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1、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机 械 系 机械设计与制造 专业机 班设 计 者 指导老师 目录一、 设计任务(1)二、 设计方案分析(1)三、 机构结构分析(2)四、 原动件的选择(2)五、 机构的运动分析及动力参数选择与计算(3)六、 传动零件的计算(4)七、 轴的计算.(11)八、 轴承的选择.(21)九、 连接件的计算.(28)十、 润滑、密封.(29)十一、 三维图(30)十二、 小结(33)参考资料(34)附录 .(35)机械设计课程设计圆锥斜齿圆柱齿轮减速器一、设计任务要求：该减速器用于港口运输货物双班制工作，工作有轻微震动。每年按300天计算，轴承寿命
2、为齿轮寿命的三分之一以上。已知：运输拉力为1140N，速度为2.25m/s。卷筒直径300mm，使用年限10年。计算与说明主要结果二、设计方案分析 I 择电动机的类型和结构因为装置的载荷平稳，长期工作，因此可选用鼠笼型异步电动机，改电机结构简单，工作可靠，维护容易，价格低廉，、配调速装置，可提高起动性能。II确定电动机功率和型号运输带机构输出的功率：传动系得总的效率： 电机所需的功率为： 由题意知，直齿锥形齿轮放在第一级，不宜传输过大的转矩，同功率的电机如下（Y112M-2，Y112M-4，Y132M-6，Y160M1-8），选择Y112M1-6 比较合理，额定功率4kw,满载转速960/mi
3、n.二、传动比的计算与分配卷筒的转速（r/min）总传动比: 取高速级锥形齿轮传动比,斜齿圆柱齿轮传动比: 三、 各轴的转速，功率和转速1，各轴的转速可根据电动机的满载转速和各相邻轴间的传动比进行计算，转速（r/min）。 计算与说明主要结果2，各轴的输入功率（kw） 3，各轴输入扭矩的计算 将以上算得的运动和动力参数列表如下：I轴II轴III轴转速（r/min）970651162.75输入功率P（kw）3.883.613.33输入扭矩T（N.M）38.252.96195.4传动比（i）1.494效率（）0.950.97四：传动零件设计计算和轴系零件的选择。1， 传动零件设计计算。因该例中的齿
4、轮传动均为闭式传动，其失效形式主要是点蚀。（1） 要求分析1） 使用条件分析对于锥形齿轮主动轮有： 传动功率： 主动轮转速：齿数比：1：49圆周速度：估计 计算与说明主要结果2） 设计任务确定一种能满足功能要求和设计约束的较好的设计方案；包括： 一组基本参数： 主要基本尺寸：等（2） 选择齿轮材料，热处理方式及计算许用应力1） 选择齿轮材料，热处理方式：按使用条件属中速，低载，重要性和可靠性一般齿轮传动，可选用软面齿轮，也可选用硬齿面齿轮，本例选用软齿面齿轮并具体选用：小齿轮：45钢。调质处理，硬度为230255HBS；大齿轮：45钢。正火处理，硬度为190217HBS。2）确定许用应力 A:
5、 确定极限应力和 齿面硬度：小齿轮按230HBS，大齿轮按190HBS。得=580Mpa, =550 Mpa =220 Mpa, =210 Mpa B: 计算应力循环次数N，确定寿命系数 查图318得 查图319得C：计算许用应力 由表34，取 由许用应力接触疲劳应力公式（311）=580Mpa,=550 Mpa=220 Mpa=210 Mpa计算与说明主要结果由许用应力接触疲劳应力公式（312）（3） 初步确定齿轮的基本参数和主要尺寸1） 选择齿轮的类型根据齿轮的工作条件可选用直齿圆锥齿轮，也可选用斜齿轮圆锥齿轮，本例选择直齿圆锥齿轮（考虑到制造成本和实用性）2） 选择齿轮精度等级按估计的圆
6、周速度和功能条件要求选择8级精度。3） 初选参数初选 4） 初步计算齿轮的主要尺寸因电动驱动，有轻微震动，查表31得。取 则载荷系数K因为为直齿圆锥齿轮，取变位系数X=0。查图3 11，得节点系数 查表32得材料的系数 由式（322），可初步计算出齿轮的分度圆直径 m 等主要参数。计算与说明主要结果验算圆周速度 与估计值近似，且不超过速度允许值。确定主要传动参数大端模数 取模数m=3.5mm。大端分度圆直径： 取整：b=25mm。5） 验算轮齿弯曲强度条件 因为齿形系数和应力修正系数按当量齿数算。其中 齿形系数 应力修正系数 计算与说明主要结果齿轮的工作应力：直齿轮圆锥齿轮的设计结果如下：小齿
7、轮大齿轮齿数z2639直径d（mm）91136.5模数m3.53.5锥距R（mm）81.65齿宽b（mm）25斜齿圆柱齿轮的设计（1） 选择齿轮材料考虑加工的成本和实用性，在满足同样功能的前提下，选择同圆锥齿轮同样的材料和热处理方式。 小齿轮：45号钢。调质处理，齿面硬度230255HBS 小齿轮：45号钢。正火处理，齿面硬度190217HBS（2） 确定许用应力 A: 确定极小应力和齿面硬度：小齿轮按230HBS，大齿轮按190HBS，得 B ：计算应力循环数N，确定寿命系数 得： 计算与说明主要结果C：计算许用应力。 由表34取 （3） 初步确定齿轮的基本参数和主要尺寸1） 选择齿轮的类型
8、根据齿轮的工作条件和性能要求，可选择直齿轮圆柱齿轮和斜齿轮圆柱齿轮，本例中选择斜齿轮圆柱齿轮，以便抵消一部分轴向力。2） 选择齿轮精度等级 按估计的圆周速度，由表35，初选用8级精度。3） 初选参数。 4） 初步确定齿轮的主要尺寸。因为电动驱动，有轻微震动，查表31得，因为齿轮速度不高，取因为对称布局，轴的刚性小。取因为斜齿且精度高于7级。取 确定 由图311得，节点区域系数=2.45 =2.45计算与说明主要结果确定 查表32得 确定 因斜齿轮圆柱齿轮的重合度大，取=0.8 确定因螺旋角系数初步计算出齿轮的分度圆直径等主要参数和几何尺寸。mm， 按表37取标准模数 则圆整取a=115mm修改
9、螺旋角 以上验算数据基本上与估计计算近似且 计算齿宽：取42mm =0.8mma=115mm计算与说明主要结果5） 验算齿轮弯曲强度条件。（1） 计算当量齿数。 （2） 计算弯曲应力。查图314和图315得 取 则弯曲应力为斜齿圆柱齿轮的设计要求如下：小齿轮大齿轮齿数2080直径d（mm）46184齿宽b（mm）4842模数（mm）2.25螺旋角（）12中心距a（mm）115计算与说明主要结果轴的结构设计中间轴的设计计算1、 传动件的作用力计算（1） 锥形齿轮的作用力计算由锥齿轮啮合时的作用力与反作用力可知，中间轴上锥齿轮的受力情况圆周力：径向力：轴向力：（2） 斜齿轮的作用力计算 由前面计算
10、可知： 圆周力：径向力：轴向力：2、 选择轴的材料与机械性能由于该轴无特殊要求，轴的材料和机械性能的选择与高速轴的选择相同。计算与说明主要结果3、 轴的结构设计（1） 按扭转强度条件初步计算轴的最小直径，由于该轴系中间轴，其C值取中间值：C=112，则 按轴径的优先系列，考虑到最小轴段与轴承的配合，取轴的直径为25mm。（2） 设计其余各轴段的直径和长度a、 轴的其余径向尺寸的确定由于该轴上所支承的零件主要有大圆锥齿轮、斜齿圆柱齿轮以及滚动轴承，根据轴的受力和转速，初选角接触球轴承7205C，其尺寸为。为了轴上零件装拆方便和加工需要，相邻轴段直径之差应取13mm，用轴肩定位的相邻轴径的直径一般相差510mm。由以上条件可以推算出，圆柱齿轮与轴配合段的内径为30mm。由于圆柱齿轮的直径D=46mm，与轴的直径30mm相差不大，故验算考虑是否可以采用齿轮与轴一体的设计。齿根高 ：
