圆锥圆柱齿轮减速器设计

机械设计课程设计计算说明书设计题目 二级圆锥圆柱齿轮减速器设计 专业 机械设计制造及其自动 班级 11-XX班设计者 XXX 学号 XXX 指导教师 XXX XXXX 年 XX 月 XX 日 （XXXX大学）目 录一 课程设计书 -3 二 设计要求-3 三 设计步骤 1. 传动装置总体设计方案-42. 电动机的选择-4 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比-5 4. 计算传动装置的运动和动力参数-5 5. 各级齿轮的设计与校核 -6 6.传动轴的设计与校核-117.对各对轴承的校核-24 8.键联接设计和校核-269.减速器机体结构尺寸-2710.密封设计- -28四 设计心得 - 29 一. 课程设计书设计课题:设计一用于带动螺旋输送机输送聚乙烯树脂材料的两级圆锥圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,其效率为0.92(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限5年(300天/年),三班制工作,车间有三相交流,电压380/220V。螺旋轴转矩320Nm,螺旋轴转速60r/min。二. 设计要求1.减速器装配图一张(A0)。2.设计说明书一份。三. 设计步骤1. 传动装置总体设计方案 2. 电动机的选择 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5. 各级齿轮的设计与校核 6.传动轴的设计与校核7滚动轴承校核 8.键联接设计和校核 9.减速器机体结构尺寸10.密封设计主要计算过程主要计算结果一传动装置的总体设计传动方案设计： 图一 二 选择电动机根据已知条件，输送机的有效功率Ps=装置中包含的传动和轴承效率为类型说明数目效率圆柱斜齿轮传动8级精度（油润滑）1锥齿轮传动8级精度（油润滑）1滚动轴承3联轴器弹性联轴器/可移式联轴器2电动机到工作机之间的总效率电动机所需功率由“Y系列三相异步电动机的技术数据”表（JB/T 103912008）得：选用额定功率为3kW的电机。符合条件的常用电机有转速为1500r/min，转速为1000r/min两种，根据其总传动比，选用Y132S型电机。电机型号额定功率/kW同步转速/(r/min)满载转速/(r/min)总传动比Y100L231500143023.83Y132S3100096016三确定传动装置的总传动比和分配传动比根据圆锥圆柱齿轮减速器传动比分配原则,由于要求，故；传动比分配合适四 计算传动装置的运动和动力参数(1) 各轴转速计算：电机轴和轴一 轴二 轴三 (2) 各轴的输入功率计算：电机轴 轴一 轴二 轴三 (3) 各轴的传递的转矩计算：电机轴 轴一 轴二 轴三 将上述结果列于表一中：表一 各轴运动及动力参数轴号转速n(r/min)功率P(kW)转矩T(N*m)传动比i电机轴960329.841：1轴一9602.9729.545轴二3202.73681.65轴三602.6232.85五锥齿轮传动设计计算锥齿轮传动根据要求，采用直齿锥齿轮传动，小齿轮选用40Cr调制处理HBW1241286，大齿轮选用45钢调制处理HBW2217255，计算时，取HBW1=270，HBW2=230，HBW1-HBW2=40,合适。计算项目计算过程 设计公式d1d1=载荷系数轴一转矩齿数比许用接触应力设计时齿轮的许用接触应力，MPa，=；试验齿轮接触疲劳极限，MPa，查图得（按MQ），=580MPa，取较小值，=；齿数取z1=25,z2=z1=253=75,取z2=75分锥角大端模数m=,取m=3大端分度圆直径mm外锥高锥距齿宽，取0.3取，实际齿宽系数中点模数中点分度圆直径顶隙齿高齿根高齿根角齿顶角齿顶圆直径切向变位系数和高位变位系数当量齿数计算公式弹性系数(由弹性系数得)节点区域系数使用系数动载系数由8级精度和中点节线速度取齿向载荷分布系数(一轮为悬臂，一轮为两端支撑)计算接触应力许用接触应力安全系数(一般可靠度)寿命系数应力循环次数，工作时间，于是，查表取许用接触应力大小校核齿面接触疲劳强度（安全）计算公式，齿形系数齿根应力修正系数计算弯曲应力许用弯曲应力寿命系数安全系数试验齿轮弯曲疲劳极限许用弯曲应力计算校核齿根弯曲应力齿数模数大端分度圆直径分锥角齿宽取六，斜齿轮传动设计小齿轮选用40Cr调制处理HBW1241286，大齿轮选用45钢调制处理HBW2217255，计算时，取HBW1=270，HBW2=230，HBW1-HBW2=40,合适。初步计算，初取小齿轮传递转矩齿宽系数齿数比载荷系数初步确定许用接触应力查图得（按MQ），取较小值，=；计算小齿轮分度圆直径=选取齿数取初选计算法向模数，取标准值计算中心矩，圆整取计算实际螺旋角计算分度圆直径验证正确计算齿宽，圆整取b=76mm校核齿面接触疲劳强度弹性系数(由弹性系数得)节点区域系数重合度系数，故螺旋角系数载荷系数由取由得是基圆柱螺旋角求解：故，故计算接触疲劳强度许用接触应力安全系数寿命系数应力循环次数，工作时间，于是，查表取计算许用接触应力校核许用应力校核齿根弯曲疲劳强度由前可知齿形系数当量齿数，查表得齿根应力修正系数重合度系数螺旋角系数载荷系数齿向载荷分布系数，由前知，取齿间载荷分配系数，由前可知又，1.732.60,故许用弯曲应力弯曲疲劳极限安全系数寿命系数计算许用弯曲强度极限校核弯曲应力齿轮的主要参数分度圆直径齿宽齿顶圆直径齿根圆直径七.轴的初步设计计算1，轴一的设计选用材料：45钢，正火处理，法一：轴的设计公式：，因轴要与联轴器连接，故装联轴器处有键槽，轴径增大5%，取标准值。法二：如果根据电动机轴的大小确定，则。此处选用法二的结果，便于联轴器的设计，取。齿轮齿宽中点到轴承力的作用点距离，为两轴承力的作用电之间的距离，为满足刚度要求，图二轴一的结构设计表轴段号径向尺寸的确定轴向尺寸的确定1根据所选轴承型号30209，取齿轮到箱体内壁距离10，套杯厚度8，轴承宽度20.75，安装轴套的长度6.25，取2为减小加工面，便于轴承安装，取根据轴段两边安装轴承和套筒所需长度，取3根据轴承宽度20.75，安装套筒所需长度6.2，安装弹性挡圈的沟槽宽度1.7以及轴环宽度4取4由于第5段轴直径已经确定，且为了固定联轴器取为使联轴器不与箱壁干涉，凸出端盖的距离为20取5端部倒角2，与轴段4的过度圆角半径为1，根据所选联轴器取联轴器长度，轴上键尺寸为取2，轴二的设计，有键槽，轴径增大5%，取标准值图三轴二的结构设计表轴段号径向尺寸的确定轴向尺寸的确定1根据所选轴承30205，取根据轴承宽度16.25，轴承到箱体内壁距离约为15，齿轮到箱体内壁距离约为8取2取齿宽86，为确保齿轮轴向固定，轴段比齿宽短2，键采用A型，键的尺寸为取3轴环，与轴段2的过度圆半径为2，为轴向固定两边的齿轮，取为使两齿轮不发生干涉，轴段长度取为4与轴环过渡圆半径为2，取齿毂宽34，采用A型键，键的尺寸为，轴段长度取5根据轴承宽度，轴承到箱体内壁距离，齿轮到箱体内壁距离，并考虑箱体的对称，取轴二的校核图四1） 轴上受力分析：齿轮上传递的转矩2） 齿轮上的作用力左边锥齿轮主动轮上受力对于轴交角的直齿锥齿轮传动，由于，故从动轮上的受力右边斜齿轮的受力分析3） 确定跨距图五4） 水平面受力分析图六弯矩图七5）垂直面受力分析图八弯矩图九6）合成弯矩图图十7）扭矩图图十一8） 许用应力由表查得，折合系数9） 当量弯矩图图十二当量弯矩10） 左边锥齿轮中间截面处当量弯矩右边斜齿轮中间截面处的当量弯矩10） 校核轴径说明最初设计不合理，此处只需增大轴径，轴长不需改变。修改后的轴结构设计表轴段号径向尺寸的确定轴向尺寸的确定1根据所选轴承30206，取根据轴承宽度17.25，轴承到箱体内壁距离约为15，齿轮到箱体内壁距离约为8取2取齿宽86，为确保齿轮轴向固定，轴段比齿宽短2，键的尺寸为取3轴环，与轴段2的过度圆半径为2，为轴向固定两边的齿轮，取为使两齿轮不发生干涉，轴段长度取为4与轴环过渡圆半径为2，取齿毂宽34，键的尺寸为，轴段长度取5根据轴承宽度，轴承到箱体内壁距离，齿轮到箱体内壁距离，并考虑箱体的对称，取用发安全系数法校核轴二的强度1） 确定危险截面截面1与截面6处应力较小，可忽略；截面2与截面5处应力状态相同，但5处应力较小，可只校核截面2，截面3与 截面4应力状态也相同，可只校核截面3。2）截面2的校核综合影响系数 名称结果有效应力集中系数查表得绝对尺寸系数查得加工表面的表面质量系数查表得（精车，）表面未强化处理计算截面上的应力已知轴径为，键槽宽，键槽深，抗弯截面模量与抗扭截面模量弯曲应力为对称循环应力，应力幅平均应力扭转切应力为脉动循环应力，扭转切应力应力幅与平均应力相等计算综合安全系数弯曲安全系数：扭转安全系数综合安全系数取，合适3） 截面3的校核综合影响系数名称结果有效应力集中系数该截面处有两种应力集中。1，过渡圆角的应力集中，查表得2，此处齿轮与轴形成过盈配合，按照查取，。可见过盈配合引起的应力集中较大，应按其进行校核计算。绝对尺寸系数同前，加工表面的表面质量系数同前，同前，截面上的应力。截面3的弯矩计算综合安全系数弯曲安全系数：扭转安全系数综合安全系数取，合适3，轴三的设计，有键槽，轴径增大5%，取标准值图十三（结构图仅供示意）轴三的结构设计表轴段号径向尺寸的确定轴向长度的确定1装联轴器，根据标准件的直径，取根据联轴器长度，键的尺寸为取2与轴段1的过度圆角半径为，联轴器轴向固定轴肩，直径变化5，同时考虑密封圈的直径，取考虑轴段突出轴承端盖的长度约为20mm，轴承盖密封圈厚度23.8，轴承盖止推套筒长度15，经圆整，取3装轴承处直径，根据基孔制，所选轴承型号为30211，取轴承宽度，套筒长度28，同时考虑箱体的对称性，适当延长轴的长度，并圆整，取4与轴段3的过度圆角半径为1，轴肩，固定套筒，直径增加510，取根据左右轴段长度，取5轴环，与轴段6过渡圆半径2，用于轴向固定齿轮，直径比第6段轴大510，取轴环长度，根据，并圆整，取6安装齿轮，直径要比轴环小510，取根据齿宽确定，要是齿轮安装稳固，轴段长度比齿宽小2，键的尺寸为取7根据所选轴承，取考虑齿轮与箱壁距离在815之间，轴承与箱体内壁距离在1015之间（轴承采用脂润滑），轴承宽度22.75取九 轴承的设计与校核 轴二上一对轴承的校核所选轴承为30206型轴承,受力图如下由于，因此，轴承1被放松，轴承2 被压紧故有因此取较大值代入寿命计算公式合适。十键的校核 轴二上键的校核根据轴二的设计，其上两个键的尺寸为和。分别校核取合适。十一 箱体的设计名称尺寸箱体壁厚，取箱盖壁厚，取箱座，箱盖，箱底座凸缘的厚度箱座箱盖上的肋板厚取，地脚螺钉1，直径与数目：两级减速器，故选取直径2，通孔直径：3，沉头座直径：4，底座凸缘尺寸：连接螺栓1，轴承旁连接螺栓直径：取箱座通孔直径沉头座直径凸缘尺寸2，箱盖连接螺栓直径：，取箱座通孔直径沉头座直径凸缘尺寸实打实的定位销直径，取轴承盖螺钉直径轴一和轴三处轴承盖螺钉直径，轴二处螺钉直径，视孔盖螺钉直径，取箱体外壁至轴承座端面的距离大齿轮顶圆与箱体内壁距离取齿轮端面与箱体内壁距离轴承座孔宽度轴承旁连接螺栓高度由作图法得，取十二 联轴器的选择轴一处转速较高，容易产生振动，为减小工作是产生的振动，选用弹性套柱销联轴器，根据所选电机轴径和轴一轴径，选用型号为：LX3联轴器YA3882GB/T43232002；轴二处传递的转矩较大，且工作机与减速器不在同一机座上，要求有较大的轴线偏移补偿，故选用承载能力较高的刚性可移动式联轴器，根据电机轴径和轴三的轴径，选用联轴器的型号为：GICL4联轴器YA3882JB/T8854.3/2001。十三 润滑和密封方式的选择轴一处圆锥滚子轴承的值为:故加速器所有圆锥滚子轴承的润滑采用脂润滑。齿轮传动采用浸油润滑，主要根据齿轮的圆周速度选择。锥齿轮的圆周速度，适用润滑油的粘度为，故选用普通工业闭式齿轮油，牌号为L-CKB150。由于从动圆锥齿轮与从动斜齿轮直径相差很大，按理应当用惰轮蘸油润滑。四. 设计心得 本次课程设计