1、設計課程設計計算說明書帶式輸送機圓錐齒輪傳動裝置課程設計說明書題 目：機械設計課程設計 系 別： 機電學院 班 級： 姓 名： 學 號： 指導老師： 目錄一 目錄.2二設計題目31.設計條件以要求.32原始數據.33.設計工作量.3二、電動機的選擇及傳動裝置的運動和動力參數計算.31.選擇電動機容量.32.選擇電動機的類型和結構形式.43.確定電動機型號.44.確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比.55.計算傳動裝置的運動和動力參數5三傳動零件的設計計算61.圓錐齒輪傳動的設計計算62.圓柱齒輪傳動的設計計算.10四傳動軸的設計.13 1.傳動軸的設計.132.傳動軸的設計.17五減速器箱體結構

2、尺寸20六減速器各部位附屬零件的設計.21七潤滑和密封.22八機械課程設計小結.23參考資料目錄.23計 算 及 說 明結果一、 設計題目：帶式輸送機圓錐齒輪傳動裝置設計<一>.設計條件及要求傳動方案要求如右圖所示設計內容：選擇合適的電動機、聯軸器型號；設計圓錐齒輪減速器和開式圓柱齒輪機構工作條件：單向運轉，載荷平穩，兩班制工作，輸送帶速度容許誤差為±5%使用年限：8年生產批量：小批量生產<二>.原始數據已知條件原始數據輸送帶工作拉力F（N）2600輸送帶速度v（m/s）0.8卷筒直徑D(mm)220<三>.設計工作量設計說明書1份圓錐齒輪減速器裝

3、配圖1張減速器零件圖13張（具體在完成裝配圖并經指導老師審閱后，由指導老師指定）(要求所有工程圖按1:1繪制)二、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因本傳動裝置工作條件為兩班制，單項運轉，載荷平穩，故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 1.工作所需功率工作機主動軸功率：。其中，F為輸送機工作拉力，V為輸送帶速度，為工作效率。2.計算電動機的功率。經過分析，由電動機至工作機傳動裝置總效率為，其值為： 式中、的含義為：為齒輪傳動的軸承，取值為=0.98；為圓錐齒輪的傳動效率

4、，取值為=0.97，為圓柱齒輪的傳動效率，取值為：=0.93；為聯軸器的效率，取值為=0.97，為卷筒軸的傳動效率，其取值為：=0.96；為卷筒的軸承傳動效率，其取值為：=0.98.電動機所需功率：<三>.確定電動機型號卷筒軸的工作轉速為：按推薦的合理傳動比范圍，二級圓錐-圓柱齒輪減速器的合理總傳動比的范圍為i=822，故電動機轉速的合理范圍為：則符合這一范圍的同步轉速的電動機有：750、1000兩類。查表得較合適的電動機為Y160h-8，其額定功率P=7.5Kw，滿載轉速為720r/min，總傳動比i=720/47.8=15.06，適中，傳動裝置結構較為緊湊。<四>.

5、確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比1.總傳動比總傳動比即減速器總傳動比為：15.062.確定分配傳動比按錐齒輪的傳動比一般不大于3，故取；則圓柱齒輪傳動比為：實際總傳動比，滿足要求。<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）軸： 軸：軸：卷筒軸：2.各軸的輸出、輸入功率軸：軸：軸：卷筒軸：3.各軸輸入、輸出轉矩電動機軸的輸入轉矩：軸：軸：軸：卷筒軸：三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（略大于小齒輪的實際功率），小齒輪的轉速為：，大齒輪的轉速為，傳動比，由電動機驅動，工作壽命（設每年工作300天），兩班制，

6、帶式輸送，平穩，轉向不變。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,齒形角，齒頂高系數，頂隙系數，螺旋角，不變位。（2）帶式輸送機為一般工作機器，速度不高，故選用8級精度。（3）、材料選擇，大小齒輪材料均為40Cr（調質），硬度為4855HRC。（4）、選小齒輪齒數，實際齒數比u=2.按齒面接觸疲勞強度設計 公式： （1）、確定公式內的各計算值1）查得材料彈性影響系數。2）按齒面的硬度查得大小齒輪的接觸疲勞強度極限。3）計算應力循環次數小齒輪：大齒輪：4）查得接觸批量壽命系數5）計算接觸疲勞許用應力6）試取載荷系數為，齒寬系數為，輸入的轉矩為：。所以

7、可初步確定分度圓直徑：平均分度圓直徑：，則分度圓周速度為：。根據試求的圓周速度約為，8級精度，可試選，查得：使用系數、齒間載荷分配系數、載荷分布系數分別為：所以，（2）、計算1）計算出按實際的載荷系數校正所得的實際小齒輪的分度圓直徑，帶入中的較小值得2）計算圓周速度v實際分度圓速度：3）計算載荷系數根據，8級精度，查得，所以。4）按實際的載荷系數校正所得的分度圓直徑：5）技術模數 ，查表11-15，取m=2.5。3.按齒根彎曲疲勞強度設計公式：（1）、確定公式內的各計算值1）查得大小齒輪的彎曲疲勞強度極限，2）查得彎曲疲勞壽命系數3）計算彎曲疲勞許用應力查主課本表11-9，取彎曲疲勞安全系數S

8、=1.4，則，4）載荷系數 K=1.24745）節圓錐角6）當量齒數7）查主課本表11-13，取齒形系數 8）查主課本表11-15，取應力校正系數 9）計算大小齒輪的 ,并加以比較。大齒輪的數值大。（2）、設計計算綜合分析考慮，取得，4.幾何尺寸計算（1）、計算大端分度圓直徑（2）、計算節錐頂距（3）、節圓錐角（4）、大端齒頂圓直徑（5）、齒寬<二>.圓柱齒輪傳動的設計計算已知輸入功率（略大于小齒輪的實際功率），小齒輪的轉速為：，大齒輪的轉速為，傳動比，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。1. 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數（1）.由

9、以上計算的數據可得圓錐齒輪的傳動在軸的軸向力較小，運輸機為一般工作機器，速度不高，故由主課本表11-20，選用8級精度。（2）.材料選擇，小齒輪材料為45號鋼（調質），硬度為235HBS，大齒輪材料為45剛（正火），硬度為200HBS，二者材料硬度相差35HBS。2. 確定設計準則： 由于該減速器為開始齒輪傳動，齒面為軟齒面，點蝕為主要失效形式。故先按齒面接觸疲勞強度計算，確定主要參數和尺寸，然后再按彎曲疲勞強度進行校核彎曲強度。3.按齒面接觸疲勞強度設計。 由于兩齒輪都是鋼，故由主課本式11-23，有： 以下確定相關參數： A.轉矩： B查11.10取載荷系數K=1.2 C齒數z、齒寬系數：

10、 小齒輪齒數z取為，則大齒輪齒數為。 實際齒數比為： 齒數比的誤差為：符合規格。 因單級直齒圓柱齒輪為對稱布置，而齒輪表面又為軟齒面，由主課本11.19，取。 D許用接觸應力 由圖11.25，得：由表11.9，查得安全系數故：小齒輪應力循環次數為：大齒輪應力循環次數為： 查圖11.28，得： 故：由式11.25，得接觸疲勞許用應力分別為：可求得 計算齒寬與齒高比 模數：，由表11.3，取m=6。4主要尺寸計算:，取，由小齒輪應比大齒輪寬一些，故取5.按齒根彎曲強度校核。 由式（11.25）得出計算有關參數系數：A. 齒形系數,查主課本表11.12，得： B應力修正系數： C許用應力： 由圖11

11、.26,得： 由表11.9，查得： 由圖11.27，查得： 由式（11.26），可得：故：齒根彎曲強度校核合格。6.驗算齒輪的圓周速度： 由表11.21克制，選8級精度是合適的。四傳動軸的設計。 <一>.傳動軸的設計。1、 求輸出軸上的功率、轉速和轉矩。由之前計算得，它們分別為：功率：轉速：轉矩：2、求作用在齒輪上的力圓錐齒輪上：分度圓半徑：3.初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為45Cr，調質處理。取,于是得同時選取聯軸器型號，聯軸器的計算轉矩：，則，結合電動機的參數，選用凸緣聯軸器，型號為LT5聯軸器，即，該端選用的半聯軸器的孔徑，故取軸徑，半聯軸器轂孔的長度L=60mm。4.軸

12、的結構設計（1）根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度，如下圖：1）由聯軸器尺寸確定由聯軸器的轂孔長度L 和直徑d及相關要求，可確定2）初步選擇滾動軸承。軸承同時承載徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求，并根據尺寸，選取0基本游隙組、標準精度級的單列圓錐滾子軸承30207，其尺寸為 。為了利于固定，一般取比b小1mm（如圖3所示），故可確定。3)根據安裝要求，d4要求比要小才能安裝進去，故可取，4）根據軸承安裝方便的要求，取，得。為保證齒輪端面與箱體內壁不想碰，齒輪端面與箱體內壁留有一定間隙，取為15cm，即：根據箱體結構及聯軸器軸距軸承蓋有一定距離要求，取5）根據齒輪孔的軸

13、徑和長度，確定：， 。至此，已初步確定軸的各段直徑和長度。2、 軸上各零件的定位。齒輪、聯軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯接。按手冊查得，半聯軸器與軸的聯接處的平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為50mm（標準鍵長見）。為了保證聯軸器與軸配合有良好的對中性，故選擇聯軸器輪轂與軸配合為H7/k6。為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸配合為H7/n6。滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。（4）、確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為，除下圖標注外，各軸肩處的圓角半徑，均為R1，如圖：5.求軸上的載荷 根據軸的結構圖（圖3）作出軸的計算簡圖（齒輪取齒寬

14、中點處的分度圓直徑作為力的作用點，軸承在寬度中點為作用點）。顯然，左邊的軸承有危險截面，此軸承：水平支反力：水平彎矩：垂直支反力： （d1為小圓錐齒輪的分度圓直徑）垂直彎矩：.故：合成彎矩為：轉矩：當量彎矩： 因減速器單向運轉，修正系數去a=0.6 強度校核：查表16.3，得：，故合格。<二>、軸的計算。 1、 軸的輸入功率、轉速和轉矩。由之前計算得，它們分別為：功率：轉速：轉矩：2.初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，調質處理。取,于是得3、求作用在齒輪上的力圓錐齒輪上分度圓平均半徑：4.軸的結構設計（1）根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度，如下圖：1）初步選擇滾動軸

15、承。軸承同時承載徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求，并根據尺寸，選取0基本游隙組、標準精度級的單列圓錐滾子軸承30209，其尺寸為 。為了利于固定，一般取比b小1mm（如圖3所示），故可確定。2)根據安裝要求，可取，3）根據齒輪孔的軸徑和長度，確定：， 。4）根據軸承安裝要求，d1、d4比B小1mm，故有：5）取d5=44mm,l5=50mm;6）根據齒輪孔的軸徑和長度，確定：， 。至此，已初步確定軸的各段直徑和長度。5、軸的強度校核。由于該軸為轉軸，應按照彎矩組合進行強度校核計算。1） 做軸的受力簡圖：2）垂直支反力： 垂直彎矩： 3）水平支反力： 水平彎矩： 4）合成彎矩

16、： 5)繪制當量彎矩圖： 當量彎矩：因減速器單向運轉，修正系數去a=0.6 7)繪制總當量彎矩圖： 計算總當量彎矩： 校核：從總當量彎矩可以看出，截面C為危險截面，為齒輪， 由，則： 故：軸強度合格。五、減速器箱體結構尺寸：名稱符號計算公式結果機座厚度8機蓋厚度8機蓋凸緣厚度12機座凸緣厚度12機座底凸緣厚度20地腳螺釘直徑M20地腳螺釘數目6軸承旁聯結螺栓直徑M16蓋與座聯結螺栓直徑=（0.5 0.6）M12軸承端蓋螺釘直徑=（0.40.5）M8連接軸栓的間距150200視孔蓋螺釘直徑=（0.30.4）M8定位銷直徑=（0.70.8）10，至外箱壁的距離查設計手冊22，至凸緣邊緣距離查設計手

17、冊20外箱壁至軸承端面距離=+（510）50大齒輪頂圓與內箱壁距離6.8齒輪端面與內箱壁距離10箱蓋，箱座肋厚 6.8軸承端蓋外徑軸承外徑+（55.5）125（I 軸）155（II 軸）軸承旁連接螺栓距離盡量靠近，以和互不干涉為準，一般取六、減速器各部位附屬零件的設計：(1)窺視孔蓋與窺視孔在減速器上部可以看到傳動零件嚙合處要開窺視孔, 大小只要夠手伸進操作即可。以便檢查齒面接觸斑點和齒側間隙,了解嚙合情況，潤滑油也由此注入機體內。(2)放油螺塞放油孔的位置設在油池最低處，并安排在不與其它部件靠近的一側，以便于放油，放油孔用螺塞堵住并加封油圈以加強密封。(3)油標油標用來檢查油面高度，以保證有

18、正常的油量.因此要安裝于便于觀察油面及油面穩定之處即低速級傳動件附近；用帶有螺紋部分的油尺，油尺上的油面刻度線應按傳動件浸入深度確定。(4)通氣器 減速器運轉時，由于摩擦發熱,機體內溫度升高，氣壓增大，導致潤滑油從縫隙向外滲漏,所以在機蓋頂部或窺視孔上裝通氣器，使機體內熱空氣自由逸處，保證機體內外壓力均衡，提高機體有縫隙處的密封性，通氣器用帶空螺釘制成。(5)啟蓋螺釘為了便于啟蓋，在機蓋側邊的邊緣上裝一至二個啟蓋螺釘。在啟蓋時，可先擰動此螺釘頂起機蓋；螺釘上的長度要大于凸緣厚度，釘桿端部要做成圓柱形伙半圓形，以免頂壞螺紋；螺釘直徑與凸緣連接螺栓相同。在軸承端蓋上也可以安裝取蓋螺釘,便于拆卸端蓋

19、.對于需作軸向調整的套環,裝上二個螺釘,便于調整。(6）定位銷為了保證剖分式機體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機體聯接凸緣的長度方向兩端各安置一個圓錐定位銷。兩銷相距盡量遠些，以提高定位精度。如機體是對稱的,銷孔位置不應對稱布置。(7)吊環和吊鉤為了拆卸及搬運，應在機蓋上裝有環首螺釘或鑄出吊鉤、吊環，并在機座上鑄出吊鉤。(8)調整墊片用于調整軸承間隙,有的起到調整傳動零件軸向位置的作用。七，潤滑和密封1. 齒輪的潤滑采用油池潤滑，2. 軸承的潤滑可采用侵油潤滑3. 密封方法的選取選用凸緣式端蓋易于調態，采用氈圈密封八機械課程設計小結 這兩周的實訓對我來說有點像魔鬼訓練，還未做課程設計之前我就已經知道這不是件容易的事。但沒想到比我想像中的還要難。在給定題目要求的情況下，要設計出一個減速器，這對于還沒接觸過任何設計的我來說真非易事，即使老師說容易。但是誰也不是生來就會，只好硬著頭皮著手去設計。剛開始許多問題都不懂，有點不知所措的感覺，又不敢太明目張膽的問老師，這么沒分量的問題肯定會被老師