带式输送机传动装置中的二级圆锥圆柱齿轮减速器设计（全套图纸）.doc

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1、优秀设计 机械设计课程设计 说明书 设计课题： 二级圆锥圆柱齿轮减速器的设计 专业班级: 学生姓名： 指导教师： 设计时间： 工程技术学院任务书姓 名：专 业：班 级：指导教师：职 称：课程设计题目： 带式输送机传动装置的设计1. 已知技术参数和设计要求：1）工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温度35； 2）使用折旧期：8年； 3）检修间隔期：一年一次大修，半年一次小修。 4）动力来源：电力，三相交流，电压380/220V； 5）运输带速度允许误差：5； 6）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产 7）已知运输链曳引力F=4KN，运输链速度v=1.6

2、m/s，卷筒直径：D=400mm工作年限8年。所需仪器设备：电脑。成果验收形式：1.减速器装配图一张；2.零件工作图2张( 齿轮和轴,同组的同学不能画相同的零件)；3.设计计算说明书一份4. 机械设计课程设计结束时进行课程设计总结和答辩。参考文献：1、机械设计（第八版）高等教育出版社2、机械设计课程设计手册（第3版）高等教育出版社3、机械设计基础实训指导（第三版）高等教育出版社4、机械原理（第七版）高等教育出版社5、公差配合与技术测量（第3版）高等教育出版社时间安排20*年12月13日20*年12月27日指导教师： 教研室主任： 年 月 日。目 录一、设计任务书.5二、动力机的选择.5三、计算

3、传动装置的运动和动力参数.6四、传动件设计计算（齿轮）10五、轴的设计. . . . . . .20六、滚动轴承的选择及计算.32七、键连接的选择及校核计算.34 八、联轴器的选择.35九、设计总结.37 十、参考资料.38设计计算及说明一、 设计任务书2. 设计题目：带式运输机传动装置铸造车间用带式运输机。改运输机由电动机经圆锥圆柱齿轮减速器、带传动传至运输链板以将落砂后的热铸件送至清理工部。工作平稳，不逆转。运输链速度允许误差为5%。双班制工作。3. 传动简图1.电动机 2.高速级 3.中速级 4.低速级 5.运输带轮 6.运输带 4. 数据已知运输链曳引力F=4KN，运输链速度v=1.6

4、m/s，滚筒直径400mm,工作年限为8年。二、电动机的选择1）电动机类型和结构型式按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。2）电动机容量由机械设计课程设计表2-10查得：弹性柱销联轴器=0.99.；8级精度一般圆锥齿轮传动=0.97；8级精度一般圆柱齿轮传动=0.97；V带传动的效率=0.96；滚动轴承效率=0.99；则 (1)输出功率(2)电动机输出功率传动装置的总效率故 3）电动机的转速推算电动机转速可选范围，根据，则电动机转速可选范围为：选电动机型号Y132M-4，额定功率为7.5KW，满载转速为1440r/min。4）电动机的技术数据和外形,安装尺

5、寸由机械设计课程设计表12-1查得主要数据，并记录备用。三、计算传动装置的运动和动力参数1）传动装置总传动比2）分配各级传动比，选择齿数A.带的传动比取3 （24） B.锥齿的传动比 5C.圆柱齿轮的传动比 3）各轴转速（轴号见图一）4）各轴输入功率按电动机额定功率计算各轴输入功率，即5）各轴转矩项目轴1轴2轴3转速(r/min)480228.676.2功率(kw)76.76.432转矩(N*m)49.3139806.9皮带的设计： 根据 由表87（书） 选 根据图811选带为A型 据表88 选 圆整到315 初选 其中，根据表82选1600 验算小带轮山上的包角： 根据表85 选 据表84a

6、 选 插值法 据表84b 选 则 选Z=6 确定带的初拉力 N 压轴力 根据表141 选 则 据查表选LT6型弹性套柱销联轴器 轴径为3242之间 （电动机轴径为38mm) 选定轴材料为45刚，=45 表(15-3) 根据所选联轴器，将轴径设计为32mm 因 所以选腹板式小带轮 带轮宽为 5e+2f=93四、传动件的设计计算圆锥直齿轮设计已知输入功率，小齿轮转速480r/min，齿数比=2.1，由电动机驱动，工作寿命8年，两班制，工作平稳，不反转1.选定齿轮精度等级、材料及齿数圆锥圆柱齿轮减速器为通用减速器，速度不高，故选用8级精度(GB10095-88)1） 材料选择 由机械设计（第八版）表

7、10-1选择小齿轮材料为(调质，表面淬火)，硬度为280HBS、大齿轮材料均为45刚(调质，表面淬火)，齿面硬度为240HBS，材料硬度差为40HBS。2） ， 2.按齿面接触强度设由设计计算公式进行试算，即（1） 确定公式内的各计算数值1） 试选载荷系数=1.32） 计算小齿轮的转矩 选齿宽系数4） 由机械设计（第八版）图10-21d按齿面硬度查得小齿轮、大齿轮的接触疲劳强度极限 5）由机械设计（第八版）表10-6查得材料的弹性影响系数 ，确定区域载荷系数标准直齿圆锥齿轮传动，由图10-30 得6） 计算应力循环次数7) 由机械设计（第八版）图10-19取接触疲劳寿命系数8) 计算接触疲劳许

8、用应力取失效概率为1%，安全系数，得=（2） 计算1） 试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值=85mm2） 计算圆周速度v计算模数 m=3.5 计算载荷根据，8级精度，由机械设计（第八版）图10-8查得动载系数=1.08由表10-3查得=由机械设计（第八版）表10-2查得使用系数根据大齿轮两端支撑，小齿轮作悬臂布置查表10-9，选则接触强度载荷系数结果 符合要求 3） 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，得4） 计算模数5） 计算齿宽 锥齿齿宽相同 3.按齿根弯曲强度设计(1) 确定公式内的各计算数值1）K=2.0252) 3）计算当量齿数4）由机械设计（第八版）表10-5查得两齿轮齿形系

9、数, 由机械设计（第八版）表10-5查得两齿轮齿形系数,5)由机械设计（第八版）表10-20C查得两齿轮弯曲疲劳强度极限,由图10-18查的弯曲疲劳强度系数6) 计算弯曲疲劳许用应力;取弯曲疲劳安全系数7)计算大小齿轮的并比较取较大值.(2)设计计算取5. 计算齿轮相关参数小齿轮齿数大齿轮齿数小齿轮分度圆直径 大齿轮分度圆直径 齿宽 中心距 a=151.875mm 圆柱斜齿轮设计已知输入功率,小齿轮转速228.6r/min，齿数比=3，由电动机驱动，工作寿命8年，两班制，工作平稳，不逆转。1、 选定齿轮精度等级、材料及齿数1） 圆锥圆柱齿轮减速器为通用减速器，速度不高，故选用8级精度(GB10

10、095-88)2） 材料选择 由机械设计（第八版）表10-1选择大齿轮材料为40Cr（调质,表面淬火），齿面硬度250HBS，小齿轮材料均为40Cr（调质,表面淬火），齿面硬度300HBS,二者硬度差为50HBS。3） 选小齿轮齿数，大齿轮齿数4） 选取螺旋角。初选螺旋角 2、 按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即(1) 确定公式内的各计算数值1） 试选载荷系数2） 计算小齿轮的转矩3） 选齿宽系数4） 由机械设计（第八版）图10-30选取区域系数5） 由机械设计（第八版）图10-26查得，则6） 由机械设计（第八版）表10-6查得材料的弹性影响系数7） 计算应力循环次数8） 由机械设

11、计（第八版）图10-21d按齿面硬度查得小齿轮、大齿轮的接触疲劳强度极限 9) 由机械设计（第八版）图10-19取接触疲劳寿命系数 10）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1， = =678.9（2）计算1）试算小齿轮分度圆直径，由计算公式得2） 计算圆周速度v3） 计算齿宽b及模数b=d=167.2=67.2模数 m= 齿高 h=2.25m=2.252.7=6.08 =67.2/6.08=11.054)计算纵向重合度5).计算载荷系数根据V=0.8，8级精度，由机械设计（第八版）图10-8查得动载系数由机械设计（第八版）表10-2查得使用系数由表10-4查得 K=1.46,

12、由表10-13查得K= 1.39,由表10-3查得 故载荷系数K=11.051.41.46=2.1466）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，得d=d=70.27)计算模数3.按齿根弯曲强度校核m1）载荷系数KKK K K K=11.051.41.39=2.042）当量齿数 3)由课本表10-5查得齿形系数Y和应力修正系数Y 4)螺旋角系数轴向重合=678.9MPa 由图10-28查得5)查课本由图10-20c得齿轮弯曲疲劳强度极限 查课本由图10-18c得弯曲疲劳寿命系数K=0.9 K=0.87 S=1.4= =6)计算大小齿轮的,并加以比较 大齿轮的数值大,选用小齿轮的尺寸设计计算(2

13、)计算模数对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=3但为了同时满足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=77.5来计算应有的齿数. 取,则 4.初算主要尺寸1)计算中心距 a=155.29将中心距圆整为155 2)修正螺旋角因值改变不多,故参数,等不必修正 分度圆直径 d= d=3)计算齿轮宽度圆整后取 五、轴的设计计算输入轴设计1、 求输入轴上的功率、转速和转矩 2初步确定轴的最小直径先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢（调质），根据机械设计（第八版）表15-3，取，得,因为

14、轴上有一个键槽，故轴要加大5%输入轴的最小直径，初选轴承为7307AC。3.根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1） 选大带轮为腹板式，则大带轮宽度 2） 端盖厚度 为螺钉直径根据轴承选出固定端盖所用螺钉为M16的。3）取 ， 。4）轴承端盖的总宽度为17.2mm。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑油 求得端盖外端面与半联轴器右端面间的距离 ，故取5） 轴承宽度为35mm6)轴上的周向定位圆锥齿轮的周向定位采用平键连接，按由机械设计（第八版）表6-1查得平键截面 ，键槽用键槽铣刀加工，长为60mm，同时为保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为；滚动轴承与轴的周向定位

15、是由过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸公差为k6。7)确定轴上圆角和倒角尺寸取轴端倒角为4.轴结构设计 5轴上载荷6合成应力校核轴的强度根据上表中的数据及轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力已选定轴的材料为45钢（调质），由机械设计（第八版）表15-1查得，故安全载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M 扭矩T中间轴设计:1、求中间轴上的功率、转速和转矩=6.7kw; =480r/min; =1392、求作用在大齿轮上的力已知圆柱斜齿轮的分度圆半径而3、初步确定轴的最小直径先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45（调质），根据机械设计（第八版）表15-3，取，得， 4.轴的结构

16、设计2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1 取轴的最小直径为44mm，非定位轴肩高度为2mm，锥齿对的轴长为44mm，轴颈为直径48mm，轴肩宽度为38mm，斜齿对的轴经为44mm，长度为82mm，配有盘对的轴颈为40mm，长为18mm，轴承对的长度为18mm（3）轴上的周向定位圆锥齿轮的周向定位采用平键连接，按由机械设计（第八版）表6-1查得平键截面，键槽用键槽铣刀加工，长为28mm，同时为保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为；滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸公差为m6。（4）确定轴上圆角和倒角尺寸取轴端倒角为3、 求轴上的载荷载荷水平

17、面H垂直面V支反力F弯矩M 总弯矩扭矩T 2802006、按弯扭合成应力校核轴的强度根据上表中的数据及轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力前已选定轴的材料为 45钢（调质），由机械设计（第八版）表15-1查得，故安全输出轴设计:1、求输出轴上的功率、转速和转矩 =6.432kw; =76.2r/min; =806.9 2、求作用在齿轮上的力已知圆柱斜齿轮的分度圆半径而3.初步确定轴的最小直径1)先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45（调质），根据机械设计（第八版）表15-3，取，得与联轴器相连的轴长112mm，联轴器选LT9，非定位轴肩为1，端盖厚度为7.2，轴承选用

18、7011AC,挡油盘宽度为7.2，轴肩长度为12，轴的长度分别为L1=112mm，L2=59.6，L3=26,L4=82,L5=12，L6=78，L7=38.3）轴上的周向定位齿轮、半联轴器的周向定位均采用平键连接，按由机械设计（第八版）表6-1查得平键截面 ，键槽用键槽铣刀加工，长为40mm，同时为保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为；同样，半联轴器与轴的连接，选用平键，半联轴器与轴的配合为，滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸公差为k6。（3） 确定轴上圆角和倒角尺寸取轴端倒角为3、 求轴上的载荷4、5、载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M 总弯矩

19、扭矩T6、按弯扭合成应力校核轴的强度根据上表中的数据及轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力前已选定轴的材料为45钢（调质），由机械设计（第八版）表15-1查得，故安全。六、滚动轴承的选择及计算：输入轴承：初步选择滚动轴承，由机械设计课程设计表5-12中初步选取0基本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚子轴7307AC，其尺寸为， ，e=0.68, ,额定动载荷 则 则则 所以按轴承1的受力大小验算故所选轴承满足寿命要求。中轴：2. 初步选择滚动轴承，由机械设计课程设计表5-12中初步选取0基本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚子轴承7208C，其尺寸为， ，e=0. 68,额定动载

20、荷 则则 则则 所以按轴承2的受力大小验算故所选轴承满足寿命要求。输出轴轴滚动轴承计算初步选择滚动轴承，由机械设计课程设计表5-12中初步选取0基本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚子轴承7011C，其尺寸为， ，则则 则则 所以按轴承1的受力大小验算故所选轴承满足寿命要求。七、键连接的选择及校核计算输入轴键计算1、 校核联轴器处的键连接该处选用普通平键尺寸为，接触长度，则键联接所能传递的转矩为：键可以。中间轴键计算1、 校核圆锥齿轮处的键连接该处选用普通平键尺寸为，接触长度，则键联接所能传递的转矩为：，故单键即可。输出轴键计算1、 校核小链轮处的键连接该处选用普通平键尺寸为，接触长度，则键联接所

21、能传递的转矩为： 校核圆柱齿轮处的键连接该处选用普通平键尺寸为，接触长度，则键联接所能传递的转矩为：，故单键既可八、联轴器的选择在轴的计算中已选定联轴器型号。1.、输入轴选LT4型弹性柱销联轴器，其公称转矩为63000，半联轴器的孔径，故取，半联轴器长度，半联轴器与轴配合的毂孔长度为38mm。2、输出轴选LT8型弹性柱销联轴器，其公称转矩为710000，半联轴器的孔径，故取，半联轴器长度，半联轴器与轴配合的毂孔长度为84mm3.减速器附件的选择由机械设计（机械设计基础）课程设计选定通气帽，A型压配式圆形油标A20（GB1160.1-89），外六角油塞及封油垫,箱座吊耳，吊环螺钉M12（GB82

22、5-88），启盖螺钉M8。4，润滑与密封齿轮采用浸油润滑，由机械设计（机械设计基础）课程设计表16-1查得选用N220中负荷工业齿轮油（GB5903-86）。由于大圆锥齿轮的直径185mm，大圆柱齿轮的直径240mm，圆柱齿轮与锥齿轮直径相差较大，可利用带油轮将油到未浸入油池内的锥齿轮齿面上。齿轮圆周速度，大齿轮的齿顶到油底面的距离3060mm。由于大圆锥齿轮，可以利用齿轮飞溅的油润滑轴承，并通过油槽润滑其他轴上的轴承，且有散热作用，效果较好。密封防止外界的灰尘、水分等侵入轴承，并阻止润滑剂的漏失九箱体结构的设计名称符号减速器型式及尺寸 机匣壁厚考虑铸造工艺，壁厚取10机座底凸缘厚度 取地脚螺

23、钉直径 取地脚螺钉数目取轴承端盖螺钉直径 取窥视孔盖螺钉直径 取定位销直径取蜗轮外圆与内机壁距离1 取1=齿轮轮毂端面与内机壁距离2 取2=轴承端盖外径 取轴承端盖凸缘厚度 取九、设计总结 带式运输机上的两级圆锥圆柱齿轮减速器的课程设计是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验，对于提高我们机械设计的综合素质大有用处。通过两个星期的设计实践，使我对机械设计有了更多的了解和认识.为我们以后的工作打下了坚实的基础.机械设计是机械工业的基础,是一门综合性相当强的技术课程，它融机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、互换性与技术测量、工程材料、机械设计（机械设计基础）课程设计等于一体

24、。这次的课程设计,对于培养我们理论联系实际的设计思想、训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论,结合生产实际反应和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识等方面有重要的作用。这次课程设计也使我重新温习了以前的制图知识及电脑知识，更好的利用了绘图软件。平时的学习仅仅是片面的，这次总体性的学习使我感受到了统筹兼顾的重要性，使我深刻的认识到了细节的重要性。同学们分组进行学习，也使我感受到了团队合作的快乐及重要性。有些问题自己看不出来，队友的提醒却起了很大的作用本次设计得到了指导老师的细心帮助和支持。衷心的感谢老师的指导和帮助。设计中还存在不少错误和缺点，需要继续努力学习和掌握有关机械设计的知识，继续培养设计习惯从而提高设计实践操作能力。十、参考文献【1】、机械设计（第八版）高等教育出版社【2】、机械设计课程设计手册（第3版）高等教育出版社【3】、机械设计基础实训指导（第三版）高等教育出版社【4】、机械原理（第七版）高等教育出版社【5】、公差配合与技术测量（第3版）高等教育出版社 m=3mm 附件图纸装配图轴大齿轮