2022年单级圆锥齿轮减速器.docx

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1、精品学习资源目录一、设计任务书 . . 1 二、电动机的挑选 . .2 三、运算总传动比及安排各级的传动比 . .4 四、运动参数及动力参数运算 . .4五、传动零件的设计运算 . .7六、轴的设计运算 12七箱体结构设计 . 21八、键联接的挑选及运算 23 九、滚动轴承的挑选及运算 . 24 十、密封和润滑的挑选 24十一联轴器的挑选 25十二、课程设计小结 26十三、参考文献 .27欢迎下载精品学习资源课程设计任务书一、设计任务：设计胶带输送机的传动装置 滚筒直径 Dmm ）2500300带速 Vm/s ）滚筒长度 V/1000 KW得Pd=FV/传动装置的总效率为：3 a= 2 式中：

2、 1=0.93 链传动效率； 2=0.99 圆锥滚子轴承效率3=0.95 齿轮传动效率 /1000 0.815=4.29 kw3. 确定电动机转速卷筒轴工作转速：n=601000v/ D=60 10001.4/ 300 r/min，=89.13 r/min依据1 7 表 1 举荐的传动比，取圆锥齿轮传动比i1 =23 再取欢迎下载精品学习资源2链传动比 i=26，就总传动比合理的范畴为i=418欢迎下载精品学习资源a故电动机转速的可选范为nd= ia.n=418 89.13 r/min=356.51604.3 r/min就符合这一范畴的同步转有750、 1000 和 1500r/min额定功率

3、大于 4.12Kw 的有： Y132M2-6.其主要性能见下表：欢迎下载精品学习资源电动机型号额定功率Kw满载转速/ HD底角安装尺寸AB地脚螺栓孔直径K轴 伸 尺 寸DE装键部位尺寸FGD欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源132515 270/2+210）31521617812388010 33欢迎下载精品学习资源三、确定传动装置的总传动比和安排级传动比： 由选定的电动机满载转速nm 和工作机主动轴转速 n 1.可得传动装置总传动比为：i a=nm/n=960/89.13=10.77nm 为电动机满载转速，n 为卷筒轴工作转速） 安排传动装置传动比i a= i i式中 i 、i分别为减

4、速器和链传动的传动比）2.安排各级传动装置传动比： 取链传动传动比 i=4.31就：i i i=10.77/4.31=2.5四、运算传动动装置的运动和动力参数：将传动装置各轴由高速至低速依次定为轴，轴，将卷筒轴定位轴，以及定i0， i1， .为相邻两轴间的传动比 .； 01， 12 为相邻两轴间的传动效率；，n,n ,.为各轴的输入转速 r/min ）； P， P， .为各轴的输入功率 KW ）； P ， P .为各轴的输出功率 KW ）； T， T， .为各轴的输入转矩 Nm）； T ， T .为各轴的输出转矩 N m）；可按电动机轴至工作运动传递路线推算，得到各轴的运动和动力参数1.运动参

5、数及动力参数的运算1）运算各轴的转速： 轴： n =nm/ i0=960/1=960 r/min轴： n = n/ i1=960/2.5=384 r/min卷筒轴： n =n=89.13 r/min轴： P= P 12= P 2 3=5.445 0.990.95=4.865 KWp = P 23= P 1 4.6850.97 0.99=4.494 kw运算各轴的输入转矩：电动机轴输出转矩为：Td=9550 Pd/nm=9550 5.5/960=54.71 N m轴： T= Td i0 4n=960r/min n=384 r/minn=89.13r/min P =5.445Kw P =4.865

6、Kwp=4.494 kwTd=54.71N m T =54.17 NmT=127.37欢迎下载精品学习资源=54.711 0.99=54.17 Nm轴： T= T i1 2 3=54.172.50.990.95=127.37N m卷筒轴： T = T i3 1 =127.37 3.6 0.97 0.99=505.4N m运算各轴的输出功率：，N mT =505.4N m，P=5.39 kw欢迎下载精品学习资源，轴 ： P，轴 ： P= P 2=5.39 kw，= P 2=4.82 kw，P=4.82 kw欢迎下载精品学习资源卷筒轴： p= p 2=4.4940.99=4.45 kwp=4.45

7、kw欢迎下载精品学习资源运算各轴的输出转矩：由于轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效率：，TNm=53.63欢迎下载精品学习资源，就： TT= T 2=54.17 0.99=53.63 N m= T 2T=126.1欢迎下载精品学习资源=127.37 0.99=126.1 N m卷筒轴： T = T 5=505.4 0.96=485.18N mNmTNm=485.18欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源综合以上数据，将运动和动力参数整理得下表：轴名功率/kw转矩/ Nm转速 n传动比效率欢迎下载精品学习资源输入输出输入输出r/mini5.52.096010.995.4455.3954.17

8、53.639602.990.954.8654.82127.17126.103843.60.93电动机轴轴轴欢迎下载精品学习资源1 挑选链齿数五、传动零件的的设计运算1、减速器外传动链的设计初选z1=19,欢迎下载精品学习资源取小链轮齿数 z1=19,就大链轮齿数 z2=i 2 z1=4.31 19=81.9就取大链轮齿数z2=82； 挑选链条型号和节距据 Pca=6.75 kw 及 n=384 r/min 查【 3】P176 图 9-11 选 16A,查【 3】P167 表 9-1 取链条节距；4）运算链节数和中心距初 选 中 心 距 a=3050 ） 25.4=7621270r/min ，

9、取a=1000mmpo就链长节数 L=错误 .+错误 .+错误 .） 2错误 .=错误 .+错误 .错误 .+=0.24222 25.42 132-19+82=993mm 运算压轴力 Fp有效圆周力 Fe=1000p/v=1000 4.82/3.08=1565N, 链水平布置时压轴力系数 K Fp=1.15,就压轴力 Fp=1.15 1565=1800N分度圆直径 d1=p/sin= 154mm d2=p/sin=663mm2轮毂宽 B=30mm2、减速器内部传动零件锥齿轮 的设计1）挑选齿轮材料、精度等级及齿数传送带为一般工作机，速度不高，故可选用8 级精度；材料的挑选：依据要求查【3】P1

10、91 表 10-1 可选大小齿轮的材料均为 40Cr 调质后表面淬火），硬度为HRC4855初选小齿轮齿数 z1=20 ，就大齿轮齿数 z2=20 2.5=502）按齿轮弯曲强度设计由【 3】P226 设计运算公式 确定公式内个参数的数值初选 K=1.3, ； T1=54170 N mm,R=0.33由【 3】P200 表 10-5 查得 YFa1=2.80, YSa2=1.55；YFa2=2.32, YSa2=1.70；由【 3】P208 图 10-20d 查得齿轮的弯曲疲惫寿命强度极限FE1= FE2= 620 Mpa ； 由 【 3 】 P206 图 10-18 查 得 齿 轮 弯 曲

11、疲 劳 寿 命 系 数KFN1=K FN2 =0.88,取安全系数 S=1.4；运算弯曲疲惫许用应力【 F】1=【 F】2=389.7MPa运算大小齿轮的 YFa YSa 【F】并比较小齿轮= 错误 .=0.0111大齿轮= 错误 .=0.0101由以上可知小齿轮的数值大2）运算运算模数3=3=2.382运算节锥距 Rt=mt/2=2.382/2=62.68mm运算分度圆直径 d1t=mtz1=2.328 20=46.56 mm；运算齿高 h、齿宽 b、宽高比 h/b h=2.2m=2.2 2.382=5.13mm；b= R R=0.33 62.68=20.89；b/h=20.89/5.13=

12、4.08运算圆周速度 v= d1tn /60 1000= 错误 . =2.34 m/sR=0.33【F】1=389.7MPa【F】2=389.7MPa=0.0111=0.101m 2.382 Rt=62.68mmd1t =46.56 mm；b/h=4.08 v=2.34 m/s欢迎下载精品学习资源运算载荷系数据 v=2.34m/s,齿轮精度为 8 级， 查【 3】P194 图 10-8 取动载系数Kv=1.15 ；查【 3】 P193 表 10-2 得使用系数KA=1.0；由于是直齿圆锥齿轮，故齿间载荷安排系数KH =K F =1；由【 3】P212 表 10-4 得 8 级精度，小齿轮相对支

13、 承对称布置时齿向载荷系数KH =1.19 ，查【 3】图 10-13得 齿向载荷分布系数 KF=1.191， KF =1.612；就载荷系数欢迎下载精品学习资源K=K A Kv K F KF=1.0 1.051.01.612=1.854按实际载荷系数校正模数tm=m 3=2.382错误 .=2.62；3按齿面接触强度校核由【 3】P227 强度校核运算公式 10-25H=5ZE【 H】（1） 运算公式中各参数值 K= K A Kv K H KH =1.01.15 1.01.19=1.37； d1=46.56 mm；其余参数与齿根弯曲疲惫强度设计公式相同； 查【 3】P201 表 10-6 得

14、弹性影响系数ZE=188； 查【 3】P206 式 10-13 运算应力循环次数9N1=60n1jL h=60 960 1 2 8 300 8=2.212 109N2= N 1 i1=2.212 10 2.5=8.848 108Kv=1.15 K A =1.0K H=KF =1 K H=1.19 K F=1.612KF=1.854校正后的模数m=2.62；K H=1.37欢迎下载精品学习资源 查 【 3 】 P207图 10-19得 接 触 疲 劳 寿 命 系 数K HN1 =0.95， K HN2 =0.90，取安全系数 S=1； 运算接触疲惫许用应力=K HN1 Hlim1 s= 错误 .

15、=1140a；【H】2= K HN2 Hlim2 s = 错误 .=1080Mpa 2运算H=5ZE【 H】H =5 188=999.6Mpa【 H】min=arctan1/2.5=2104852= arctan i1=arctan2.5=6801154ZE=188；N 1=2.212欢迎下载精品学习资源109欢迎下载精品学习资源齿根角 f=arctan= arctan=2.55 0N 2=8.848欢迎下载精品学习资源顶锥角 a1=1+f=24.30,a2=2+f=70.750108欢迎下载精品学习资源根锥角 f1= 1- f =19.25 0f2= 2-f=65.650大端齿顶圆直径da1

16、= d1+2mcos1 =60.12mmK HN1 =0.95K=0.90欢迎下载精品学习资源a222d = d +2mcos =139.51mmHN2欢迎下载精品学习资源齿根圆直径df1 =d1 - 2.2mcos1=49.38mm df2 = d2 - 2.2mcos2=135.25mm 齿宽 b= RR=0.3374.046=24.043mm,取整 24mm； 分度圆厚度 s=错误 .=4.3mm小齿轮毂宽度 B1=35mm大齿轮毂宽度 B2=1.6 24=38.4mm六、轴的计设计 、输入轴的设计1、按扭转强度初步确定轴的直径已知：轴的输入功率为P =5.445 Kw转速为 n =96

17、0r/min1）选材： 45 调质，硬度 217255HBS2查【 3】P37015-2）式，并查表 15-3 ，取 A0 =120，就 d A0 错误 .=120错误 .=21.4 mm,【 H】1=1140Mpa【 H】2=1080Mpa H =1040Mpa 模数圆整取最 近 的 标 准 值m=2.75d1=55mm d2=137.5mm R=74.146mm欢迎下载精品学习资源联轴器的运算转矩 , 由于轴的转矩变化小取KA=1.3, 就 1=210485欢迎下载精品学习资源Pca=KAT1=1.3 54.170=70.421N m2、轴的结构设计1） 轴上零件的定位，固定和装配单级减速

18、器中可将输入轴的圆锥齿轮做成悬臂结构，支配在箱体一侧，有螺纹固定在输入轴的左起第六段；两轴承正装在齿轮的右侧，两轴承外圈分别以套杯和套筒定位，内圈以轴肩定位；齿轮、联轴器与轴周向用平键连接；草图如下所示2） 确定轴各段直径和长度错误 . 左起第一段，由于轴通过联轴器与电动机轴联接，已知取已知电动机轴直径D=38mm ，查【 2】P89 选用 YLD7 联轴器轴孔直径30 、32 、35 、38 ，轴孔长度60 联轴器的直径D=60,L 0=168 ， 螺 栓 M10数 量 4 个 ， 就 第 一 段 轴 直 径D1=30mm,长度 L1=70mm ； 2=68011540 a1=24.30 a

19、2=68.75 f1=19.25 0 f2=65.650da1=60.12mm da2=139.51mm df1 =49.38mm df2 =135.25mm b=24mm s=4.3mmB1=35mm欢迎下载精品学习资源错误 .左起其次段直径取 D2=37mm 依据轴承端盖端面距机座臂的距离 l3=28 及对轴承添加润滑脂的要求和箱体的厚度，就取其次段的长度 L2=35mm错误 .左起第三段，该段装有圆锥滚动轴承，选用圆锥滚子轴承选用 30208 型轴承，其安装尺寸尺寸为 dD T=40 8019.75，那么该段的直径为 D3= 40mm ，长度为 L3=18mm ；错误 .左起第四段，为光

20、轴段为滚动轴承定位的轴肩 ,其直径应小于滚动轴承的内圈外径，取 D4= 48mm ，长度取 L4= 54mm 错误 . 左起第五段为圆锥滚动轴承段，就此段的直径为 D5= 40mm，长度为 L5=18mm ；错误 .左起第六段，为小齿轮接入段取 D6=30mm, 由于小齿轮齿根圆距键槽的距离 x=3轴上零件的定位齿轮、联轴器与轴周向用平键连接，按D1,D6 查【 3】P106 表 6-1 得平键截面 b1 h1 l 1 =10833,b 6 h6l 6 =128 58, 为了保证齿轮与轴协作有良好的对中性，挑选齿轮轮毂与轴的协作为 错误 ., 半联轴器与轴的协作为 错误 .；4）确定轴上的圆角

21、和倒角尺寸见输入轴的结构设计图）3、按弯曲合成强度条件运算1）做出轴的运算简图 所示 ；B2=38.4mmd 21.4 mmPca=21.4Nm,欢迎下载精品学习资源D1=30mm L1=70mmD2= 37mm L2=35mm欢迎下载精品学习资源水平面内的支反力 如图 b 所示：FNH1 =Ft+FNH2 =4054.9N FNH2 =2085.1 N垂直面的支反力 c 可知：水平面的弯矩： MH=1969.8 59.7=11759.1 N mm 垂直面的弯矩： MV1 = 716.9 59.7=42798.9 N mm MV2 =953.0 56.4=53749.2 N mm合成弯矩：M

22、1=N mmM 2=N mm画转矩图： T= Ft d1/2=84.59 N m=84590 Nmm判定危急截面并验算强度D3=40mm L3=18mmD4=48mm L4=54mmD5=40mm L5=18mmD6= 38mm L6= 47mm欢迎下载精品学习资源坐起起第五段剖面处承担最大弯矩和扭矩，所以该剖面为危急截面 C；由于轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取 =0 6，再依据以上运算的数据由【3】P373 式15-5 得轴的运算应力欢迎下载精品学习资源由【 3】P363 表 15-1 查得 45 钢的 -1 =60Mpa ，因此 -1，故确定轴的尺寸是是安全的；、 输出轴的设计

23、1、按扭转强度初步确定轴的直径已知：轴的输入功率为P =5.445 Kw转速为 n =384r/min, 输入转矩 T2=127.17N m 1）选材：2查【 3】P370轴上零件的定位齿轮、链轮与轴周向用平键连接，按D1,D5 查【3】P106 表6-1 得平键截面 b1h1l 1 =10 8 40,b 6 h6l 6 =12 835,为了保证齿轮与轴协作有良好的对中性，挑选齿轮轮毂与轴的协作为 错误 ., 半联轴器与轴的协作为错误 .；4）确定轴上的圆角和倒角尺寸见输入轴的结构设计图）3、按弯曲合成强度条件运算1）做出轴的运算简图 ；FNH1 =4054.9N FNH2 =2085.1 N

24、FNV1 =1669.9N ；FNV2 =953.0 NMH=11759.1N mmMV1 =42798.9N mmMV2 =53749.2N mmM 1=125143.1N mmM 2=84590N mm欢迎下载精品学习资源材料： 45 钢 调质，硬度217255HBSd 27.97 mm,欢迎下载精品学习资源水平面内的支反力：FNH1 =FNH2 = Ft 2-FNH1 =1850-369.4=1479.9N垂直面的支反力：依据图 c）可得；FNV1 +FNV2 =Fr2FNV2 L2+Ma=L 1带入数据解得： FNV1 =331.8N , FNV2 =341.3N画弯矩图如图所示，由图

25、可知：水平面的弯矩： MH =FNH1 99.9=369.4 99.9=73846.2 N mm垂 直 面 的 弯 矩 ： MV1 =FNV1 99.9=331.8 99.9=33096.9N mmMV2 =FNV2 49.9=341.349.9=17030.9 N mmD1=30mm L1=45mmD2= 37mm L2=35mm欢迎下载精品学习资源合成弯矩：M 1=NmmM 2=Nmm画转矩图： T= Ft d2/2=1850 137.5/2=127187.5 N mm判定危急截面并验算强度坐起起第五段剖面处承担最大弯矩和扭矩，所以该剖面为危急截面 C；由于轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环

26、变应力，取 =0 6，再依据以上运算的数据由【3】P373 式15-5 得轴的运算应力由【 3】P363 表 15-1 查得 45 钢的 -1 =60Mpa ，因此 -1，故确定轴的尺寸是是安全的；绘制轴的工艺图 油标油标用来检查油面高度，以保证有正常的油量；油标有各种结构类型，有的已定为国家标准件；4通气器减速器运转时，由于摩擦发热，使机体内温度升 高，气压增大，导致润滑油从缝隙向外渗漏；所以多在机盖顶部或窥视孔盖上安装通气器，使机体内热涨气自由逸出， 达到集体内外气压相等，提高机体有缝隙处的密封性能； 5启盖螺钉机盖与机座结合面上常涂有水玻璃或密封胶，联结后结合较紧，不易分开；为便于取盖，

27、在机盖凸缘上常装欢迎下载精品学习资源有一至二个启盖螺钉，在启盖时，可先拧动此螺钉顶起机 盖；在轴承端盖上也可以安装启盖螺钉，便于拆卸端盖；对于需作轴向调整的套环，如装上二个启盖螺钉，将便于调 整；6定位销为了保证轴承座孔的安装精度，在机盖和机座用螺栓联结后，镗孔之前装上两个定位销，孔位置尽量远些；如机体结构是对的，销孔位置不应当对称布置；7调整垫片调整垫片由多片很薄的软金属制成，用一调整轴承间隙；有的垫片仍要起调整传动零件轴向位置的作用； 8环首螺钉、吊环和吊钩在机盖上装有环首螺钉或铸出吊环或吊钩，用以搬运或拆卸机盖；9密封装置 在伸出轴与端盖之间有间隙，必需安装密封件，以防止漏油和污物进入机

28、体内；密封件多为标准件，其密封成效相差很大，应依据详细情形选用；名称机座壁厚符号尺寸mm）8机盖壁厚 18机座凸缘厚度b12机盖凸缘厚度b 112机座底凸缘厚度b 220地脚螺钉直径df12轴承旁联结螺栓直径d110机盖与机座联接螺栓直径d28连接螺栓 d2 的距离l轴承端盖螺钉直径d36窥视孔盖螺钉直径d46dfd1 d2 至外机臂的距离dfd2 至凸缘边缘的距离c1c218、16、1316、14箱体结构尺寸挑选如下表：定位销直径d14轴承旁凸台半径R116凸台高度h据低速级轴承座外径确定，以便于扳手外机壁至轴承座端面距离l1操作为准40, 35, 42大齿轮顶圆与内机壁距离 116齿轮端面与内机壁距离 215机盖、机座肋厚m1 ,m27， 7轴承端盖外径D2100, 110轴承端盖凸缘厚度t7轴承旁联接螺栓距离S