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1、0机械设计课程设计计算说明书设计题目：圆锥斜齿圆柱齿轮减速器宁波大学机械工程与力学学院机械国贸 107 班设计者：朱立力指导教师：柳丽2013 年 1 月 14 日1目 录一、设计任务 2二、传动方案的拟定及说明 3三、电动机的选择 3四、传动装置的总传动比及其分配 4五、计算传动装置的运动和动力参数 4六、齿轮传动的设计计算 5七、链传动设计 15八、轴的设计计算 16联轴器的选择轴承的选择九、滚动轴承的校核 26十、键的选择及强度校核 30十一、箱体设计及附属部件设计 33十二、润滑与密封 34十三、端盖设计 34十四、心得体会 362一、设计任务：设计一用于链板式运输机上的圆锥斜齿圆柱齿
2、轮减速器。传动简图如下： v总体布置简图1电动机 2联轴器 3减速器 4链传动 5链板式输送机已知条件：组数 输送链的牵引力F（ KG）输送链的速度v(m/s)输送链链轮节圆直径 d(mm)第 2组6 0.5 399注：1.链板式输送机工作时，运转方向不变，工作载荷稳定。2.工作寿命 15 年，每年 300 个工作日，每日工作 16 小时。计算工作寿命： hht4102.7163015 ht4102.73二、 传动方案的拟定及说明如任务说明书上布置简图所示，传动方案采用圆锥圆柱齿轮减速箱：圆锥齿轮置于高速极，以免使圆锥齿轮尺寸过大加工困难；链传动的制造与安装精度要求较低适合远距离传动，但只适用
3、在平行轴间低速重载传动，故用在低速级。三、 电动机的选择1、工作机输出功率 WPkFvPW3105.62、输送链小链轮转速 n输送链链轮节圆周长 c=d=1252.86转速 r/min=23.94 r/min cn6015.3、传动效率 ：查设计手册P:5表1-7锥齿轮传动：8级精度的一般齿轮传动(油润滑) 97.01斜齿轮传动：8级精度的一般齿轮传动(油润滑) 2链传动：滚子链 96.03联轴器：弹性联轴器 4滚动轴承：滚子轴承（稀油润滑） （一对）98.05总传动效率 = =0.84212344、电动机输入功率 dPKWwd 56.842.05、由设计手册P:167表12-1 选Y132M
4、1-6型号电动机，主要技术数据如下：型号 额定功率 （kW） 满载转速（r/min ） 额 定 转 矩堵 转 转 矩Y132M1-6 960 2.0kWPw3=23.94r/minn97.0126.39048.5=0.842=3.56kWdPY132M1-6 型号：额定功率 4kw满载转速960r/min40额 定 转 矩最 大 转 矩质量（kg） D E G2.0 73 42 80 37四、 传动装置的总传动比及其分配1、系统总传动比 i=960/23.94=40.1i2、参考设计手册P:5表1-8：对于链传动，传动比范围为2-5，所以取为链传动比 ，对于圆锥圆柱齿轮减速器，为使大圆锥齿轮3
5、4.i直径不致过大，传动比应取小值，但考虑到使用浸油润滑，大锥齿轮和大圆柱齿轮直径相差不易太大，参考设计手册取圆锥齿轮传动比 。31i圆柱齿轮传动比 42i五、 计算传动装置的运动和动力参数1、各轴转速n（r/min）减速器高速轴为轴，中速轴为轴，低速轴为轴，各轴转速为： min/9601ri/3212rinin/80423i2、各轴输入功率P（kW） kWd.35416912KP.5233、各轴输入转矩T（N） mNn60.38911=40.1i1i423.3imin/9601rni/32in/803rnkWP.16932K5.mNT60.38120mNnPT12.09522.4933六、
6、齿轮传动的设计计算1、设计对象：（一）高速级锥齿轮传动（二）低速级圆柱斜齿轮传动2、电动机为一般工作机，速度不高，选择7级精度；3、材料选择：由机械设计表，选择小锥齿轮材料为40Cr（调质） ，硬度为280HBS；大齿轮材料为45钢（调质） ，硬度为240HBS，二者硬度差为 40HBS；(一) 高速级锥齿轮传动设计1、选择直齿圆锥齿轮：轴交角 压力角9020n齿数比 11taco3iu计算分锥角 2,43.18arctn121907.5438271.53小齿轮 1 的转矩 mNT60.82、初定小齿轮齿数 1z3312uu3、按齿面接触强度设计由机械设计 设计计算公式（10-26）进行试算，
7、即7:PmNT1.49320n43.1827503 2121 )5.0()(9.2RRtHEt TKZd1)确定公式的各计算数值（1）试选载荷系数 .tK（2）已知小锥齿轮转矩 mNT38601（3）圆锥齿轮传动的齿宽系数:取常用值 3/1R（4）齿数比 312zi（5）由机械设计 表10-6查得材料的弹性影响系数0:P28.9MaZE（6）由机械设计图1021d)按齿面硬度查小锥齿轮的接触疲劳强度极限 大锥齿轮的接触疲劳极限,01limH MPaH502lim（）计算应力循环次数91291038./ 1.4)3016(6iNjLnh（8）由机械设计图1019查得接触疲劳寿命系数 .,9.02
8、1HHK（）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S1，由机械设计式（10-12）得 MPaSKHNH 5761096. 83.2lim21li 可见大锥齿轮的许用接触应力小。2）计算（1）试算小锥齿轮的 ，由计算公式，得td1 mdt 05.63)15.0(3/86)4958.(2. 2231 （2）锥距 muR./12齿宽 b54.2937.8MPaH576821mdt05.610tt 67.21/05.1齿高 .2.th92406/59b（2）计算平均分度圆直径mdRm 71.46)/1(5.).1( （3）计算齿宽中点处的圆周速度 snv /3.20697.40611（4）计算
9、载荷系数由机械设计表10-2查得使用系数 0.1AK根据 ，由于锥齿轮，需降低一级精度，由机械设计smv/35.21图10-8查得动载系数 14.v直齿圆锥齿轮的齿间载荷分配系数 1FHK由机械设计表10-9用差值法查得轴承系数 ，.又由 和 查机械设计图10-13得1.HK92.4hb 5.F故载荷系数 6.15.10VA（5）按实际载荷系数校正所算得的 dmKdtt 29.64/31（6）计算大端模数。mz0.14、校核齿根弯曲强度由机械设计 式（10-24）26:P3215.04FSaRRYuzKT1）确定公式中各计算数值6.1K0（1）计算载荷系数6.1FVAK（2）由机械设计图10-
10、20c查得小齿轮的弯曲疲劳极限，大齿轮的弯曲疲劳极限 ；MPaFE501 MPaFE3802（3）由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数 .,5.21FNNK（4）计算弯曲疲劳许用应力取安全系数S1.4,由机械设计式（10-12） ，得 MPaaSKFENF 86.234.180 57.52211 （6）计算当量齿数 957.cos/63cs/2211 zv（7）查取齿形系数 FaY由机械设计表10-5查得 12.,.21FaY（8）应力校正系数 Sa由机械设计表10-5查得 87.,5.21Sa（9）计算大小齿轮的 FSaY值，加以比较：0146.57.321FSaY5.8.2FSa大齿轮的数值
11、较大。2）代入数值计算 mm 24.0165.3215.01390642对比计算结果，由齿面接触强度计算的模数m 大于由齿根弯曲强度计算的模数，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，而齿面接触强度决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，但由于按齿面接MPaF86.2357015.20触强度与齿根弯曲强度算的相差较大，保险起见可取由弯曲强度算得的模数扩大到 ，按接触强度算得的分度圆直径 ，m5.2 md34.61算出小齿轮齿数 6./3461dz。782）代入数值计算（）计算分度圆直径 65192（）计算锥距R ud7.102/365/122 （）计算齿宽B mR.4/7.0取整 m
12、3521（4）平均分度圆直径mRmd5.162).0(74124.计算各主要几何尺寸列表备用名称 代号 小锥齿轮 大锥齿轮分锥角 43.1857.12齿顶高 ha mmha.*齿根高 hf cf 3)0()(分度圆直径d 65mm1 195mm2d平均分度圆直径mm7.541m5.162锥距 R R7.10261z78md65192R7.10mB35210顶隙 c mc5.02.*分度圆齿厚s s93/齿宽 B B(二)低速级斜齿圆柱齿轮传动1、选定齿轮类型、旋向、精度等级、材料及齿数1）按照给定的设计方案可知齿轮类型为斜齿圆柱齿轮；2）为尽量减少中间轴上的轴向力，选小齿轮为左旋，则大齿轮为右
13、旋；3）电动机为一般工作机，速度不高，选择7级精度；4）材料选择。由机械设计表10-1选取，小齿轮的材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮的材料为45钢（调质） ，硬度为240HBS，二者硬度差为40HBS；5）选小齿轮的齿数为 241z则大齿轮的齿数为9612zi2、按齿面接触强度设计按机械设计式（10-21）试算 2231 1HEdtt ZuTK1）确定公式内各计算数值（1）试选载荷系数 6.t（2）已知小斜齿轮传递的转矩 mNT12.02（3）由机械设计表10-7选取齿款系数 .d（4）查机械设计图10-26得端面重合度为 80.,765.021所以， 1（5）齿数比 412ziu（6）由机械设计P:201表10-6查得材料弹性影响系数 218.9MPaZE（7）由机械设计图10-30得区域系数 43.HZ（8）由机械设计图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极0限 ；大齿轮的接触疲劳强度极限MPaH601lim MPaH502lim（9）由机械设计式（10-13）计算应力循环次数 89212 910456.3/10384./ 4.)(iNjLnh（10）由图10-19查得 ,.2HNHNK（11）计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数S1，由机械设计式（10-12）有：MPaKH
