0327-二級圓錐齒輪減速器設計

0327-二級圓錐齒輪減速器設計,二級,圓錐,齒輪,減速器,設計 目 錄一、設計任務書2二、電機的選擇計算一、擇電機的轉(zhuǎn)速2二、工作機的有效功率2三、選擇電動機的型號3三、運動和動力參數(shù)的計算一、分配傳動比3二、各軸的轉(zhuǎn)速3三、各軸的功率4四、各軸的轉(zhuǎn)矩4四、傳動零件的設計計算1. 閉式直齒輪圓錐齒輪傳動的設計計算42. 閉式直齒輪圓柱齒輪傳動的設計計算6五、軸的設計計算1. 減速器高速軸I的設計92. 減速器低速軸II的設計113. 減速器低速軸III的設計14六、 滾動軸承的選擇與壽命計算1.減速器高速I軸滾動軸承的選擇與壽命計算162.減速器低速II軸滾動軸承的選擇與壽命計算173. 減速器低速III軸滾動軸承的選擇與壽命計算18七、 鍵聯(lián)接的選擇和驗算1. 聯(lián)軸器與高速軸軸伸的鍵聯(lián)接192. 大圓錐齒輪與低速軸II的的鍵聯(lián)接193. 大圓柱齒輪與低速軸III的的鍵聯(lián)接20機械設計課程設計計算說明書圓錐圓柱齒輪減速器- 31 -八、 潤滑油的選擇與熱平衡計算1. 減速器的熱平衡計算212. 潤滑油的選擇22九、 參考文獻23計 算 及 說 明結果一、設計任務書一、設計題目：設計圓錐圓柱齒輪減速器設計鑄工車間的型砂運輸設備。該傳送設備的傳動系統(tǒng)由電動機減速器運輸帶組成。每日二班工作。 （圖1）1電動機；2聯(lián)軸器；3減速器；4鼓輪；5傳送帶二、原始數(shù)據(jù)：傳送帶拉力F(KN)傳送帶速度V(m/s)鼓輪直徑D（mm）使用年限（年）1.701.3922357三、設計內(nèi)容和要求：1.編寫設計計算說明書一份，其內(nèi)容通常包括下列幾個方面：（1）傳動系統(tǒng)方案的分析和擬定以及減速器類型的選擇；（2）電動機的選擇與傳動裝置運動和動力參數(shù)的計算；（3）傳動零件的設計計算（如除了傳動，蝸桿傳動，帶傳動等）；（4）軸的設計計算；（5）軸承及其組合部件設計；（6）鍵聯(lián)接和聯(lián)軸器的選擇及校核；（7）減速器箱體，潤滑及附件的設計；（8）裝配圖和零件圖的設計；（9）校核；（10）軸承壽命校核；（11）設計小結；（12）參考文獻；（13）致謝。計 算 及 說 明結果2.要求每個學生完成以下工作：（1）減速器裝配圖一張（0號或一號圖紙）（2）零件工作圖兩張（輸出軸及該軸上的大齒輪），圖號自定，比例11。（3）設計計算說明書一份。二、傳動方案的擬定運動簡圖如下：（圖2）由圖可知，該設備原動機為電動機，傳動裝置為減速器，工作機為型砂運輸設備。減速器為展開式圓錐圓柱齒輪的二級傳動，軸承初步選用深溝球軸承。聯(lián)軸器2選用凸緣聯(lián)軸器，8選用齒形聯(lián)軸器。計 算 及 說 明結果三、電動機的選擇及傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算一、選擇電動機的類型和結構形式按工作要求和條件，選用三相籠型異步電動機，Y系列，封閉式結構，電壓380V，頻率50Hz。二、選擇電動機容量工作機主動軸功率：傳動裝置的總效率： （式中、分別為聯(lián)軸器、滾動軸承、原錐齒輪傳動、圓柱齒輪傳動和卷筒的傳動效率。）取=0.99（聯(lián)軸器），=0.985（滾動軸承），=0.96（齒輪精度為8級，不包括軸承效率），=0.97（齒輪精度為8級，不包括軸承效率），=0.96（卷筒效率，不包括軸承）則電動機所需功率：三、確定電動機的轉(zhuǎn)速卷筒州的工作轉(zhuǎn)速為：按課程設計指導書P7表1查得圓錐圓柱齒輪的傳動比一般范圍為：=1025，故電動機轉(zhuǎn)速計 算 及 說 明結果根據(jù)額定功率，且轉(zhuǎn)速滿足，選電動機型號為：。其主要性能如下表：型號額定功率Kw滿 載 時轉(zhuǎn)速電流（380V）A效率%功率因數(shù)314206.882.50.817.02.22.3電動機的外形尺寸：中心高H外形尺寸L(AC/2+AD)HD底角安裝尺寸AB地腳螺栓孔直徑 K軸伸尺寸DE裝鍵部位尺寸FGD100380288245160140122860831四、確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比1.總傳動比總傳動比2.分配減速器的各級傳動比直齒輪圓錐齒輪傳動比按直齒輪圓柱齒輪傳動比 ，又錐齒輪的傳動比一般不大于3，故取=3則實際總傳動比，滿足要求。計 算 及 說 明結果五、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)1.各軸的轉(zhuǎn)速（各軸的標號均已在圖2中標出）2.各軸的輸出、輸入功率3.各軸輸入、輸出轉(zhuǎn)矩計 算 及 說 明結果運動和動力參數(shù)計算結果整理于下表：軸名效率P(Kw)轉(zhuǎn)矩（）轉(zhuǎn)速nr/min傳動比效率輸入輸出輸入輸出電動機軸2.98720.0914201.0.99軸2.9572.91319.8919.5914203.00.95軸2.7962.75456.4155.57473.334.20.96軸2.6712.631225.34221.96113.21.00.97卷筒軸2.6052.463219.77207.79113.2計 算 及 說 明結果四、傳動零件的設計計算一、圓錐齒輪傳動的設計計算已知輸入功率（略大于小齒輪的實際功率），小齒輪的轉(zhuǎn)速為：，大齒輪的轉(zhuǎn)速為，傳動比，由電動機驅(qū)動，工作壽命（設每年工作300天），兩班制，帶式輸送，平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。1.選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)（1）按傳動方案，選用直齒圓錐齒輪傳動，齒形制,齒形角，齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù)，螺旋角，不變位。（2）、運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用8級精度。（3）、材料選擇，小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45剛（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度相差40HBS。（4）、選小齒輪齒數(shù)2.按齒面接觸疲勞強度設計 公式： （1）、確定公式內(nèi)的各計算值1）查得材料彈性影響系數(shù)。2）按齒面的硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限，大齒輪的接觸疲勞極限。計 算 及 說 明結果3）計算應力循環(huán)次數(shù)小齒輪：大齒輪：4）查得接觸批量壽命系數(shù)5）計算接觸疲勞許用應力6）試選，查得所以，7）8）（2）、計算1）試算小齒輪的分度圓直徑，帶入中的較小值得2）計算圓周速度v計 算 及 說 明結果3）計算載荷系數(shù)根據(jù)，8級精度，查得，所以。4）按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑：5）技術模數(shù)3.按齒根彎曲疲勞強度設計公式：m（1）、確定公式內(nèi)的各計算值1）查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限，大齒輪的彎曲疲勞強度。2）查得彎曲疲勞壽命系數(shù)3）計算彎曲疲勞許用應力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，則，計 算 及 說 明結果4）載荷系數(shù) K=2.315）節(jié)圓錐角6）當量齒數(shù)7）查取齒形系數(shù) 8）查取應力校正系數(shù) 9）計算大小齒輪的 ,并加以比較。大齒輪的數(shù)值大。（2）、設計計算m綜合分析考慮，取得，計 算 及 說 明結果4.幾何尺寸計算（1）、計算大端分度圓直徑（2）、計算節(jié)錐頂距（3）、節(jié)圓錐角（4）、大端齒頂圓直徑（5）、齒寬二、圓柱齒輪傳動的設計計算已知輸入功率（略大于小齒輪的實際功率），小齒輪的轉(zhuǎn)速為：，大齒輪的轉(zhuǎn)速為，傳動比，由電動機驅(qū)動，工作壽命（設每年工作300天），兩班制，帶式輸送，平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。計 算 及 說 明結果1.選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)（1）由以上計算的數(shù)據(jù)可得圓錐齒輪的傳動在軸的軸向力此軸向力較小，故二級變速裝置選用直齒圓錐齒輪。（2）、運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用8級精度。（3）、材料選擇，小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45剛（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度相差40HBS。（4）、選小齒輪齒數(shù)2.按齒面接觸疲勞強度設計 公式： （1）、確定公式內(nèi)的各計算值1）試選載荷系數(shù) 2）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩3）選取齒寬系數(shù) 4）查得材料彈性影響系數(shù)。5）按齒面的硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限，大齒輪的接觸疲勞極限。計 算 及 說 明結果6）計算應力循環(huán)次數(shù)小齒輪：大齒輪：7）查得接觸批量壽命系數(shù)8）計算接觸疲勞許用應力（2）、計算1）試算小齒輪的分度圓直徑，帶入中的較小值得 =42.8mm2）計算圓周速度v3）計算齒寬b計 算 及 說 明結果4）計算齒寬與齒高比 模數(shù)：齒高：5）計算載荷系數(shù)根據(jù)，8級精度，可查得動載荷系數(shù) ，直齒輪假設 ，查得 查得使用系數(shù) 查得8級精度，消除了相對支撐為非對稱布置時，=1.4513由 所以。6）按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑：7）計算模數(shù)計 算 及 說 明結果3.按齒根彎曲疲勞強度設計公式：m（1）、確定公式內(nèi)的各計算值1）查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限，大齒輪的彎曲疲勞強度。2）查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 3）計算彎曲疲勞許用應力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，則，4）計算載荷系數(shù) K 5）查取齒形系數(shù) 6）查取應力校正系數(shù) 7）計算大、小齒輪的,并加以比較。 ，大齒輪的數(shù)值大。計 算 及 說 明結果（2）、設計計算m綜合分析考慮，取，得，取4.幾何尺寸計算（1）、分度圓直徑（2）、中心距（3）、齒寬，取，5.驗算假設成立，計算有效。計 算 及 說 明結果三、數(shù)據(jù)整理1.圓錐齒輪 齒輪類型：直齒圓錐齒輪（,齒形角，齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù)，螺旋角，不變位）。精度8級，小齒輪材40Cr（調(diào)質(zhì)），大齒輪材料45剛（調(diào)質(zhì)），硬度分別為280HBS和240HBS。大端分度圓直徑：小齒輪，大齒輪節(jié)錐頂距：R=109.0986mm節(jié)圓錐角：， 大端齒頂圓直徑：， 齒寬：齒數(shù)：，模數(shù)m=32.圓柱齒輪齒輪類型：直齒圓柱齒輪 精度8級，小齒輪材40Cr（調(diào)質(zhì)），大齒輪材料45剛（調(diào)質(zhì)），硬度分別為280HBS和240HBS。分度圓直徑： ， 中心距：a=155mm 齒寬：，齒數(shù)：，模數(shù)：m=2.5mm計 算 及 說 明結果五、軸的計算一、減速器高速軸I的設計1.求輸出軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩由前面的計算可得2.求作用在齒輪上的力圓錐小齒輪圓錐大齒輪圓柱小齒輪、大齒輪計 算 及 說 明結果3.初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。取,于是得同時選取聯(lián)軸器型號，聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩：，則，結合電動機的參數(shù)，選用凸緣聯(lián)軸器，型號YL4聯(lián)軸器，即，該端選用的半聯(lián)軸器的孔徑，故取軸徑，半聯(lián)軸器轂孔的長度L=62mm。4.軸的結構設計（1）、擬定軸上零件的裝配方案下圖為軸上的裝配方案（圖3）（2）、根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度，如下圖：（圖4）計 算 及 說 明結果1）由聯(lián)軸器尺寸確定由聯(lián)軸器的轂孔長度L 和直徑d及相關要求，可確定2）初步選擇滾動軸承。軸承同時承載徑向力和軸向力，但軸向力較小，故選用單列深溝球軸承。參照工作要求，并根據(jù)尺寸，選取0基本游隙組、標準精度級的單列深溝球軸承6206，其尺寸為。為了利于固定，一般取比b小1mm（如圖3所示），故可確定。3）由經(jīng)驗公式算軸肩高度：取軸肩高為4mm ，確定。由課程設計指導書P47圖46的要求可得，取。4）根據(jù)軸承安裝方便的要求，取，得根據(jù)安裝軸承旁螺栓的要求，取 。根據(jù)齒輪與內(nèi)壁的距離要求，取 。5）根據(jù)齒輪孔的軸徑和長度，確定。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。（3）、軸上的零件的周向定位齒輪、聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按手冊查得，半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接處的平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為50mm（標準鍵長見）。計 算 及 說 明結果為了保證聯(lián)軸器與軸配合有良好的對中性，故選擇聯(lián)軸器輪轂與軸配合為H7/k6。齒輪與軸的聯(lián)接處的平鍵截面 ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為28mm（標準鍵長見）。為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸配合為H7/n6。滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。（4）、確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為，除下圖標注外，各軸肩處的圓角半徑，均為R1，如圖：（圖5）5.求軸上的載荷 根據(jù)軸的結構圖（圖3）作出軸的計算簡圖（圖6）（齒輪取齒寬中點處的分度圓直徑作為力的作用點，軸承在寬度中點為作用點）。計 算 及 說 明結果結合裝配圖求得,。做彎矩、扭矩圖：（圖7）計 算 及 說 明結果計 算 及 說 明結果計 算 及 說 明結果計 算 及 說 明結果計 算 及 說 明結果計 算 及 說 明結果計 算 及 說 明結果計 算 及 說 明結果