圆锥齿轮圆柱齿轮减速器内含装配图和零件图Word文件下载.doc

1、连续单向运转，载荷较平稳，两班制。环境最高温度350C；允许运输带速度误差为5%，小批量生产。设计步骤：传动方案拟定由图可知，该设备原动机为电动机，传动装置为减速器，工作机为带型运输设备。减速器为两级展开式圆锥圆柱齿轮的二级传动，轴承初步选用圆锥滚子轴承。联轴器2、8选用弹性柱销联轴器。第1章 选择电动机和计算运动参数1.1 电动机的选择1. 计算带式运输机所需的功率：P=3.6kw2. 各机械传动效率的参数选择：=0.99（弹性联轴器）， =0.98（圆锥滚子轴承），=0.96（圆锥齿轮传动），=0.97（圆柱齿轮传动），=0.96（卷筒）.所以总传动效率：= = =0.8083. 计算电动

2、机的输出功率：=kw4.4547kw4. 确定电动机转速：查表选择二级圆锥圆柱齿轮减速器传动比合理范围 =825（华南理工大学出版社机械设计课程设计第二版朱文坚 黄平主编），工作机卷筒的转速=90.95r/min ，所以电动机转速范围为 。则电动机同步转速选择可选为 750r/min，1000r/min，1500r/min。考虑电动机和传动装置的尺寸、价格、及结构紧凑和 满足锥齿轮传动比关系（），故首先选择1000r/min，电动机选择如表所示 表1型号额定功率/kw满载转速r/min轴径D/mm伸出长E/mm启动转矩最大转矩额定转矩Y132M2-65.5960421102.02. 总传动比：

3、3. 传动比的分配：，=3，成立=4 轴 轴 轴 轴 =4.1490.980.97=3.944kw 卷筒轴 1.5 各轴的输入转矩电动机轴的输出转矩故轴 4.387 轴 轴 卷筒轴 第2章 齿轮设计2.1 高速锥齿轮传动的设计（二） 选定高速级齿轮类型、精度等级、材料及齿数1. 按传动方案选用直齿圆锥齿轮传动2. 输送机为一般工作机械，速度不高，故选用8级精度。3. 材料选择 由机械设计第八版西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著的教材 表101选择小齿轮材料和大齿轮材料如下： 表 2齿轮型号材料牌号热处理方法强度极限屈服极限硬度（HBS）平均硬度（HBS）齿芯部齿面部小齿轮45调质处理65

4、0360217255240大齿轮正火处理580290162217200二者硬度差约为40HBS。4. 选择小齿轮齿数19，则：，取。实际齿比5. 确定当量齿数 ， 。（三） 按齿面接触疲劳强度设计 1. 确定公式内的数值1） 试选载荷系数2） 教材表106查得材料弹性系数（大小齿轮均采用锻钢）3） 小齿轮传递转矩 4.3874） 锥齿轮传动齿宽系数。5） 教材1021d图按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；1021c图按齿面硬度查得大齿轮接触疲劳强度极限。6） 按式（1013）计算应力循环次数；7） 查教材1019图接触疲劳寿命系数，。8） 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数

5、为S=1，则 = 2. 计算1） 计算小齿轮分度圆直径（由于小齿轮更容易失效故按小齿轮设计） = =86.183 mm2） 计算圆周速度 3） 计算齿宽b及模数 39.654mm mm4） 齿高 5） 计算载荷系数K由教材102表查得：使用系数使用系数=1；根据v=3.68m/s 、8级精度按第一级精度，由108图查得：动载系数=1.22；由103表查得：齿间载荷分配系数=；取轴承系数 =1.25，齿向载荷分布系数=所以：6） 按实际载荷系数校正所算得分度圆直径 7） 就算模数： mm（四） 按齿根弯曲疲劳强度设计m1. 确定计算参数1） 计算载荷2） 查取齿数系数及应了校正系数 由教材105

6、表得：， ； ， 。3） 教材1020图c按齿面硬度查得小齿轮的弯曲疲劳极限 ；教材1020图b按齿面硬度查得大齿轮的弯曲疲劳强度极限 。4） 教材1018图查得弯曲疲劳寿命系数 。5） 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 。6） 计算大小齿轮的并加以比较， = ， ，大齿轮的数值大。2. 计算（按大齿轮） = =3.286mm对比计算结果，由齿面接触疲劳计算的模m大于由齿根弯曲疲劳强度的模数，又有齿轮模数m的大小要有弯曲强度觉定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力仅与齿轮直径有关。所以可取弯曲强度算得的模数2.698 mm并就近圆整为标准值 mm（摘自机械原理教程

7、第二版清华大学出版社 4.11 锥齿轮模数（摘自GB/T123681990），而按接触强度算得分度圆直径=104.046mm重新修正齿轮齿数，,取整，则，为了使各个相啮合齿对磨损均匀，传动平稳，一般应互为质数。故取整。则实际传动比，与原传动比相差1.2%，且在误差范围内。（五） 计算大小齿轮的基本几何尺寸1. 分度圆锥角：1） 小齿轮 2） 大齿轮 2. 分度圆直径：1） 小齿轮 3. 齿顶高 4. 齿根高 5. 齿顶圆直径：1） 小齿轮 2） 大齿轮 6. 齿根圆直径：7. 锥距 8. 齿宽 ，（取整）b=45mm。则：圆整后小齿宽 ，大齿宽 。9. 当量齿数 ，10. 分度圆齿厚 11.

8、修正计算结果：1） 由教材105表查得：2） ，再根据8级精度按教材108图查得：动载系数=1.25；3）4） 校核分度圆直径 =98.7805） = ， ，大齿轮的数值大，按大齿轮校核。6） = =3.08mm实际，均大于计算的要求值，故齿轮的强度足够。（六） 齿轮结构设计 小齿轮1由于直径小，采用实体结构；大齿轮2采用孔板式结构，结构尺寸按经验公式和后续设计的中间轴配合段直径计算，见下表；大齿轮2结构草图如图。高速级齿轮传动的尺寸见表 大锥齿轮结构 草图表3 大锥齿轮结构尺寸 名称结构尺寸及经验公式计算值锥角锥距R149.520mm轮缘厚度16mm 大端齿顶圆直径283.511mm榖空直径

9、D由轴设计而定50mm轮毂直径80mm轮毂宽度L 取55mm腹板最大直径由结构确定188mm板孔分布圆直径134mm板孔直径24mm腹板厚度18mm 表4 高速级锥齿轮传动尺寸计算公式法面模数5 mm齿数2156传动比2.667分度圆直径105mm280mm齿顶圆直径114.363mm齿根圆直径93.764mm275.787mm齿宽45mm2.2 低速级斜齿轮传动的设计（七） 选定齿轮类型精度等级材料及齿数1. 按传动方案选用斜齿圆柱齿轮传动。2. 经一级减速后二级速度不高，故用8级精度。3. 齿轮材料及热处理小齿轮选用45钢调质，平均硬度为240HBS，大齿轮材料为45刚正火，平均硬度为20

10、0HBS，二者材料硬度差为40HBS。4. 齿数选择 选小齿轮齿数，根据传动比，则大齿轮齿数，取=76。 实际传动比5. 选取螺旋角。初选螺旋角=14。（二） 按齿面接触强度设计1. 确定各参数的值:1） 试选载荷系数=1.32） 计算小齿轮传递的扭矩。3） 查课本表10-7选取齿宽系数。4） 查课本表10-6得材料的弹性影响系数。7） ；8） 查教材1019图接触疲劳寿命系数，。9） 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数为S=1， =33.6mm，取联轴器孔直径为35mm，轴孔长度L联=82mm，Y型轴孔，A型键，联轴器从动端代号LX3 33*82GB/T50142003，相应的

11、轴段 的直径d1=35mm。其长度略小于孔宽度，取L1=80mm半联轴器与轴的配合为。（3）轴承与轴段和的设计 在确定轴段的轴径时，应考虑联轴器的轴向固定及密封圈的尺寸。 若联轴器采用轴肩定位，其值最终由密封圈确定该处轴的圆周速度均小于3m/s，可选用毡圈油封，查表初选毡圈。考虑该轴为悬臂梁，且有轴向力的作用，选用圆锥滚子轴承，初选轴承33010，由表得轴承内径d=50mm，外径D=90mm，宽度B=20mm，内圈定位直径da=58mm，轴上力作用点与外圈大端面的距离故d3=50mm，联轴器定位轴套顶到轴承内圈端面，则该处轴段长度应略短于轴承内圈宽度，取L3=24mm。该减速器锥齿轮的圆周速度

12、大于2m/s，故轴承采用油润滑，由齿轮将油甩到导油沟内流入轴承座中。通常一根轴上的两个轴承取相同的型号，则d5=50mm，其右侧为齿轮1的定位轴套，为保证套筒能够顶到轴承内圈右端面，该处轴段长度应比轴承内圈宽度略短，故取L5=24mm，轴的配合为公差为k6。（4）由箱体结构，轴承端，装配关系，取端盖外端面与联轴面间距L=30,故去L2 =45mm,又根据大带轮的轴间定位要求以及密封圈标准，取d2 =40mm。（5）齿轮与轴段的设计，轴段上安装齿轮，小锥齿轮处的轴段采用悬臂结构，d6 =40mm，L6 =63mm。选用普通平键14 9 45mm,小锥齿轮与轴的配合为。（6）因为d4 为轴环段，应

13、大于d3 ，所以取d4 =60mm，又因为装配关系箱体结构确定L4 =110mm。列表轴段dL135mm240mm360mm110mm5663mm3.2.2 中间轴直径长度确定（1） 轴承部件的结构设计 为方便轴承部件的装拆，减速器的机体采用剖分式结构，该减速器发热小，轴不长，故 轴承采用两端固定方式。按轴上零件的安装顺序，从最细处开始设计（2） 轴段及轴段的设计 该轴段上安装轴承，此段设计应与轴承的选择设计同步进行。考虑到齿轮上作用较大的轴向力和圆周力，选用圆锥滚子轴承。轴段及轴段上安装轴承，其直径应既便于轴承安装，又符合轴承内径系列。根据dmin=45mm，取轴承30209，由表得轴承内径

14、d=45mm，外径D=85mm，宽度B=19mm，故d1=45mm，=42mm。通常一根轴上的两个轴承取相同的型号，则d5=45mm，=40mm。轴的配合为公差为m6。齿轮轴段与轴段的设计 轴段上安装齿轮3，轴段上安装齿轮2。为于 齿轮的安装，d2和d4应略大于d1和d5，选 d2=50mm，d5 =60mm。由于齿轮的直径比较小，采用齿轮轴，其右端采用轴肩定位，左端采用套筒固定，齿轮2轮廓的宽度范围为（1.21.5）d4=7290mm，取其轮毂宽度，其左端采用轴肩定位，右端采用套筒固定。为使套筒端面能够顶到齿轮端面，轴段长度应比齿轮2的轮毂略短，故L2 =55mm。选用普通平键14 9 45

15、mm大锥齿轮与轴的配合为。轴段的设计 该段位中间轴上的两个齿轮提供定位，其轴肩高度范围为（0.070.1）d2=3.55mm，所以可得d3 =57mm，=20mm。 轴段42mm53mm57mm20mm3.2.3 输出轴长度、直径设置。（1）轴承部件的结构设计 为方便轴承部件的装拆，减速器的机体采用剖分式结构，该减速器发热小，轴不长，故 轴承采用两端固定方式。（2）由表查得GB/T5014-2003中的LX3型联轴器符合要求：mm，许用转速4750r/min，轴孔范围为3048mm。取联轴器孔直径为45mm，轴孔长度L联=112mm，J1型轴孔，A型键，联轴器从动端代号为LX3 45*84GB

16、/T50142003，相应的轴段 的直径d1=45mm。其长度略小于孔宽度，取L1=82mm。，半联轴器与轴的配合为。（3） 密封圈与轴段的设计 在确定轴段的轴径时，应考虑联轴器的轴向固定及密封圈的尺寸。 若联轴器采用轴肩定位，轴肩高度h=（0.070.1）d1=（0.070.1）*45mm=3.154.5mm。轴段的轴径d2=d1+2*（3.154.5）mm，其值最终由密封圈确定。该处轴的圆周速度均小于3m/s，可选用毡圈油封，取 d2=50mm，=40mm。（4） 轴承与轴段和轴段的设计 考虑齿轮油轴向力存在，但此处轴径较大，选用角接触球轴承。轴段上安装轴承，其直径应既便于安装，又符合轴承

17、内径系列。现取轴承为30211 由表得轴承内径d=50mm，外径D=100mm，宽度B=21mm。所以取d3 =55mm，由于该减速器锥齿轮的圆周速度大于2m/s，轴承采用油润滑，无需放挡油环，取L3=42mm。为补偿箱体的铸造误差，取轴承靠近箱体内壁的端面与箱体内壁距离。通常一根轴上的两个轴承取相同的型号，则d7=55mm，轴段的长度为=44mm。（5） 齿轮与轴段的设计 轴段上安装齿轮4，为便于齿轮的安装，d6应略大于d7，齿轮4轮廓的宽度范围为（1.21.5）*57=68.485.5mm，所以取d6 =70mm，其右端采用轴肩定位，左端采用套筒固定。为使套筒端面能够顶到齿轮端面，轴段长度应比齿轮4的轮毂略短，取L6=68mm轴段和轴段的设计 轴段为齿轮提供轴向定位作用，定位轴肩的高度为h=（0.070.1）d6=4.97mm，取h=7mm,则d5=80mm，L5=1.4h=9.8mm，取L5=20mm。轴段的直径可取轴承内圈定位直径，即d4=70mm，则轴段的长度=20mm。大斜齿轮与轴的配合为。82mm55mm7