圆锥圆柱减速器(机械设计课程设计) ( 最终版)

西安电子科技大学课程设计报告班级：041012组员：王典04101184王东旭04101185刘瑞明04101186李志辉04101187薛敏04101188田艳妮04101189指导教师：陈永琴材料目录序号名称数量1课程设计任务书12课程设计计算说明书13零件图34减速器装配图11西安电子科技大学机械设计课程设计任务书设计题目:圆锥圆柱式减速器设计院系：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名:指导教师:《机械设计》课程设计任务书一、设计题目（圆锥圆柱式）设计一链板式输送机的传动机构，其传动简图如下：21．电动机2．联轴器3．减速器4．链传动5．输送链二、已知数据输送机链条总拉力F=6000(N)输送机链条速度V=0.8(sm)输送机链轮节圆直径D=300(mm)输送链链轮轴上效率96.0w（包括链轮与轴承的功率损失）工作年限5年，每日工作2班输送链速度允许误差为5％三、工作条件：连续单向运转，有轻微振动，灰尘较多，小批量生产。四、设计工作量1．零件工作图1~3张（各零部件三维模型）2．减速器装配图一张（三维装配模型、运动仿真模拟）3．设计计算说明书一份设计计算说明书目录一、设计方案的布置………………………………………………2XX12345Fv3二、电动机的选择………………………………………………3三、计算总传动比及分配各级的传动比………………………4四、运动参数及动力参数计算…………………………………5五、传动零件的设计计算………………………………………71、圆锥齿轮传动设计计算…………………………………2、圆柱齿轮设计计算………………………………………六、轴的设计计算………………………………………………151、输入轴的设计……………………………………………2、中间轴的设计……………………………………………3、输出轴的设计……………………………………………4、轴的校核（以中间轴为例）……………………………七、滚动轴承的选择及校核计算………………………………26八、箱体的设计………………………………………………九、联轴器的选择………………………………………………28十、润滑与密封………………………………………………28十一、总结………………………………………………………十二、参考文献…………………………………………………29十三、附录（零件及装配图）4设计计算说明书一、设计方案的布置设计一链板式输送机的传动机构，其传动简图如下：XX12345Fv1.电动机2.联轴器3.减速器4.链传动5.输送链二、电动机的选择1.电动机的类型：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.功率的确定2.1工作机所需功率wP(kw):wP=Fv/(1000w)=6000×0.8/(1000×0.96)=5kw2.2电动机至工作机的总效率η：通过查《机械课程设计手册》表1-7确定各级传动的机械效率：八级精度圆锥齿轮传动（油润滑）：0.95八级精度圆柱齿轮传动（油润滑）：0.97滚子链传动效率：0.96wP=5kw5弹性柱销联轴器：0.993圆柱滚子轴承：0.98η=1×32×3×4×5=0.993×0.98^3×0.95×0.97×0.96=0.8268（1为联轴器的效率，2为轴承的效率，3为圆锥齿轮传动的效率，4为圆柱齿轮的传动效率，5为链传动的效率）2.3所需电动机的功率dP(kw):dP=wP/η=5Kw/0.8268=6.0474kw2.4电动机额定功率:dmPP由表16-1选取电动机的额定功率为7.5kw.3.确定电动机的型号工作机转速wn=60×v×1000/(πD)=51r/min电动机转速的选择选用常用同步转速1000r/min,1500r/min两种作对比。总传动比i=dn/wn,其中为dn电动机的满载转速。现将两种电动机的有关数据列于如下表比较。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iIY160M—67.5100097019.02IIY132M—47.51500144028.235由上表可知方案I总传动比过小，为了能合理的分配传动比，使传动装置结构紧凑决定选用方案II。电动机型号的确定根据电动机功率和同步转速，选定电动机型号为Y132M—4。查表12-1知电动机座中心高为132mm，，中机座，4为电动机的极数。电动机型号额定功率(kw)满载转速(r/min)起动转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩Y132M—47.514402.22.3η=0.8268dP=6.0474kwwn=51r/min电动机型号：Y132M—46三、计算总传动比及分配各级的传动比1.总传动比：总i=mn/wn=1440/51=28.2352.分配传动比的基本原则：在设计两级或多级减速器时，合理地将传动比分配到各级非常重要。因它直接影响减速器的尺寸、重量、润滑方式和维护等。分配传动比的基本原则是：(1)使各级传动的承载能力接近相等（一般指齿面接触强度）(2)使各级传动的大齿轮浸入油中的深度大致相等，以使润滑简便。(3)使减速器获得最小的外形尺寸和重量。对圆锥圆柱齿轮减速器的传动比进行分配时，要尽量避免圆锥齿轮尺寸过大、制造困难，因而高速机圆锥齿轮的传动比1i不宜太大，通常取1i=0.252i，且1i3。3.初定链传动的传动比：3i=链i=3.137减速器的传动比：减i=i/3i=28.235/3.137=9锥齿轮的传动比：1i=减i25.0=0.53=1.5柱齿轮的传动比：2i=9/1.5=6四、运动参数及动力参数计算1.各轴的转速n(r/min)高速轴Ⅰ的转速：1n=dn=1440r/min中间轴Ⅱ的转速：2n=1n/1i=1440/1.5=960r/min总i=28.2351i=1.52i=63i=3.1377低速轴Ⅲ的转速：3n=2n/2i=960/6=160r/min滚筒轴Ⅳ的转速：4n=3n/3i=160/3.137=51r/min2.各轴的输入功率P（kw）高速轴Ⅰ的输入功率：P1=Pd×1=6.0051kw中间轴Ⅱ的输入功率：P2=P1×23=5.591kw低速轴Ⅲ的输入功率：P3=P2×42=5.315kw滚筒轴Ⅳ的输入功率：P4=P3×52=5kw3.各轴的输入转矩T(N·m)高速轴Ⅰ的输入转矩：111/9550nPT39.825N·m中间轴Ⅱ的输入转矩：222/9550nPT55.619N·m低速轴Ⅲ的输入转矩：333/9550nPT317.239N·m滚筒轴Ⅳ的输入转矩：444/9550nPT936.275N·m4.各轴的运动和动力参数项目转速(r/min)功率(kw)扭矩(N*m)传动比高速轴I14406.005139.8251中间轴Ⅱ9605.59155.6191.5低速轴Ⅲ1605.315317.2396滚子链Ⅳ515936.2753.137五、传动零件的设计计算（一）圆锥齿轮传动的设计计算已知数据：传动比u=1i=1.5，功率P=6.0051kw小齿轮1n=1440r/min，扭矩1T=39.825N·m1n=1440r/min2n=960r/min3n=160r/min4n=51r/minP1=6.0051kW2P=5.591kW3P=5.315kW4P=5kW1T=39.825N·m2T=55.619N·m3T=317.239N·m4T=936.275N·m8大齿轮2n=960r/min，扭矩2T=55.619N·m1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1.1选用闭式直齿圆锥齿轮传动，按齿形制199012369/TGB齿形角20，顶隙系数*0.2c5，齿顶高系数*1ah，螺旋角0m，轴夹角90，不变位，齿高用顶隙收缩齿。1.2根据课本表10-1，材料选择，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。1.3根据课本表10-8，选择8级精度。2.按齿面接触疲劳强度设计公式：1td≥2.9232125.01uKTZRRHE2.1参数确定试选载荷系数tK=1.3计算小齿轮传递的扭矩1T=39.825N·m选取齿宽系数R=1/3（锥齿轮R=0.25~0.35）由课本表10-6查得材料弹性影响系数12189.8EZMPa。由图10-21d按齿面的硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限Hlim1=600MPa，大齿轮的接触疲劳极限σHlim2=550MPa。计算应力循环次数91110523.253658214406060NhjLn92210682.15365829606060hjLnN由图10-19查得接触疲劳寿命系数91.01HNK94.02HNK计算接触疲劳许用应力MpaSKHNH54660091.01lim11MpaSKHNH51755094.02lim2292.2试算小齿轮的分度圆直径代入H中的较小值得1td≥2.9232125.01uKTZRRHE=79.39mm2.3计算圆周速度vmmddtm16.666539.79)315.01(11)100060/()(11ndvm=（3.14159×66.16×1440）/（60×1000）=5m/s3.修正分度圆直径齿轮的使用系数载荷状态轻微冲击，查表10-2得AK=1。由图10-8查得动载系数VK=1.27。由表10-3查得齿间载荷分配系数HK=FK=1。依据大齿轮两端支承，小齿轮悬臂布置，查表10-9得轴承系数beHK=1.25由公式HK=FK=1.5beHK=1.5×1.25=1.875接触强度载荷系数K=AKVKHK=1×1.27×1.875=2.38按实际的载荷系数修正所得的分度圆直径为：311/ttKKdd=79.39×33.138.2=97.12mm4.选择齿轮及计算相关参数选取1z=24，2z=1zi=24×1.5=36实际传动比:u=i=2z/1z=36/24=1.5模数m=1d/1z=97.12/24=4.047mm，参考《机械原理》就近取模数m=4.实际分度圆直径1d=m1z=4×24=96mm2d=m2z=4×36=144mm分锥角69.33/1arctan1u2=90-1=56.31锥顶距87215.19621221udRmm10齿宽b=RR=31×87=29mm名称代号小圆锥齿轮大圆锥齿轮齿数z2436模数m4分锥角33.6956.31分度圆直径d96144齿顶高ah4齿根高fh4.8锥距R87齿宽b295.弯曲疲劳强度校核5.1校核弯曲强度公式如下：FRSaFaFbmYYKT)5.01(111=FNSK/lim5.2参数确定：弯曲强度载荷系数K=AKVKFKFK=2.381T=39.825N·m齿形系数FaY=1.62应力校正系数saY=2.53齿宽b=29mm模数m=4取1NK=0.8588.02nK1lim=500MpaMpa3802lim疲劳强度安全系数S=1.25~1.5，取S=1.45.3计算：MpabmYYKTRSaFaF724.83)]5.01([)(1111MpaSKFNF57.3034.1/50085.0/lim11z=242z=36m=4mm1d=96mm2d=144mm11MPaSKFNF86.2384.1/38088.0/lim2所以，符合FF满足弯曲强度要求，所选参数合适，设计合理。（二）圆柱齿轮传动的设计计算已知数据：传动比i=6功率P=5.591kw小齿轮1n=960r/min，扭矩1T=55.619N·m大齿轮2n=160r/min，扭矩=317.239N·m1.选定齿轮类型、精度等级、材