2022年机械课程设计二级圆锥圆柱齿轮减速器机械设计说明书-.docx

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1、精品学习资源机械设计课程设计说明书设计题目：二级圆锥 - 圆柱齿轮减速器班级：材控 07-2班设学计者：号：指导老师：杨现卿欢迎下载精品学习资源机械设计课程设计运算说明书一、传动方案拟定3二、电动机的挑选3三、运动、动力学参数运算5四、传动零件的设计运算6五、轴的设计11六、轴承的挑选和运算24七、键连接的校核运算26八、联轴器挑选27九、箱体设计28十、减速器附件28十一、密封润滑29十二、设计小结30十三、参考文献31欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源运算过程及运算说明一、传动方案拟定设计二级圆锥 - 圆柱齿轮减速器工作条件：输送机连续单向运转工作时有稍微震惊，空载启动，卷筒效率 为

2、 0.96 ，输送带工作速度误差为5%；每年按 300 个工作日运算，使用期限为 10 年，大修期 4 年，单班制工作；在特地工厂小批量生产（1） ） 原始数据：运输机工作周转矩：T=1800N m； 带速V=1.30m/s；滚筒直径 D=360mm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2、电动机功率挑选：1工作机所需功率：PW =Tn/9550,注释及说明T=1800N mm/sD=360mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源由于 VDn / 6000，把数据带入式子中得 n=68.97r/min,所以欢迎下载精品学习资源PW2欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学

3、习资源1传动装置的总效率：42总=滚筒 轴承圆柱齿轮 联轴器 圆锥齿轮42 98 762电动机的输出功率： Pd= PW /总.86=W3、确定电动机转速：运算工作机轴工作转速：nw=60 1000V/ D=601000 360r/min按表 14-2 举荐的传动比范畴，取圆柱齿轮和圆锥齿轮传动的一级减速器传动比范畴分别为23 和 35，就总传动比范畴为 I d=615；故电动机转速的可选范畴为nd=I d nw=615 r/min符合这一范畴的同步转速有 750 和 1000r/min；4、确定电动机型号由上可见，电动机同步转速可选 750 和 1000r/min,可得到两种不同的传动比方案

4、PW总=0.86PdWnw r/min欢迎下载精品学习资源方电额电 动 机 转 电传动 装置 的传动欢迎下载精品学习资源案动定速动比机功同满机传圆圆型率步载重动锥柱欢迎下载精品学习资源号P ed /转kW速转量比传传速/kg动动比比欢迎下载精品学习资源1Y201009702201440L1-602Y227507302665S-8综合各方面因素挑选第一种方案，即选电动机型号为Y225S-8 机；电动机的主要参数见下表欢迎下载精品学习资源型号额定功率/kW满载转速nm r/min中心高mm轴伸尺寸欢迎下载精品学习资源Y225S-873022560*140欢迎下载精品学习资源三、运动参数及动力参数运

5、算 运算总传动比及安排各级的传动比1、总传动比： i=nm/nw2、安排各级传动比 :取 i i 锥锥齿轮啮合的传动比： i1 =圆柱齿轮啮合的传动比： i2 =i/ i 1=1. 运算各轴转速 r/min nI =n m =730 nII =nI /i1nIII =nII/i 2=/4= nIV= nIII =2. 运算各轴的功率 kWPI=Pd 联轴器电动机型号Y200L1 6i 总=i 1i 2=机械设计学习指导 57 页nI =730r/min nII=r/minnIII =r/minnIV= nIII =欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源PII =PI轴承圆锥齿轮 PIII =

6、PII 轴承 圆柱齿轮 9 8= PIV = P* 轴承* 联轴器 0.99=13. 83. 运算各轴扭矩 N mTd=9550* Pd/ nm =9550 TI=9550*PI/nI=194TII=9550*PII/nII= TIII =9550*PIII /nIII = TW =9550* PW /nW=Td、TI、TII 、TIII 、TW=依次为电动机轴，和工作机轴的输入转矩；参数轴名电动机轴轴轴轴工作机轴转速 r/min730730功率 P/kW转矩/n*m198196传动比111效率PIKw PII=W PIII =WPIV =13. 8 kWTd=198 N m TI=196Nm

7、 T II=N mT III =NmTW = N m欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源V=D160*1000nIII欢迎下载精品学习资源误差为 1.291.3 =-0.0035%, 合适1.3V=四、传动零件的设计运算1. 圆锥齿轮的设计运算已知输入功率 P1=P =Kw, 小齿轮的转速为 730r/min，齿数比为 u=2.66，由电动机驱动，工作寿命为 10 年每年工作 300 天，单班制，输送机连续单向运转，工作时有稍微震惊，空载启动；1选定齿轮精度等级，材料和确定许用应力欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源1该减速器为通用减速器，速度不高应选用7 级精度GB10095-882

8、挑选小齿轮材料为 35SiMn 钢调质，硬度为 229 286HBS， 大齿轮为 45 钢调质，硬度为 229286HBS，按齿面硬度中间值，有图 5-29b 按碳钢查 MQ 线得 Flim1 =290Mpa Flim2 =220Mpa同理由图 5-32b 查得 Hlim1 =700MpaHlim2 =580Mpa 3有式 5-29，5-30分别求得Fp1= Flim1 YSTYNYx/SFmin=446Mpa Fp2= Flim2 YSTYNYx/SFmin=338MpaHp2= Hlim2 YSTZNZW/SHmin =580Mpa由于为闭式齿面硬度中，主要失效形式为齿面疲惫点蚀， 故应按

9、接触疲惫强度进行设计，并校核其齿根的弯曲强度；2按接触疲惫强度进行设计运算由设计公式进行运算即222 1/3d1 1017kT 1Z/ HpRRuH Fp1 =446Mpa Fp2= 338Mpa Hp2n =580Mpa欢迎下载精品学习资源1小齿轮的名义转矩 T1= TI=194Nm2选取载荷系数 K3) 选取齿宽系数，取R0.3欢迎下载精品学习资源4) 选取重合度系数，取 Z5) 初算小齿轮大端分度圆直径0.88机械设计基础第四版P82欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源3d11017*0.88 1 0.5*0.3*550 2* 1.5*150.250.3*3.5109.1mmP92P

10、93欢迎下载精品学习资源6确定齿数和模数欢迎下载精品学习资源选取 z 128，就 z 2i1 *z 12.662874.5欢迎下载精品学习资源取z2 =75大端模数 m= d1 / z13.89 mm，取 m=47运算主要尺寸欢迎下载精品学习资源d1mz1d2mt 2428112mm475300mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源锥距R1/2 d 2d 21/ 2 11223002160mm欢迎下载精品学习资源12bR * R0.3 160mm48mm欢迎下载精品学习资源(3) 校核齿根弯曲疲惫强度欢迎下载精品学习资源2360KT 11Fbm2z 1R0.52Y FsYFp欢迎下载精品

11、学习资源1) 运算从重合度系数欢迎下载精品学习资源Y0.250.75T欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源由于重合度1.883.（211 1.72 ，所以欢迎下载精品学习资源Y0.250.751.720.69 ；z1z2欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源2) 确定YFs /Fp 的大值欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源1arctan 1arctan z1z2arctan 28 / 7520.470欢迎下载精品学习资源290169.53欢迎下载精品学习资源ZV1Z1cos 129.9欢迎下载精品学习资源ZV 2Z2cos 2214欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源由图 5-

12、26 查得YFs14.3, YFs24.0 ；就m4欢迎下载精品学习资源YFs1Fp 1YFs2Fp 24.150.00928Mpa 14464.00.01183Mpa 1338z128mmz275mm P70 表51欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源YFs1由于Fp1YFs 2Fp 2，所以挑选大齿轮进行校核欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源3) 校核大齿轮的齿根弯曲疲惫强度23601.5194d1112mm d2300mm欢迎下载精品学习资源F2484228 （10.50.3）24.00.69R160mm欢迎下载精品学习资源112M paFP2338M pab48mm欢迎下载精

13、品学习资源欢迎下载精品学习资源故齿根弯曲疲惫强度足够，所选参数合适；Y0.69欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源已知：输入功率 P214.3 kW，小齿轮转速为 274.4r/min，ZV 1ZV 229.9214欢迎下载精品学习资源齿数比为 u=4，电动机驱动，工作寿命为10 年每年工作 300 天单班制，带式输送机，时有稍微震惊，单项运转；(1) 挑选齿轮材料，确定许用应力依据题设条件看，大小齿轮均采纳20CrMnTi钢渗碳淬火，硬度 5662HRC；欢迎下载精品学习资源由图 5-29c 查得弯曲疲惫强度极限应力F lim450M pa欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源由图 5

14、-32c 查得接触疲惫强度极限应力H lim1500M pa欢迎下载精品学习资源(2) 按轮齿弯曲疲惫强度运算齿轮的模数m欢迎下载精品学习资源m12.63KT1YFSY2dZ1FP欢迎下载精品学习资源1) 确定弯曲应力FP欢迎下载精品学习资源F limFPYSTSFlimYNY X欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源采纳国标时，YST2.0,SFmin1.5,YX1.欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源由于齿轮的循环次数F2112FP2欢迎下载精品学习资源N60nat60274.4 110 30084.0 108欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源所以取 YN1；就FP1F lim

15、YSTSFlimY NYX=600Mpa欢迎下载精品学习资源2) 小齿轮的名义转矩 T1T1T497.7N m欢迎下载精品学习资源4初步选定齿轮的参数欢迎下载精品学习资源Z120，Z2d0.5,ui Z1Z 24Z13.992079.8，取Z 280欢迎下载精品学习资源5确定复合齿形系数YFS ,因大小齿轮选用同一材料及热F lim450M pa欢迎下载精品学习资源处理，就 FP 相同，故按小齿轮的复合齿形系数带入即可欢迎下载精品学习资源由机械设计基础第四版P88，图 5-26 可查得：YFS14.25H lim1500M pa欢迎下载精品学习资源6确定重合度系数 Y由于重合度1.883.（2

16、11 ） 1.7欢迎下载精品学习资源所以Y0.250.750.69Z 1Z 2欢迎下载精品学习资源将上述各参数代入 m 式中得欢迎下载精品学习资源m12.63KT1YFSY2dZ1FP欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源12.6 3 1.5497.74.060.6820.5203.3563欢迎下载精品学习资源按表 5-1，取标准模数 m4mm ；就中心距12a1 mZZ 200 mm欢迎下载精品学习资源27运算传动的几何尺寸：FP1 =563Mpa欢迎下载精品学习资源d1 d 2齿宽：mZ 1mZ 242080 mm480320 mm欢迎下载精品学习资源b2dd140 mmT1497.7N

17、 m欢迎下载精品学习资源b1b25 1048 mm欢迎下载精品学习资源3校核齿面的接触强度m=4欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源H112Z E ZKT（1 u12HPbd1 uZ120，Z280d0.5,u4欢迎下载精品学习资源1) 重合度系数 Z0.85欢迎下载精品学习资源2) 钢制齿轮 Z E189.8Mpa欢迎下载精品学习资源把上面各值代入式中可算得：H1125.2M pa欢迎下载精品学习资源H limHPSH limZ NZ W1500111.21250M paYFS14.25欢迎下载精品学习资源HHP 符合要求4校核齿根弯曲强度欢迎下载精品学习资源2000T1K YY351.

18、97欢迎下载精品学习资源1F1bm2ZFS1欢迎下载精品学习资源2000T1K YY343.4欢迎下载精品学习资源1F2bm2 ZFS1Y0 . 68欢迎下载精品学习资源许用弯曲应力：F1F2Flim YSTYNSF min600MPa欢迎下载精品学习资源F1FP1,F2FP1欢迎下载精品学习资源故，轴强度满意要求；五、轴的设计运算输入轴的设计运算1已知： P1 =14.98kw, n1 =730r/min,T1 =196 Nm2. 挑选材料并按扭矩初算轴径选用 45#调质，硬度 217255HBS， b=650Mp依据课本 P23510-2式，并查表 10-2，取 c=115dmin=115

19、a=200mmd180m md 2320m m R160m m b148m mb248m m欢迎下载精品学习资源 1+5%mm=33mm欢迎下载精品学习资源要使轴径 d12 与联轴器轴孔相适应故挑选连轴器型号查课本 P297,查 kA=1.5, Tc=kA T1=1.5*196=294 N m查机械设计课程设计 P298，取 HL 弹性柱销联轴器，其额定转矩 315 Nm，半联轴器的孔径 d1 =35mm,故取 d12 =35mm,轴孔长度 L=82mm,联轴器的轴配长度 L1 =60mm.1拟定轴的装配方案如以下图：2轴上零件的定位的各段长度，直径，及定位1 为了定位半联轴器， 1-2 轴右

20、端有一轴肩，取d2-3=42mm2 选滚动轴承：因轴承同时承担有径向力和轴向力，应选用系 列圆锥滚子轴承；参考d2-3=42mm；查机械设计课程设计P311，表 18-4.选取标准精度约为 03.尺寸系列 30309.尺寸：机械设计课程设计 P22F1F2 60M0 Pa欢迎下载精品学习资源dDT4510027.25因此取 d4-5=54mm；欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源3 取安装齿轮处的直径 d67=42mm，使套筒牢靠的压在轴承上，故 l56T =27.25mm，l56=26mm；4 轴承端盖总宽度为 20mm，由于装拆及添加润滑油的要求，轴承端盖与外端面与半联轴器右端面的距离

21、l=30mm ，故l23=20+30=50mm；取 l45=120mm.5 圆锥齿轮的轮毂宽度 lh=1.21.5ds，取 lh=63mm，齿轮端面与箱壁间距取 15mm，故 l67=78mm；6 轴上零件的周向定位半联轴器与轴、齿轮与轴采纳平键连接，即过盈协作；由设计手册，并考虑便于加工，取半联轴器与齿轮处的键剖面尺寸 bh1610 ,协作均用 H7/K6 ，滚动轴承采纳轴肩及套筒定位；轴承内圈与轴的协作采纳基孔制，轴尺寸公差为K6dmin31.3m8 md12 =35mm d2-3=42mm d3-4=d5-6=45mm欢迎下载精品学习资源7 轴圆角： 2450d4-5=54mmd67 =

22、42mm l 12 =60mm.欢迎下载精品学习资源求平均节圆直径 : 已知 d1=28mm欢迎下载精品学习资源R=4 42810.50.3195.2 mm锥齿轮受力：已知 T1=196N m,就圆周力： Ft1=2000T1/dm1=l 23=50l 3-4=26mm l 45=120mm l56=26mm l67=78mm欢迎下载精品学习资源径向力： Fr1=Ft1 tancos 1轴向力： Fa1=Ft1tan sin13 轴承的支反力欢迎下载精品学习资源1 绘制轴受力简图如以下图2轴承支反力水平面上的支反力：M c0欢迎下载精品学习资源tan200cos20.4701404.1N欢迎下

23、载精品学习资源W0.1d3eM eW欢迎下载精品学习资源1b59MPa欢迎下载精品学习资源d12d5640.34mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源FBx +FCx欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源解得：FBx =-255.6 N,FCx =6684.0N欢迎下载精品学习资源垂直面上的支反力M c0FBy =-704.3 NFCy= Fr1 -欢迎下载精品学习资源(3) 求弯矩，绘制弯矩图如以下图MCx=-Ft mMCy1 =FBy BC=-64.1 NmMCy2=-Fadm/2=-24.9 NmFBX FBYFCx =6684.0N欢迎下载精品学习资源AM Cx mM Cy1m

24、(4) 合成弯矩：MCmM=M 2M 2=353.6 N mc1cxcy 1 mM=M 2M 2348.6 Nmc2cxcy 2欢迎下载精品学习资源(5) 求当量弯：因单向回转，视转矩为脉动循环，1 b /0 b ,b650MPa欢迎下载精品学习资源1 b59MPa,0 b98MPa欢迎下载精品学习资源就欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源剖面 C 的当量弯矩 : MM2T 2372.8NmM 372.8欢迎下载精品学习资源C1C1C1欢迎下载精品学习资源MM2C2C2 T 2367NmN m欢迎下载精品学习资源6 断危急截面并验算强度欢迎下载精品学习资源1剖面 C 当量弯矩最大， 而直径

25、与邻段直径相差不大， 故剖面C 为危急截面；MC2367欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源已知 Me= MC 1=372.8MPa,W0.1d 3Nm欢迎下载精品学习资源M e =40.9MPa 59MPaeW1 b2A 处虽只受扭矩但截面最小也为危急截面M e =27.5MPa 59MPaeW1 b所以其强度足够 .中间轴的设计欢迎下载精品学习资源： P214.3KW , n2274.4r/ min,T2497.7N .m欢迎下载精品学习资源2挑选材料并按扭矩初算轴径1 选用 45#调质， b650M pa ，硬度 217255HBS依据课本 P23510-2式，并查表 10-2，取

26、c=108欢迎下载精品学习资源dminC3 P2n240.34mm欢迎下载精品学习资源1拟定轴的装配方案如以下图欢迎下载精品学习资源P214.3KWn2274.4r / minT2497.7 Nm欢迎下载精品学习资源2轴上零件的定位的各段长度，直径，及定位1 初步挑选滚动轴承；因轴承同时受到径向力和轴向力， 故 选用单列圆锥滚子轴承dmin欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源，参照工作要求并依据d12d5640.34mm，欢迎下载精品学习资源查取 30310 型，尺寸欢迎下载精品学习资源dDT50mm110mm29.25mm欢迎下载精品学习资源故 d12= d56=50mm， 此两对轴承均

27、系采纳套筒定位， 查表 18-4， 轴定位轴肩高度 h=4.5mm,因此取套筒直径为 59mm.2 取安装齿轮处的直径： d23=d45=57mm，锥齿轮右端与左轴 承之间采纳套筒定位， 已知锥齿轮轮毂长 lh=1.21.5ds，取 lh=55m 为了使套筒牢靠的压紧端面，故取l 23 =52mm,欢迎下载精品学习资源齿轮的右端采纳轴肩定位，轴肩高度h0.07d,取 h=4mm,就此处轴环的直径 d34=63mm.3 已知圆锥直齿轮的齿宽为 b1=48mm,为了使套筒端面牢靠地d12= d56=50mm欢迎下载精品学习资源压紧齿轮端面，此处轴长 l45lh，取l 45=46mm；欢迎下载精品学

28、习资源4 以 箱 体 小 圆 锥 齿 轮 中 心 线 为 对 称 轴 ， 取 d23=d45=57mm欢迎下载精品学习资源l1280mm, l 3416mm,l 56116mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源(3) 轴上零件的周向定位半联轴器与轴、齿轮与轴采纳平键连接，即过盈协作；由d34=63mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源设计手册， 并考虑便于加工， 取半联轴器与齿轮处的键剖面l 1280mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源尺寸 bh1610 mm，齿轮键长 L=B- 510=50mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源协作均用 H7/K6 ，滚动轴承采纳轴

29、肩及套筒定位；轴承内圈与轴的协作采纳基孔制，轴尺寸公差为K6(4) 轴圆角： 245 度l 23=52mm欢迎下载精品学习资源4.轴强度的运算及校核l 3416mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源1.1小直齿轮分度圆直径 :已知 d1=80mm，T2圆周力： Ft1=2000T2/d1=径向力： Fr1=Ft1tan497.7N . ml 45l 56=46mm；116mm欢迎下载精品学习资源2 锥齿轮受力：已知 T2R = 255mm就圆周力： Ft2=2000T2/dm2=径向力： Fr2=Ft1tancos 2轴向力： Fa1=Ft2 tan sin23求轴承的支反力轴承的受力简

30、图Ft2=水平面上 ,竖直面上的支反力平稳就：欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源FAX FAY对 A 求矩FDX FDYFt2 Fr2Ft10Ft1欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源Ft2 . ABFt1 . ACFDX. AD0欢迎下载精品学习资源FDY. ADdFa222Fr 2.AB- Fr 1. AC0欢迎下载精品学习资源解方程组得：欢迎下载精品学习资源FAX=-8145.3N,FDX=-8200.7N,FA Y1070.83N,FDY2961N欢迎下载精品学习资源4画弯矩图2. B.处的弯矩：AB=92mm, BC=65mm, CD=125mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载

31、精品学习资源水平： M BFtAX. AB749.37N . m欢迎下载精品学习资源竖直： MB1 FAY. AB98.52N . m欢迎下载精品学习资源M B2 FDY. BDFr 1 . BC268.2N . m欢迎下载精品学习资源C 处的弯矩：欢迎下载精品学习资源水平： M cF DX. CD1025.3N . m欢迎下载精品学习资源竖直：M C1 F Dy. CD370.2 N . m欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源M c2 FAy. AcFa 2. d 2 / 2Fr 2. BC370.13N . m欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源3. 合成弯矩：Mc122MM22B

32、cb11089.9N .mFAXFDX欢迎下载精品学习资源M B 2M BM b2795.93N . m欢迎下载精品学习资源T2497.7N . mFAY1070.83N欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源5. 因 单 向 回 转 ， 视 转 矩 脉 动 循 环-1 b /0 b, 已 知FDY2961N欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源b735MPa ，查表 12-11 b =65MPa,a b118MPa ,欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源就65 / 1180.585M B749.37N .m欢迎下载精品学习资源2剖面 B 处的当量弯矩 :M B198.52N .m欢迎下

33、载精品学习资源欢迎下载精品学习资源M B12M B 2T2 847.51N . mM B2 268.2N . m欢迎下载精品学习资源剖面 C 处的当量弯矩图：欢迎下载精品学习资源M C12M C12T2 1128.1N . m欢迎下载精品学习资源7 判定危急截面并验算强度剖面 C 当量弯矩最大， 而直径与邻段直径相差不大， 故剖面 C 为危急截面；欢迎下载精品学习资源已知:M e= MC 1 =1128.1MPa,1b69M pa ，欢迎下载精品学习资源Mc11089.9N .m欢迎下载精品学习资源MM eM795.93N .m欢迎下载精品学习资源eW0.1d 360.1M pa1 b69M paB 2欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源所以其强度合适；847.51N .m欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源MB1