課程設(shè)計圓錐圓柱齒輪減速器設(shè)計

1、如有幫助,歡送支持.目錄設(shè)計任務(wù)書2二、電機(jī)的選擇計算一、擇電機(jī)的轉(zhuǎn)速2二、工作機(jī)的有效功率2三、選擇電動機(jī)的型號3三、運(yùn)動和動力參數(shù)的計算、分酉己傳動比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(shè)計計算1 .閉式直齒輪圓錐齒輪傳動的設(shè)計計算42 .閉式直齒輪圓柱齒輪傳動的設(shè)計計算6五、軸的設(shè)計計算1. 減速器高速軸I的設(shè)計92. 減速器低速軸II的設(shè)計113. 減速器低速軸III的設(shè)計146、 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187、

2、 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入、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"L、參考文獻(xiàn)23一、設(shè)計任務(wù)書班級學(xué)號姓名一、設(shè)計題目：設(shè)計圓錐一圓柱齒輪減速器設(shè)計鑄工車間的型砂運(yùn)輸設(shè)備.該傳送設(shè)備的傳動系統(tǒng)由電動機(jī)一減速器一運(yùn)輸帶組成.每日二班工作.圖11電動機(jī)；2聯(lián)軸器；3減速器；4鼓輪；5一傳送帶、原始數(shù)據(jù)：傳送帶拉力FKN傳送帶速度Vm/s鼓輪直徑Dmm使用年限年11.7701.3922357三、設(shè)計內(nèi)容和要求：1 .編寫設(shè)計計算說明書

3、一份,其內(nèi)容通常包括以下幾個方面：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(jī)的選擇與傳動裝置運(yùn)動和動力參數(shù)的計算；3傳動零件的設(shè)計計算如除了傳動,蝸桿傳動,帶傳動等；4軸的設(shè)計計算；5軸承及其組合部件設(shè)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(shè)計；8裝配圖和零件圖的設(shè)計；9校核；10軸承壽命校核；11設(shè)計小結(jié)；12參考文獻(xiàn)；13致謝.計算及說明I結(jié)果2 .要求每個學(xué)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1：1.(3)設(shè)計計算說明書一份.、傳動方案的擬定運(yùn)動簡圖如下：(圖2)由圖可知

4、,該設(shè)備原動機(jī)為電動機(jī),傳動裝置為減速器,工作機(jī)為型砂運(yùn)輸設(shè)備.減速器為展開式圓錐一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.三、電動機(jī)的選擇及傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)計算一、選擇電動機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式按工作要求和條件,選用三相籠型異步電動機(jī),Y系列,封閉式結(jié)構(gòu),電壓380V,頻率50Hz.二、選擇電動機(jī)容量工作機(jī)主動軸功率：Pw=FV=1.770m1.392=2.464Kw傳動裝置的總效率：a=1224345式中“1、“2、%、“4、5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,2=0.985滾動軸承,

5、=0.96齒輪精度為8級,不包括軸承效率,"4=0.97齒輪精度為8級,不包括軸承效率,1=0.96卷筒效率,不包括軸承那么a=0.9920.98540.960.970.96-0.825電動機(jī)所需功率：P2.464Pd=-Kw=Kw=2.987Kwa0.825三、確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速卷筒州的工作轉(zhuǎn)速為：601000V6010001.392nr113.2r二d二235minmin按課程設(shè)計指導(dǎo)書P7-表1查得圓錐一圓柱齒輪的傳動比一般范圍為：ia=1025,故電動機(jī)轉(zhuǎn)速nd'=ia',n=(1025)黑113.2=11322830r/.n根據(jù)額定功率F>d>Pd

6、,且轉(zhuǎn)速滿足1132r/.<nd<2S30r/.,選電動機(jī)型號為：Y100L2-4./mind/min其主要性能如卜.表:結(jié)果型號額定功率Kw滿載時起動電流額定電流起動轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速Nin電流(380V)A效率%功率因數(shù)Y100L2-4314206.882.50.817.02.22.3電動機(jī)的外形尺寸：中央高H外形尺寸LX(AC/2+AD)XHD底角安裝尺寸AXB地腳螺栓孔直彳仝K軸伸尺寸DXE裝鍵部位尺寸FXGD100380>288X245160M401228>608X31四、確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比1 .總傳動比n1420總傳動比ia=國

7、=¥20=12.544n113.22 .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i錐知0.25ia=0.25X12.544=3.136,又錐齒輪的傳動比一M不大于3,故取i錐=312.5443 Ui柱=4.183實際總傳動比i實=i錐1柱=3乂4.18=12.54Li=0.004,滿足要求.計算及說明五、計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)1 .各軸的轉(zhuǎn)速各軸的標(biāo)號均已在圖2中標(biāo)出I=nm=142%nnnffl-二473.3%n卷筒軸=nN113.2rmin2 .各軸的輸出、輸入功率P4=Pd0i=2.987X0.99=2.95713%2.957KwPf=P4力2=2

8、.957父0.985=2.912645之2.913KwP入=Pii3=2.9130.96=2.79648：2.796KwP出=P人-2=2.7960.985=2.75406：2.754KwP入=P-出4=2.7540.97=2.67138：2.671KwPw=P入2=2.6710.985-2.630935：2.631KwP卷筒軸入=P出1=2.6310.99=2.60469：2.605KwP卷筒軸出二P卷筒軸入25=2.6050.9850.96=2.643288Kw2.643Kw3 .各軸輸入、輸出轉(zhuǎn)矩Td=9550Pdnm95502.987142020.09Nm9550P9550M2.957

9、='=19.89Nmn-.14209550P出95502.913='=19.59Nmn：1420入9550P入95502.796L=56.41Nm473.33出9550P出95502.75455.57Nm473.339550P入95502.671=225.34Nmni.H113.2Till9550P出nin95502.631113.2=221.96Nm9550P卷筒軸入95502.605T卷筒軸入=219.77Nmn卷筒軸113.2T卷筒軸出_9550P卷筒軸出n卷筒軸95502.463113.2=207.79Nm運(yùn)動和動力參數(shù)計算結(jié)果整理于下表:軸名效率P(Kw)轉(zhuǎn)矩Nm轉(zhuǎn)速

10、nr/min傳動比i效率n輸入輸出輸入輸出電動機(jī)軸X2.98720.0914201.00.99I軸2.9572.91319.8919.5914203.00.95n軸2.7962.75456.4155.57473.334.20.96出軸2.6712.631225.34221.96113.21.00.97卷筒軸2.6052.463219.77207.79113.2四、傳動零件的設(shè)計計算一、圓錐齒輪傳動的設(shè)計計算輸入功率P1=2.957Kw略大于小齒輪的實際功率,小齒輪的轉(zhuǎn)速為：n1=1720/冶,大齒輪的轉(zhuǎn)速為n2=437.33%冶,傳動比i=3,由電動機(jī)驅(qū)動,工作壽命設(shè)每年工作300天,兩班制,

11、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JB110-60,齒形角a=20,齒頂高系數(shù)ha*=1,頂隙系數(shù)c*=0.2,螺旋角Pm=0,不變位.2、運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器,速度不高,應(yīng)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)乙=23,那么Z2=u2=3父23=692 .按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計公式：3 2、cccZZeKTid1ti2.92JI-riTTHfcFb幅1-0.5解u1、確定公式內(nèi)的各計算值11查得材

12、料彈性影響系數(shù)ZE=189.8MPa2.2按齒面的硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限仃川而1=600MPa,大齒輪的接觸疲勞極限0Hlim2=550MPa.3)計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)小齒輪：N1=60njLh=6014201(283007)=2.863109大齒輪：N2=N/=2.863父10%=9.542父1084)查得接觸批量壽命系數(shù)Khn1=0.93Khn2=0.975)計算接觸疲勞許用應(yīng)力1 K_hl1he=0.93600MPa=558MPaH1S,iKI；1hl2Him2=0.97550MPa=533.5MPaS6)試選Kv=1.2,查得Ka=1.0,K；1,Kb=1.51.25-1.875

13、所以,K=KaK二KvK=1.01.211.875=2.257) T-95.5105P1J95.51052.957=1.989104Nmmn14208) r=3(2)、計算1)試算小齒輪的分度圓直徑,帶入h】中的較小值得189.82.251.98910458.79mm533.51(1-0.51)233d1t>2.922計算圓周速度v=4.369ms-d1tn1二58.791420v=6010006010003計算載荷系數(shù)根據(jù)丫=4.369嗎,8級精度,查得Kv=1.23,所以K=KaKaKvKp=1.0M1.23>dM1.875=2.3104按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑:d

14、1二dt3=5879,2.312.25=59.31mm5技術(shù)模數(shù)m=59.3%2=2.696mm3.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計公式:m>4KT1YFaYSaR(1-0.5R)2z12,u2-111、確定公式內(nèi)的各計算值1查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限仃fei=500MPa,大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度、E2=380MPa.2查得彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfni=0.86,Kfn2=0.93計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞平安系數(shù)S=1.4,那么,Kfni二FE10.865001.4MPa=307.14MPaKfN2二FE20.93801.4MPa=244.29MPa4載荷系數(shù)K=2.315節(jié)圓錐角、1=arct

15、an：=18.435、2=90-18.435,=71.565,6當(dāng)量齒數(shù)ZV123cos18.435；二24ZV2z2_69=一tcos2cos71.5651P二2187)查取齒形系數(shù)YFa1=2.65,YFa2=2.1158)查取應(yīng)力校正系數(shù)Ysh=1.58,%2=1.869計算大小齒輪的錯,并加以比擬.YFa1YSal2.651.58,-0.0136307.141<f1YFa2YSa22.1151.86244.29=0.01619大齒輪的數(shù)值大.(2)、設(shè)計計算42.311.989104m>J=/0.01619=2.033歸1-0.5父12父232父.32+1綜合分析考慮,取m

16、=3mm,z1=23得,z2=uz1=23父3=69,d1=mz1=23父3=69mm4.幾何尺寸計算(1)、計算大端分度圓直徑di=69mmd2=z2m=69父3=207mm(2)、計算節(jié)錐頂距R=dJu2+=69MJ32+1=109.0986mm22(3)、節(jié)圓錐角6=18.425,=18126'6''62=71.565,=71C33'54"(4)、大端齒頂圓直徑da1=d1="mcos&=69+2M3Mcos18'266'=74.692mmda2=d2=+2mcos62=207+2父3黑cos7133'5

17、4''=208.897mm(5)、齒寬b=*RR=3109.0986mm=36.366mm取b=b2=36mm二、圓柱齒輪傳動的設(shè)計計算輸入功率R=2.957Kw(略大于小齒輪的實際功率),小齒輪的轉(zhuǎn)速為：n1=1720r/jn,大齒輪的轉(zhuǎn)速為e=437.33%,傳動比i=3,由電動機(jī)驅(qū)動,工作壽命(設(shè)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)由以上計算的數(shù)據(jù)可得圓錐齒輪的傳動在R軸的軸向力Fa：錐二2 19.591000,66tan20"cos18.435,=204.987N此軸向力較小,故二級變速裝置選用直

18、齒圓錐齒輪.(2)、運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器,速度不高,應(yīng)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40HBsc(4)、選小齒輪齒數(shù)z1=23,那么z2=u2=4.18父23=962.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計公式：d1t>2.32KT1u：ZE、2(1)、確定公式內(nèi)的各計算值1)試選載荷系數(shù)Kt=1.52)計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T=95.5><105P/=95.5父10隈2.79比=5.64M104Nmm/n4/3.333)選取齒寬系數(shù)d=114)查得材料彈性影響系數(shù)ZE=189.

19、8MPa2.5)按齒面的硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限仃川而1=600MPa,大齒輪的接觸疲勞極限0Hlim2=550MPa.6)計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)小齒輪：N160njLh60473.331(283007)=9.542108大齒輪：N2%=9.542"02.18=2.283父1087)查得接觸批量壽命系數(shù)Khn1=0.97Khn2=0.998)計算接觸疲勞許用應(yīng)力KHL1Hlim1-=0.97600MPa=582MPaKHL2'-Hlim2=0.99550MPa=544.5MPa(2)、計算1)試算小齒輪的分度圓直徑,帶入Lh】中的較小值得dit>2.32KT1u二；Z

20、E、2=2.32"三2.79回04,W嗎2mm4.18544.5=42.8mm2)計算圓周速度v二dinv=601000二42.88473.33/1.0626010003)計算齒寬bb=dd1t=142.88mm=42.88mm4)計算齒寬與齒高比bh模數(shù)：m=d1yZ=42.8%3=864mm齒高：h=2.25mt=2.251.864mm=4.194mmbh=42.8810.22h4.1945)計算載荷系數(shù)根據(jù)v=1.062%,8級精度,可查得動載荷系數(shù)九=1.11,直齒輪假設(shè)KaF/<100nmm,b,查得Kh：.=KF-.=1.2查得使用系數(shù)Ka=1查得8級精度,消除了相

21、對支撐為非對稱布置時,KhB=1.150.18(10.6d2)d20.3110,b=1.150.18(1-0.612)120.31Io'42.88=1.4513由%=10.22,KhP=1.4513查得：KfP=1.4所以K=KaK.Kv長=1乂1.11父1.2黑1.4513=1.933.6按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑:33d1=d1t,=42.88父J"3九=46.66mm7計算模數(shù)m=d1=46.66=2.03mm4233.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計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(qiáng)度極限仃fei=500MPa,大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度仃FE2=3

22、80MPa.2查得彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfni=0.9,Kfn2=0.933計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞平安系數(shù)S=1.4,那么,0.95001.4MPa=321.4MPa1KFN2二FE20.93380I；=FN2FE2=MPa=252.4MPa2S1.44計算載荷系數(shù)KK=KaKvKfKf-：=11.111.21.4=1.8655查取齒形系數(shù)YFa1=2.69,YFa2=2.196查取應(yīng)力校正系數(shù)YSa1=1.575,YSa2=1.7857計算大、小齒輪的YaYa,并加以比擬.YFa1YSa1fcrF:F28=0.0136,年307.14l>f2.1151.86244.29-0.016

23、19大齒輪的數(shù)值大.(2)、設(shè)計計算312x1.865x5.64x104m>J2m0.01549=1.83311X232綜合分析力慮,取m=2.5mm,z1=24,得d1=mZ1=24父2.5=60mm,z2=uz1=24父4.18=100.32,Wz2=1004.幾何尺寸計算(1)、分度圓直徑d1=60mmd2=z2m=100父2.5=250mm(2)、中央距aa=(d1+d2(=(60+250%=155mm(3)、b=用d1=1父60mm=60mm,取b2=60mm,b1=65mm5.驗算l2Tl2X5.64104Ft-1-1880Ntd160KaFl=1-2350=39.17N4&

24、lt;100N<b60假設(shè)成立,計算有效.計算及說明結(jié)果三、數(shù)據(jù)整理1 .圓錐齒輪齒輪類型：直齒圓錐齒輪JB110-60,齒形角«=20,齒頂高系數(shù)h；=1,頂隙系數(shù)c*=0.2,螺旋角以=0,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),硬度分另I為280HBs和240HBS.大端分度圓直徑：小齒輪d1=69mm,大齒輪d2=207mm節(jié)錐頂距：R=109.0986mm節(jié)圓錐角：耳=18.425,=18266',52=71.565,=7133'54''大端齒頂圓直徑：da1=74.692mm,da2=208.897m齒寬：6=4

25、=36mm齒數(shù)：z1二23,z2=69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),硬度分另I為280HBs和240HBS.分度圓直徑：d=69mm,d2=207mm中央距：a=155mm齒寬：b1=65mm,2=60mm齒數(shù)：4=24,z2=100模數(shù)：m=2.5mm五、軸的計算一、減速器高速軸I的設(shè)計1 .求輸出軸上的功率P,轉(zhuǎn)速n聲口轉(zhuǎn)矩叫由前面的計算可得P=2.957Kwnt=1420r/.1 /minT=19.89Nm2 .求作用在齒輪上的力圓錐小齒輪bb)(37dm1=1-0.5-d1=J-0.5x父69=57.29mmIRJI

26、109；匚2Tl2勺8.89-1000Ft=i=659.45Ndm157.29Fr1=Fttanacos61=659.45父tan20,父cos18.435=227.7NFa1=Fttanasin61=659.45父tan20,Msin18.4350=75.9N圓錐大齒輪Fr2=Fa1=75.9NFa2=Fr1=227.7N圓柱小齒輪、大齒輪2TH2M56.41父1000Ft-一a-1880.3Nd160Fr=Fttans=1880.3父tan20,=684.4N計算及說明1結(jié)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A0=105,于是得3 3.dmin=A105<.13.41mmn-1420同時選取聯(lián)軸器型號,聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩：取Ka=1.3,那么,Tca=TKa=19890x1.3=25.857Nm結(jié)合電動機(jī)的參數(shù),選用凸緣聯(lián)軸器,型號YL4聯(lián)軸器Y2862YB2562即,該端選用的半聯(lián)軸器的孔徑d=25mm,故取軸徑d【=25mm,半聯(lián)軸器轂孔的長度L=62mm.4 .軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(1)、擬定軸上零件的裝配方案以下圖為I軸上的裝配方案圖41)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(guān)要求,可確定d1=25mm,l1=60mm2)初步選擇滾動軸承.軸承同