圆锥圆柱齿轮二级减速器

机械设计课程设计 2011-2012第2学期姓 名： 班 级：指导教师：成 绩：日期：2012年 6月目 录设计目的 3第一部分 传动方案的总体设计 4第二部分 各齿轮的设计计算 6第三部分 轴的设计 10第四部分 校核 25参考文献 29心得体会 301. 设计目的设计题目6 带式运输机圆锥圆柱齿轮减速器1）系统简图2）工作条件工作经常满载，空载起动，工作有轻振，不反转；双班制工作；运输带容许速度误差为5%，减速器为小批量生产，使用期限为十年，每年按300天计；3）原始数据输送带拉力F（N）1300输送带速度v（m/s）2.1滚筒直径D(mm)3004）设计工作量（1）设计说明书（2）减速器装配图（3）减速器零件图第一部分 传动方案的总体设计设计内容计算及说明结 果一、传动方案（已给定）二、该方案的优缺点：三、原动机的选择（Y系列三相交流异步电动机）四、传动装置总体传动比的确定及各级传动比的分配五、各传动轴的转速；输出功率；输入转矩；（1）外传动为电动机通过联轴器直接驱动。（2）减速器为两级展开式圆锥圆柱齿轮减速器。（3）方案简图如下：减速器结构紧凑，为两级展开式圆锥圆柱齿轮减速器。齿轮相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。锥齿轮布置在高速级，减小锥齿轮尺寸，容易加工，改变了轴的方向，但限制了传动比，锥齿轮传动比在23之间。低速轴齿轮在远离联轴器处，减小了弯曲变形所引起的载荷分布不均的现象。工作机所需功率： 传动装置总效率：其中，（弹性联轴器效率）=0.99，（滚动轴承效率）=0.98，（卷筒效率）=0.96，（低速齿轮传动效率）=0.96，（高速齿轮传动效率）=0.94， 所需电动机功率：选择电动机型号为 Y112M-4额定转速：1440rmin；额定功率：4 kw；满载转矩：；额定转矩：；最大转矩：； 同步转速：1500r/min1、总传动比：2、各级传动比的分配：； 3、各轴的转速：4、各轴的输出功率：5、各轴的输入转矩：电动机为Y112M-4i=10.77第二部分 各齿轮的设计计算一、高速级减速齿轮设计设计内容计算及说明结 果1.齿轮的材料、精度和齿数选择2.设计计算3、校核齿根弯曲疲劳强度因传递功率不大转速不高，选小齿轮为40Gr（280HBS），大齿轮45钢（240HBS），调质处理，均采用软齿面。初选齿轮精度为8级，取小齿轮齿数；（1）设计准则 按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。（2）按齿面接触疲劳强度设计初步估计小齿轮V=5m/s，精度8级；查表10-2，图10-8可得： 使用系数KA=1.25; 动载系数Kv=1.25； 齿向载荷分配系数 齿向载荷分配系数载荷系数小齿轮传递的转矩：齿宽系数：当量齿数（为分度圆锥角） 参考图10-19，得：接触疲劳寿命系数： 参考图10-21，得齿面接触硬度： S=SH=1故，分度圆直径d1=61.772mm（3）按齿面弯曲疲劳强度校核（按中等要求）查图10-20c，得小齿轮弯曲疲劳极限： 大齿轮弯曲疲劳极限： 计算应力循环系数： 参考图10-18，得弯曲疲劳寿命系数：计算弯曲疲劳许用应力（取安全系数S=1.5）； 则模数可求得：参考表10-6，可取；综合（2）（3），根据m的大小主要取决于齿根弯曲疲劳强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的能力仅与齿面直径有关。故选取： 对齿数进行修整： 该设计的齿轮传动，既满足齿面接触疲劳强度，又满足齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。（4）几何尺寸计算小齿轮40Gr,大齿轮45钢,均调质处理，8级精度Z1=24Z2=72初定V=5m/s K=2.930T1=22.95N.md1=61.772mm二、低速级减速齿轮设计设计内容计算及说明结 果1.齿轮的材料、精度和齿数选择2.设计计算3、校核齿根弯曲疲劳强度因传递功率不大转速不高，小齿轮和大齿轮均选45钢，小齿轮220HBS，大齿轮250HBS调质处理，软齿面。初选齿轮精度为8级，取大小齿轮齿数为：故实际传动比为：（1）设计准则 按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。（2）按齿面接触疲劳强度设计试选载荷系数Kt=1.3参考表10-7，得齿宽系数参考表10-6，得材料的弹性影响系数：参考图10-21d，查得小齿轮的接触疲劳强度极限： 计算应力循环次数： 参考图10-19，得接触疲劳寿命系数：计算疲劳接触许用应力：取安全系数S=1；计算小齿轮分度圆直径d1t（取疲劳接触许用应力较小值）计算圆周速度计算齿宽计算齿宽与齿厚之比计算载荷系数：根据v=1.36m/s，8级精度；参考图10-8，得动载系数Kv=1.1圆柱直齿轮齿面载荷分配系数： 参考表10-2，得使用系数；参考表10-4，得齿向载荷分配系数：；由，参考图10-13，得： 故载荷系数：；按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径： 计算模数m：；（3）按齿根弯曲疲劳强度校核；参考图10-20c，得：参考图10-18，得： 计算弯曲疲劳许用应力（取S=1.5），得：计算载荷系数K：；参考表10-5，得齿形系数：参考表10-5，得应力校正系数：计算大小齿轮的，并加以比较：故取小齿轮计算齿轮模数：圆整后，取m=2.0mm；综合（2）（3），根据m的大小主要取决于齿根弯曲疲劳强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的能力仅与齿面直径有关。故取对齿数进行修正：计算圆周速度：，故所选8级精度合格。几何尺寸计算： 取；45钢均调质处理8级精度Z1=31Z2=111所选8级精度合格第三部分 轴的设计高速轴的设计设计内容计算及说明结 果1、选择轴的材料及热处理2、初估轴径3、初选轴承4、结构设计5、轴的受力分析6、判断危险截面7、轴的弯扭合成强度校核因传递功率不大，并对重量及结构尺寸无特殊要求，选择45钢，调质处理。（1）各轴段直径大小及长度参考表15-3，得 A0 =126103，取较大值，A0=120，则 因轴与联轴器之间有键槽，轴颈应增大3%5%。所以轴最细端处直径由联轴器的参数可设计： 根据轴肩定位特性： 故选 依据端盖、套杯等相关几何参数，可设计：选用轴承7008AC；参考小锥齿的相关参数设计： 为了使悬臂轴系有较大的刚度，齿宽中点与轴承中心的轴向距离为悬臂长度为L2，与轴承和支点距离的关系是：（2）低速轴上配件的选择；小锥齿周向固定的选用的键：联轴器安装选用的键： 套杯：（参考机械设计课程设计表4.8） 端盖：毛毡圈：考虑到轴的强度和联轴器的选择，且要承受轴向力，初选轴承7208AC；联轴器的选择：；轴伸长E=60mm；高速轴外伸端轴径：依联轴器，确定减速器外伸端轴径，根据传动装置的工作条件拟选用TL型弹性套柱销联轴器：转矩； 参考机械工程手册第二版：表6.1-23，选取TL5联轴器能满足要求； 确定键：参考机械设计课程设计，表16.2，得：（3）各轴段的强度校核：（图手绘）45钢调质处理中间轴的设计计算设计内容计算及说明结 果1、选择轴的材料及热处理2、初估轴径3、初选轴承4、结构设计5、轴的受力分析因传递功率不大，并对重量及结构尺寸无特殊要求，选择45钢，调质处理。（1）各轴段的直径及长度 考虑轴端不承受转矩，只承受少量弯矩取较大值120，则参考机械设计课程设计，得：有两个键槽时，轴直径应增大10%15%； 故根据尺寸计算，小圆柱直齿轮B=68mm，故取依据轮毂长度则可取得为3445.3mm，考虑轴的位置，刚度，安装要求等因素，取 ；参考资料得，定位轴肩；则可取取整数；便于轴的加工，轴对称布置，参考机械设计课程设计，取；为保证大小锥齿良好啮合，由几何关系，得： 由轴承标准件的类型，可选择：为保证轴承的正确安装，齿轮端面与箱体的间距等因素，选取 （2）中速轴上配件选择；根据轴段直径大小及长度，参考表6-1，得：齿轮的轴向定位：键的选择；小圆柱直齿轮轴段：大锥齿轴段： 轴承初选用：两端闷盖选择：参考机械设计课程设计，得：（3）轴的强度计算（图手绘）45钢调制处理 低速轴的设计与计算设计内容计算及说明结 果1、选择轴的材料及热处理2、初估轴径3、初选轴承4、结构设计5、轴的受力分析 因传递功率不大，并对重量及结构尺寸无特殊要求，选择45钢，调质处理。考虑轴端不承受转矩，只承受少量弯矩取较大值120，则依传递扭矩，T=213.88Nm则：参考机械设计手册，选用十字滑块联轴器；相关尺寸如下： 即可选；根据轴承标准件类型，可选取：根据大圆柱齿轮部分尺寸： 参考机械设计手册：依定位轴肩特性，为保证轴承对称安装以及挡油环相同的设计原则：取为保证齿轮端面与箱体间距，取由端盖相关尺寸以及安装要求：取：根据联轴器的相关尺寸，取：（2）低速轴上配件选择；选取轴承7209AC；闷盖：透盖：毛毡圈：（3）轴的强度计算（图手绘） 45钢调制处理 第四部分 校核设计内容计算及说明结 果1、高速轴承及键的校核2、减速器的润滑一、高速轴承的校核2、键的校核综上校核：键强度符合；1、 齿轮的润滑因为齿轮的圆周速度小于12m/s，所以采用浸油润滑。高速齿轮浸入油里0.7个齿高，但不小于10mm，低速级齿轮浸入高度约为1个齿高（不小于10mm）。2、 滚动轴承的润滑因润滑油中传动零件的圆周速度大于或等于1.52m/s,所以采用飞溅润滑。二、中速轴承的校核3、 键的校核三、低速轴承的校核 故轴承满足要求键连接强度足够参考文献心得体会- 30 -