机械设计课程设计(锥齿轮-B)
带式运输机用圆锥圆柱齿轮减速器设计课程设计word版
湖南人文科技学院课程设计报告课程名称:机械设计课程设计设计题目：带式运输机用圆锥圆柱齿轮减速器设计系别：机电工程系专业：机械设计制造及其自动化摘要本设计是链式运输机用圆柱圆锥减速器，采用的是二级齿轮传动。
在设计的过程中，充分考虑了影响各级齿轮和各部件的承载能力，对其做了详细的分析，并就它们的强度，刚度，疲劳强度和使用寿命等都做了校核，并且在此基础上，从选材到计算都力争做到精益求精。
考虑到使用性能原则，工艺性能原则，经济及环境友好型原则，在材料的价格，零件的总成本，资源及能源，材料的环境友好及循环使用等方面都做了较为深刻的评估。
本次设计还考虑了机械零件的各种失效形式，在尽可能的情况下做到少发生故障。
本次设计具有：各级传动的承载能力接近相等；减速器的外廓尺寸和质量最小；传动具有最小的转动惯量；各级传动中大齿轮的浸油深度大致相等等特点。
关键词：齿轮传动轴滚动轴承键连接结构尺寸目录前言 (1)一、设计任务书 (3)二、传动方案的拟定及其说明 (4)三、电动机的选择 (6)3.1 电动机的功率的选择 (6)3.2 电动机转速和型号的选择 (7)四、传动比的分配 (11)4.1 锥齿轮传动比、齿数的确定 (11)4.2 圆柱齿轮传动比、齿数的确定 (11)五、传动参数的计算及其确定 (14)5.1 整个机构各轴转速的确定 (14)5.2 整个机构各轴的输入功率的确定 (14)5.3 整个机构各轴的输入转矩的确定 (15)5.4 整个机构各轴的传动参数 (16)六、传动件的设计计算 (18)6.1 高速级齿轮传动的设计计算 (18)6.2 低速级齿轮传动的设计计算 (25)七、轴的设计计算 (39)7.1 输入轴的设计 (39)7.2 中间轴的设计 (45)7.3 输出轴的设计 (52)八、滚动轴承的选择及校核计算 (58)九、键联接的选择及校核计算 (61)9.1 输入轴键计算 (61)9.2 中间轴键计算 (61)9.3 输出轴键计算 (61)十、联轴器的选择及校核计算 (63)10.1 各种联轴器的比较 (63)10.2 联轴器的选择 (64)10.3 联轴器的校核计算 (64)十一、减速器附件的选择 (66)11.1 视孔盖和窥视孔 (66)11.2 放油孔与螺塞 (66)11.3 油标 (66)11.4 通气孔 (66)11.5 起盖螺钉 (67)11.6 定位销 (67)11.7 吊环 (67)12、润滑与密封 (68)前言随着科学技术的发展，各种设计制造技术，材料和热处理质量及齿轮加工精度都有了较大提高。
单级圆锥齿轮减速器课程设计方案
机械设计基础课程设计一级锥齿轮减速器设计说明书机械设计基础课程设计目录一、传动方案拟定 (4)二、电动机的选择 (4)三、计算行动装置总传动比及分配各级传动比 (6)四、普通V带的设计 (6)五、直齿圆锥齿轮传动设计 (9)六、轴的结构设计 (10)七、轴承的选择及校核 (15)八、箱体的设计 (16)九、键的选择及校核 (18)十、联轴器的选择 (19)十一、减速器附件的选择 (19)十二、设计小结及参考文献 (34)三．技术条件1）传动装置的使用寿命预定为8年，单班制；2）工作机的载荷性质平稳，起动过载不大于5%，单向回转；3）电动机的电源为三相交流电，电压为380伏；4）允许鼓轮的速度误差为±5%；5）工作环境：室内。
四．设计要求6）减速器装配图一张；7）零件图2张：输出轴和输出轴上齿；8）设计说明书一份，按指导书的要求书写。
机械设计基础课程设计计算过程及计算说明:一、传动方案拟定第二组：设计单级圆锥齿轮减速器和一级带传动1.电动机2.带传动3.减速器4.联轴器5.鼓轮（1）工作条件：传送机单班制,连续单向回转，载荷平稳，空载起动，室内工作；传动装置的使用寿命预定为8年。
该机动力来源为三相交流电，电压为380 /220伏，传输带速度允许误差±5%。
（2）已知数据：鼓轮上的圆周力F = 4.2 kN,运输带速度V =1.1m/s,鼓轮直径D = 250 mm。
二、电动机选择1、电动机类型的选择：Y系列三相异步电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，具有适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。
2、电动机功率选择:(1)计算工作所需功率PwPw kw(2)计算电动机输出功率Pd按《常用机械传动效率简表》确定各部分效率为V带传动效率η1=0.96，滚动轴承效率η2=0.98，圆锥齿轮传动效率η3=0.96，弹性联轴器效率η4=0.99，卷筒轴滑动效率η5=0.98，卷筒效率η6=0.97。
机械设计课程设计-二级圆锥齿轮-斜齿圆柱齿轮减速器
设计题目:二级圆锥齿轮-斜齿圆柱齿轮减速器原始数据：运输带拽引力F=3600N运输带速度v=1.0滚筒直径D=300mm使用年限5年，双班制每年按300天计算速度允许误差±5%一确定传动方案图所示为电机直接与圆锥齿轮-——圆柱齿轮减速器相联结，结构紧凑，运动平稳。
二 选择电动机 传动装置总效率卷筒传动效率圆柱斜齿轮传动效率圆锥齿轮传动效率滚动轴承效率联轴器传动效率96.097.096.099.099.08415.096.097.096.099.099.054321425434221======⨯⨯⨯⨯==ηηηηηηηηηηη工作机输入功率：kw fv w 60.30.13600p =⨯==mm80mm 38min/960n k 5.5P 61M 132Y min /88.114596.381,p min /88.1145~96.381min /66.63)18~6(n 63i 32i 13min/66.63100060n 278.48415.060.321g ====-<<≥=⨯=⋅=--=⨯⨯====L D r w r n p r r n i r Dv kwkw p p m d d ed a a a w d ，电动机的收伸长度电动机的轴伸出直径电动机满载转速参数：额定功率为：选电动机型号为：且转速满足：根据功率，故电动机转速：到范围是，斜齿轮到范围是锥齿轮：般范围为：圆柱斜齿轮的传动比一查得圆锥按课程设计指导书表为：运输带鼓轮的工作转速确定电动机的型号：电动机所需要功率：πη三 运动学和动力学计算： 1 总传动比及其分配27.5i 3i 208.1566.63/960/i 21==-===圆柱斜齿轮传动比：锥齿轮传动比：圆柱斜齿轮传动比比直齿轮分配减速器的各级传动总传动比g m a n nm08.572m 88.601i m 93.118i m 71.4156.42/9550..5637.396.099.0827.3p 827.397.099.0985.3985.396.099.0193.4193.499.099.0278.4p .4min /72.60min /72.6027.5/320/n n min /r 3203/960i /n n min/r 960n n .35134422233211221d 15142322134223112m 1∙==∙==∙==∙==∙===⨯⨯===⨯⨯===⨯⨯===⨯⨯============N T T N T T N T T N T T m N n P T kw p kw p p kw p p kw p r n n r i m d d d ηηηηηηηηηηηηηηηη轴四的输入转矩：轴三的输入转矩：轴二的输入转矩：轴一的输入转矩：电动机的输出转矩：转矩减速器各轴功率转速减速器各轴功率计算：轴四的转速：轴三的转速：轴二的转速：轴一的转速：计算减速器各轴转速：Ⅲ卷筒轴ⅡⅢⅡⅡⅠ四.直齿圆锥齿轮传动的设计计算： 1.齿面接触疲劳强度设计：1）选择齿形制GB12369-90，齿形角 20由题可知，小齿轮选用40Cr,调制处理，硬度为240~280HB ，平均硬度280HB ；大齿轮选用45号钢，调制处理，硬度为240HB ，。
机械设计课程设计二级圆锥圆柱齿轮减速器设计
一、设计任务书1.1传动方案示意图1. 2原始数据传送带拉力F(N)传送带速度V (m/s)滚筒直径。
(mr)25001.62801. 3工作条件三班制，使用年限为10年，连续单向于运转，载荷平稳，小批量生产，运输 链速度允许误差为链速度 的5%。
1. 4工作量1、传动系统方案的分析； 2、 电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算; 3、 传动零件的设计计算； 4、 轴的设计计算；5、 轴承及其组合部件选择和轴承寿命校核；6、 键联接和联轴器的选择及校核；7、 减速器箱体，润滑及附件的设计；8、 装配图和零件图的设计；9、 设计小结；10、 参考文献；二、传动系统方案的分析传动方案见图一，其拟定的依据是结构紧凑且宽度尺寸较小，传动效率高，适用在恶劣环境下长期工 作，虽然所用的锥齿轮比较贵，但此方案是最合理的。
其减速器的传动比为8-15,用于输入轴于输出轴相 交而传动比较大的传动。
设计计算及说明结果图一、传动方案简图三、电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算结果设计计算及说明表2电动机方案比较表（指导书表19-1）由表中数据可知，方案1的总传动比小，传种装置结构尺寸小，因此可采用选方案选定电动机型号为Y 1 3 2 M 2 -型电动3. 2传动装置总传动比的计算和各级传动比的分配1、传动装置总传动比i n m / n w =960/109. 2=8. 792、分配各级传动比高速级为圆锥齿轮其传动比应小些约ii 0. 25,低速级为圆柱齿轮传动其传动比可大些。
所以可取”二2. 2 12 =43. 3计算传动装置的运动和动力参数1、各轴的转速（各轴的标号均已在图中标出）n 二n J i0=960r/mi nn n = n / i 2 =960/202=436. 36r/minn 皿二g / i2 =436. 36/4=109. 2r/minn iv n 皿二109・2i7niin2、各轴输入功率P P ed if =4. 95kwPi P I I. 2=4. 655kw结果i、2・2n 二960n n二436.36 n iv n 皿=109. 2r/min P =4. 95 kw P H =4. 65 kw Pm =4. 47 IzTirP II Pn 2 3=4.47kwPiv = Pm ・ n ・ n =4. 38kw3、各轴转矩Ti 9550 PL=49. 24N. m5Tn 9550 Pn =101.88N.mPillTm 9550 =390. 92N. mn川Tiv 9550 PlV =383. 04N. Mn. / 将计算结果汇总列表如下表3轴的运动及动力参数四、传动零件的设计计算4. 1斜齿圆柱齿轮传动的设计（主要参照教材《机械设计（第八版）》已知输入功率为R二4・655kw、小齿轮转速为=436. 36r/min.齿数比为4。
机械设计课程设计-单级圆锥齿轮减速器要点
机械设计课程设计计算说明书设计项目：单级圆锥齿轮减速器姓名：陈友海班级：106040501学号：10604050105院系：重庆汽车学院指导老师：吴敏日期：2008.12.29——2009.1.16目录设计目的、内容 (03)题目和运动简图 (04)第一章机器传动装置的总体设计方案 (05)1.1 电动机的选择 (05)1.2 传动比计算与分配 (05)1.3 传动装置对运动和动力参数计算 (06)第二章传动零件的设计计算和轴系零件初步选择 (06)2.1 外部零件设计计算 (06)2.1.1 普通V 带传动 (06)2.1.2 链传动 (07)2.2 减速器内部零件圆锥齿轮设计计算 (08)2.3 初算轴的直径 (11)2.4 初选滚动轴承 (11)第三章减速器结构与润滑 (11)3.1 箱体 (11)3.2 减速器的附件 (12)3.3 减速器的润滑 (12)第四章减速器装配图设计 (12)4.1 箱体的结构尺寸初定 (12)4.2 减速器装配草图设计 (13)第五章轴的设计计算 (14)5.1 高速轴的设计计算 (14)5.2 低速轴的设计计算 (17)第六章滚动键连接的设计计算 (19)6.1 高速轴上键联结的选择计算 (20)6.2 低速轴上键连接的选择计算 (20)第七章滚动轴承的选择和计算 (21)7.1 高速轴轴承的选择和计算 (21)7.2 低速轴轴承的选择和计算 (22)第八章减速器结构尺寸的确定 (23)8.1 箱体 (23)8.2 减速器整体尺寸 (23)机械设计课程设计总结 (24)参考文献 (25)一、机械设计课程设计的目的“机械设计”课程是培养学生掌握机械设计理论、知识和方法的技术基础课，课程设计则是培养学生掌握机械设计能力的一个重要环节。
其基本目的是：•1、综合运用课程所学理论和知识进行机械设计训练，使所学知识进一步巩固、加深和扩展，为创新设计和今后的工程设计工作打下基础。
燕山大学机械设计 - 说明书
3.1.3.计算 ①试算小齿轮分度圆直径 d
二． 电动机选择及传动装置的运动和动力参数 计算
2.1 原始数据
传输带牵引力 F=1554N； 传输带工作速度 V=1.44m/s； 滚筒直径 D=0.28m； 工作环境为室内； 工作寿命 8 年（设每年工作 300 天） ，单班制，工作时平稳； 生产批量为大批量。
2
机械设计课程设计说明书——二级（锥齿轮）减速器
3.2.3 校核齿根弯曲疲劳强度 ............................................................................ 12 四、轴的设计、计算及校核 ................................................................................. 14 4.1 轴的相关设计与计算 ................................................................................... 14 4.1.1.各轴基本结构设计 .................................................................................... 14 4.2 轴校核...........................................................................................................18 五、轴承的选取与校核 ......................................................................................... 23 5.1 输出轴滚动轴承计算 ................................................................................... 23 六．键的选择 ......................................................................................................... 24 七．传动装置的附件及说明 ................................................................................. 25 八．润滑和密封说明 ............................................................................................. 26 九．拆装和调整的说明 ......................................................................................... 26 十一．设计小结 ..................................................................................................... 28 十二、参考文献 ..................................................................................................... 29 注：文中所涉及的公式均取自《机械设计》 周玉林 许立忠主编 国标准出版社 2009 北京：中
机械设计-锥齿轮
一、设计参数
直齿圆锥齿轮传动设计
锥齿传动
几何参数标准： 大端分度圆处 m、α为大端参数 强度计算推导思路： 锥齿轮→当量直齿轮 强度计算： 平均分度圆处 当量齿轮。
DUT-MYL
DUT-MYL
锥齿轮 齿数比： 锥距：
d1 d 2 R = + = d1 2 2
DUT-MYL
五、锥齿轮接触强度计算 按平均分度圆处的当量直齿圆柱齿轮计算，m代入mm 1、基本公式 赫兹公式：
Fnca σ H = ZE ⋅ ≤ [σ]H L ρΣ
DUT-MYL
强度校核公式：
σH
4 KT1 ≤ [σ H ] 2 3 φR (1 − 0.5φR ) d1 u
Z H Z E Zε
动载系数Kν ——按Vm 并降低一级精度查图7-9 齿间载荷分配系数 齿向载荷分布系数
Khβbe —— 轴承系数，查表7-11
3、YFa、Ysa 按当量齿数查表7－9
DUT-MYL
锥齿受力分析
Fr1= F’ cos δ1= Ft tgα cos δ1 = - Fa2 Fa1 = F’sinδ1 = Ft tg δ1 = -Fr2 主动轮 —— 与其转向n1相反 从动轮 —— 与其转向n2相同
Ft Fr Fa
Ft1= -Ft2 Fr1= -Fa2 Fa1= -Fr2
82
各力方向
分别指向各自轮心 指向各齿轮大端
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例：受力分析
n1
Fr1 Fr2 Ft1 Fa1 Fa2 Ft2
n2
Fr1= －Fa2 Fr2= －Fa1
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三、锥齿轮特点 1、锥齿轮齿廓大小沿齿宽方向变化，与其距锥顶距离 成正比； 2、轮齿大、小端刚度不同，沿齿宽的载荷分布不均； 3、锥齿轮较直齿轮精度低， 振动噪声大，速度不宜过高； 4、参数计算——大端为标准—— m ； 强度计算——齿宽中点的当量圆柱齿轮为准，— mm
机械课程设计—圆锥-圆柱齿轮减速器
机械课程设计—圆锥-圆柱齿轮减速器一、设计任务1.总体任务布置图：2.设计要求：连续单向运转，载荷较平稳，空载起动，运输带允许误差为5％。
使用期限为10年，小批量生产，两班制工作。
3.原始数据：运输机工作拉力：2400N运输带工作速度：1.5m/s卷筒直径：260mm4.设计内容；1）电动机的选择与参数计算2） 斜齿轮传动设计计算 3） 轴的设计4） 滚动轴承的选择与校核 5） 键和联轴器的选择与校核 6） 转配图、零件图的绘制 7）设计说明书的编号5. 设计任务减速器总装配图一张 齿轮、轴零件图各一个 设计计算一份二、选择电动机1. 电动机类型和结构型式 按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电源电压喂380V 。
2. 电动机容量电动机所需工作功率为： ηwd P P =工作及所需功率为：1000FvP w =传动装置的总效率： 5243241ηηηηηη=按《课程设计》表2-5确定各部分的效率为：滚动轴承效率（一对）98.01=η，圆柱齿轮传动效率98.02=η；圆锥齿轮传动效率97.03=η；弹性联轴器效率99.04=η；卷筒轴滑动轴承效率96.05=η；则83.096.099.097.098.098.024=⨯⨯⨯⨯=ηkW Fv P d 33.483.010005.124001000=⨯⨯==η由第六章，U 系列电动机技术数据，选电动机的额定功率ed P 为5.5kW 。
3. 确定电动机转速查表2-4得二级圆锥-圆柱齿轮减速器的传动比为8~15，而滚筒轴工作转速min /r 18.1102605.1100060100060=⨯⨯⨯=⨯=ππD v n w故电动机转速的可选范围为min /7.1652~47.881min /18.110)15~8(r r in n w d =⨯==4. 选择电动机的型号，由表6-164得由表可知，方案2传动比较小，传动装置结构尺寸较小,因此采用方案2，即选定电动机型号为Y132M2-6。
机械设计课程设计说明书设计单级圆锥齿轮减速器
＿1092148＿级＿＿＿01＿＿班设计题目＿＿＿设计单级圆锥齿轮减速器＿＿＿＿＿学生姓名＿＿＿学号指导教师＿＿＿＿＿2020＿年＿＿06＿月＿＿27＿日设计题目：设计单级圆锥齿轮减速器。
减速器小批量生产，双班制工作，利用期限5年。
项目已知数据链牵引力F（N）2400链速度V（m/s）链轮直径D（mm）125第一章机械传动装置的整体设计方案1.1电机的选择电动机类型依照动力源和工作条件，选用Y系列三相异步电动机。
其结构简单，工作靠得住，价钱低廉，保护方便，具有适用于不易燃，不易爆，无侵蚀性气体和无特殊要求的机械。
工作机所需要的有效功率：P W=F·V/1000=2400×（KW）确信从电动机到工作机之间总效率η。
设计η1，η2，η3，η4别离为开始开式带传动、转动轴承、闭式一级锥齿轮传动（设齿轮精度为8级）、开式链传动的效率，查表可得η1=，η2=，η3=，η4=，那么传动的总效率为：η=η1×η2×η3×η4=××××电动机所需要功率为：P d=P W/η=（KW）依照JB3074-82 查选电动机的额定功率为 3KW，转速为经常使用的同步转速 V=1000r/min和 v=1500r/min两种。
再查 JB3074-82，电动机型号别离为 Y132S-6 型和Y100L2-4 型。
综合各方面因素现选择v=1000r/min,Y132s-6 型号的电动机，该电动机的中心高H=132mm，外伸轴颈围 38mm，轴外伸长度为 80mm。
1.2 传动比的设计计算和分派链轮直径d=125mm,牵引力F=2400N，链速v=0.8m/s,能够求得链轮转速n w=60V/3.14d=122r/min.求出总传动比：i总=n m/n w =因此总传动比为，现选择带传动比i1=3，那么齿轮传动的传动比i2=/3=2.62。
机械设计课程设计说明书(圆锥圆柱两级齿轮减速器)
1.电动机的选择
2.确定电动机功率
3.电动机输出功率
4.确定电动机转速
2.选小齿轮齿数 ，大齿轮齿数
1）选载荷系数
2）计算小齿轮传递的转矩
3）由表10-7取得齿宽系数
4）有表10-6查得材料的弹性影响系数
2.计算
1）试算小齿轮分度圆直径 ，代入 中较小的值
5）有图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限
；大齿轮的接触疲劳强度极限
6）由式10-13计算应力循环次数，
5.排油孔螺塞
为了换油及清洗箱体时排出油污，排油孔螺塞材料一般采用Q235，排油孔螺塞的直径可按箱座壁厚 的 倍选取。排油孔应设在便于排油的一侧，必要时可在不同位置两个排油孔以适应总体布局之需。
3.为使下箱座与其他座驾联接，下箱座亦需做出凸缘底座。
4.为增加轴承座的刚性，轴承座处可设肋板，肋板的厚度通常取壁厚的0.85倍。
5.铸造箱体应力力求形状简单，为便于造型时取模，铸件表面沿拔模方向应有斜度，对长度为 的铸件，拔模斜度为 。
符号尺寸关系
0.025a+
螺栓间距
轴承座孔（外圈）直径D 螺钉数目6
2.选小齿轮的齿数 大齿轮齿数
由设计计算公式
1)试选载荷系数
2)计算小齿轮传递的转矩
3）最常用的值，齿宽系数
4)由表10-6查得材料的弹性影响系数
5）由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限
机械设计课程设计锥齿轮
机械设计课程设计锥齿轮⼀、⽬的与要求1．《机械设计》课程设计是机械原理课程的最后⼀个教学环节，其⽬的是：1．1通过课程设计，培养学⽣综合运⽤所学知识，结合⽣产实际分析解决机械⼯程问题的能⼒，并使所学知识进⼀步巩固、加深；1．2学习机械设计的⼀般⽅法，了解和掌握简单机械传动装置的设计过程和进⾏⽅式，培养学⽣开发和创新机械产品的能⼒；1．3通过课程设计，进⼀步提⾼学⽣的设计基本技能能⼒，如计算、绘图、查阅资料、熟悉标准和规范。
2．机械设计课程设计要求：2．1 能够树⽴正确的设计思想，⼒求所做设计合理、实⽤、经济；2．2提倡独⽴思考，反对盲⽬抄袭和“闭门造车”两种错误倾向，反对知错不改，敷衍了事的作风。
2．3 掌握边画、边计算、边修改的设计过程，正确使⽤参考资料和标准规范。
2．4要求图纸符合国家标准，计算说明书正确、书写⼯整。
⼆、设计内容及要求 1．设计题⽬设计螺旋输送机⽤⼆级齿轮减速器已知条件：1．螺旋筒轴上的功率Kw P 2.32．螺旋筒轴上的转速min /36r n =（允许转速误差为±5% ） 3．⼯作情况三班制连续单向运转，载荷较平稳 4．使⽤折旧期10年5．动⼒来源：电⼒，三相交流，电压380V6．制造条件及⽣产机量⼀般机械⼚制造，单件⽣产螺旋输送机⽤减速器⽅案如下图所⽰：2．设计内容1）传动装置的总体⽅案设计；选择电动机；计算运动和动⼒参数；传动零件的设计。
2）绘制装配图和零件图。
3）设计计算说明书⼀份，包括：确定传动装置的总体⽅案，选择电动机，计算运动和动⼒参数，传动零件的设计，轴、轴承、键的校核，联轴器的选择，箱体的设计等。
三、进度计划四、课程设计成果要求 1）减速器装配图1张（0号）；2）⼤齿轮零件图1张（2号）、低速轴零件图1张（2号）。
3）设计说明书⼀份。
⼆课程设计正⽂第⼀节电动机的选择⼀. 选择电动机,确定传动⽅案及计算传动参数选⽤Y 系列三相异步电动机 1.运输机所需功率w P w k 2.3 2.电动机的容量由电动机到⼯作机的总传动效率为：4321ηηηηη=总式中各部分效率由设计资料查得：⼀对滚动轴承的效率为99.01=η（初选球轴承），闭式齿轮传动效率97.02=η（初定8级精度），开式锥齿轮传动效率95.03=η（初选8级精度），⼗字滑块联轴器效率98.04=η。
锥齿轮设计
摘要锥齿换向器广泛应用于现代机械产品之中，如航空、航天和工程机械传动系统，具有传动平稳，承载能力强等优点，有着非常可观的发展前景。
利用锥齿换向器传动机构的特点实现在电渣炉执行机构的换向，通过对电渣炉执行机构的结构设计和对其分析，是本课题主要学习和研究的内容。
该机构的原理主要是由一对轴交角为90°的锥齿轮通过相互啮合，实现传动角度的改变以及进给换向的目的。
为了满足该机构所体现出来的直观性，深入学习UG软件CAD/CAE，实现对锥齿换向器传动部件的三维参数化建模。
本课题的主要研究工作与成果：首先，从建立平面渐开线入手，建模锥齿轮，实现参数化造型。
再将轴、轴承以及箱体等部件依次建模，同时进行结构和强度设计计算；其次，在CAD装配模块中，将换向器各零部件自下而上完成装配；最后，利用CAE模块进行对该机构的分析。
关键词：换向器；锥齿轮；CAD参数化建模；CAE分析目录摘要 (I)目录 (II)第一章绪论 (1)1.1 UG/CAD (1)1.2锥齿轮传动及应用 (2)第二章标准直齿锥齿轮及轴的相关计算 (4)2.1 标准直齿锥齿轮的几何参数相关计算 (4)2.1.1选定齿轮精度等级，材料及齿数 (4)2.1.2 锥齿轮的初步设计 (4)2.2 锥齿轮传动的强度校核 (7)2.2.1 齿面接触疲劳强度校核[6] (7)2.2.2 齿根抗弯疲劳强度校核 (10)第三章直齿锥齿轮数学模型的建立与参数化建模 (12)3.1 齿轮常用的齿形曲线—渐开线 (12)3.1.1 渐开线的形成及其特性 (12)3.2 建模思路 (14)3.3 建模过程 (14)3.3.1 建立渐开线齿廓曲线 (14)3.3.2 直齿锥齿轮的建立 (16)第四章总结 (20)参考文献 (21)第一章绪论UG是一个优秀的机械CAD/CAE/CAM一体化高端软件，它基于完全的三维实体复合造型、特征建模、装配建模技术，能设计出任意复杂的产品模型，再加上技术上处于领先地位的CAM 模块、内嵌的CAE模块，使CAD、CAE和CAM有机集成，可以使产品的设计、分析和制造一次性完成。
锥_圆柱齿轮减速器课程设计报告书
机械设计课程设计计算说明书机械设计课程设计计算说明书设计题目圆锥圆柱齿轮减速器制造学院机械0908班学号20097143设计者蒋经政指导老师龚伟2011年12月29日西南科技大学目录1.题目及总体分析 (3)2.各主要部件选择 (3)3.选择电动机 (4)4.分配传动比 (4)5.传动系统的运动和动力参数计算 (5)6.设计高速级齿轮 (6)7.设计低速级齿轮 (10)8.减速器轴及轴承装置、键的设计 (14)１轴（输入轴）及其轴承装置、键的设计 (14)２轴（中间轴）及其轴承装置、键的设计 (18)３轴（输出轴）及其轴承装置、键的设计 (22)9.润滑与密封 (26)10.箱体结构尺寸 (27)11.设计总结 (28)12.参考文献 (28)一：题目要求及总体分析设计一锥-圆柱齿轮减速器条件：1）：用交流电动机驱动，工作机滚筒的工作拉力F=2800N，转速V=1.4m/s，运输机滚筒直径为350mm．2）：两班制,连续单项运转,载荷平稳,室内工作,有粉尘,工作寿命为八年,四年一大修，两年一次中修，半年一次小修。
3)：一般机械厂制造，小批量生产。
传送带的传输误差为+５％，可用２２０v或是３８０v的交流电动机．图示：１为电动机，２及5为联轴器，3为高速级齿轮传动，4为减速器，6为输送机滚筒，7为低速级齿轮传动。
辅助件有:观察孔盖,油标和油尺,放油螺塞,通气孔,吊环螺钉,吊耳和吊钩,定位销,启盖螺钉,轴承套,密封圈等.。
二.各主要部件选择目的过程分析结论动力源电动机高速级做成锥齿，低齿轮直齿传动速级做成直齿轴承此减速器轴承所受轴向力不大球轴承联轴器弹性联轴器三：电动机的选择分析过程结论电动机的输出功率的计算工作机所需有效功率为P w＝F×V＝2800N×1.4m/s=3.92W310⨯锥齿轮的传动(7级精度)效率为η1=0.97圆柱齿轮传动(7级精度)效率为η2＝0.98球轴承传动效率(三对)为η3＝0.99 3弹性联轴器传动效率(两个)取η4＝0.99 2输送机滚筒效率为η5＝0.96要求电动机输出的有效功率为：323212453.92104562.530.970.980.990.990.96wOP WP Wηηηηη⨯===⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯要求电动机输出功率为：P o=4562.5W类型根据有粉尘的要求选用Y（IP44）系列的电动机选用Y（IP44）系列选用查得型号Y132M2-6封闭式三相异步电动机参数如下额定功率P e=5.5KW满载转速n=960 r/min满载时效率η=85.3%功率因数78.0cos=ϕ额定转矩T=2.0满载时输出功率为WPPer5.4691853.05500=⨯=⨯=ηrP略大于oP，在允许范围内选用Y（IP44）系列Y132M2-6型封闭式三相异步电动机四：分配传动比分析过程结论分配传动比传动系统的总传动比为：wmnni=工作机满载时输入轴的转速min/4.7635014.314006060rdvnw=⨯⨯==π电动机的满载转速m in/960rnm=故总传动比56.124.76960==i14.356.1225.025.01=⨯==ii414.356.1212===iii56.12=i14.31=i42=i五：传动装置的运动和动力参数计算分析过程传动系统的运动和动力参数计算设：从电动机到输送机滚筒轴分别为0轴、1轴、2轴、3轴、4轴；对应于各轴的转速分别为、、、、；对应于0轴的输出功率和其余各轴的输入功率分别为、、、、；对应于0轴的输出转矩和其余名轴的输入转矩分别为、、、、；相邻两轴间的传动比分别为、、、；相邻两轴间的传动效率分别为、、、。
机械课程设计(锥齿轮减速器)
目录1.引言 ---------------------------------------------------- 22.设计题目 ------------------------------------------------- 23.电动机的选择 ---------------------------------------------- 34.传动零件的设计与计算 -------------------------------------- 75.轴的计算与校核 --------------------------------------------146.减速箱结构的设计 ------------------------------------------277.键连接的选择与计算 ---------------------------------------- 288.联轴器的选择 ---------------------------------------------- 299.设计小结 -------------------------------------------------- 2910.谢辞--------------------------------------------------- 2911.参考文献一、引言课程设计是考察学升全面在掌握基本理论知识的主要环节。
本次是设计一个锥齿轮减速器，减速器是用于电动机和工作机之间的独立的闭式传动装置。
课程设计内容包括：设计题目，电机选择，运动学动力学计算，传动零件的设计及计算，减速器结构设计，轴的设计计算与校核。
由于作者水平有限，难免有错误之处，希望老师给予批评指正。
二、设计题目：带式运输机传动装置的设计1.传动方案：锥齿轮减速器——开式齿轮2.带式传动机的工作原理：如图：3.已知条件1）工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温度35度；2）使用折旧期：8年；3）检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；4）动力来源：电力，三相流，电压380、220V；5）运输带速度允许误差： 5%；6）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。
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机械设计课程设计
说明书
设计题目链板式输送机传动装置
机电学院05051101班
设计者：尚臣龙
学号：2011301356
2014-07-12
西北工业大学
目录
课程设计题目
第一部分传动方案拟定
第二部分电动机的选择
第三部分计算总传动比及分配各级的传动比第四部分运动参数及动力参数计算
第五部分传动零件的设计计算
第六部分轴的设计计算
第七部分深沟球轴承的选择及校核计算
第八部分键联接的选择及校核计算
第九部分联轴器的选择
第十部分润滑及密封
第十一部分箱体及附件的结构设计和选择
设计小结
参考资料
1. 设计目的
机械设计课程是培养学生具有机械设计能力的技术基础课。
课程设计则是机械设计课程的实践性教学环节，同时也是高等工科院校大多数专业学生第一次全面的设计能力训练，其目的是：
（1）通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论与实际知识去分析和解决机械设计问题的能力。
（2）学习机械设计的一般方法，掌握机械设计的一般规律。
（3）通过制定设计方案，合理选择传动机构和零件类型，正确计算零件工作能力，确定尺寸和掌握机械零件，以较全面的考虑制造工艺，使用和维护要求，之后进行结构设计，达到了解和掌握机械零件，机械传动装置或简单机械的设计过程和方法。
（4）学习进行机械设计基础技能的训练，例如：计算，绘图，查阅设计资料和手册，运用标准和规范等。
2. 设计方案及要求
课程设计题目：
设计链板式运输机传动装置（简图如下）
计算与说明主要结果
原始数据：
输送链的牵引力F/kN 1.2
运输机链速V/(m/s) 0.75
传送链链轮的节圆直径d/mm 92
工作条件：连续单向转动，工作时有轻微震动，使用年限10年(每年300个工作日)，小批量生产，两班制工作，输送机工作轴转速允许误差为5％。
链板式传动机的传动效率为0.95。
第一部分 传动方案拟定
传动方案（已给定）
1） 外传动为V 带传动。
2） 减速器为一级展开式圆锥齿轮减速器。
3） 方案简图如下：
第二部分 电动机的选择
1、电动机类型的选择： Y 系列三相异步电动机
2、电动机功率选择： 1.
工
作
机
所
需
功
率
：W s N V F P 900m /75.01200w =⨯=⨯=
2.从电动机到工作机输送链之间的总效率为
η∑=5433
21ηηηηη⨯⨯⨯⨯
式中1η，2η，3η，4η，5η分别为链板传动效率, 滚动轴承效率，齿轮传动效率，联轴器效率，带传动效率。
据《机械设计手册》知1η=0.95，2η=0.98，
kw w 9.0p =
in in
in
18.4349
19018.434971.5651
δ
-=-=
按齿面硬度查得齿轮的接触疲劳强度极限为：应以大齿轮材料所决定的许用接触应力为准
18.434971.5651
60 180
大的拉力，我们选择小轴最小径20d mm 。
2、输入轴的结构设计
( 1 )轴上零件的定位，固定和装配
1 2 3 4 5 6
( 2 )确定轴各段直径和长度 Ⅰ段: d 1=20mm 长度取L 1=60mm
键长 50mm b=h=6mm
Ⅱ段: d 2=25mm 长度取L 2=30mm
Ⅲ段: d 3=30mm 长度取L 3=15mm 用来和轴承进行过
度配合，初选用30206型圆锥滚子轴承。
Ⅳ段： d 4=28mm 长度为L 4=42mm
Ⅴ段： d 5=30mm 长度为L 5=26mm 用来和轴承进行过
度配合，初选用30206型圆锥滚子轴承。
Ⅵ段：齿轮部分
( 3 )轴强度校核
齿轮之间的力：
对小锥齿轮受力分析：
a
M ca MP W T M W M 383.20719
.2650)4273.2959.0(165.51)(22M 212ca =⨯+=+==ασ
该轴材料为45号钢，调质处理，查得其许用应力
[]60a MP σ=因此，[]ca σσ<，故满足要求。
输出轴的设计计算
1、按照扭转强度初定直径
选用45号钢最为轴的材料
[]mm n p d 89.2235
7736.1552.03689
.195500002.0955000033
min =⨯⨯⨯==τ
考虑有键槽，将直径增大5%，则
mm 04.2405.189.22d =⨯=
考虑到联轴器的尺寸，我们选大轴最小径28d mm = 2、输出轴的结构设计
( 1 )轴上零件的定位，固定和装配
1 2 3 4 5 6 ( 2 )确定轴各段直径和长度
Ⅰ段: d 1=28mm 、长度取L 1=60mm ，与联轴器相连。
32108L mm b mm h mm ===
Ⅱ段:由轴肩高度取（0.07~0.1）d1 取 d 2=32mm 长度取L 2=31mm 。
输入轴
满足要求
十一、设计小结
经过这两周忙碌且充实的机械课程设计，我觉得我付出了许多，也收获了许多。
这次的课程设计让我将以前学习的理论知识进一步的巩固与吃透，也深深的体会到了一个工程中的机械设计人员的辛苦。
在这次课程设计实习过程中，我曾经遇到了许许多多的困难，从刚开始的不知所措，然后通过问同学，问老师，亦或者自己反过去查阅课本，复习以前学过的知识，直到最终将问题解决。
这一切的付出与努力，在最终大图画完的时候都变成的珍贵的回忆，通过这次课程设计，我明白了一个道理，在做一件事情的时候只要你可以全身心的投入进去，在面对困难时不退缩，那么最终一定会收获到自己的想要的结果。
十二、参考书目：
《机械设计课程设计》……………………西北工业大学李育锡主编《机械制图》……………………西北工业大学臧宏琦王永平主编《机械设计基础》…………………………………………李育锡主编
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