2022年二圆锥圆柱齿轮减速器_课程方案.docx

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1、精品学习资源湖南工业高校课 程 设 计资 料 袋机械工程 学院系、部） 2021 学年其次学期课程名称机械设计指导老师邱显琰职称教授同学姓名邹甜甜专业班级机械设计制造及其自动化班级1101 学号 11405701109题 目带式运输机传动系统设计成 绩起止日期 2021 年 12 月 21 日 2021 年 1 月 1 日目录清单序号材 料 名 称资料数量备注1课程设计任务书12课程设计说明书13课程设计图纸张4装配图15零件图26课程设计任务书2021 2021 学年第一学期机械工程学院 系、部） 机械设计制造及其自动化专业 1101 班级课程名称： 机械设计设计题目： 带式运输机传动系统设

2、计欢迎下载精品学习资源完成期限：自 2021 年 12 月 21 日至 2021 年 1 月 1 日共 2 周一、设计的主要技术参数：运输带牵引力 F=2800N；输送速度 n=60r/min ；滚筒直径 D=350 mm ；工作条件：三班制，使用年限8 年，连续单向运转，载荷平稳，小批量生产，运输带内速度答应误差 5%；容二、设计任务：传动系统的总体设计；传动零件的设计运算；减速器的结构、润滑和密及封；减速器装配图及零件工作图的设计；设计运算说明书的编写；任三、每个同学应在老师指导下，独立完成以下任务：务1） 减速机装配图 1 张；2） 零件工作图 23 张；3） 设计说明书 1 份6000

3、8000 字）；进度2021.12.21-2021.12.22传动系统总体设计安2021.12.23-2021.12.25传动零件的设计运算排2021.12.25-2021.12.31减速器装配图及零件工作图的设计、整理说明书2021.01.01交图纸并答辩起止日期工作内容1.机械设计 第八版） 濮良贵，纪明刚主编高教出版社）主2.机械设计课程设计金清肃主编华中科技高校出版社） 要3.工程图学 赵大兴主编高等训练出版社）参考4机械原理 朱理主编高等训练出版社）资5.互换性与测量技术基础徐雪林主编 湖南高校出版社） 料6.机械设计手册 单行本） 成大先主编 化学工业出版社）7. 材料力学 刘鸿文

4、主编高等训练出版社）指导老师签字）：年月日系 教研室）主任 签字）：年月日欢迎下载精品学习资源个人资料整理仅限学习使用欢迎下载精品学习资源机 械 设计设计说明书带 式 运 输 机 传 动 系 统 设 计10）起止日期： 2021 年 12 月 21 日 至 2021年 01 月 01 日欢迎下载精品学习资源机同学姓名邹甜甜械工程学院录1 设计任务书12 传动方案的拟定13 原动机的挑选24 确定总传动比及安排各级传动比35 传动装置运动和运动参数的运算46 传动件的设计及运算57 轴的设计及运算 178 轴承的寿命运算及校核359 键联接强度的运算及校核3610 润滑方式、润滑剂以及密封方式的

5、挑选3711 减速器箱体及附件的设计39欢迎下载精品学习资源1.2 原始数据12设计小结4213参考文献4214附图设计运算及说明一、设计任务书结果结果1.1传动方案示意图图一、传动方案简图欢迎下载精品学习资源传送带拉力 FN滚筒转速 nr/min滚筒直径 Dmm） 2800603501.3 工作条件二班制，使用年限为8 年，连续单向于运转，载荷平稳，小批量生产，运输链速欢迎下载精品学习资源度答应误差为链速度的1.4 工作量1、传动系统方案的分析；5% ；欢迎下载精品学习资源2 、电动机的挑选与传动装置运动和动力参数的运算；3 、传动零件的设计运算；4 、轴的设计运算；5 、轴承及其组合部件挑

6、选和轴承寿命校核；6 、键联接和联轴器的挑选及校核；7 、减速器箱体，润滑及附件的设计；8 、装配图和零件图的设计；9 、设计小结；10 、参考文献；二、 传动系统方案的分析传动方案见图一，其拟定的依据是结构紧凑且宽度尺寸较小，传动效率高， 适用在恶劣环境下长期工作，虽然所用的锥齿轮比较贵，但此方案是最合理的；其减速器的传动比为8-15 ，用于输入轴于输出轴相交而传动比较大的传动；三、电动机的挑选与传动装置运动和动力参数的运算设计运算及说明3.1 电动机的挑选1 、电动机类型挑选：挑选电动机的类型为三相异步电动机，额定电压沟通380V；2 、电动机容量挑选：F=2800NV=1.1m/s=0.

7、808Pd =3.8kw欢迎下载精品学习资源电动机输出功率 Pd考虑传动装置的功率损耗，电动机的输出功率为Pd = Pw /为从电动机到 工作机主动轴之间的总效率，即=109.2r/min结果欢迎下载精品学习资源4122345 =0.808欢迎下载精品学习资源1 - 滚动球轴承传动效率取0.992 - 圆锥齿轮传动效率取0.94-0.971 / 2834欢迎下载精品学习资源-圆柱齿轮传动效率取0.97-联轴器效率取 0.99-0.9955 - 卷筒效率取 0.96 v带传动）欢迎下载精品学习资源Pd = FV/1000 28001.110000.960.8083.8kw欢迎下载精品学习资源3）

8、确定电动机的额定功率 因载荷平稳，电动机额定功率定功率为 4Kw；3 、确定电动机转速卷筒工作转速nw =60r/minPedPed 略大于Pd 即可；所以可以暂定电动机的额欢迎下载精品学习资源由于两级圆锥 - 圆柱齿轮减速器一般传动比为8-15 ，故电动机的转速的可选范畴为欢迎下载精品学习资源nd1 nd 2=8-15 ） nw =873.6 1638r/min ；欢迎下载精品学习资源可见同步转速为1000r/min， 1500r/min的电动机都符合，这里初选同步转速为1000r/min， 1500r/min的两种电动机进行比较，而转速越高总传动比越大传动装置的结构会越大，成本越高；设计运

9、算及说明由表中数据可知，方案1 的总传动比小，传种装置结构尺寸小，因此可采纳方案 1，选定电动机型号为Y160M1-8， 750r/min,4000w3.2 传动装置总传动比的运算和各级传动比的安排1 、传动装置总传动比inm / nw =715/60=11.92选 Y132M2-6型电动机i 1 =2.2i 2 =4n =960欢迎下载精品学习资源2 、安排各级传动比高速级为圆锥齿轮其传动比应小些约i 10.25i，低速级为圆柱齿轮传动其n =436.36nIVn欢迎下载精品学习资源传动比可大些；所以可取=109.2r/min欢迎下载精品学习资源i 1 =2.98 i 2 =4P =4.95

10、 kw欢迎下载精品学习资源3.3 运算传动装置的运动和动力参数1 、各轴的转速 各轴的标号均已在图中标出）IPII=4.65 kw欢迎下载精品学习资源n nm/ i 0 =715r/minPIII=4.47 kw欢迎下载精品学习资源n n / i 1=239.9r/minPIV=4.38 kw欢迎下载精品学习资源n n /i2 =59.98r/min结果欢迎下载精品学习资源nIVn =59.98r/min欢迎下载精品学习资源2 、各轴输入功率PIPed 4 =3.8kw欢迎下载精品学习资源PII PIII PIVPIPII= PIII .1 . =3.77kw23 =3.55kw1.4 =3.

11、40kw欢迎下载精品学习资源3 、各轴转矩TI9550PI=50.76N.mnI欢迎下载精品学习资源TII9550PIInII P设计运算及说明=50.38N.m小齿轮：40Cr 调质）欢迎下载精品学习资源TIII9550IIInIII=141.2N.m280 HBS大齿轮：45钢调欢迎下载精品学习资源TIV9550PIVnIV=542.4N.M质）240 HBS欢迎下载精品学习资源将运算结果汇总列表如下表 3轴的运动及动力参数7 级精度结果欢迎下载精品学习资源工程电动机轴高速级轴I中间轴 II低速级轴III工作机轴IV转速715715239.959.9859.98r/min ）功率 50.7

12、650.38141.2542.41510.14传动比12.984.01效率0.990.940.960.98四、传动零件的设计运算4.1 第四章 齿轮的设计运算4.1 齿轮材料和热处理的挑选小齿轮选用 40Cr 钢，调质处理， HBS1236大齿轮选用 45 号钢，正火处理， HBS21904.2 齿轮几何尺寸的设计运算4.2.1 依据接触强度初步设计齿轮主要尺寸由机械零件设计手册查得欢迎下载精品学习资源H lim 1720MPa ,H lim 2580MPa ,SHlim = 1欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源F lim 1300MPa,F lim 2220MPa , SF lim1欢

13、迎下载精品学习资源n1 / n23由机械零件设计手册查得ZN1 = ZN2 = 1YN1 = YN2 = 1.1欢迎下载精品学习资源由 H 1H lim 1 ZN 1SH lim78011.05686 MPa欢迎下载精品学习资源H lim 2Z N 2H 2SH lim5801 1.05552 MPa欢迎下载精品学习资源F lim 1YN 1F 13OO * 2480MPakt1 =1.6欢迎下载精品学习资源SF lim1.25ZH =2.435欢迎下载精品学习资源F lim 2YN 2F 2220 * 2352 MPaZE =189.8a =1.645欢迎下载精品学习资源SF lim1.25

14、K1=0.9欢迎下载精品学习资源=欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源3KT I u131.140.6844.025 1欢迎下载精品学习资源u2d1 d1 766d H 2=7661 53024.025欢迎下载精品学习资源= 63 mm（六）确定齿轮模数 m取 m=2欢迎下载精品学习资源（七）确定齿轮的齿数Z 1和 z 2欢迎下载精品学习资源Zd1631m231.5取 Z1 = 32欢迎下载精品学习资源Z 2Z1324128取 Z2 = 128欢迎下载精品学习资源八）实际齿数比欢迎下载精品学习资源Z 2Z196424欢迎下载精品学习资源齿数比相对误差 = 56 61mm取 B1 =58mm

15、十）运算圆周转速 v 并挑选齿轮精度欢迎下载精品学习资源vd1n13.1464239.91.189m / s欢迎下载精品学习资源601000601000查表应取齿轮等级为 9 级，但依据设计要求齿轮的精度等级为8 级；4.2.2 齿轮弯曲强度校核一） 由 4 2 1 中的式子知两齿轮的许用弯曲应力F 1480MPa欢迎下载精品学习资源F 2352MPa（1） 运算两齿轮齿根的弯曲应力由机械零件设计手册得YF 1 =1.58YF 2 =1.76比较 YF /F 的值欢迎下载精品学习资源Y F 1 /F1 =2.63/244=0.008欢迎下载精品学习资源齿根高h fh acm2.5mm欢迎下载精

16、品学习资源欢迎下载精品学习资源齿顶高hah a m122mm欢迎下载精品学习资源齿根圆直径 d f欢迎下载精品学习资源d f 1d12hf6422.559mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源d f 2d22hf25622.5251 mm欢迎下载精品学习资源4.3 齿轮的结构设计欢迎下载精品学习资源小齿轮采纳齿轮轴结构，大齿轮采纳锻造毛坯的腹板式结构大齿轮的关尺寸运算如下：轴孔直径 d=50 m m轮毂直径D1 =1.6d=1.650=80m m轮毂长度LB251 mm轮缘厚度 0 = 3 4m = 68mm 取0 =8轮缘内径D= d a 2 -2h-220=260-24.5-28=

17、235mm取 D2 = 235mm腹板厚度 c=0.3 B2 =0.351=15.3取c=16mm腹板中心孔直径 D 0 =0.5 D1+ D2 =0.5170+80=125mm腹板孔直径 d0=0.25 D2 - D1） =0.25取d0 =20 mm齿轮倒角 n=0.5m=0.52=1齿轮工作如图 2 所示：欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源4.2 直齿圆锥齿轮传动设计 主要参照教材机械设计第八版）z125欢迎下载精品学习资源已知输入功率为PI =3.8kw 、小齿轮转速为 n =240r/min 、齿数比为2.2 由电z255欢迎下载精品学习资源动机驱动；工作寿命8 年设每年工作3

18、00 天）， 2 班制，带式输送，工作平kt1 =1.8欢迎下载精品学习资源稳，转向不变；1 、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数RKHN10.350.89欢迎下载精品学习资源（ 1）圆锥圆锥齿轮减速器为通用减速器，其速度不高，应选用7级精度GB10095-88）（ 2）材料挑选由机械设计 第八版）表10-1小齿轮材料可选为40Cr调质），硬度为 280HBS，大齿轮材料取45 钢调质），硬度为240HBS，二者材料硬度相差 40HBS；K2 =0.9H 1 =578.5 MPa结果欢迎下载精品学习资源（ 3 选小齿轮齿数z125 , 就大齿轮齿数z22.98z175欢迎下载精品学习资源2 、

19、按齿面接触疲惫强度设计设计运算公式：32欢迎下载精品学习资源d1t ZE2.92KT12欢迎下载精品学习资源FR 10.5 R u（ 1）、确定公式内的各运算值欢迎下载精品学习资源1） 试选载荷系数kt1 =1.5欢迎下载精品学习资源2） 小齿轮传递的转矩T1 =50.38KN.Mm欢迎下载精品学习资源4）查图 10-21齿面硬度得小齿轮的接触疲惫强度极限Hlim1720Mpa大齿轮的接触疲惫极限Hlim2580Mpa3） 取齿宽系数R0.3欢迎下载精品学习资源5） 查表 10-6 选取弹性影响系数ZE =189.81MPa 2欢迎下载精品学习资源6） 由教材公式10-13 运算应力值环数欢迎

20、下载精品学习资源N1 =60n1 jL =60 9601 3 8 300 10=4.1472 10 9 h欢迎下载精品学习资源h2N =0.471 10 9 h7 查教材 10-19 图得： K1 =1K2 =18 齿轮的接触疲惫强度极限：取失效概率为1%,安全系数 S=1, 应用公式 10-12 ） 得:欢迎下载精品学习资源H 1 =K HN 1H lim 1S=686 MPa欢迎下载精品学习资源设计及设计说明欢迎下载精品学习资源H K HN 2=2SH lim 2=552 MPaH 2 =495MPa欢迎下载精品学习资源（ 2）设计运算d1t=85.22mm欢迎下载精品学习资源1）试算小齿

21、轮的分度圆直径，带入H中的较小值得2V=4.28m/s K=2.156欢迎下载精品学习资源1td23189.8* 24* 1.5* 5038099.8mmMt =3.62mm欢迎下载精品学习资源5520.310.50.352.98K=2.159欢迎下载精品学习资源22） 运算圆周速度 V结果欢迎下载精品学习资源Vd1t n1601000m/s欢迎下载精品学习资源3） 运算载荷系数欢迎下载精品学习资源系数K v =1.19K A =1，依据 V=4.28m/s ， 7 级精度查图表 图 10-8 ）得动载系数欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源查图表 表 10-3 ）得齿间载荷分布系数KHK

22、F=1欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源依据大齿轮两端支撑，小齿轮悬臂布置查表10-9得KHKF =1.5X1.1=1.65KHb=1.25的欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源得载荷系数KKA KV K H KH=2.36欢迎下载精品学习资源4） 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，得3欢迎下载精品学习资源Kddt 3Kt= 85.222.361.8116mm欢迎下载精品学习资源5）运算模数 M欢迎下载精品学习资源md1 z1116254.64 mm欢迎下载精品学习资源3 、按齿根弯曲疲惫强度设计设计公式：欢迎下载精品学习资源3m4 KT110.5 2 z 2u2YFaYSa1F

23、欢迎下载精品学习资源RR1（ 2）确定公式内各运算数值欢迎下载精品学习资源1） 运算载荷系数2） 运算当量齿数KKA KV KF KF=2.36欢迎下载精品学习资源Z v1Z 1cos=26.41设计及设计说明欢迎下载精品学习资源Z v2Z 2cos=273.22YF 12.562欢迎下载精品学习资源3）由教材表 10-5 查得齿形系数YF 2YS 12.15321.604欢迎下载精品学习资源YF 12.61 YF 22.12YS 21.8168欢迎下载精品学习资源应力校正系数YS 11.59 YS 21.85 由教材图 20-20c 查得小齿轮的弯曲疲惫FE 1FE 2520MPa400MP

24、a欢迎下载精品学习资源强度极限FE 1520MPa ，大齿轮的弯曲疲惫强度极限FE 2400MPaK FN 1 =0.83K FN 2 =0.85欢迎下载精品学习资源4) 由机械设计图10-18 取弯曲疲惫寿命系数K FN 1 =0.83KFN 2 =0.85M=2.75mm结果欢迎下载精品学习资源5) 运算弯曲疲惫许用应力取弯曲疲惫安全系数S1.4 ，得欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源=KFN 1FE 10.83520308.28MP欢迎下载精品学习资源FF 1S=KFN 22FF 21.40.85400a242.86MPa欢迎下载精品学习资源6) 运算大小齿轮的YFa FSa F

25、S, 并加以比较1.4欢迎下载精品学习资源YFa 1FSa12.611.590.0086欢迎下载精品学习资源F 1480欢迎下载精品学习资源YFa 2 FSa22.141.850.01114欢迎下载精品学习资源F 2352大齿轮的数值大 , 选用大齿轮的尺寸设计运算.（ 3）设计运算342.156492400.016107欢迎下载精品学习资源m0.3510.50.352 2522.22mm1.28mm1欢迎下载精品学习资源取 M=3.5mm对比运算结果，由齿面接触疲惫强度运算的模数m 大于由齿根弯曲疲惫强度运算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所承载的才能；而齿面接触疲惫强度所打算的

26、承载才能，取决于齿轮直径；按GB/T1357-1987 圆整为标准模数 , 取 m=1.375mm但为了同时满意接触疲惫强度，需要按接触疲惫强度算得的分度圆直径 d 1 =116 mm来运算应有的齿数 .设计及设计说明欢迎下载精品学习资源=1运算齿数 zd1 m4 、运算几何尺寸85取 z1 =85那么 z 2=385=255z 1 =33z2 =33d 1 =90.75欢迎下载精品学习资源（ 2） d 1 = z1m2.7533=117d 2 =200.75欢迎下载精品学习资源（ 3） d 2 = z2m2.7573 =351124 19 30265 40 30欢迎下载精品学习资源（ 4）a

27、rccot d1 =19.08 度欢迎下载精品学习资源d1R=109.65mm2欢迎下载精品学习资源（ 5）290（ 6） Rd117021321d1261.62 mmB 1 =41mmB 2 =36mm欢迎下载精品学习资源（ 7） b2R R =38.37 圆整取2B2 =36mmB1 =41mm欢迎下载精品学习资源（ 8） 机构设计小锥齿轮 齿轮 1）大端齿顶圆直径为123mm采纳实心结构其零件图如下大锥齿轮 齿轮 2）大端齿顶圆直径为356mm 采纳腹板式结构图三、直齿锥齿轮设计运算及说明结果欢迎下载精品学习资源五、轴的设计运算5.1 输入轴的设计Ft=1315.35N Fr=436.2

28、5NFa=197.19N欢迎下载精品学习资源1、求输入轴上的功率PI 、转速 n 和转矩 T结果欢迎下载精品学习资源PI =4.95 kwn =960r/minT =49.24N.M2 、求作用在齿轮上的力已知高速级小圆锥齿轮的平均分度圆直径为欢迎下载精品学习资源dm1d（1 10.5 R）74.87mm欢迎下载精品学习资源就 Ft2Tdm124924074.871315 .35N欢迎下载精品学习资源FrFt.tan20FFt.tan20cos 1sin1436.25N 197.19N欢迎下载精品学习资源圆周力Ft 、径向力Fr 及轴向力Fa 的方向如图二所示欢迎下载精品学习资源图四、输入轴载

29、荷图3 、初步确定轴的最小直径先初步估算轴的最小直径；选取轴的材料为45 钢调质），依据机械设欢迎下载精品学习资源计第八版）表15-3 ，取A0112 ，得设计运算及说明欢迎下载精品学习资源PI4.95d 12 =30mm欢迎下载精品学习资源dminA 0 3nI112396019.35 mmd2337mm欢迎下载精品学习资源输入轴的最小直径为安装联轴器的直径d12 ，为了使所选的轴直径d 12 与联L12 =58mm欢迎下载精品学习资源轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号；联轴器的运算转矩d3440mm欢迎下载精品学习资源Tca KATcaKAT 2 ，查机械设计 第八版）表 14-1

30、，由于转矩变化很小，故取1.3 ，就KAT 2 =1.3X49.24=64012N.Mm查机械设计课程设计表14-4 ，选 Lx3 型弹性柱销联轴器其工称转矩为L 34 =25.25mm结果欢迎下载精品学习资源1250N.m， 而 电 动 机 轴 的 直 径 为 38mm 所 以 联 轴 器 的 孔 径 不 能 太 小 ； 取d 12 =30mm，半联轴器长度 L=82mm，半联轴器与轴协作的毂孔长度为60mm；4 、轴的结构设计1）拟定轴上零件的装配方案见图五）11 / 28欢迎下载精品学习资源图五、输入轴轴上零件的装配（ 2）依据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度9) 为了满意半联轴器的

31、轴向定位，12 段轴右端需制出一轴肩，故取23 段的直径欢迎下载精品学习资源d 2337mm ；左端用轴端挡圈定位，12 段长度应适当小于L 所以取L 12 =58mm欢迎下载精品学习资源10) 初步挑选滚动轴承；因轴承同时受有径向力和轴向力，应选用单列圆锥滚子欢迎下载精品学习资源轴承，参照工作要求并依据d2337mm ，由机械设计课程设计表13-1 中欢迎下载精品学习资源初步选取 0 基本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚子轴承30308，其尺寸为欢迎下载精品学习资源dDT40mm 90mm 25.25mm 所以 d3440mm 而 L 34 =25.25mm欢迎下载精品学习资源设计运算及说明这对轴承均采纳轴肩进行轴向定位，由机械设计课程设计表13-1查得d4549mm欢迎下载精品学习资源30308 型轴承的定位轴肩高度da49mm ，因此取d4549mmd67L 5635mm=24mm，欢迎下载精品学习资源3） 取安装齿轮处的轴段67 的直径d6735mm ；为使套筒牢靠地压紧轴承，56d5640mm欢迎下载精品学习资源段应略短于轴承宽度，故