【機械設計課程設計】圓錐—圓柱齒輪減速器 cad圖紙+說明書

牛先生

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目錄
一、設計任務書·········································································2
二、電機的選擇計算
一、擇電機的轉速································································2
二、工作機的有效功率···························································2
三、選擇電動機的型號···························································3
三、運動和動力參數的計算
一、分配傳動比·····································································3
二、各軸的轉速·····································································3
三、各軸的功率·····································································4
四、各軸的轉矩·····································································4
四、傳動零件的設計計算
1. 閉式直齒輪圓錐齒輪傳動的設計計算········································4
2. 閉式直齒輪圓柱齒輪傳動的設計計算········································6
五、軸的設計計算
1.
減速器高速軸I的設計······················································9
2.
減速器低速軸II的設計·················································11
3. 減速器低速軸III的設計·······················································14
六、 滾動軸承的選擇與壽命計算
1.減速器高速I軸滾動軸承的選擇與壽命計算·······························16
2.減速器低速II軸滾動軸承的選擇與壽命計算······························17
3. 減速器低速III軸滾動軸承的選擇與壽命計算···························18
七、 鍵聯接的選擇和驗算
1. 聯軸器與高速軸軸伸的鍵聯接··········································19
2. 大圓錐齒輪與低速軸II的的鍵聯接·········································19
3.
大圓柱齒輪與低速軸III的的鍵聯接·····························20
機械設計課程設計計算說明書——圓錐—圓柱齒輪減速器

八、 潤滑油的選擇與熱平衡計算
1. 減速器的熱平衡計算·····························································21
2. 潤滑油的選擇·····································································22
九、 參考文獻····························································23
機械設計課程設計計算說明書——圓錐—圓柱齒輪減速器

計算 及 說 明
結果
一、設計任務書
班級機械0402 學號 200406010219 姓名 鄭利江
一、設計題目：設計圓錐—圓柱齒輪減速器
設計鑄工車間的型砂運輸設備。該傳送設備的傳動系統由電動機—減速器—運輸帶組成。每日二班工作。
（圖1）
1—電動機；2聯軸器；3—減速器；4—鼓輪；5—傳送帶
二、原始數據：
傳送帶拉力F(KN)
傳送帶速度V(m/s)
鼓輪直徑D（mm）
使用年限（年）
1.770
1.392
235
7
三、設計內容和要求：
1.編寫設計計算說明書一份，其內容通常包括下列幾個方面：（1）傳動系統方案的分析和擬定以及減速器類型的選擇；（2）電動機的選擇與傳動裝置運動和動力參數的計算；（3）傳動零件的設計計算（如除了傳動，蝸桿傳動，帶傳動等）；（4）軸的設計計算；（5）軸承及其組合部件設計；（6）鍵聯接和聯軸器的選擇及校核；（7）減速器箱體，潤滑及附件的設計；（8）裝配圖和零件圖的設計；（9）校核；（10）軸
機械設計課程設計計算說明書——圓錐—圓柱齒輪減速器
2.要求每個學生完成以下工作：
（1）減速器裝配圖一張（0號或一號圖紙）
（2）零件工作圖兩張（輸出軸及該軸上的大齒輪），圖號自定，比例1︰1。
（3）設計計算說明書一份。
二、傳動方案的擬定
運動簡圖如下：
（圖2）
由圖可知，該設備原動機為電動機，傳動裝置為減速器，工作機為型砂運輸設備。
減速器為展開式圓錐—圓柱齒輪的二級傳動，軸承初步選用深溝球軸承。
聯軸器2選用凸緣聯軸器，8選用齒形聯軸器。
三、電動機的選擇及傳動裝置的運動和動力參數計算
一、選擇電動機的類型和結構形式
按工作要求和條件，選用三相籠型異步電動機，Y系列，封閉式結構，電壓380V，頻率50Hz。
二、選擇電動機容量
工作機主動軸功率：w1.7701.3922.464wPFVK345傳動裝置的總效率：24a12
（式中1
 、2
 、3
 、4
 、5
 分別為聯軸器、滾動軸承、原錐齒輪傳動、圓柱齒輪傳動和卷筒的傳動效率。）取1
=0.99（聯軸器），2=0.985（滾動軸承），3
 =0.96（齒輪精度為8級，不包括軸承效率），4=0.97（齒輪精度為8級，不包括軸承效率），5
 =0.96（卷筒效率，不包括軸承）則
24a0.990.9850.960.970.960.825
電動機所需功率： wda2.464ww2.987w0.825PPKKK
三、確定電動機的轉速
卷筒州的工作轉速為： 6010006010001.392rr113.2minmin235VnD
按課程設計指導書P7—表1查得圓錐—圓柱齒輪的傳動比一般范圍為：=10~25，故電動機轉速ai
計 算 及 說 明
結果
機械設計課程設計計算說明書——圓錐—圓柱齒輪減速器

根據額定功率≥，且轉速滿足edPdP1132minmindrn ，選電動機型號為：Y100L。2-4
其主要性能如下表：
滿 載 時
型號
額定功率Kw
轉速
電流（380V）
A
效率
%
功率
因數
3
1420
6.8
82.5
0.81
7.0
2.2
2.3
電動機的外形尺寸：
中心高H
外形尺寸
L×(AC/2+AD)×HD
底角安裝尺寸
A×B
地腳螺栓孔
直徑 K
軸伸尺寸
D×E
裝鍵部位
尺寸F×GD
100
380×288×245
160×140
12
28×60
8×31
四、確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比
1.總傳動比
總傳動比142012.544113.2manin
2.分配減速器的各級傳動比直齒輪圓錐齒輪傳動比
按直齒輪圓柱齒輪傳動比 ，又錐齒輪的傳動比一般不大于3，故取i=3 0.250.2512.5443.136aii錐錐
則12.5444.183i柱
實際總傳動比34.1812.54iii錐柱實
0.004i，滿足要求。
計 算 及 說 明
結果
機械設計課程設計計算說明書——圓錐—圓柱齒輪減速器

五、計算傳動裝置的運動和動力參數
1.各軸的轉速（各軸的標號均已在圖2中標出） 1420minmrnn 1420473.333mnrni錐473.33113.24.18minnrni柱113.2minrnn卷筒軸
2.各軸的輸出、輸入功率
12.9870.992.957132.957dPPK 入
22.9570.9852.9126452.913PPK 入出
32.9130.962.796482.796PPK 入出
22.7960.9852.754062.754PPK 入出
42.7540.972.671382.671PPK 入出
22.6710.9852.6309352.631PPK 入出
12.6310.992.604692.605PP 出卷筒軸入
252.6050.9850.96PP卷筒軸出卷筒軸入
2.6432882.643KwKw
3.各軸輸入、輸出轉矩955095502.98720.091420ddmPTNn 
計 算 及 說 明
結果
機械設計課程設計計算說明書——圓錐—圓柱齒輪減速器

955095502.95719.891420955095502.91319.591420955095502.79656.41473.33955095502.75455.57473.33955095502.671225.34113.2PTNnPTNnPTNPTNnPTn入入出出入入出出入入955095502.631221.96113.2955095502.605219.77113.2955095502.463207.79113.2NmPTNnPTNnPTNn出出卷筒軸入卷筒軸入卷筒軸卷筒軸出卷筒軸出卷筒軸
運動和動力參數計算結果整理于下表：
效率P(Kw)
轉矩（）
軸名
輸入
輸出
輸入
輸出
轉速n
r/min
傳動比
效率
電動機軸
2.987
20.09
1420
1.0
0.99
Ⅰ軸
2.957
2.913
19.89
19.59
1420
3.0
0.95
Ⅱ軸
2.796
2.754
56.41
55.57
473.33
4.2
0.96
Ⅲ軸
2.671
2.631
225.34
221.96
113.2
卷筒軸
2.605
2.463
219.77
207.79
113.2
1.0
0.97
計 算 及 說 明
結果
機械設計課程設計計算說明書——圓錐—圓柱齒輪減速器

Kw
四、傳動零件的設計計算
一、圓錐齒輪傳動的設計計算
已知輸入功率12.957P（略大于小齒輪的實際功率），小齒輪的轉速為：11720minrn大齒輪的轉速為2n傳動比i由電動機驅動，工作壽命（設每年工作300天），兩班制，帶式輸送，平穩，轉向不變。3
1.選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數
（1）按傳動方案，選用直齒圓錐齒輪傳動，齒形制11060JB,齒形角，齒頂高系數20*1ah，頂隙系數，螺旋角*0.2c0m，不變位。
（2）、運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用8級精度。
（3）、材料選擇，小齒輪材料為40Cr（調質），硬度為280HBS，大齒輪材料為45剛（調質），硬度為240HBS，二者材料硬度相差40HBS。
（4）、選小齒輪齒數12123,32369zzuz則
2.按齒面接觸疲勞強度設計
公式：
≥1t 32122.92(10.5)EFRRZKTu
（1）、確定公式內的各計算值
1）查得材料彈性影響系數12189.8EZMPa。
2）按齒面的硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限lim1600HMPa，大齒輪的接觸疲勞極限lim2550HMPa。
機械設計課程設計計算說明書——圓錐—圓柱齒輪減速器
計算 及 說 明
結果
3）計算應力循環次數
小齒輪： 91606014201(283007)2.86310hNnjL
大齒輪：98122.863109.542103NNu
4）查得接觸批量壽命系數
10.93HNK
20.97HNK
5）計算接觸疲勞許用應力
1lim110.93600558HLHHKMPaMPaS
2lim220.97550533.5HLHHKMPaMPaS
6）試選，查得1.2vK
1.0,1,1.51.251.875aKKK
所以， 1.01.211.8752.25avKKKKK
7）5541195.5102.95795.5101.989101420PTNn
8）13R
（2）、計算
1）試算小齒輪的分度圓直徑，帶入H中的較小值得
1td≥32421133189.82.251.989102.9258.79533.5(10.5)3mm
2）計算圓周速度v 1158.7914204.369601000601000tdnmvs
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計 算 及 說 明
結果
3）計算載荷系數
根據4.369mvs，8級精度，查得1.23vK，
所以。1.01.2311.8752.31avKKKKK
4）按實際的載荷系數校正所得的分度圓直徑： 33112.3158.7959.312.25ttKddmmK
5）技術模數1159.312.69622dmmz
3.按齒根彎曲疲勞強度設計
公式：
m≥3122214(10.5)1FaSaFRRYYKTzu
（1）、確定公式內的各計算值
1）查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限1500FEMPa，大齒輪的彎曲疲勞強度2380FEMPa。
2）查得彎曲疲勞壽命系數
120.86,0.9FNFNKK
3）計算彎曲疲勞許用應力
取彎曲疲勞安全系數S=1.4，則，
1110.86500307.141.4FNFEFKMPaMPaS
2220.9380244.291.4FNFEFKMPaMPaS
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油泵和壓縮機

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