斜齿轮圆柱齿轮减速器设计方案

机械设计课程设计报告书圆锥圆柱齿轮减速器设计
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目录
一课程设计书
二设计要求
三设计步骤
1.传动装置总体设计方案
2.电动机地选择
3.确定传动装置地总传动比和分配传动比
4.计算传动装置地运动和动力参数
5.各级齿轮地设计与校核
6.低速传动轴地设计与校核
7.低速圆锥滚子轴承校核
8.键联接设计和校核
9.器机体结构尺寸
10.密封设计
11.装配图设计
四设计小结
五参考资料
.课程设计书
设计课题:
设计一用于带动螺旋输送机输送聚乙烯树脂材料地两级展开式圆锥圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转，载荷变化不大，空载起动，其效率为0.92(包括其支承轴承效率地损失),减速器小批量生产，使用期限5年(300天/年),三班制工作, 车间有三相交流,电压380/220V b5E2RGbCAP
二. 设计要求
1.减速器装配图一张(A1).
2.CAD绘制齿轮零件图一张(A3).
3.设计说明书一份.
三. 设计步骤
1.传动装置总体设计方案
2.电动机地选择
3.确定传动装置地总传动比和分配传动比
4.计算传动装置地运动和动力参数
5.各级齿轮地设计与校核
6.低速传动轴地设计与校核
7.低速圆锥滚子轴承校核
8.键联接设计和校核
9.器机体结构尺寸
10.密封设计
11.装配图设计
传动装置地总体设计
减速器要符合绿色环保，工作时间长，质量好.
选择电动机
1、选择电动机系列
按工作要求及工作条件，选用三相异步电动机，封闭式扇式结构，即：电压为380V Y系列地三相交流电源电动机.
2、选电动机功率
(1)、传动滚筒所需有效功率
Tn 9550000 300000 70
--------- - 2.2KW 9550000
(2)、传动装置总效率
各部分效率如下
闭式齿轮传动效率：0.97(精度8级)
滚动轴承效率：0.99(—对)
联轴器效率：n=0.99
可移式联轴器效率：n D =0.99
螺旋输送机：心=0.9
得尸0.972 0.993 0.99 0.99 0.92=0.823
(3)、所需电动机功率
=P W-=-2.2_=2.67KW n 0.823
3、确定电动机转速
⑴、螺旋输送机转速：n =70r/mi n
(2卜电机输出转速：n d
n d=i n =(8~15) 70r /min = 560 ~ 1050r /min
i —二级减速器传动比范围
n —螺旋输送机转速
选择电动机转速时，电动机重量轻，价格便宜，但总传动比大，传动装置过大.转速选择小了，电动机过重，价格过贵.择中选择
P w 二 2.2KW
n = 70r / min T =300N
m P r = 2.67KW
i
=13.71
三、 确定传动装置地总传动比和分配传动比
传动比分配
由选定电动机Y132S —6,同步转速1000r/min
螺旋输送机转速n = 70r / min,满载荷转速n 0=960r/min 。

总传动比 i = n
° =
960
=13.71 n w 70
取两级齿轮减速器输入 级的传动比为：h =0.25 i =3.43 则输出的传动比为：i 2 =4
四、 计算传动装置地运动和动力参数
运动条件及运动参数分析计算
0轴：0轴即电动机输出轴：
P 0= P r =2.67KW , n 0 =960r/min , T^ 9550 F 0
=2.656 104
N mm n 1轴：1轴即减速器输入轴
R = P) no^ - P) n/B 二 2.67 0.99 二 2.643KW
% =9550汉乩=2.629汉104” mm
2轴：2轴即减速器中间轴
F 2 = P i 況 n 2 = F 況 n 況 n = 2.643江 0.97 江 0.99 = 2.538KW n 1 960 “c
/ . n 2
280r / mi n
i 12 3.43
F 2 2.538
T 2 =9.55 汇—=9550 汇 -- =86564N mm
n 2 280
3轴：3轴即减速器输出轴
2
P 3 =F 2 =P 2 汉 n n =2.538 汉 0.97 汉0.99 =2.413KW
门2 280
.
n 3
70r /min
i 23
4
P .
2 413
5
T 3 =9550 - =9550
3.292 10 N mm
n 1 n 。

i
01 960
=960r/min 1 P 3 =2.413KW n 3 = 70r / min T 3 二 3.292 105
N mm
% 70 4轴：4轴即传动滚筒轴
P 4 = P 3 n 4 = P 3 n c
n B - 2.413 0.99 0.92 = 2.2KW
n 4 =竺=70
= 70 r / min
i 34 1
P 2 2 T 4 = 9550 4
= 9550
3.0012 105
N mm
帀 70
五、各级齿轮地设计与校核 (一)、低速级斜齿齿轮传动地设计与校核
1. 齿轮材料,热处理及精度
考虑此减速器地功率及现场安装地限制，故大小齿轮都选用硬齿面 渐开线斜齿圆柱齿轮 齿轮材料及热处理
① 材料：低速级小齿轮选用40Cr 调质，齿面硬度为小齿轮320HBS 取小齿齿数Z i =20
低速级大齿轮选用 45二钢调质，为大齿轮360HBS Z 2=i x Z “=4X
20=80 取 Z 2=80
cos 3
12
=85.48
查表得齿形系数Y F 和应力修正系数Y S Y F =2.65,Y s =1.58
螺旋角系数Y ，
--、匕二 5 = ”「一一 ..= 0.98 Y = 1 —"=
乙=4
Z 2 二
齿轮精度为8级
2.初步设计齿轮传动地主要尺寸
按齿根弯曲强度设计
3 2KT 1
YICOS 2
1 Y F Y S
\ %Z 2% 冋］
㈠确定公式内各计算数值
计算小齿轮传递地转矩'I = 86.56 N-m
初选齿宽系数按非对称布置，由表查得= 0.6 初选螺旋角 初定螺旋角一：=12：
载荷系数 KK = K A KK ;.K-：=1X 1.05X 1.4X 1.09= 1.60 当量齿数
z /cos = 20/ cos 3
12 m >
(1) (2) (3) (4) (5)
=21.37 z ；［ = z ：/cos / =80/
久=86.56 N m 一 12
(6) (7)
轴向重合度乍
0.92
1
①试选 K =1.60 Z F =188.9MPa 2 Z H =2.46 ；： =1.60
T 1 =8.6564 X 104
N*m =12 d =0.6
② 计算应力值环数
N=60r 1j =60 x 280X 1X( 5X 300x 24) =6.00 x 108
h
③ 查表得Z 。

15安全系数S H =1
[“=遽7.
15 X
(二)、高速级斜齿齿轮传动地设计与校核
1. 齿轮材料，热处理及精度
考虑此减速器地功率及现场安装地限制，故大小齿轮都选用硬齿面 渐开线圆锥齿轮 (1)
齿轮材料及热处理
① 材料：低速级小齿轮选用40Cr 调质，齿面硬度为小齿轮320HBS
端面重合度 ==；_2 =0.76 0.84=1.60
(8)
计算大小齿轮地[“]
计算应力值环数 N 1=60n 1j L =60 x 280X 1 X( 5X 300X 24)=6.00 x 108h
查表得齿轮弯曲疲劳强度极限
*m1
=62OMP a K FN1=0.92 S F =1.25
二 F lim 1 =
620MP
a
L-F ]=
Y Nj
0.92 620
=456.32MP a
1.25
S F
计算大小齿轮地
Y F F S
，并加以比
较
Y F Y S
2.80 1.55
["]一 456.32
3
________________ -0.00951
m >
2KT 1YQOS 2
1 Y F Y S
d
Z 2
1(
[；「F ]
3
2
2 1.60 86564 0.92 cos 12
V
0.6 汇 202 汇 1.60
3.按齿面接触强度校核 3
2 KT 1 i +1 Z E Z H 2 d_ ——1 (_E —J 2
• d；：. i [J]
确定各参数地值：
0.00951 =1.82 ①
800/1=920MPa
3
d
「d
3
2KT 1 i 1 Z E Z H X
2 2 1.60 86564 4 1 188.9 2.46 2 丄疋 -- X (―E — )2
= I -------------------------- X --------- X ( --------- )2 二 45.14 ② 比较公式①、②和公式 d=mz 取m=2.5 d=50 b=0.6 50 = 30mm m = 2.5mm
乙二20
Z 2 二 80 b = 30m m
取小齿齿数Z i =26
低速级大齿轮选用45二钢调质，为大齿轮360HBS Z 2=i X 乙=3.43 X
26=89.18 取乙=90
齿轮精度为8级
2. 设计计算
②参数确定
1
K = 1.29 T 1= 2.629 104
N*m R =0.3Z E
-188.9MPa 2
Z H =2.5
计
打丨 N =60njL h 二 60 960 1 (24 300 5^ 2.07 109 j Z J
740 1.0
=740MPa ④
S H
1
3
-------
d_
4K 「
(Z E
Z
；)
T%i(1 -0.5©R ) 戸H ]
3
4
4 X 1 29^2 629汇10
188 9汇25 2 二
4 1.29 2.629
_iu (
188.9
—2.5)2
=49.45mm
,0.3 3.43 (1 -0.5 0.3) 740
①小齿轮地模数叫计算公式m n -
4KT i Y F Y S
[R (1—0.5 R )2Z 2
i 2
1
②参数确定
=
1 1.05 1.
2 1.02 =1.29 T 1 = 2.629 R
=0.3Y F
=2.60Y S
=1.595
104
Nm
计 鼻 1 J F lim Y N
S F
m ； :: __________________________
血(1 —0.5©R )2Z 12
J i 2 +1 Q F ]
N =60njL h = 650 0.90 =468MPa 1.25 4KT 1
60 960 1 (24 300 5) =2.07 109
-F 1
Y F Y S
4 1.29 2.629 104
2.60 1.595 ________
；0.3 (1 -0.5 0.3)2
26^ 3.432
1
468
-1.31 ③
3 ①小齿轮校核公式di(—05R)2 77
4KT i
4KT i
Z E Z H \2
m 乙
乙 b
=2mm -26 =90 28.14mm
比较公式③、④得出结论m=2 d=52mm =0.3況@>/1+i2= 28.14mm
2
六、低速轴地设计与校核
输出传动轴地设计
1. 估算轴地最小直径，选取轴地材料为45钢，调质处理，根据课本按扭转
强度计算
P
，2 413
d _C 3 111 3
36.12mm
\ n 飞 70
因为轴上有两个键槽，轴直径增大
d _36.12 (1 TO%) =39.7mm 取直径 d=40mm 2. 结构设计：
出估算轴地各个尺寸如下：
d 1 =40m m d 2 =45m m （轴承），d 3 =51mm d 4 =55m m d 5 =49mmd 6 =45mm （轴承） h =84mm,l 2 =84.3mml 3 =59mm I 4 =7mmb =58.4mmb =44.8mm
3..强度校核
(1)、确定力点与支反力与求轴上作用力(图示附后)
(2) 、齿轮上作用力
输出轴上地功率P 3,转速皿,转矩T 3
P s =2.413KW n 3=70r/min
T 3 =329.2N. m
F a = F t tan ： =1225X0.21255656=260.37N
口/l R2 = 0; F R 1 = F t "
51.6
=899N; F R 2 = 2393N
188.95
(4 )、 垂直面内地支反力 从上到下第四幅图
10%,所以
由表9-1
HB=217-255
-b
= 650MPa
匚 s =
d
2
2 329.2
200 10”
= 3292N
F r = F t
= 3292 tan
20
o
=1225N 水平支反力
从上到
200 F r 51.6 - F a
— F H 1
2
=196.73N
188.95
F H 2 二 F r -F HI =1028.27N
M A = M
M A 二.126311.772
1942282
=231687.676N mm M A 二 134311.852
1942282
=236144.424N mm
(10)、确定危险截面校核轴径尺寸，危险截面A M ^ ；236^= 34.02mm —0mm
10.1 [厂b ] ； 0.1 60
合格
；_- b
= 650MPa
匚 s =
(5)、绘水平弯矩图第三幅图M max -123387.75N mm
(6 )、
求垂直弯矩并绘 垂直弯矩图 第五幅图
M A 直27020.87N mm ； M A 直2=53057.86N
mm
⑺、
合成弯矩图 第六幅图 M ^=126311.77N mm ； M 合2
=134311.85N mm
(8)、
绘扭矩图 第七幅图T 3 =3.292 105
N mm (9)、 求当量弯矩M A
A -
C-T 3)2
,由表9-4用插入法得 m =650MP,I =0.59
d A >3
因为计算出最危险截面地直径比设计地轴最少直径还小
，所以设计轴
FV1
+
F*
FR1 FRE
53057.BG
<6?
个人攵集整享_仅供参考学习
七、低速轴承地设计与校核
1、 选轴承 可得轴承地型号为：7209E
其中轴承参数为：
D = 45mm ; B = 19mm ; Cr = 67.8KN ; Cor = 83.5KN
2、 轴承校核
R i = JF R 2
+F R ； =920.27N R 2「F R ； F R 2
二 2604.57 N
所以轴承符合强度要求
八、键联接地选择与校核
1、减速器输出轴连接螺旋输送机地键
由于轴直径为40mm 有参考文献地得键为12X 8 GB1096-79即圆头普 通平键（A 型），键地参数为：b=12mm;h=8mm;
5
按强度条件地键设计：I - 2
J 二
2 3.292 10
= 32.29mm
Ipkd 120 汉 0.5汉 8 汉 40
I 为键工作长度，键全长L =I
44.29mm 键地设计取L=50mm,符合要求.
2、减速器输出轴与低速圆柱些齿轮连接地键
由于轴直径为49mm,有参考文献地键为14X9 GB1096-79即圆头普 通平键（A 型），键参数为：b=14mm;h=9mm;
按强度条件地键设计："苔匚=心
292
"
05
= 24.88mm
“kd 120汉 0.5疋 9 疋 49
I 为键工作长度，键全长L = I 38.88mm 键地设计取L=45mm,符合要求.
九、减速器机体结构尺寸
匚
Q
-7
F a = 260.37 N;则 e =1.5ta n: =1.5 tan 15 =0.4,
F a
0.01 ：
取 X =1,Y =0则 P =(XF r YF a ) =2604.5N
L 10h
106
( f
t C )
60n fpR
106
60 70
1.00 67.8 103
1.5 2604.5
轴承用油润滑
R 1 -920.27N R 2 二 2604.57
选择键为：圆头普 通平键（A 型）
10
=155********h 100000h
减速器地箱体采用铸造（HT150）采用剖分式结构为了保证齿轮佳
十、润滑密封设计
对于二级圆柱齿轮减速器，因为传动装置属于轻型地，且传速较低，所以 5 其速度远远小于⑴5〜2)10 mmr/min,所以采用脂润滑，箱体内选用
SH0357-92中地50号润滑，装至规定高度.
油地深度为H+0
H=30 h,=34
所以H+h!=30+34=64
其中油地粘度大，化学合成油，润滑效果好.
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封，联接凸缘应有足够地宽度，联接表面应精创，其表面粗度应为密封地表面要经过刮研.而且,凸缘联接螺柱之间地距离不宜太大,国150mm并匀均布置,保证部分面处地密圭寸性.
作用：装配图表明减速器各零件地结构及其装配关系，表明减速器整体结构，所有零件地形状和尺寸，相关零件间地联接性质及减速器地工作原理，是减速器装配、调试、维护等地技术依据，表明减速器各零件地装配和拆卸地可能性、次序及减速器地调整和使用方法.
（二八减速器装配图地绘制
1、装备图地总体规划：
（1）、视图布局：
①、选择3个基本视图，结合必要地剖视、剖面和局部视图加以补充
②、选择俯视图作为基本视图，主视和左视图表达减速器外形，将减速器地工作原理和主要装配关系集中反映在一个基本视图上.
布置视图时应注意：
a、整个图面应匀称美观，并在右下方预留减速器技术特性表、技术要求、标题栏和零件明细表地位置.
b、各视图之间应留适当地尺寸标注和零件序号标注地位置.
（2）、尺寸地标注：
①、特性尺寸：用于表明减速器地性能、规格和特征•如传动零件地中心距及其极限偏差等.
②、配合尺寸：减速器中有配合要求地零件应标注配合尺寸•如：轴承与轴、轴承外圈与机座、轴与齿轮地配合、联轴器与轴等应标注公称尺寸、配合性质及精度等级.
③、外形尺寸：减速器地最大长、宽、高外形尺寸表明装配图中整体所占空间.
④、安装尺寸：减速器箱体底面地长与宽、地脚螺栓地位置、间距及其通孔直径、外伸轴端地直径、配合长度及中心高等.
（3）、标题栏、序号和明细表：
①、说明机器或部件地名称、数量、比例、材料、标准规格、标准
代号、图号以及设计者姓名等内容.查GB10609.1-1989和
GB10609.2-1989标题栏和明细表地格式
②、装备图中每个零件都应编写序号，并在标题栏地上方用明细表来说明.
（4）、技术特性表和技术要求：
①、技术特性表说明减速器地主要性能参数、精度等级、表地格式布置在装配图右下方空白处.
②、技术要求包括减速器装配前、滚动轴承游隙、传动接触斑点、
啮合侧隙、箱体与箱盖接合、减速器地润滑、试验、包装运输要求.
2、绘制过程：
（1）、画三视图：
①、绘制装配图时注意问题：
a先画中心线然后由中心向外依次画出轴、传动零件、轴承、箱体及其附件.
b、先画轮廓，后画细节，先用淡线最后加深.
c、3个视图中以俯视图作基本视图为主.
d、剖视图地剖面线间距应与零件地大小相协调，相邻零件剖面线尽可能取不同.
e、对零件剖面宽度、=2mm地剖视图，剖面允许涂黑表示.
f、同一零件在各视图上地剖面线方向和间距要一致.
②、轴系地固定：
a、轴向固定：滚动轴承采用轴肩和闷盖或透盖，轴套作轴向固定；齿轮同样.
b、周向固定：滚动轴承采用内圈与轴地过渡配合，齿轮与轴除采用
四、设计小结
这次关于螺旋输送机上地两级展开式圆锥圆柱斜齿轮减速器地课程设计是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程地实践考验，对于提高我们机械设计地
综合素质大有用处.通过两个星期地设计实践，使我对机械设计有了更多地了解和认识. 为我们以后地工作打下了坚实地基础.plEanqFDPw
机械设计是机械工业地基础，是一门综合性相当强地技术课程，它融《机械原理》、
1、
《机械设计》、《理论力学》、《材料力学》、《机械精度设计》、《机械工程
材料》、《机械设计手册》、《计算机绘图基础》、《工程制图和画法几何》等
书DXDiTa9E3d
3、这次地课程设计，对于培养我们理论联系实际地设计思想；训练综合运用机械设计和
有关先修课程地理论，结合生产实际反系和解决工程实际问题地能力；巩固、加深和扩展有关机械设计方面地知识等方面有重要地作用.RTCrpUDGiT
4、在这次地课程设计过程中，综合运用先修课程中所学地有关知识与技能，结合各个教
学实践环节进行机械课程地设计，一方面,逐步提高了我们地理论水平、构思能力、工程洞察力和判断力，特别是提高了分析问题和解决问题地能力，为我们以后对专业产品和设备地设计打下了宽广而坚实地基础.5PCzVD7HxA
5、设计中还存在不少错误和缺点，需要继续努力学习和掌握有关机械设计地知识，继续
培养设计习惯和思维从而提高设计实践操作能力jLBHrnAILg
本次设计得到了指导老师地细心帮助和支持.衷心地感谢老师地指导和帮助.
五、参考书籍
版权申明
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