机械设计课程设计二级圆锥-圆柱齿轮减速器设计.doc

设计计算及说明结果
一、设计任务书
1.1传动方案示意图
图一、传动方案简图
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D（mm）
2500 1.6 280
1.3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。

三、电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算
结果
a
（第八版）》表15-3，取0112A =，得
设计计算及说明
结果
35.19960
95.4112n P A d 33
I I 0min ===mm 输入轴的最小直径为安装联轴器的直径12d ，为了使所选的轴直径12d 与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。

联轴器的计算转矩2ca A T K T =，查《机械设计（第八版）》表14-1，由于转矩变化很小，故取 1.3A K =，则 2ca A T K T ==1.3X49.24=64012N.Mm
查《机械设计课程设计》表14-4，选Lx3型弹性柱销联轴器其工称转矩为1250N.m ，而电动机轴的直径为38mm 所以联轴器的孔径不能太小。

取12d =30mm ，半联轴器长度L=82mm ，半联轴器与轴配合的毂孔长度为60mm 。

4、轴的结构设计
（1）拟定轴上零件的装配方案（见图五）
图五、输入轴轴上零件的装配
（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
1） 为了满足半联轴器的轴向定位，12段轴右端需制出一轴肩，故取23段的直径
mm 37d 23=。

左端用轴端挡圈定位，12段长度应适当小于L 所以取12L =58mm
2） 初步选择滚动轴承。

因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用单列圆锥滚子
轴承，参照工作要求并根据mm 37d 23=，由《机械设计课程设计》表13-1中初步选取0基本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚子轴承30308，其尺寸为
12d =30mm
mm
37d 23=12L =58mm
mm
40d 43=
Ma T
MH
MV
MV M M
T 输出轴的最小直径为安装联轴器的直径12d ，为了使所选的轴直径12d 与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。

联轴器的计算转矩T K T A ca =，查《机 设计计算及说明
结果
械设计（第八版）》表14-1，由于转矩变化很小，故取 1.3A K =，则 图六、输出轴的载荷图 T K T A ca ==13⨯390.92=508.196N.M
查《机械设计课程设计》表14-4选Lx3型弹性柱销联轴器其工称转矩为1250N.M 半联轴器的孔径140d mm =，所以取=-21d 40mm ，半联轴器长度L=112mm ，半联轴器与轴配合的毂孔长度为84mm 。

4、轴的结构设计
（1) 拟定轴上零件的装配方案（见图七）
图七、输出轴轴上零件的装配
=-21d 40mm
1
11
11
2
1
22101880
3286
62
tan tan20
32861236
cos cos1435'33''
tan3286tan1435'33''855.6
t
n
r t
a t
T
F N
d
F F N
F F N
α
β
β
⨯
===
︒
==⨯=
︒
==⨯︒=
已知圆锥直齿轮的平均分度圆直径
设计计算及说明
1
1
1
3286.5
1236
855.6
t
r
a
F N
F N
F N
=
=
=
结果222
(10.5)(10.5) 2.7573(10.50.35)165.6
m R t R
d d m Z mm
φφ
=-=-=⨯⨯-⨯=
2
2
22
22
3
22101.88
1230.4
0.1656
tan cos21230.4tan20cos6540'30''184.5
tan sin21230.4tan20sin6540'30''408
t
m
r t
a t
T
F N
d
F F N
F F N
αδ
αδ
⨯
===
==⨯︒⨯︒=
==⨯︒⨯︒=
圆周力1t F、2t F，径向力1r F、2r F及轴向力1a F、2a F的方向如图八所示
图八、中间轴受载荷图
2165.5
m
d mm
=
2
2
2
1230.4
184.5
408
t
r
a
F N
F N
F N
=
=
=
3、初步确定轴的最小直径
先初步估算轴的最小直径。

选取轴的材料为40Cr （调质），根据《机械设计（第八版）》表15-3，取0110A =，得30 4.655
min 24.21436.36d A mm ==，中间
计计算及说明
min 24.21d mm
=
结果
轴最小直径显然是安装滚动轴承的直径12d -和56d -
4、轴的结构设计
（1）拟定轴上零件的装配方案（见图九）
图九、中间轴上零件的装配 （2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
1）初步选择滚动轴承。

因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用单列圆锥滚子轴承，参照工作要求并根据125624.21d d mm --=>，由《机械设计课程设计》表13.1中初步选取0基本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚子轴承30306，其尺寸为307220.75d D T mm mm mm ⨯⨯=⨯⨯，125630d d mm --==。

这对轴承均采用套筒进行轴向定位，由《机械设计课程设计》表13.1查得30306型轴承的定位轴肩高度37mm ，因此取套筒直径37mm 。

2）取安装齿轮的轴段234535d d mm --==，锥齿轮左端与左轴承之间采用套筒定位，已知锥齿轮轮毂长42L mm =，为了使套筒端面可靠地压紧端面，此轴段应略短于轮毂长，故取2338l mm -=，齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度
0.07h d >，故取4h mm =，则轴环处的直径为3443d mm -=。

3）已知圆柱直齿轮齿宽167B mm =，为了使套筒端面可靠地压紧端面，此轴
1230d mm
-=
5630d mm
-=
2335d mm -=
4535d mm
-=
2338l mm
-=
3443d mm -=
4563l mm
-=
1253.75l mm
-=。