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1、圆锥-圆柱齿轮减速器设计书内容及任务一、设计的主要技术参数:卷筒直径D=360mm;运输带速度V=0.75m/s运输带从动轴所需扭矩T=6700Nm。工作条件:用于装配车间,双班制工作,工作较平稳,使用寿命为8年(轴承寿命为3年以上)。二、设计任务:电动机的选择;装置运动和动力参数的计算;带传动的设计;齿轮的设计;轴类零件的设计;轴承寿命的计算;键连接的校核;密封及润滑类型的选择;减速器的设计;绘制减速器零件图和装配图;编写设计计算说明书。三、每个学生应在教师指导下,独立完成以下任务:(1) 减速机装配图1张;(2) 零件工作图23张;(3) 设计说明书1份进度安排2012年10月拟定设计方案
2、2012年11月设计带轮和齿轮及确定其参数2012年12月设计轴类零件,选取轴承2013年1月画出装备图及零件图主要参考资料【1】机械设计(第八版).濮良贵,纪名刚 主编.北京:高等教育出版社,2006.5【2】机械设计课程设计(第二版).杨光等主编.北京:高等教育出版社,2010.6【3】机械原理(第二版).朱锂主编.北京:高等教育出版社,2010.4【4】材料力学(第五版).刘鸿文主编.北京:高等教育出版社,2011.1【5】机械制图(第二版).王巍主编.北京:高等教育出版社,3009,.6【6】互换性与测量技术基础(第二版).徐学林主编.长沙:湖南大学出版社,2009.7【7】理论力学(
3、第七版).哈尔滨工业大学理论力学教研室编.北京:高等教育出版社,2009.7指导教师(签字): 年 月 日系(教研室)主任(签字): 年 月 日 机 械 设 计设计说明书圆锥圆柱齿轮减速器起止日期: 2012年10 月 11 日 至 2013年 1 月 5 日学生姓名陈达班级机设1001学号10405100111成绩指导教师(签字)机械工程学院(部)2012年01月05日目 录1 传动方案的设计32 电机的选择33 运动和动力参数的计算44 V带传动设计计算65 齿轮设计计算76 轴的机构设计计算177 轴承的校核238 键的选择及校核计算269 联轴器的选择2710减速器箱体及附件的设计27
4、11 润滑与密封2912 密封的方法3013 窥视及视孔盖3014 放油孔螺栓及油尺3015 启盖螺钉3116 设计小结3117 附图1、传动方案的设计在电机与运输带之间布置一台二级圆锥-圆柱齿轮减速器,高速级布置直齿圆锥齿轮传动轴端选择弹性联轴器。图1-1所以为输送机机传动的系统简图。 图 1-12、电动机的选择(1)计算滚筒的工作转速(2)工作机的功率(3)传动系统的总效率为设 -输送机滚筒效率,取0.96-输送机滚筒轴至输送带之间的传动效率,取0.97-联轴器效率,取0.99-闭式圆柱齿轮传动效率,取0.97-闭式圆锥齿轮传动效率,取0.97-滚动轴承效率,取0.99(4)电动机所需功率
5、为由表12-1可知,满足条件的Y系列三相异步电动机额定功率应取7.5KW。根据动力源和工作条件,电动机的类型选用Y系列三相异步电动机。电动机的转速选择常用的两种同步转速:1000r/min和750r/min,以便比较。根据电动机所需功率和同步转速,查辅导教材表(12-1)确定电动机的型号为Y160M-6或Y160L-8。传动系统的总传动比为式中 电动机满载转速 滚筒的转速将所查两种电动机的参数和计算数据绘表如下表:表2-1方案电动机型号额定功率/KW同步转速/(r/min)满载转速/(r/min)总传动比中心高/mm电流/A1Y160M-67.5150097024.11160172Y160L-
6、87.571571517.9616017.7通过上表可知,方案1转速高,电动机价格低,总传动比虽然大些,但完全可以通过带传动和两级齿轮传动实现,所以选择方案1.。3、运动和动力参数的计算(1) 传动比得分配总传动比为: 由传动系统方案知 由计算得两级齿轮的总传动比为 为了便于大锥齿轮的加工,高速级锥齿轮传动比取为 低速级的传动比为(2) 各轴的转速计算 (3) 各轴输入功率计算 (4) 各轴输入扭矩计算数 表2-2各轴运动与动力参 表2-2轴号转速n/(r/min)功率P/KW扭矩T/()07155.9178.9417155.8578.152238.335.62225.20339.795.41
7、296.05439.795.291269.654、齿轮1、齿轮2的设计计算(1)选精度等级、材料及齿数(1)、选择齿轮材料与热处理方法。根据工作条件,一般用途的减速器可采用闭式软齿面传动,7级精度等级的直齿锥齿传动。查表7-1取小齿轮材料为40cr钢,调质处理,硬度HBS1=260;大齿轮材料为45钢,调质处理,硬度HBS2=230;两齿轮齿面硬度差为30HBS,符合软齿面传动的设计要求。结构简图如图5-1所示: 图5-1a、确定齿轮齿数、 取小齿轮齿数,在(1630)范围之内,则大齿轮齿数 2、确定材料的许用应力(1)、确定接触疲劳极限=720MPa,=580MPa(2)确定寿命系数ZN,大
8、小齿轮循环次数分别为N1,N2由图10-19取疲劳强度寿命系数::Z1=1,Z2=1(3)、确定尺寸系数Zx,由图7-20查得Zx1=Zx2=1(4)、确定安全系数SH,查表7-8取SH=1.05(5)、计算许用接触应力3、根据设计准则,按齿面接触疲劳强度设计按式(7-35)计算接触强度,其公式为确定上式中计算数值如下: 试选载荷系数:。 取齿宽系数: 由表7-5得材料的弹性影响系数: 由表7-14确定节点区域系数: 试算所需小齿轮直径d1t4、确定实际载荷系数K与修正所计算载的分度圆:(1):齿轮使用系数,查表7-2得(2):动载系数计算齿轮的平均圆周速度查表7-7,由齿轮的精度7级与速度查
9、图7-8得KV=1.05(3):齿间分配系数锥距:齿宽初定:圆周力计算:单位载荷计算由表7-11查得=1.2(4):齿向载荷分布系数由表7-12得,有效工作齿宽be,按式(7-34)计算得 (5)、计算载荷系数(6)、按载荷系数校正分度圆直径(7)、试算模数 取标准值,模数圆整为5、齿根弯曲强度计算按式(7-38)计算接触强度,其公式为确定公式内各计算数值如下。(1)查教材图表(图7-21a)查得小齿轮弯曲疲劳强度极限=300MPa ,大齿轮弯曲疲劳强度极限=220MPa 。(2)取弯曲疲劳寿命系数(3)由表7-8取弯曲疲劳安全系数S=1.25(4)由图7-23确定尺寸系数,得(5)由式(7-
10、22)计算弯曲强度许用应力得 =MPa =MPa(6)确定齿形系数,计算分度圆锥角计算当量齿数 查教材图表(图7-16=2.61,=2.12.(7)、确定应力校正系数,根据Zv1,ZV2,由图7-17查的=1.59,=1.85(8)大小齿轮的值 大齿轮的数值大.选用.(9)、将以上各值代入公式计算得=由于齿轮的模数m的大小主要取决于弯曲强度,所以将计算出来的4.11按表7-9圆整为m=4.5.再根据接触疲劳强度计算出的分度圆直径d1=90mm,协调相关参数与尺寸为 z= 取z=20 那么z=锥齿轮分度圆直径为 6、标准直齿圆锥齿轮相关几何计算名称符号小锥齿轮1大锥齿轮2分度圆锥角分度圆直径d=
11、90mm=齿顶高ha齿根高hf齿顶圆直径da齿根圆直径df锥距RR=142.30nn齿宽bB=44齿顶角a齿根角ff=2.175、齿轮3、齿轮4的设计计算1、 选择齿轮材料、热处理方法、精度等级和齿数小齿轮材料选取40Cr钢调质,大齿轮选取45钢调质,小齿轮齿面硬度为260HBS,大齿轮齿面硬度为230HBS。精度等级取7级。试选小齿轮齿数, 取2、 确定材料的许用接触应力(1)、确定疲劳极限应力,由图7-18(a)查MQ线得,(2)、确定寿命系数ZX:由图7-19查的,(3)、确定尺寸系数ZX,由图7-20取,(4)、确定安全系数SH,由表7-8取。(5)、计算许用接触应力,按式(7-20)
12、计算,得3、根据设计准则,按齿面接触疲劳强度设计查 (7-25)有齿面接触疲劳强度设计公式确定上式中的各计算数值如下。(1)、初选螺旋角,试选载荷系数:。(2)、小齿轮的转矩(3)、确定齿宽系数,由表7-6选取齿宽系数(4)、确定弹性影响系数:表7-5,(5)、确定节点区域系数:由图7-14:(6)、确定重合度系数Z。由式(7-27)可得端面重合度为轴面重合度:因,由式(7-26)得重合度系数(7)、角系数(8)、试算所需小齿轮直径d1t =69.92mm 取d1t=90mm4、 实际载荷系数K与修正所计算的分度圆直径:确定齿轮使用系数,表7-2得:确定动载系数,图7-8得:确定齿间分配系数,查表7-3得:确定齿向载荷分布系数 ,由表7-4得=1.33(5):计算载荷系数(6):按实际载荷系数校正所算的分度圆直径,由式(7-12)得(7)、计算模数5、 齿根弯曲疲劳强度计算由式(7-28)的弯曲强度的设计公式为 确定上式中的各计算值如下。(1)、由图7-21(a)弯曲疲劳强度极限,(2)、由图7-22取弯曲疲劳寿命系数,(3)、由表7-8查得弯曲疲劳安全系数(4)、由图7-23得尺寸系数(5)、由式(7-22)得许用弯曲应力(6)、