2022年单圆锥齿轮减速器课程研究设计方案.docx

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1、精品学习资源机械设计基础课程设计一级锥齿轮减速器设计说明书欢迎下载精品学习资源目录一、传动方案拟定 .4二、电动机的挑选.4三、运算行动装置总传动比及安排各级传动比 . .6 四、一般 V 带的设计 .6 五、直齿圆锥齿轮传动设计 .9 六、轴的结构设计 . . 10 七、轴承的挑选及校核 . .15 八、箱体的设计 . . . .16 九、键的挑选及校核 . 18 十、联轴器的挑选 . 19 十一、减速器附件的挑选 . 19 十二、设计小结及参考文献 34欢迎下载精品学习资源543V211- 电动机 2- 带传动 3- 减速器4- 联轴器 5- 鼓轮一设计题目设计带式运输机传动装置，示意图如

2、下：二已知条件1） 鼓轮直径 D= 250 mm2） 鼓轮上的圆周力F = 4.2kN3） 运输带速度 V = 1.1m / s三技术条件1） 传动装置的使用寿命预定为8 年，单班制；2） 工作机的载荷性质平稳，起动过载不大于5%，单向回转；3） 电动机的电源为三相沟通电，电压为380 伏；4） 答应鼓轮的速度误差为 5%；5） 工作环境：室内；四设计要求6） 减速器装配图一张；7） 零件图 2 张： 输出轴和输出轴上齿；8） 设计说明书一份，按指导书的要求书写；欢迎下载精品学习资源运算过程及运算说明 :一、传动方案拟定其次组：设计单级圆锥齿轮减速器和一级带传动1. 电动机 2.带传动 3.减

3、速器 4.联轴器 5.鼓轮（1） 工作条件：传送机单班制, 连续单向回转，载荷平稳，空载起动，室内工作；传动装置的使用寿命预定为 8 年；该机动力来源为三相沟通电，电压为380 /220伏，传输带速度答应误差 5%；（2） 已知数据：鼓轮上的圆周力F = 4.2 kN,运输带速度 V =1.1m/s, 鼓轮直径 D = 250 mm ；二、电动机挑选1、电动机类型的挑选 ： Y 系列三相异步电动机，其结构简洁，工作牢靠，价格低廉，保护便利，具有适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特别要求的机械；2、电动机功率挑选 :(1) 运算工作所需功率 PwPwkw(2) 计按算电常动用机械出传功动率效

4、率P简d 表确定各部分效率为V 带传动效率 1=0.96 ，滚动轴承效率 2=0.98 ，圆锥齿22轮传动效率 3=0.96 ，弹性联轴器效率 4=0.99 ，卷筒轴滑动效率 5=0.98 ，卷筒效率 6=0.97 ；传动装置总效率为 = 1 2 34 56 =0.96 0. 98 0.96 0.99 运算数据PwKw=0.83 Pd=5.6Kw欢迎下载精品学习资源0.98 0.97=0.83 得出电动机所需功率为Pd=Pw=5.6Kw(3) 确定电动机的转速输送机卷筒转速84.0一般可选用同步转速1000r/min或 1500r/min的电动机作为原动机；通常 ,V 带传动常用的传动比范畴i

5、 1 =24, 单级圆锥齿轮的传动比范畴i 2=2 3，就电动机转速可选范畴为=i=84.0 4 12=3361008r/min符 合 这 一 同 步 转 速 范围 的 有750r/min,1000r/min,1500r/min；电机从重量、价格及传动比等方面考虑，选用 Y160M2-8型电动机；其相关参数如下：=84.0欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源型号额定功率满载转速起动转矩额定转矩最大转矩轴径中心高额定转矩欢迎下载精品学习资源Y160M2- 85.5kw 720r/min 2.02.042mm 160mm电动机型号Y160M2-8欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源三、运算

6、总传动比及安排各级的传动比1、总传动比： i 0=nm/nw=720/84=8.62、安排各级传动比（1） 取齿轮 i1=3（单级减速器 i=23 合理）（2） = =/=8.6/3=2.9四、运动参数及动力参数运算0 轴电动机轴P0 =Pd=5.6KWn0=nm=720r/min0T =9550 P0 =955074.32N mn01 轴高速轴P1 =P0 01=5.6 0.96=5.38KWn0P0 =5.6KWn0m=720r/min T0 =74.32N mP1 =5.38KWn1=248.2r/min T1 =207Nm欢迎下载精品学习资源n1=i1= 248.2r/minP2 =5

7、.06KW欢迎下载精品学习资源P1T1=9550n1=9550207Nmn2 =86.6r/min T2 =564.5N m欢迎下载精品学习资源2 轴低速轴 P 2=P112=5.38 0.98 0.96 5.06KWn2=86.6r/minP3 =4.76Kwn3 =84r/minT3 =541.1N m欢迎下载精品学习资源T2= 9550P2n=564.5Nm2PC=6.72KW欢迎下载精品学习资源3 轴卷筒轴P3=P223=3.1 0.98 0.96=4.76KWn3= n w=84.0r/min欢迎下载精品学习资源四、V带传动设计1. 确定运算功率T3= 9550P3 =541.1N

8、mn3欢迎下载精品学习资源查表得 KA=1.2 ，就PC=KAP=1.25.6=6.72KW2. 确定 V 带型号依据任务书得要求，挑选一般 V 带；依据 PC=6.72KW 及 n1=720r/min ，查图选用 A 型一般 V带；3. 确定带轮直径（1） 确定小带轮基准直径依据图举荐， V 带小带轮选用直径最小为 75mm（A 型），挑选 dd1=140mm；dd1=140mm v =5.28 m/sdd2=397.88 mm欢迎下载精品学习资源（2） 验算带速v =5.28 m/s 5m/s v 25m/s, 带速合适；（3） 运算大带轮直径dd2= i d d1（1- ）=2.9 14

9、0（ 1-0.02 ）=397.88 mm依据 GB/T 13575.1-9规定，选取 dd2=400mm4. 确定带长及中心距（1）初取中心距 a0得 376mma0 1080mm， 依据总体布局，取 ao=700 mm(2) 确定带长 Ld：依据几何关系运算带长得=2=2272.37mm依据标准手册，取 Ld =2240mm；(3) 运算实际中心距5. 验算包角：ao=700 mmLd =2240mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源适；6. 确定 V 带根数 Z包 角 合Z=4欢迎下载精品学习资源依据 dd1=140mm及 n1=720r/min ，查表得 P0=1.56KW, P

10、0=0.09KW依据 1 =158.21及查表得带入公式后，取 Z=47. 确定初拉力 F0 F0=500查表得 q = 0.1 /m, 就F0=500=258.00N8. 运算带轮轴所受压力 QQ=2ZF0sin=24258sin=2026.80N欢迎下载精品学习资源五、直齿圆锥齿轮传动设计1. 齿轮的材料及热处理方法小齿轮选用 40Gr，调质处理，齿面硬度为 280S；大齿轮选用 45 Gr ，调质处理，齿面硬度 250S， HBS1-HBS2=280- 250=30, 合适；故欢迎下载精品学习资源2 选取设计参数粗选 8 级精度取小齿轮齿数 Z1，就大齿轮 Z2=203 ，实际传动比传动

11、比误差：|i-i0|/I=|3-3|/3=02.5%； 与要求相差不大，可用；并取=0.3 ，；3. 齿轮疲惫强度设计（1） ）小齿轮上的转矩T1=207.00Nm（2） ）查表，取载荷系数 K=1.2（3） ）按齿面接触疲惫强度设计得=966（ 4 ） 确 定 齿 轮模 数取 标 准 模 数m=4.5mm（ 5）小齿轮直径4. 齿轮几何尺寸运算（1） 分度圆直径（2） 分度圆锥角（3） 锥距（4） 齿宽5. 校核弯曲疲惫强度Zv1=21.08m=4.5mm=142.30mmb=44mm欢迎下载精品学习资源Zv1=189.69查得=4.33,=4.00F1=168.9MPa=233MPa合格F

12、2=156.03MPa=184MPa合格六、轴的结构设计1. 高速轴的设计（1） 确定轴上零件的定位和固定方式 如图（2） 按扭转强度估算轴的最小直径115增大 7%经圆整取最小轴径（3） 轴的结构设计1 左起第一段，由于安装带轮，属于基孔制协作，因开有键槽，增大 7%并圆整，取轴径 30mm，长度 60mm，为了便于安装，轴端进行 2 45倒角；2 左起其次段直径取 36mm；依据轴承端盖的装拆以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40mm；3 左起第三段，该段装有滚动轴承，选用圆锥滚子轴承，取轴径 40mm，长度为 32mm；4 左起第四段， , 其直径略大于第三段轴，取

13、50mm，长度取 90mm；5 左起第五段为滚动轴承段，就此段的直径为40mm，长度取 32mm；6 左起第六段，对轴承右端进行定位，有小齿轮，取轴径32mm；长度取 80mm；2. 输出轴的设计（1）确定轴上零件的定位和固定方式 如图(2) 按扭转强度估算轴的最小直径115欢迎下载精品学习资源增大 7%经圆整取最小轴径(3) 确定轴各段直径和长度1 左起第一段，由于安装联轴器，因开有键槽，轴径扩大 7%并圆整，取轴径 50mm，长度 58mm，为了便于安装，轴端进行 245倒角；2 左起其次段直径取 56mm；依据轴承端盖的装拆以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60mm

14、；3 左起第三段，该段装有滚动轴承，选用圆锥滚子轴承，取轴径 60mm，长度为 46mm；4 左起第四段，对轴承起到轴肩定位作用 , 其直径大于第三段轴，取 70mm；依据整体布局，长度取 120mm；第四段尾部有轴肩，长度 4mm，直径 78mm；5 左起第五段安装大圆锥齿轮，依据齿轮的孔径，此段的直径取 64mm，长度取 58mm；6 左起第六段，为轴承安装段，依据轴承的尺寸，取轴径600mm；长度取 65mm；三、轴的强度校核由于该轴为转轴，应按弯扭组合强度进行校核运算； 大齿轮分度圆直径：已知 d2 =270mm 转矩：已知 T2 =564.5N m 圆周力： Ft=2T2/d 2=2

15、 564.5/270=4181.48N 径向力 和轴向力轴承支反力：垂直面弯矩： 求支反力 求水平弯矩 运算合成弯矩Fr=1555.94N Fa=888.80N=N m=Nm=N=N m=468.54N mN m欢迎下载精品学习资源轴单向转动，扭转切应力为脉动循环变应力，取0.6 ， 就当量弯矩为 MT=T=0.6 564.5=225.8N m 运算合成弯矩22欢迎下载精品学习资源MB=M VBM HB =022欢迎下载精品学习资源MC1=M VC 1M HCM 2M 2=468.42Nm欢迎下载精品学习资源MC2=VC 2HC=480.02Nm欢迎下载精品学习资源轴单 向转 动， 扭转 切应

16、 力为 脉动循环变应力，取 0.75，就当量弯矩为MT=T=0.75564.5 1000=423.38Nm 运算总当量弯矩M T =423.38N mN m=N m=N m依据以上数据，作出轴的受力简图（a），垂直面受力图（b），垂直面弯矩图（ c），轴水平面受力简图（ d），水平弯矩图（ e）， 合成 弯矩图（ f ）， 扭矩 当量弯矩 图（g），总当量弯矩图（ h）如下；轴的材料为 45 钢，调质处理， -1=60Mpa. 从总当量弯矩图可以看出，截面 C 为危急截面；截面 C 为齿轮处， dC=70mm，就欢迎下载精品学习资源七、轴承的挑选及校核主动轴 32308 轴承两对，从动轴 32

17、312 轴承两对；依据要求对从动轴上的轴承进行强度校核；查相关手册， 32312 轴承的判定系数e=0.35，当时；当时， 轴承基本额定动载荷Cr=228KN ，轴承采纳正装，要求寿命为 19200 小时；1. 绘制轴承运算简图2. 运算各轴承所受总径向力由 轴 的 计 算 知 ： B 、 D处 水 平 支 反 力N=N ， B 、 D处 垂 直 面 支 反 力=N,；=3. 运算各轴承内部派生轴向力4. 判定放松、压紧端欢迎下载精品学习资源故，轴承 2 压紧，轴承 1 放松；就,5. 运算当量动载荷对轴承 1对轴承 2，因，故按轴承2 的当量动载荷运算寿命，即取P=N6. 轴承寿命校核运算P

18、1=1555.86N P2=3670.07NLh=46195h欢迎下载精品学习资源八、箱体结构设计(1) 窥视孔和窥视孔盖在减速器上部可以看到传动零件啮合处要开窥视孔，以便检查齿面接触斑点和赤侧间隙，明白啮合情形；润滑油也由此注入机体内；窥视孔上有盖板，以防止污物进入机体内和润滑油飞溅出来；(2) 放油螺塞减速器底部设有放油孔，用于排出污油，注油前用螺塞赌注；(3) 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，使机体内温度上升，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

19、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，在机盖凸缘上常装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

20、) 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；箱体结构尺寸挑选如下表：名称符号尺寸箱座壁厚8箱盖壁厚 18箱座凸缘厚度b12箱盖凸缘厚度箱座底凸缘厚度b 1b 21220地脚螺钉直径df16欢迎下载精品学习资源地脚螺钉数目n4轴承旁联结螺栓直径d112箱盖与箱座联接螺栓d28直径连接螺栓 d2 的间距l160轴承端盖螺钉直径d38窥视孔盖螺钉直径d46定位销直径d6df，d1, d2 至外箱壁距C122, 18,1

21、4离df， d2 至凸缘边缘距C220, 16，12离轴承旁凸台半径R120, 16，12凸台高度h依据低速级轴承座外径确定， 以便于扳手操作为准外箱壁至轴承座端面L140距离大齿轮顶圆与内箱壁 126距离齿轮端面与内箱壁距 28离箱盖、箱座肋厚m1 ,m28， 8轴承端盖外径D2116， 160轴承端盖凸缘厚度t140轴承旁联接螺栓距离S尽量靠近，以Md1 和 Md2互不干涉为准，一般取s=D2九、键的挑选及校核高速轴与带轮连接选用键 A10850输入轴与小齿轮连接选用键 A10850输出轴与大齿轮连接选用键 A181150输出轴与联轴器连接选用键 A14956故，键均满意强度要求；十、联轴

22、器的挑选运算转矩欢迎下载精品学习资源所以 考虑 选用 弹性 柱销联 轴器 GYH6GB/T 5843-2003；其主要参数如下：公称转矩： 900 Nm轴孔直径： 50mm2质量： 7.59Kg转动惯量： 0.015Kg m十一、减速器附件的挑选通气器由于在室内使用，选通气器（一次过滤），采纳M121.25油面指示器选用杆式游标 M12起吊装置箱盖采纳 M8吊环螺钉、箱座采纳吊钩；放油螺塞选用外六角油塞及垫片 M14 1.5润滑与密封1. 齿轮的润滑采纳浸油润滑，由于低速级周向的速度，浸油高度约为六分之一大齿轮半径，取为 40mm；2. 滚动轴承的润滑轴承采纳开设油沟、飞溅润滑；3. 润滑油的

23、挑选齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用 CKC150工业齿轮油；4. 密封方法的选取选用凸缘式轴承端盖，用螺钉固紧在轴承座孔的端面上，可精确调整轴承间隙；轴承端盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径打算；十二、设计小结及参考文献机械设计课程设计是我们专业同学第一次较全面的机械设计训练，是机械设计和机械设计基础课程重要的综合性与实践性环节；(1) 通过这次机械设计课程的设计，综合运用了机械设计课程和其他有关先修课程的理论，结合生产实际学问， 培育分析和解决一般工程实际问题的才能，并使所学学问得到进一步巩固、深化和扩展；(2) 学习机械设计的一般方法，把握通用机械零件、机械传动装置或简洁机械的设计原理和过程；(3) 进行机械设计基本技能的训练，如运算、绘图、熟识和运用设计资料（手册、图册、标准和规范等）以及使用体会数据，进行体会估算和数据处理等；参考文献：1 焦永和等主编工程制图，高等训练出版社，欢迎下载精品学习资源2021 年 6 月；2 荣辉等主编机械设计基础，北京理工高校出版社， 2021 年 7 月；3 孔凌佳主编机械基础设计实践，北京理工高校出版社， 2021 年 7 月；欢迎下载精品学习资源欢迎下载