JS04圓錐-圓柱齒輪減速器設(shè)計說明書

JS04圓錐—圓柱齒輪減速器設(shè)計說明書JS04圓錐—圓柱齒輪減速器設(shè)計說明書39/40PAGE39JS04圓錐—圓柱齒輪減速器設(shè)計說明書JS04圓錐—圓柱齒輪減速器設(shè)計說明書圓錐—圓柱齒輪減速器目錄一、設(shè)計任務(wù)書………………2二、機械傳動裝置的總體設(shè)計傳動方案的分析……………3選擇電動機…………………4計算傳動裝置的總傳動比及其分配………6計算傳動裝置的運動參數(shù)6齒輪設(shè)計1）、高速級齒輪設(shè)計……………………...82）、低速級齒輪設(shè)計……………………...126、軸的設(shè)計及軸承、聯(lián)軸器的選擇1)、高速軸（軸1）設(shè)計及聯(lián)軸器的選擇……………...162）、中間軸（軸2）設(shè)計………………...163）、低速軸（軸3）設(shè)計………………...177、軸承的選擇壽命校核……………………..188、鍵的選擇鍵的強度校核…………………..209、潤滑與密封………………..2010、減速箱箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………2011、設(shè)計總結(jié)…………………...2112、參考文獻…………………...2106級《機械設(shè)計》課程設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計任務(wù)書課程設(shè)計的題目：圓錐—圓柱齒輪減速器課程設(shè)計的目的：

１、綜合運用機械設(shè)計課程和其他先修課程的知識，分析和解決機械設(shè)計問題，進一步鞏固、加深和和擴寬所學(xué)的知識；

２、通過設(shè)計實踐，逐步樹立正確的設(shè)計思想，增強創(chuàng)新意識和競爭意識，熟悉掌握機械設(shè)計的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。

３、通過設(shè)計計算、繪圖以及運用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計手冊等有關(guān)設(shè)計資料，進行全面的機械設(shè)計技能的訓(xùn)練。已知條件：

設(shè)計一個圓錐—圓柱齒輪減速器，其傳動簡圖如圖a所示，工作條件：連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作時有輕微振動，使用期限為十年，小批量生產(chǎn)，兩班制工作，運輸鏈工作拉力3000F/N，運輸鏈工作速度0.80，運輸鏈的工作速度允許誤差±圖a1—電動機2—聯(lián)軸器3—圓錐—圓柱齒輪減速器4—鏈傳動5—運輸鏈結(jié)題項目：

１、裝配工作圖及草圖各1張（草圖A1圖紙）；２、零件工作圖1張（減速器輸出軸）；

３、設(shè)計計算說明書一份。（五）完成時間共3周（2007.07.13～2007.07.24）二機械傳動裝置的總體設(shè)計計算及說明結(jié)果一、傳動方案的分析給定傳動方案運動簡圖采用圓柱-圓錐齒輪傳動。與其他類型的兩級減速傳動方案相比較，圓錐—圓柱齒輪傳動的減速器結(jié)構(gòu)尺寸相對較大，但其傳動效率高，工作壽命長，連續(xù)工作性能好，環(huán)境適應(yīng)能力強；成本屬于中檔水平。根據(jù)題目所給條件，可求得驅(qū)動卷筒轉(zhuǎn)速：根據(jù)傳動方案，傳動比大約在8~40之間。因此電機的同步轉(zhuǎn)速在480r/min~2400r/min的電動機，可見同步轉(zhuǎn)速為1000r/min和1500r/min均可，相應(yīng)的傳動比為i1=16.67和i2=25。但由于選用i1=16.67的傳動比小，減速器尺寸較小，結(jié)構(gòu)緊湊，故初選同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的電動機。選擇電動機電動機類型和結(jié)構(gòu)型式按工作要求和工作條件，選用一般用途的Y（Ip44）系列三相異步電動機，它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。電動機容量(1)卷筒軸的輸出功率(2)電動機輸出功率=60r/min=2.4傳動裝置的總效率為：彈性聯(lián)軸器為0.99為：滾動軸承為0.99為：圓錐齒輪傳動為0.95為：圓柱齒輪傳動為0.97為：鏈傳動為0.95為：滑動軸承為0.96(3)選電動機的額定功率通過查手冊可選電機的額定功率=確定電動機方案如下表所示：電動機型號額定功率同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速電動機質(zhì)量總的傳動比3.010009608116.67電機具體尺寸參數(shù)如下示：機座號:132S極數(shù):6外形尺寸|AB:280外形尺寸|AC:275外形尺寸|AD:210外形尺寸|HD:315外形尺寸|L:475安裝尺寸及公差|A|基本尺寸:216安裝尺寸及公差|A/2|基本尺寸:108安裝尺寸及公差|B|基本尺寸:140安裝尺寸及公差|C|基本尺寸:89安裝尺寸及公差|D|基本尺寸:38安裝尺寸及公差|E|基本尺寸:80安裝尺寸及公差|F|基本尺寸:10安裝尺寸及公差|G①|(zhì)基本尺寸:33安裝尺寸及公差|H|基本尺寸:132安裝尺寸及公差|K②|基本尺寸:12三、計算傳動裝置總傳動比和分配各級傳動比1）傳動裝置總傳動比2）分配各級傳動比取圓錐-圓柱齒輪傳動比則滾子鏈的傳動比所取得的值均符合圓柱齒輪減速器傳動比的常用范圍四、計算傳動裝置的運動參數(shù)：1.各軸轉(zhuǎn)速：電動機軸為0軸，減速器高速軸為1軸，低速軸為2軸，各軸轉(zhuǎn)速為：2．各軸輸入功率按電動機額定功率計算各軸輸入功率即3．各軸轉(zhuǎn)矩η=0.81pd=2.96kw型號:轉(zhuǎn)速:960r/min功率:3.0kw=16=1.78=320r/min=107r/min=60r/min3．各軸轉(zhuǎn)矩4．鏈傳動的鏈輪設(shè)計1）鏈輪的傳動比取小鏈輪的齒數(shù)，則大鏈輪齒數(shù)；則；符合誤差要求，說明設(shè)計完全合理。2）由表9-6查，由圖9-13查的，于是有3）根據(jù)及可選查圖9-11得鏈號為16A，再查表9-14）計算鏈的節(jié)數(shù)和中心距暫??；根據(jù)公式；可圓整取。最大中心距：鏈速=0.432m/s查圖9-14可知采用定期人工潤滑或滴油潤滑方式。5）鏈輪有關(guān)計算數(shù)據(jù)匯總：鏈輪參數(shù)Z1723分度圓d(mm)138.23186.54五、齒輪設(shè)計（一）高速級齒輪傳動設(shè)計計算1、選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù)1）傳動方案已給出，圓錐—圓柱齒輪傳動2）此運輸裝置為一般工作機器，速度不高故選用8級精度（GB10095—88）3）材料選擇。由表10—1選擇小齒輪材料為40（調(diào)質(zhì)），硬度為250HBS，大齒輪為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為220HBS。從圖（10—21）查得小齒輪疲勞極限應(yīng)為大齒輪疲勞極限應(yīng)為4）選小齒輪的齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)2、按齒面接觸強度設(shè)計由設(shè)計計算公式（10—26）進行計算，即4）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值（1）試選載荷系數(shù)=1.6（2）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩（3）齒寬系數(shù)（4）由表10—6查得材料的彈性影響系數(shù)（5）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)（6）由圖10—19查得接觸疲勞壽命系數(shù)；（7）計算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)為SH=1.0有式（10—12）得（8）計算小齒輪的分度圓直徑=（9）計算齒輪圓周速度（10）計算載荷系數(shù)查表10-2得：=1.0；查得=1.15，??；依據(jù)大齒輪兩端支撐，小齒輪作懸掛布置，查表得軸承系數(shù)，由公式，接觸強度載荷系數(shù)=2.07.（11）按實際載荷系數(shù)校訂分度圓直徑可取標(biāo)準(zhǔn)值m=4（GB/T12368-1990）（12）計算齒輪的相關(guān)參數(shù)（13）圓整并確定齒寬因此，圓整取校核齒根彎曲疲勞強度確定彎曲疲勞系數(shù)K=2.07計算當(dāng)量齒數(shù)，查表得：，，60.587mm計算彎曲疲勞許用應(yīng)力由10-18得彎曲疲勞壽命系數(shù)，；取安全系數(shù)由10-20c差的小齒輪的彎曲疲勞強度極限，，按公式確定許用彎曲應(yīng)力校核彎曲強度根據(jù)彎曲強度條件公式進行校核對的驗證校核計算大小齒輪的的大小并比較可見小齒輪數(shù)值較大對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)。由于模數(shù)的大小主要取決于齒根彎曲強度所決定的承載能力。而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān)?？扇∮升X根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)并就近圓整，取為標(biāo)準(zhǔn)值m=3.0mm則；則實際分度圓直徑；3.圓錐小齒輪的各項幾何參數(shù)及尺寸（）：名稱代號計算公式結(jié)果分錐角δ18.43齒頂高3.0齒根高3.6分度圓直徑d66齒頂圓直徑71.69齒根圓直徑59.17錐距R104.43齒根角tan=/R1.97頂錐角20.08根錐角16.46頂隙CC=cm0.60分度圓齒厚SS=4.71當(dāng)量齒數(shù)23.19齒寬BB(取整)324.大圓錐齒輪的幾何參數(shù)及尺寸：名稱代號計算公式結(jié)果分錐角δ71.57齒頂高3.0齒根高3.6分度圓直徑d198齒頂圓直徑199.90齒根圓直徑195.72錐距R104.35齒根角tan=/R1.98頂錐角73.22根錐角69.59頂隙CC=cm0.60分度圓齒厚SS=4.71當(dāng)量齒數(shù)208.76齒寬BB(取整)32（二）直齒圓柱齒輪設(shè)計計算1、按接觸強度設(shè)計由設(shè)計計算公式（10—9a）進行試算，即確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值試選擇載荷系數(shù)=1.3計算小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩由表10—7選取齒寬系數(shù)=1.0由表10—6查得材料的彈性影響系數(shù)由圖10—21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限，選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS。所以查得小齒輪的接觸疲勞強度極限大齒輪的接觸疲勞強度極限由式10—13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)（7）由圖10—19查得接觸疲勞壽命系數(shù)；(8)計算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1由式（10—12）得計算計算小齒輪分度圓直徑，帶入中較小的值=計算圓周速度V計算齒寬b計算齒寬與齒高之比b/h模數(shù)齒高于是有(5)計算載荷系數(shù)根據(jù)V=1.04m/s，8級精度，由圖10—8查得動載荷系數(shù)=1.08。由表10—3查得==1.0。由表10—2查得使用系數(shù)=1.0。由表10—4查得8級精度，小齒輪相對支承非對稱布置時，=1.455.由b/h=8.00，=1.455查圖10—13得=1.40；故載荷系數(shù)=1.571（6）按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑。由式（10—10a）得(7)計算模數(shù)m，就近取標(biāo)準(zhǔn)值4.02、按齒根彎曲強度設(shè)計由式（10—5）得彎曲強度的設(shè)計公式為確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值由圖10—20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限大齒輪的彎曲強度極限。由圖10—18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4由式（10—12）得計算載荷系數(shù)K=1.512查取齒形系數(shù)由表10—5可查得查取應(yīng)力校正系數(shù)由表10—5可查得計算大小齒輪的并加以比較顯然大齒輪的數(shù)值大計算模數(shù)m對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強度算得的模數(shù)2.34mm并可近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2.5則按接觸強度算得圓柱小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)這樣計算出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。3、幾何尺寸計算1）計算分度圓直徑2）計算中心距3）計算齒輪寬度取圓柱大齒輪的寬度標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動幾何尺寸名稱代號小齒輪大齒輪模數(shù)m2.5壓力角α20分度圓直徑d65195齒頂高齒根高齒全高h齒頂圓直徑齒根圓直徑58.75188.75基圓直徑61.08183.24齒距P7.85基圓齒距7.38齒厚S3.925齒槽寬e3.925頂隙C0.625標(biāo)準(zhǔn)中心距aa=130節(jié)圓直徑=d傳動比i3六、軸的設(shè)計（一）高速軸的設(shè)計1、先按式（15—2）初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表15—3，查得系數(shù)c=118～107，于是可得考慮與電機軸半聯(lián)軸器相匹配的聯(lián)軸器的孔徑標(biāo)準(zhǔn)尺寸的選用取2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及具體尺寸聯(lián)軸器的選用：軸徑，電動機查表6—9選用聯(lián)軸器為：彈性套柱銷聯(lián)軸器LT6（二）中間軸的設(shè)計1、先按式（15—2）初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表15—3，取c=118～107于是可得=（26.12～28.80）mm由此可得滾動軸承的選用2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及具體尺寸(三)、低速軸（輸出軸）設(shè)計1、根據(jù)表15—3，取c=118～107于是可得=(37.18～40.99)mm由此可得滾動軸承的選用。2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及具體尺寸3、軸上載荷計算：如下圖所示，其中，F(xiàn)t為圓周力，F(xiàn)r為徑向力，合力為Fn。Ft，F(xiàn)r方向如上圖示。扭矩圖如下圖示：從軸的結(jié)構(gòu)圖以及受力扭矩圖可知截面B是危險截面。因此，將計算出的截面B處的MHMV及M值匯總?cè)缦卤硎荆狠d荷水平面H垂直面V支反力FNH1=1675.03N；FNH2=778.30NFNV1=609.66N；FNV2=283.28N彎矩MH=77051.38N·mmMV=28044.36N·mm總彎矩M=（MH2+MV2）1/2=81996.35N·mm扭矩TT=T2=239200N·mm5、安全驗算由總彎矩圖和總扭矩圖可知，截面C受力最大，故C面為危險面取α=0.6軸的計算應(yīng)力：已知選定的軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得因為故安全七、軸承壽命校核170000c型7008AC其基本額定載荷Cr=19KN，軸2的轉(zhuǎn)速107r/min兩軸承在兩個相互垂直的平面內(nèi)的受力為：下軸承；上軸承；明顯下軸承受力大，故校核下軸承。則軸承當(dāng)量載荷則說明此齒輪設(shè)計壽命充裕，可以使用。2、70000C型7005C其額定動載荷Cr=11.5KN，軸1轉(zhuǎn)速為320r/min同理可推出則說明此齒輪設(shè)計同樣壽命較充裕，可以使用。3、30000型32009單列圓錐滾子軸承校核其額定動載荷Cr=58.5KN，軸0轉(zhuǎn)速為960r/min同理可推出則說明此齒輪設(shè)計同樣壽命較充裕，可以使用八、鍵的強度校核1、軸2：鍵的選用：b×h=12×8b×h×L=12mm×8mm×42;;=94.92Mpa=110Mpa故鍵選取合適。2、軸1：鍵1的選用：b×h=8×7鍵1：b×h×L=8mm×7mm×43；；=48.55Mpa=110Mpa說明鍵強度符合要求。鍵2：b×h×L=8mm×7mm×29；；=80.91Mpa=110Mpa則此鍵也設(shè)計合理。3、軸0：鍵的選用：b×h=1