單級圓錐齒輪減速器課程設(shè)計方案

1、機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計 一級錐齒輪減速器設(shè)計說明書目錄一、傳動方案擬定.4二、電動機(jī)的選擇.4三、計算行動裝置總傳動比及分配各級傳動比.6四、普通V帶的設(shè)計.6五、直齒圓錐齒輪傳動設(shè)計.9六、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計.10七、軸承的選擇及校核.15八、箱體的設(shè)計.16九、鍵的選擇及校核.18十、聯(lián)軸器的選擇.19十一、減速器附件的選擇.19十二、設(shè)計小結(jié)及參考文獻(xiàn).34一設(shè)計題目設(shè)計帶式運輸機(jī)傳動裝置，示意圖如下：二已知條件1）鼓輪直徑 D = 250 mm2）鼓輪上的圓周力 F = 4.2kN3）運輸帶速度 V = 1.1m / s三技術(shù)條件1） 傳動裝置的使用壽命預(yù)定為8年，單班制；2） 工作機(jī)的載荷性

2、質(zhì)平穩(wěn)，起動過載不大于5%，單向回轉(zhuǎn)；3） 電動機(jī)的電源為三相交流電，電壓為380伏；4） 允許鼓輪的速度誤差為±5%；5） 工作環(huán)境：室。四設(shè)計要求6） 減速器裝配圖一；7） 零件圖2： 輸出軸和輸出軸上齒；8） 設(shè)計說明書一份，按指導(dǎo)書的要求書寫。計算過程及計算說明:一、傳動方案擬定第二組：設(shè)計單級圓錐齒輪減速器和一級帶傳動 1. 電動機(jī) 2.帶傳動3.減速器4.聯(lián)軸器5.鼓輪 （1） 工作條件：傳送機(jī)單班制,連續(xù)單向回轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載起動，室工作；傳動裝置的使用壽命預(yù)定為8年。該機(jī)動力來源為三相交流電，電壓為380 /220 伏，傳輸帶速度允許誤差±5%。（2） 已

3、知數(shù)據(jù)：鼓輪上的圓周力F = 4.2 kN, 運輸帶速度V =1.1m/s, 鼓輪直徑 D = 250 mm。二、電動機(jī)選擇1、電動機(jī)類型的選擇： Y系列三相異步電動機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，價格低廉，維護(hù)方便，具有適用于不易燃，不易爆，無腐蝕性氣體和無特殊要求的機(jī)械。2、電動機(jī)功率選擇:(1)計算工作所需功率Pw Pwkw (2)計算電動機(jī)輸出功率Pd按常用機(jī)械傳動效率簡表確定各部分效率為V帶傳動效率1=0.96，滾動軸承效率2=0.98，圓錐齒輪傳動效率3=0.96，彈性聯(lián)軸器效率4=0.99，卷筒軸滑動效率5=0.98，卷筒效率6=0.97。傳動裝置總效率為 =1223456 =0.96

4、×0. 982×0.96×0.99×0.98×0.97=0.83得出電動機(jī)所需功率為Pd =Pw=5.6Kw(3)確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速輸送機(jī)卷筒轉(zhuǎn)速84.0一般可選用同步轉(zhuǎn)速1000r/min或1500r/min的電動機(jī)作為原動機(jī)。通常,V帶傳動常用的傳動比圍i1=24, 單級圓錐齒輪的傳動比圍i2=23，則電動機(jī)轉(zhuǎn)速可選圍為=i=84.0×(412)=3361008r/min符合這一同步轉(zhuǎn)速圍的有750r/min,1000r/min,1500r/min。電機(jī)從重量、價格及傳動比等方面考慮，選用Y160M2-8型電動機(jī)。其相關(guān)參數(shù)如下：型

5、號額定功率滿載轉(zhuǎn)速軸徑中心高Y160M2-85.5kw720r/min2.02.042mm160mm三、計算總傳動比及分配各級的傳動比1、總傳動比：i0=nm/nw=720/84=8.62、分配各級傳動比（1） 取齒輪i1=3（單級減速器i=23合理）（2） =×=/=8.6/3=2.9四、運動參數(shù)及動力參數(shù)計算0軸電動機(jī)軸 P0=Pd=5.6KWn0=nm=720r/minT0=9550=955074.32N·m1軸高速軸 P1=P001=5.6×0.96=5.38KWn1=248.2r/minT1=9550=9550207N·m2軸低速軸 P2=P1

6、12=5.38×0.98×0.965.06KWn2=86.6r/minT2=564.5N·m3軸卷筒軸 P3=P223=3.1×0.98×0.96=4.76KWn3= nw=84.0r/minT3=541.1N·m四、V帶傳動設(shè)計1.確定計算功率查表得KA=1.2，則PC=KAP=1.2×5.6=6.72KW2.確定V帶型號按照任務(wù)書得要求，選擇普通V帶。根據(jù)PC=6.72KW及n1=720r/min，查圖選用A型普通V帶。3.確定帶輪直徑（1）確定小帶輪基準(zhǔn)直徑根據(jù)圖推薦，V帶小帶輪選用直徑最小為75mm（A型），選擇dd

7、1=140mm。（2）驗算帶速v =5.28m/s5m/sv25m/s,帶速合適。（3）計算大帶輪直徑dd2= i dd1（1-）=2.9×140×（1-0.02）=397.88mm根據(jù)GB/T 13575.1-9規(guī)定，選取dd2=400mm4.確定帶長及中心距（1）初取中心距a0 得376mma01080mm， 根據(jù)總體布局，取ao=700 mm(2) 確定帶長Ld：根據(jù)幾何關(guān)系計算帶長得 =2=2272.37mm根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)手冊，取Ld =2240mm。 (3)計算實際中心距 5.驗算包角： 包角合適。6.確定V帶根數(shù)Z 根據(jù)dd1=140mm及n1=720r/min，查表

8、得P0=1.56KW,P0=0.09KW根據(jù)=158.21及查表得 帶入公式后，取Z=47.確定初拉力F0F0=500查表得q = 0.1/m,則F0=500=258.00N8.計算帶輪軸所受壓力QQ=2ZF0sin=2×4×258×sin=2026.80N 五、直齒圓錐齒輪傳動設(shè)計1.齒輪的材料及熱處理方法小齒輪選用40Gr，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為280S。大齒輪選用45 Gr，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度250S，HBS1-HBS2=280-250=30,合適。故 2選取設(shè)計參數(shù)粗選8級精度取小齒輪齒數(shù)Z1，則大齒輪Z2=20×3，實際傳動比傳動比誤差：|i-i

9、0|/I=|3-3|/3=0<2.5%。與要求相差不大，可用。并取=0.3，。3.齒輪疲勞強(qiáng)度設(shè)計（1）小齒輪上的轉(zhuǎn)矩T1=207.00N·m（2）查表，取載荷系數(shù)K=1.2（3）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計得 =966（4）確定齒輪模數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=4.5mm（5）小齒輪直徑4齒輪幾何尺寸計算（1）分度圓直徑 （2）分度圓錐角 （3）錐距 （4）齒寬 5校核彎曲疲勞強(qiáng)度 Zv1= = =21.08Zv1= = =189.69查得=4.33, =4.00F1= =168.9MPa=233MPa合格F2= =156.03MPa=184MPa合格六、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1.高速軸的設(shè)計（1）確定

10、軸上零件的定位和固定方式(如圖)（2）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑115增大7%經(jīng)圓整取最小軸徑（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計左起第一段，由于安裝帶輪，屬于基孔制配合，因開有鍵槽，增大7%并圓整，取軸徑30mm，長度60mm，為了便于安裝，軸端進(jìn)行2×45°倒角。左起第二段直徑取36mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆以及對軸承添加潤滑脂的要求和箱體的厚度，則取第二段的長度40mm。左起第三段，該段裝有滾動軸承，選用圓錐滾子軸承，取軸徑40mm，長度為32mm。左起第四段，,其直徑略大于第三段軸，取50mm，長度取90mm。左起第五段為滾動軸承段，則此段的直徑為40mm，長度取32mm。左起第六段，

11、對軸承右端進(jìn)行定位，有小齒輪，取軸徑32mm。長度取80mm。2.輸出軸的設(shè)計（1）確定軸上零件的定位和固定方式(如圖)(2)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑115增大7%經(jīng)圓整取最小軸徑(3)確定軸各段直徑和長度 左起第一段，由于安裝聯(lián)軸器，因開有鍵槽，軸徑擴(kuò)大7%并圓整，取軸徑50mm，長度58mm，為了便于安裝，軸端進(jìn)行2×45°倒角。左起第二段直徑取56mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆以及對軸承添加潤滑脂的要求和箱體的厚度，則取第二段的長度60mm。左起第三段，該段裝有滾動軸承，選用圓錐滾子軸承， 取軸徑60mm，長度為46mm。左起第四段，對軸承起到軸肩定位作用,其直徑大于第三

12、段軸，取70mm。根據(jù)整體布局，長度取120mm。第四段尾部有軸肩，長度4mm，直徑78mm。左起第五段安裝大圓錐齒輪，根據(jù)齒輪的孔徑，此段的直徑取64mm，長度取58mm。左起第六段，為軸承安裝段，根據(jù)軸承的尺寸，取軸徑600mm。長度取65mm。三、軸的強(qiáng)度校核由于該軸為轉(zhuǎn)軸，應(yīng)按彎扭組合強(qiáng)度進(jìn)行校核計算。 大齒輪分度圓直徑：已知d2=270mm 轉(zhuǎn)矩：已知T2=564.5N·m 圓周力：Ft=2T2/d2=2564.5/270=4181.48N 徑向力和軸向力 軸承支反力： 垂直面彎矩：求支反力求水平彎矩計算合成彎矩軸單向轉(zhuǎn)動，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取0.6，則當(dāng)量彎矩為

13、MT=T=0.6×564.5=225.8N·m計算合成彎矩MB=0MC1=468.42N·mMC2=480.02N·m軸單向轉(zhuǎn)動，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取0.75，則當(dāng)量彎矩為MT=T=0.75×564.5×1000=423.38N·m計算總當(dāng)量彎矩=根據(jù)以上數(shù)據(jù)，作出軸的受力簡圖（a），垂直面受力圖（b），垂直面彎矩圖（c），軸水平面受力簡圖（d），水平彎矩圖（e），合成彎矩圖（f），扭矩當(dāng)量彎矩圖（g），總當(dāng)量彎矩圖（h）如下。軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，-1=60Mpa.從總當(dāng)量彎矩圖可以看出，截面C為危險截面。

14、截面C為齒輪處，dC=70mm，則七、軸承的選擇及校核主動軸32308軸承兩對，從動軸32312軸承兩對。根據(jù)要求對從動軸上的軸承進(jìn)行強(qiáng)度校核。查相關(guān)手冊，32312軸承的判斷系數(shù)e=0.35，當(dāng)時；當(dāng)時，軸承基本額定動載荷Cr=228KN，軸承采用正裝，要求壽命為19200小時。1.繪制軸承計算簡圖2.計算各軸承所受總徑向力由軸的計算知：B、D處水平支反力=N，B、D處垂直面支反力=N,。 3.計算各軸承部派生軸向力4.判斷放松、壓緊端故，軸承2壓緊，軸承1放松。則 , 5.計算當(dāng)量動載荷對軸承1 對軸承2 ，因，故按軸承2的當(dāng)量動載荷計算壽命，即取P=N6.軸承壽命校核計算八、箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計

15、(1) 窺視孔和窺視孔蓋在減速器上部可以看到傳動零件嚙合處要開窺視孔，以便檢查齒面接觸斑點和赤側(cè)間隙，了解嚙合情況。潤滑油也由此注入機(jī)體。窺視孔上有蓋板，以防止污物進(jìn)入機(jī)體和潤滑油飛濺出來。(2) 放油螺塞減速器底部設(shè)有放油孔，用于排出污油，注油前用螺塞賭注。(3)油標(biāo)油標(biāo)用來檢查油面高度，以保證有正常的油量。油標(biāo)有各種結(jié)構(gòu)類型，有的已定為國家標(biāo)準(zhǔn)件。(4)通氣器減速器運轉(zhuǎn)時，由于摩擦發(fā)熱，使機(jī)體溫度升高，氣壓增大，導(dǎo)致潤滑油從縫隙向外滲漏。所以多在機(jī)蓋頂部或窺視孔蓋上安裝通氣器，使機(jī)體熱漲氣自由逸出，達(dá)到集體外氣壓相等，提高機(jī)體有縫隙處的密封性能。(5)啟蓋螺釘機(jī)蓋與機(jī)座結(jié)合面上常涂有水玻璃

16、或密封膠，聯(lián)結(jié)后結(jié)合較緊，不易分開。為便于取蓋，在機(jī)蓋凸緣上常裝有一至二個啟蓋螺釘，在啟蓋時，可先擰動此螺釘頂起機(jī)蓋。在軸承端蓋上也可以安裝啟蓋螺釘，便于拆卸端蓋。對于需作軸向調(diào)整的套環(huán)，如裝上二個啟蓋螺釘，將便于調(diào)整。(6)定位銷 為了保證軸承座孔的安裝精度，在機(jī)蓋和機(jī)座用螺栓聯(lián)結(jié)后，鏜孔之前裝上兩個定位銷，孔位置盡量遠(yuǎn)些。如機(jī)體結(jié)構(gòu)是對的，銷孔位置不應(yīng)該對稱布置。(7)調(diào)整墊片調(diào)整墊片由多片很薄的軟金屬制成，用一調(diào)整軸承間隙。有的墊片還要起調(diào)整傳動零件軸向位置的作用。(8)環(huán)首螺釘、吊環(huán)和吊鉤在機(jī)蓋上裝有環(huán)首螺釘或鑄出吊環(huán)或吊鉤，用以搬運或拆卸機(jī)蓋。(9)密封裝置 在伸出軸與端蓋之間有間隙

17、，必須安裝密封件，以防止漏油和污物進(jìn)入機(jī)體。密封件多為標(biāo)準(zhǔn)件，其密封效果相差很大，應(yīng)根據(jù)具體情況選用。箱體結(jié)構(gòu)尺寸選擇如下表：名稱符號尺寸箱座壁厚8箱蓋壁厚18箱座凸緣厚度b12箱蓋凸緣厚度b 112箱座底凸緣厚度b 220地腳螺釘直徑df16地腳螺釘數(shù)目n4軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑d112箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑d28連接螺栓d2的間距l(xiāng)160軸承端蓋螺釘直徑d38窺視孔蓋螺釘直徑d46定位銷直徑d6df，d1, d2至外箱壁距離C122, 18,14df， d2至凸緣邊緣距離C220, 16，12軸承旁凸臺半徑R120, 16，12凸臺高度h 根據(jù)低速級軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn)外箱壁至軸

18、承座端面距離L1 40大齒輪頂圓與箱壁距離126齒輪端面與箱壁距離2 8箱蓋、箱座肋厚m1 ,m28， 8軸承端蓋外徑D2116， 160軸承端蓋凸緣厚度t140軸承旁聯(lián)接螺栓距離S盡量靠近，以Md1和Md2互不干涉為準(zhǔn)，一般取s=D2九、鍵的選擇及校核高速軸與帶輪連接選用鍵A10×8×50輸入軸與小齒輪連接選用鍵A10×8×50輸出軸與大齒輪連接選用鍵A18×11×50輸出軸與聯(lián)軸器連接選用鍵A14×9×56故，鍵均滿足強(qiáng)度要求。十、聯(lián)軸器的選擇計算轉(zhuǎn)矩 所以考慮選用彈性柱銷聯(lián)軸器GYH6GB/T 5843-20

19、03。其主要參數(shù)如下：公稱轉(zhuǎn)矩：900 N·m 軸孔直徑：50mm質(zhì)量：7.59Kg 轉(zhuǎn)動慣量：0.015Kgm2十一、減速器附件的選擇通氣器由于在室使用，選通氣器（一次過濾），采用M12×1.25油面指示器選用桿式游標(biāo)M12起吊裝置箱蓋采用M8吊環(huán)螺釘、箱座采用吊鉤。放油螺塞選用外六角油塞及墊片M14×1.5潤滑與密封1.齒輪的潤滑采用浸油潤滑，由于低速級周向的速度，浸油高度約為六分之一大齒輪半徑，取為40mm。2.滾動軸承的潤滑軸承采用開設(shè)油溝、飛濺潤滑。3.潤滑油的選擇齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用CKC150工業(yè)齒輪油。4.密封方法的選取選用凸緣式軸承端蓋，用螺釘固緊在軸承座孔的端面上，可準(zhǔn)確調(diào)整軸承間隙。軸承端蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。十二、設(shè)計小結(jié)及參考文獻(xiàn) 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計是我們專業(yè)學(xué)生第一次較全面的機(jī)械設(shè)計訓(xùn)練，是機(jī)械設(shè)計和機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程重要的綜合性與實踐性環(huán)節(jié)。(1) 通過這次機(jī)械設(shè)計課程的設(shè)計，綜合運用了機(jī)械設(shè)計課程和其他有關(guān)先修課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實際知識，培養(yǎng)分析和解