPa7）计算大、小齿轮的丫海 并加以比较YFa3Ysa32.768 1.558262.857-0.01641-F丫 Fa4YSa42.214 1.773217.143-0.01808大齿轮的数值大，选用大齿轮设计计算3 5 22 78909 10 0.88 cos 14 0.01808 = 2.145mm