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1、一、设计任务书（一） 课程设计的题目：圆锥圆柱齿轮减速器（二） 课程设计的目的：、综合运用机械设计课程和其他先修课程的知识，分析和解决机械设计 问题，进一步巩固、加深和和扩宽所学的知识；、通过设计实践，逐步树立正确的设计思想，增强创新意识和竞争意识，熟悉掌握机械设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。、通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，进行全面的机械设计技能的训练。（三） 已知条件：设计一个圆锥圆柱齿轮减速器，其传动简图如图a所示，工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期限为十年，小批量生产，两班制工作，运输链工作拉力4500F/N，运输链工作速0
2、.96m/s，运输链的工作速度允许误差5%。图a 1电动机2联轴器 3圆锥圆柱齿轮减速器 4链传动 5运输链计算及说明结果二、传动方案的拟定 给定传动方案运动简图工作条件:连续单向运转,工作时有轻微振动,使用期限为十年,小批量生产,两班制工作,运输链工作速度允许误差为。根据要求采用圆锥圆柱齿轮传动。链传动的转速： 锥齿轮传动比取链传动传动比则圆柱齿轮的传动比三、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） 输出功率 确定效率，查指导手册表2-4 取：-闭式圆锥齿轮0.95 -闭式圆柱齿轮0.96 -开式滚子链传动0.9
3、-每对轴承0.99 -联轴器0.99 查表2-5选择电动机型号Y160M-6。 ，四、计算传动装置的运动和动力参数计算各轴转速：各轴输入功率： 各轴输入转拒： =5.0kw五、传动件的设计计算（一）低速级齿轮传动设计计算1、按接触强度设计 由设计计算公式（109a）进行试算，即 1） 确定公式内的各计算数值a) 试选择载荷系数=1.3b) 计算小齿轮传递转矩c) 由表107选取齿宽系数=1d) 由表106查得材料的弹性影响系数e) 由图1021d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240HBS。所以查得小
4、齿轮的接触疲劳强度极限大齿轮的接触疲劳强度极限f) 由式1013计算应力循环次数 （h）由图1019查得接触疲劳寿命系; ( i )计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1由式（1012）得 2） 计算(a)计算小齿轮分度圆直径，带入中较小的值 =(b)计算圆周速度V (c)计算齿宽b (d)计算齿宽与齿高之比b/h模数齿高 ( e ) 计算载荷系数 根据V=1.66m/s，7级精度，由图108查得动载荷系数 =1.08；直齿轮假设。由表 103查得=1 由表102查得使用系数=1 由表104查得7级精度，小齿轮相对支承非对称布置时，=1.426 故载荷系数 =（h）按实际的载荷系
5、数校正所算得的分度圆直径。由式（1010a）得 ( i )计算模数m2、按齿根弯曲强度设计 由式（105）得弯曲强度的设计公式为 1） 确定公式内的各计算数值(a)由图1020c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲强度极限 。(b)由图1018查得弯曲疲劳寿命系数 (c)计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4由式（1012）得 (d)计算载荷系数K =(e)查取齿形系数由表105可查得 (f)查取应力校正系数由表105可查得 (h)计算大小齿轮的并加以比较 = = 大齿轮的数值大，故计算大齿轮2） 设计计算 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模
6、数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数m=5mm按接触强度算得的分度圆直径 算出小齿轮齿数 大齿轮齿数 取 标准直齿圆柱齿轮传动几何尺寸名称代号小齿轮大齿轮模数m5压力角20分度圆直径d110220齿顶高齿根高齿全高h齿顶圆直径=120齿根圆直径基圆直径齿距P齿厚S齿槽宽e顶隙C标准中心距aa=165节圆直径=d传动比i2.02（二）高速级齿轮传动设计计算 1、选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数(a)传动方案已给出，圆锥圆柱齿轮传动(b)此运输装置为一般工作机器，速度不高故
7、选用7级精度（GB1009588）(c)材料选择。由表101选择小齿轮材料为40（调质），硬度为280HBS，大齿轮为45钢（调质）硬度为240HBS。 从图（1021）查得小齿轮疲劳极限应为 大齿轮疲劳极限应为(d)选小齿轮的齿数，大齿轮齿数同理低速级小齿轮齿数选 大齿轮齿数所以实际总传动比 实际转速 转速误差 符合要求。 2、按齿面接触强度设计由设计计算公式（1026）进行计算，即1） 确定公式内的各计算数值 （a）中 由（GB/T1236890）中暂选小圆锥齿轮的模数为4 由 计算圆周速度V 根据V=8.47m/s，8级精度由图108查得动载荷系数=1.27，由表102查得=1.25 取
8、1 由表109可得=1.2 （b）计算小齿轮传递的转矩 （c）齿宽系数 （d）由表106查得材料的弹性影响系数（e）由图1019查得接触疲劳寿命系数 （g）计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数为S=1 有式（1012）得 2） 计算试计算小锥齿轮的大端分度圆直径 =3） 按齿根弯曲强度设计查表10-5得；取m=3.5分度圆直径；4） 圆锥小齿轮的各项几何参数及尺寸名称代号计算公式结果分锥角24.5齿顶高3.5齿根高4.2齿顶圆直径92.9齿根圆直径89锥距R122.5齿根角tan=/R2.2顶锥角23.36根锥角20顶隙CC=cm7分度圆齿厚SS=5.495当量齿数30齿宽BB(取
9、整)445） 校核齿根弯曲疲劳强度 = 强度满足要求6） 大圆锥齿轮的几何参数及尺寸名称代号计算公式结果分锥角65.5齿顶高3.5齿根高4.2齿顶圆直径228齿根圆直径227锥距R122.5齿根角tan=/R2.2顶锥角67.7根锥角66.24顶隙CC=cm7分度圆齿厚SS=5.495当量齿数191齿宽BB(取整)44六、 轴的设计计算及校核轴的最小直径计算（材料为45钢）G=80Gpa 1轴：强度条件 刚度条件 同理：2轴：； 3轴：； (一)、中间轴校核选用轴承的型号: 角接触球轴承7208C 轴的长度与各段宽度尺寸如图所示 .轴上载荷计算： 水平面支反力（XZ平面） 绕B点的力矩 得 同
10、理得 竖直面支反力（XY平面） 同样由绕B点力矩和，得 =91.2N 同理由绕A力矩和 得 =-89.5N 绘弯矩图 垂直平面内弯矩图： C处弯矩： 水平平面内弯矩图： C处弯矩：总弯矩图： 总扭矩图： 由总弯矩图和总扭矩图可知，截面C受力最大，故C面为危险面。先将计算出的截面C处的、及的值列于下表载荷水平面H垂直面V支反力F，弯矩M，总弯矩扭矩3） 按扭矩合成应力较核轴的强度进行较核时，通常较核轴上受最大弯矩和扭矩的截面的强度。根据上式及表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取=0.6， 轴的计算应力： =20.33 已知选定的轴的材料为45钢，调质处理，查表15-1得 因
11、为 故安全七、轴承寿命校核 1、轴2： 7208C型轴承校核 其基本额定载荷Cr=35.8KN，轴1的转速970r/min 两轴承在两个相互垂直的平面内的受力为： 左轴承 =-510N =91.2N 右轴承 =508.2N =-89.5N 明显左轴承受力大，故校核左轴承。 则轴承当量载荷 ， 寿命充裕，可以使用。 2、轴1： 7206C型轴承校核。 其额定动载荷Cr=29.5KN，轴2转速为970r/min 同理可推出年寿命较充裕，可以使用。八、键的强度校核 1、轴1： 查表4-3-17许用应力； 2、轴2：3、轴3：九、 联轴器的选择 弹性套柱联轴器 根据所选电动机的参数查表得电机轴 45钢
12、A=103126 轴上有键槽，所以直径大5% d= 最终联轴器型号为TL6十、润滑与密封1. 齿轮润滑采用油润滑，通过大齿轮搅油，同时将润滑油带到导油沟，将油送到各个轴承，对轴承进行润滑。2. 在各个轴承端盖定位处安装O型密封圈，进行密封。3. 在输入和输出轴的轴承盖处设置环行槽，用垫圈进行动密封。十一、减速箱箱体结构设计：1、箱座壁厚：2、箱盖壁厚：3、箱体凸凹厚度： 箱座： 箱盖： 箱底座：4、 地角螺钉数目：5、 轴承旁联接螺栓直径：6、 箱盖和箱座联接螺栓直径：7、 轴承盖螺钉直径和数目：；8、 观察孔螺钉直径9、 其余尺寸根据情况查表确定十二、设计总结“天下难事，必做于易；天下大事，
13、必做于细。”这是我这次课程设计最大的体会。通过本次课程设计，深深的感觉到设计过程就是一个综合知识和能力运用的过程。在设计过程中，我深深的感受到了作为一名设计者的重大责任,它要求我们在工作过程中要有严谨的态度,认真负责的责任心和吃苦耐劳的精神。在设计开始的时候，我就遇到了很多麻烦，时间很短，以前的知识也有些以往，一般翻书复习，一边设计计算。用了3天的时间经过了无数次的修改，终于一个设计数据稿出炉了。做完了计算的部分，就要把这些算出来的数据变成图纸画出装配草图了。这可是一项浩瀚的工程，以前从没画过这么大的图，于是这便成了接下来这几天的全部生活，从早上9点到晚上9点。在画的过程中也并不是一帆风顺，在
14、这部分我发现，如果上一部分计算的内容没弄好，画这部分时会非常麻烦，我就出现了一次非常严重的错误，2轴上的齿轮与3轴发生了干涉，最后没办法只能重新取低速级齿轮的模数，把模数加大，轴间距就随之增大，这样就有效避免了干涉，再重新对齿轮的强度进行验算。这个过程我深深的意识到，做事一定要按部就班严谨认真，出现问题冷静思考解决方案。草图画完之后就进入到第三个部分画CAD图，对于这个部分我还是很有信心的，但是在CAD图初步完成之后还是有很多细节问题。这些细节帮我重新细致的复习了绘图知识，画图的速度也有所提高。接下来就到画三维图的时候了，这是我最愿意干的事，总觉得三维图很直观，很方便。由于有了CAD图的尺寸作
15、为依据，三维图画起来还是比较顺利的，但是锥齿轮的部分一直没弄太懂，上网搜了一些资料，下了一些插件，但是不是装不上就是版本不对，这个花了很长时间。最后装配成型之后，看着自己画的图，心里莫名的兴奋。功夫不负有心人啊！这次的课程设计是一次综合运用我们在大学期间所学所有专业知识的过程，在这过程中暴露了自己许多问题专业知识不扎实、运用能力不强和查找资料不全面的问题。在老师的帮助下，学会并成功的运用了很多专业知识，也了解到了一些零部件在工厂加工过程中所要注意的一些问题。总体上来说，通过本次课程设计，大大的提高了自己分析问题、解决问题的能力，温习了以前学过的专业知识，也巩固自己的计算机制图的水平。更最重要的
16、是我学会了今后的学习中、面对困难时要采取怎样的态度。美好的景色在顶峰，人在克服重重困难最终获得成功时，才是最幸福的时刻。课程设计做完了，这中间有过痛苦有过折磨，有过悲伤有过喜悦，但这并不是路的尽头。在今后的道路上，我仍需更勤奋刻苦的努力，我相信，只要学好技术知识，以一种勤奋谨慎的精神对待学习和工作，我们定会达到美丽的顶峰。十三、参考文献1毛德谦 李振清. 机械设计师手册 第3版 北京: 机械工业出版社,2007.12纪名刚等. 机械设计. 北京：高等教育出版社，2004.3陈殿华. 机械设计课程设计指导书. 大连：大连大学出版社4陈作模等. 机械原理. 北京：高等教育出版社，2004.5任金泉. 机械设计课程设计. 西安:西安交通大学出版社.2002.12 6孔凌嘉. 机械基础课程设计. 北京：北京理工大学出版社，2004.7彭荣济等.现代综合设计手册M.北京:北京出版社,1999.8六项基础互换性标准汇编:上,中,下册M.北京:北京标准出版社,2005.9机械设计手册编委会.机械设计手册(新版)M,北京:机械工业出版社,2003.10朱孝录.机械传动装置选用手册M.北京:机械工业出版社,1999. =81.65mmK=1.975m=4.32m=5a=150mmB=110mmm=3.51
