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1、 机械设计减速器课程设计说明书课程名称：机械设计课程设计 设计题目：二级圆锥-圆柱齿轮减速器 院系：制造学院 班级：08302012班 姓名： 学号： 指导教师： 设计时间：2010年6月18日至7月1日ONTENTS一，设计任务书3二，传动方案分析5三，电动机的选择6四，计算传动装置的运动和动力参数7五， 带传动的设计 8六，直齿圆锥齿轮传动的设计计算9七，斜齿圆柱齿轮传动的设计计算13八，轴的初步设计计算17九，轴承的寿命计算 24十，键连接的选择及校核计算25十一，减速器附件的选择26十二，润滑与密封 26十三，设计小结 27十四，参考资料目录 27一：设计任务书1 设计题目：带式运输机
2、传动装置2 原始数据：运输带拽引力F=3800N 运输带速度v=0.95 滚筒直径D=350mm 使用年限5年，双班制29200h 速度允许误差5%3 设计内容：（一） 电动机的选择与参数的的计算（二） 传动装置的设计计算（三） 轴的设计计算（四） 滚动轴承的选择和校核（五） 键的选择和校核（六） 联轴器的选择（七） 装配图，零件图的绘制（八） 编写设计计算4 设计任务：（一） 减速器的总装配图一张 （二） 零件图（三） 设计说明书5 工作示意图二传动方案的分析根据工作要求，可拟定几种传动方案，如图所示。 （a）（b）(a) 图所示为电机直接与圆锥齿轮-圆柱齿轮减速器相联结，结构紧凑，但是减速
3、器的传动比和结构尺寸较大。(b) 图所示为第一级用带传动，后接圆锥齿轮-圆柱齿轮减速器。带传动能够缓冲，吸震，过载时起安全保护的作用，且可以减小减速箱的尺寸。 综合考虑本题，工作环境一般有轻微震动，可选方案(b)选择方案（b）传动方案的拟定 传动方案如下：1- 电机2- 联轴器3- 减速器4- 鼓轮5- 传动带三 电动机的选择 传动装置总效率 工作机输入功率： 四 运动学和动力学计算： 1 总传动比及其分配 轴号功率p(kw)转速n(r/min)转矩T（N/m）电动机轴4.38196043.58轴4.16384103.46轴3.96137.14275.76轴3.8052.14696.01卷筒轴
4、3.6152.14661.21五 带传动的设计 1.确定V带型号和带轮直径： 工作情况系数 KA：由表11.5确定（载荷轻微震动，双班制） 计算功率 选带型号：由图11.15（小带轮转速，Pc） 小带轮直径：由表11.6，Dmin=75mm(A型) 大带轮直径：六.直齿圆锥齿轮传动的设计计算： 由题可知，小齿轮选用40Cr,调制处理，硬度为240280HB，取平均硬度260HB；大齿轮选用45号钢，调制处理，硬度为230HB。齿面接轴疲劳强度计算：按齿轮的接触强度设计确定公式内的各计算值：a K=KAKVKHK初选螺旋角=10选取齿宽系数=0.3使用寿命系数 KA=1.25动载系数Kv=1.1
5、6齿间分配系数KH：由表12.10估计ZV1=Z1/cos1=25/0.94=26.60ZV2=Z2/cos2=70/0.34=205.88v=1.88-3.2*(1ZV1+1ZV2)cos=1.88-3.2*(1/26.60+1/205.88)cos=1.69Z=(4-v)/3=0.88KH=1/Z2=1/0.882=1.30齿向载荷分布系数K:由表12.20及注3取K=1.9载荷系数K=1.251.161.301.9=3.58b 圆锥圆柱齿轮的小齿轮的传递的转矩T1T1=9.55106Pn1=9.551064.38960=43.58Nmc弹性系数ZE:由表12.12 ZE=189Mpad节
6、点区域系数ZH:由图12.16 ZH=2.42e接触疲劳极限Hlim：由图12.17c Hlim1=630MPa Hlim2=556.5Mpaf接触最小安全系数SHmin 由表12.14 SHmin=1.05g接触寿命系数ZN: 由题意： ZN1=ZN2=1.0h许用接触应力HH1=600MpaH2=530Mpa计算：= d134.73.5843.58189.82.420.8853020.3(1-0.50.3)22.8=91.69mm验算圆周速度及KaFt/b确定传动主要尺寸齿根弯曲疲劳强度计算：七.斜齿圆柱齿轮传动的设计计算： 选择齿轮材料，小齿轮 40Cr,调制，硬度260HB，大齿轮 4
7、5号钢，调制，硬度240HB.齿面接触疲劳强度计算：a=1.88-3.2(1Z1+1Z2)cos=1.73 齿根弯曲疲劳强度验算：八.轴的初步设计计算：初选联轴器和轴承：（轴）轴的结构设计1. 拟定轴上零件的装配方案下图为轴上的装配方案轴的材料选用45号钢，调制处理，根据轴的初步设计: 2.轴的长度的确定确定轴上各力作用点及支点跨距由于选定的是深沟球轴承，其负荷中心在轴向宽度的中点位置（轴）轴的结构设计：轴的材料选用：45号钢，调制处理（二）轴的数学计算部分：L1=41.5mm.L2=101mm,L3=59.5mm根据受力图画出剪力图和弯矩图：竖直方向受力图：剪力图Mv：水平方向受力图：剪力图
8、：剪力和：M和：由上图可知应力最大处的位置，校核此处即可由于扭转切应力的脉动循环变应力，取因此轴的计算应力：另外小齿轮的两个端面处较危险，左端按轴颈d=45mm若弯曲组合按最大处计算，则有：轴的设计：1. l1的尺寸由联轴器确定，我们留出30mm的余量，则可取l1=80mm,d1由联轴器内的内径确定取d1=50mm。2. l2的尺寸由挡油板宽度，轴承宽度和轴承端盖的宽的确定，挡油板8mm,轴承宽度为21mm,端盖24mm,在这之上加上2mm,l2=55mm,d2由轴承确定为55mm.3. l3的尺寸由2轴的尺寸确定让它们轴承之间的尺寸相减得到，l3=86mm,d3应高出l2,58mm,我们取d
9、3=62mm.4. l4由大齿轮的宽度决定，大齿轮的宽度应小于小齿轮6mm,所以大齿轮宽度为84mm,我们取l4=83,d4应高与轴承l5 ,2mm.所以d4=57mm5. l5 由轴承的宽度21，和挡油板12.5mm，再加齿轮的余量1mm,l5=34.5mm,d5由轴承的内径决定d5=55mm.九轴承的寿命计算（以轴轴承30209为例）30209的主要性能参数如下：（可查阅相关手册）基本额定动载荷:基本额定静载荷：极限转速：轴承面对面安装，由于前面求出支反力，则轴承受力为：由于由表18.7得：e=0.4当量动载荷P为：（由表18.8，取）十选用键并校核：1.安装带轮处键的选择及尺寸，类型键1
10、0*63 GB/T1095-20032. 小锥齿轮：键10*45 GB/T1095-20033. 大锥齿轮：键16*10*45（b*h*l）GB/T1095-20034. 键的挤压强度校核：由表7.1查得：=110Mpa联结所能传递的转矩为：T十一. 减速器附件的选择1. 通气口由于在室内使用，选用简易通气口，采用M16*1.52. 油表指示装置选用2型游标尺M163. 起吊装置采用吊环螺钉，螺纹规格为M10，箱座采用吊钩，箱盖选用吊耳d=20mm4油塞选用M16*1.5型油塞和垫片5 定位销选用销GB117-2000A*306起盖螺钉选用螺钉M8*207视孔盖A=120mm十二，润滑和密封1
11、. 齿轮的润滑采用油池润滑，2. 轴承的润滑可采用侵油润滑3. 密封方法的选取选用凸缘式端盖易于调态，采用毡圈密封十二，设计小结第一次做本专业的设计题，拿到手还真的有很大的困难呀，几本书合在一起，翻来翻去的居然不知道要算哪些数据，感觉到了很大的压力呀，对于有一些数据我真的不是很清楚去理解为什么会这样去做。有些方面做得不好，譬如齿轮的计算还有一些差距，一些数据不是很精确，最后就是在选择轴承的方面拿捏不准，有很多的模模糊糊的计算，要想完整设计一个减速器在我看来还真的要花很大的功夫呀！通过这次的课程设计让我对本专业的想法有了更深入的了解了，在以后的设计中我会逐渐积累经验，形成一个独立的思维去了解一些
12、专业性的知识，有能力设计出结构更紧凑，传动更稳定精确的设备。另外认识到机械设计是一个系统性很强的工作，是需要明晰的条理与充分的耐心才可以圆满完成的。十三.参考资料目录1机械设计课程设计，四川大学出版社，林春光主编 2008年11月第二版；2机械设计，高等教育出版社 邱宣怀主编 第四版 1997；3机械原理，高等教育出版社，孙桓主编，2005年12月第七版；=0.824Pw=3.61kwPd=4.381kwn=52r/min电动机选择Y132M2-6P=5.5kwnm=960r/minD=38mmL=80mmia=18.46i1=2.5i2=2.8i3=2.63384.0r/min137.14r
13、/min52.14r/min52.14r/min4.16kw3.96kw3.80kw3.61kwPc=5.26kwDmin=-75mmPo=1.18kwKa=0.95Z=5Fo=155.17NFQ=1528.48NB=80mm小齿轮40Cr 调质260HBS大齿轮45钢 调质230HBSZ1=25Z2=70KA=1.25KV=1.16=10=0.3ZV1=26.60ZV2=205.88 v=1.69Z=0.88KH=1.30K=1.9K=3.58ZE=189MpaZH=2.42 Hlim1=630MPa Hlim2=556.5Mpa SHmin=1.05 ZN1=ZN2=1.0H1=600Mp
14、aH2=530Mpad1=91.69mm77.93mm3.91m/s2655Nb=80.9mmm=4mm113mm315mmb=51mm0.691.45K=3.99480Mpa456Mpa153.77Mpa138.96MpaT=275762N/mm639MPa522MPab1=90mm0.65m/sZ1=29Z2=76=14.59KA=1.25KV=1.1mn=3mmFt=6128Na=1.73=2.47=4.2t=21.140.971.841.353.420.76=0.98764MPa652MPa646.5MPaa=163.36mmd1=236.7mmb =90mmZV1=32.17ZV2=
15、84.33YFa1=2.55YFa2=2.18YSa1=1.62YSa2=1.75a=1.68Y=0.696Ymin=0.75Y=0.875KFa=1.84FFB=1.36K=3.44YN1=0.95YN2=0.97YX=1.0471.2MPa357MPaF1=196MPaF2=181MPaC =112d1min=30mmd2min=40mmd3min=50mm联轴器型号轴承型号B=650MPas=360MPad1=32mml1=85mmd2=33mml2=20mmd3=35mml3=16mmd4=43mml4=60mmd5=34mml5=16mmd6=32mml6=50mmB=650MPas
16、=360MPad1=45mml1=29mmd2=47mml2=54mmd3=54mml3=30mmd4=47mml4=88mmd5=45mml5=31mmL1=41.5mmL2=101mmL3=59.5mmFt1=1969.71NFt2=6128NFa1=4.208NFa2=1642NFr1=2309.08NRH1=-119.86NRH2=1948.10NRv1=3370.07NRv2=4727.64Nd1=50mml1=80mmd2=55mml2=55mmd3=62mml3=86mmd4=57mml4=83mmd5=55mml5=34.5mmCr=67.9KNC0r=83.6KNN0=4500r/min(脂润滑)N0=5900r/min（油润滑）通气口M16*1.5油表指示器2型游标尺M16吊耳d=20mm油塞M16*1.5定位销GB117-2000A*30起盖螺钉M8*20视孔盖A=120mm48机械设计计算说明书圆锥圆柱齿轮减速器