《机械设计》课程设计-二级圆锥齿轮减速器.doc
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1、- 0 - 机械设计机械设计课程设计课程设计 计算说明书计算说明书 - 1 - 河南机电高等专科学校河南机电高等专科学校 机械设计课程设计任务书机械设计课程设计任务书 一课程设计题目:一课程设计题目: 二级圆锥齿轮减速器 二课程设计时间:二课程设计时间: 2010 年 6 月 三课程设计地点:三课程设计地点: 河南机电高等专科学校 四课程设计要求:四课程设计要求: 1、设计计算部分 a.简述图示传动器传动方案选择依据 b.选择电动机 c.分配传动比及运动参数计算 d.传动零件设计计算 e.轴、轴承、联轴器、键等零件的计算与校核 f.减速器箱体设计 g.轴承的组合设计 h.选择减速器附件 i.选
2、择润滑剂及润滑方法 2、设计图纸部分 绘制减速器装配图一张 轴零件图一张 编写设计说明书(5060 页) 3、设计建议 生产条件:中等规模机械加工厂 ,可加工 78 级精度齿轮 - 1 - 目录 课程任务书课程任务书 - 3 - 一、传动装置的总体设计一、传动装置的总体设计- 4 - 1、选择电动机- 4 - 2、确定传动装置的传动比的分配 - 6 - 二、标准直齿圆锥齿轮设计二、标准直齿圆锥齿轮设计- 8 - 1、选择齿轮材料- 8 - 2、按齿面接触疲劳强度设计- 8 - 3、确定齿轮传动主要参数和几何尺寸 - 9 - 4、校核齿根弯曲疲劳强度- 10 - 三、圆柱斜齿轮设计三、圆柱斜齿轮
3、设计- 11 - 1、选择齿轮材料- 11 - 2、按齿面接触疲劳强度设计- 12 - 3、确定齿轮传动主要参数和几何尺寸 - 14 - 4、校核齿根弯曲疲劳强度- 15 - 四、高速齿轮轴四、高速齿轮轴的设计的设计.- 16 - 1、选择材料确定许用应力- 16 - 2、计算轴的载荷- 16 - 3、初估轴的最小直径选择联轴器 - 16 - 4、轴的结构设计- 17 - 五、中间齿轮轴五、中间齿轮轴的设计的设计 .- 18 - 1、选择材料确定许用应力- 18 - 2、计算轴的载荷- 18 - 3、初步估算轴的最小直径- 19 - 4、轴的结构设计- 19 - 六、低速齿轮轴六、低速齿轮轴的
4、设计的设计- 20 - - 1 - 1、选择材料确定许用应力- 20 - 2、计算轴的载荷- 21 - 3、初估轴的最小直径选择联轴器 - 21 - 4、轴的结构设计- 22 - 七、高速速齿轮轴七、高速速齿轮轴的校核的校核.- 23 - 1、画轴的结构件图计算支反力- 23 - 2、求支反力:- 25 - 3、按弯扭组合强度条件校核轴的强度 - 26 - 八、中间轴八、中间轴的校核的校核.- 26 - 1、画轴的计算简图计算支反力- 28 - 2、求支反力:- 28 - 3、按弯扭组合强度条件校核轴的强度 - 30 - 九、低速轴九、低速轴的校核的校核 .- 30 - 1、画轴的计算简图计算
5、支反力- 30 - 2、求支反力:- 32 - 3、按弯扭组合强度条件校核轴的强度 - 33 - 十、高速齿轮轴轴承的校核十、高速齿轮轴轴承的校核 - 34 - 1、轴径载荷计算- 34 - 2、派生轴向力计算- 34 - 3、根据当量动载荷计算 P 值- 35 - 4、计算轴承寿命- 35 - 十一、中间齿轮轴承的校核十一、中间齿轮轴承的校核 - 35 - 1、轴径载荷计算- 35 - 2、派生轴向力计算- 36 - 3、计算当量动载荷 P.- 36 - 4、计算轴承寿命- 37 - 十二、低速齿轮轴承的校核十二、低速齿轮轴承的校核 - 38 - 1、轴径载荷计算- 38 - 2、派生轴向力
6、计算- 38 - - 2 - 4、计算轴承寿命- 39 - 十三、高速齿轮轴十三、高速齿轮轴平键的校核平键的校核- 40 - 1、高速轴联轴器段平键选择- 40 - 2、平键校核- 40 - 十四、中间轴十四、中间轴两平键的校核两平键的校核- 40 - 1、中间轴平键选择- 40 - 2、平键校核- 41 - 十五、低速轴十五、低速轴平键的校核平键的校核- 41 - 1、低速轴平键选择- 41 - 2、平键校核- 41 - 十六、联轴器的选择十六、联轴器的选择- 42 - 十七、润滑方法和密封形式十七、润滑方法和密封形式 - 42 - 1、润滑- 42 - 2、密封- 42 - 十八、减速器附
7、件选择及箱体设计十八、减速器附件选择及箱体设计.- 43 - 1 、箱体的基本结构设计.- 43 - 2、 箱体的材料及制造方法.- 43 - 3、箱体各部分的尺寸- 43 - 十九、润滑与密封十九、润滑与密封 .- 45 - 1、齿轮的润滑- 45 - 参考文献参考文献 - 46 - - 3 - 课程任务书课程任务书 题目 8:设计带式运输机传动装置(两级锥齿轮圆柱齿轮减速器) 一、总体布置简图 二、工作条件:连续单向运转,工作时载荷稳定,工作寿命 15 年,每年 300 个工作日,每日工作 16 个小时。 三、原始数据:mmsmvNF383D,/4 . 0,7000卷筒直径 四、设计内容:
8、 1、 电动机选择与运动参数的计算 2、 齿轮传动设计计算 3、 轴的设计 4、 滚动轴承的选择 5、 键和联轴器的选择与校核 6、 减速器润滑与密封 7、 箱体的设计与计算 8、 装配图、零件图的绘制 9、 设计计算说明书的编写 五、设计任务 - 4 - 1、 绘制装配图 1 张,1 号图纸。 2、 零件工作图 1 张,中间轴,要求按 11 绘制。 3、 写设计计算说明书一份装袋。 - 5 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明计算结果 一、传动装置的总体设计 1、选择电动机 1、选择电动机系列 按工作要求及工作条件,选用三相异步电动机,封闭式扇式结构,即:电压为 380V Y
9、 系列的三相交流电源电动机。 2、选电动机功率 工作机的输出功率应由机械工作阻力和运动参数计算确定。 PWO 当已知工作机的带式输送机驱动卷筒的圆周力(即卷筒牵引力)和输 NF 送带速度,则工作机的输出功率 s/mV kw8 . 2 1000 410 . 0 7 1000 vF 3 WO p 考虑传动装置的功率损耗,电动机的输出功率为 wo P P 式中,为电动机到工作机输送带的总效率,即 987654321 式中: 为联轴器效率 99 . 0 1 为高速轴轴承效率 98. 0 2 为圆锥齿轮副效率 96 . 0 3 kw8 . 2 pWO 99 . 0 1 98 . 0 2 96 . 0 3
10、 - 6 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明计算结果 为中间轴轴承效率 98. 0 4 为圆柱齿轮副效率 97 . 0 5 为低速轴轴承效率 98 . 0 6 为链传动效率 96 . 0 7 为卷筒轴轴承效率 99 . 0 8 为卷筒效率 96 . 0 9 则 79 . 0 987654321 则所需电动机功率 kw P P wo d 5 . 3 79 . 0 8 . 2 电动机额定功率: dm PP 3、确定电动机转速 各级齿轮传动比 锥齿轮传动比范围:i=23 圆柱齿轮传动比范围:i=35 链传动传动比范围:i=25 总体传动比范围为 i=(23) (35) (25)=1
11、275 卷筒转速 min/2095.19 38314 . 3 4 . 0100060100060 r d v nw 所以电动机转速为: min/1500240)7512(20rinn w 98 . 0 4 97 . 0 5 98 . 0 6 96 . 0 7 99 . 0 8 96 . 0 9 79 . 0 i=1275 min/20rnw - 7 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明计算结果 4、确定电动机型号 因同步转速的电动机磁极多的,尺寸小,质量大,价格高,但可使传动比 和机构尺寸减小,其中=4kN,符合要求,但传动机构电动机容易制造且 m P 体积小。 由此选择电动机
12、型号:Y132M1-6 电动机额定功率:4kw 额定转速:n=1000r/min 满载转速:=960r/min 电动机型 号 额定 功率 满载转 速 极 数 (额定 转矩) 堵转转 矩 最大转 矩 (额定转 矩) Y132M1-64 kw 960 r/min 42.0 kw2.0kw 2、确定传动装置的传动比的分配 1、计算分配传动比 48 20 960 w m n n i 考虑到各级传动大齿轮的浸油深度接近,所以传动比分配为 圆锥齿轮传动比为: 4 1 i 圆柱齿轮传动比为: 4 2 i 链传动比为: 3 3 i 电动机型号: Y132M1-6 48 w m n n i 4 1 i 4 2
13、i 3 3 i - 8 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明计算结果 2、计算传动装置的运动和动力参数 各轴的转速各轴的转速 n(r/min) 高速轴的转速:=960 r/min 1 n m n 中间轴的转速:=/=960/4=240 r/min 2 n 1 n 1 i 低速轴的转速:=/=240/4=60 r/min 3 n 2 n 2 i 滚筒轴的转速:=/=60/3=20 r/min 4 n 3 n 3 i 各轴的输入功率各轴的输入功率 P(kw) 高速轴输入功率: kwpP d 466 . 3 99 . 0 5 . 3 11 中间轴输入功率: kwpP261 . 3 9
14、6 . 0 98 . 0 466 . 3 2312 低速轴输入功率: kwpP099 . 3 97 . 0 98 . 0 261 . 3 5423 滚筒轴输入功率: kwpP945 . 2 96. 099 . 0 099 . 3 6734 各轴的输入转矩各轴的输入转矩 T(Nm) 高速轴的输入转矩:m34.479N/9550 111 nPT 中间轴的输入转矩: m129.761N/9550 222 nPT 低速轴的输入转矩: m493.369N/9550 333 nPT 滚筒轴的输入转矩:m1336.952N /9550 444 nPT 轴号功率 p(kw)转速 n(r/min)转矩 T(N/
15、m) 电动机轴3.50196034.828 轴3.46696034.479 轴3.261240129.761 轴3.099760493.369 卷筒轴2.945201406.237 =960 r/min 1 n =240 r/min 2 n =60 r/min 3 n =20 r/min 4 n kwP466 . 3 1 kwP261. 3 2 kwP099. 3 3 m34.479N 1 T m129.761N 2 T m493.369N 3 T m1336.952N 4 T - 9 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明计算结果 二、标准直齿圆锥齿轮设计 1、选择齿轮材料 小
16、齿轮 40Cr(调质)硬度 270HBS 大齿轮 45 钢(调质)硬度 240HBS 选用 8 级精度 选择齿数 28 1 z112 2 z 因为选用软齿面传动,所以按齿面接触疲劳强度设计,然后按弯曲疲劳强度校核 2、按齿面接触疲劳强度设计 公式: 3 2 1 2 1 5 . 01 4 u KTZZ d RR H EH t 初选载荷系数 t K4 . 1 t K 小齿轮传递扭矩 mmN n p T479.34479 960 466 . 3 1055 . 9 1055 . 9 6 1 16 1 选取齿宽系数 =0.3 R R 弹性系数 E ZMPaZE 8 . 189 接触疲劳强度极限 ,MPa
17、 H 730 1lim MPa H 590 2lim 寿命系数 1N Z 2N Z 1 12 NN ZZ 小齿轮 40Cr (调质)70HBS 大齿轮 45 钢(调质) 40HBS 28 1 z 112 2 z 8 级精度 mmN T 4 . 34479 1 =0.3 R MPaZE 8 . 189 MPa H 730 1lim MPa H 590 2lim 1 12 NN ZZ - 10 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明计算结果 强度安全系数 H S2 . 1 H S 计算接触需用应力 MPa S Z H HN H 3 . 608 1lim1 1 计算小齿轮分度圆直径MP
18、a S Z H HN H 7 . 491 2lim2 2 t d1 mm u KTZZ d RR H EH t 748.57 5 . 01 4 3 2 1 2 1 平均分度圆直径 1m d mmdd tRm 0858.49748.57)3 . 05 . 01 ()5 . 01 ( 11 齿轮的圆周速度 sm nd v m /466 . 2 100060 11 计算载荷系数 查表得:1 A K sm ZVm /6165 . 0 100 1 根据查表 动载系数 100 1 ZVm v K 045 . 1 v K 齿向载荷分布系数 K 2 . 1 K 接触强度载荷系数 K 254 . 1 KKKK
19、vA 按载荷系数校正分度圆直径 mmKKdd tt 62.554 . 1/254 . 1 748.57/ 3 3 11 3、确定齿轮传动主要参数和几何尺寸 确定模数 m 2 . 1 H S MPa H 3 . 608 1 MPa H 7 . 491 2 mmd t 748.57 1 mmdm0858.49 1 smv/466 . 2 1 A K 045 . 1 v K 2 . 1 K 254. 1K mmd62.55 1 - 11 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明计算结果 mm z d m986 . 1 28 62.55 1 1 则 m 取 2 28 1 z112 2 z
20、mmmmmzd62.5556228 11 可知已经满足齿面接触疲劳强度要求 计算分度圆直径 mmmmmzd62.5556228 11 mmmzd2242112 22 计算锥距 R mm z z dR447.11514 2 56 2 1)( 2 2 1 2 1 确定齿宽:mmRb R 634.34 则取: mmbb35 21 确定锥角 , 49577596375.75arctan 2 1 1 z z 11 21490 12 4、校核齿根弯曲疲劳强度 校核公式: F RR SaFa F zm YYKT 1)5 . 01 ( 4 2223 1 当量齿数,886.28 cos 1 1 1 z zv77
21、9.461 cos 2 2 2 z zv 齿形系数应力修正系数 mmm2 28 1 z 112 2 z mmd56 1 mmd224 2 mmR447.115 mmb634.34 mmbb35 21 495775 1 11 214 2 886.28 1 v z 779.461 2 v z - 12 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明计算结果 查表得:,533 . 2 1 Fa Y619 . 1 1 Sa Y06 . 2 2 Fa Y97 . 1 2 Sa Y 得弯曲疲劳极限为:,MPa FLim 590 1 MPa FLim 440 2 查得弯曲疲劳寿命系数 =1,=1, 1
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- 机械设计 课程设计 二级 圆锥 齿轮 减速器
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