論文設計三級圓柱圓錐齒輪減速器設計

1、<p><b>　　畢業(yè)論文(設計)</b></p><p>　　三級圓柱圓錐齒輪減速器設計</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　通過查閱一些文獻我們可以了解到帶式傳動裝置的設計情況，為我所要做的課題確定研究的方向和設計的內容。</p><p><b&g

2、t;　　1.1 帶傳動</b></p><p>　　帶傳動是機械設備中應用較多的傳動裝置之一，主要有主動輪、從動輪和傳動帶組成。工作時靠帶與帶輪間的摩擦或嚙合實現主、從動輪間運動和動力的傳遞。</p><p>　　帶傳動具有結構簡單、傳動平穩(wěn)、價格低廉、緩沖吸振及過載打滑以保護其他零件的優(yōu)點。</p><p>　　1.2圓錐-圓柱齒輪傳動減速器</

3、p><p>　　YK系列圓錐-圓柱齒輪傳動減速器適用的工作條件：環(huán)境溫度為-40～40度；輸入軸轉速不得大于1500r/min,齒輪嚙合線速度不大于25m/s，電機啟動轉矩為減速器額定轉矩的兩倍。YK系列的特點：采用一級圓弧錐齒輪和一、二、三級圓柱齒輪組合，把錐齒輪作為高速級（四級減速器時作為第二級），以減小錐齒輪的尺寸；齒輪均采用優(yōu)質合金鋼滲碳淬火、精加工而成，圓柱齒輪精度達到GB/T10095中的6級，圓錐齒輪精

4、度達到GB/T11365中的7級；中心距、公稱傳動比等主要參數均采用R20優(yōu)先數系；結構上采用模塊式設計方法，主要零件可以互換；除底座式實心輸出軸的基本型外，還派生出輸出軸為空心軸的有底座懸掛結構；有多中潤滑、冷卻、裝配型式。所以有較大的覆蓋面，可以滿足較多工業(yè)部門的使用要求。</p><p>　　減速器的選用原則：（1）按機械強度確定減速器的規(guī)格。減速器的額定功率P1N 是按載荷平穩(wěn)、每天工作小于等于10h、每

5、小時啟動5次、允許啟動轉矩為工作轉矩的兩倍、單向運轉、單對齒輪的接觸強度安全系數為1、失效概率小于等于1%等條件算確定.當載荷性質不同，每天工作小時數不同時，應根據工作機載荷分類按各種系數進行修正.減速器雙向運轉時，需視情況將P1N乘上0.7～1.0的系數，當反向載荷大、換向頻繁、選用的可靠度KR較低時取小值，反之取大值。功率按下式計算：P2m=P2*KA*KS*KR ，其中P2 為工作功率； KA 為使用系數； KS 為啟動系數；

6、KR 為可靠系數。（2）熱功率效核.減速器的許用熱功率PG適用于環(huán)境溫度20℃，每小時100%連續(xù)運轉和功率利用律（指P2/P1N×100%）為100%的情況，不符合上述情況時，應進行修正。（3）校核軸伸部位承受的徑向載荷。</p><p><b>　　2結構設計</b></p><p><b>　　2.1V帶傳動</b></p&

7、gt;<p>　　帶傳動設計時，應檢查帶輪的尺寸與其相關零部件尺寸是否協調。例如對于安裝在減速器或電動機軸上的帶輪外徑應與減速器、電動機中心高相協調，避免與機座或其它零、部件發(fā)生碰撞。</p><p>　　2.2減速器內部的傳動零件</p><p>　　減速器外部傳動件設計完成后，可進行減速器內部傳動零件的設計計算。</p><p>　　齒輪材料的選擇

8、應與齒坯尺寸及齒坯的制造方法協調。如齒坯直徑較大需用鑄造毛坯時，應選鑄剛或鑄鐵材料。各級大、小齒輪應該可能減少材料品種。</p><p>　　蝸輪材料的選者與相對滑動速度有關。因此，設計時可按初估的滑速度選擇材料。在傳動尺寸確定后，校核起滑動速度是否在初估值的范圍內，檢查所選材料是否合適。</p><p>　　傳動件的尺寸和參數取值要正確、合理。齒輪和蝸輪的模數必須符合標準。圓柱齒輪和蝸桿

9、傳動的中心距應盡量圓整。對斜齒輪圓柱齒輪傳動還可通過改變螺旋角的大小來進行調整。</p><p>　　根據設計計算結果，將傳動零件的有關數據和尺寸整理列表，并畫出其結構簡圖，以備在裝配圖設計和軸、軸承、鍵聯結等校核計算時應用。</p><p><b>　　聯軸器的選擇</b></p><p>　　減速器的類型應該根據工作要求選定。聯接電動機軸與

10、減速器，由于軸的轉速高，一般應選用具有緩沖、吸振作用的彈性聯軸器，例如彈性套柱銷聯軸器、彈性柱銷聯軸器。減速器低速軸（輸出軸）與工作機軸聯接用的連周期，由于軸的轉速較低，傳遞的轉距較大，又因為減速器軸與工作機軸之間往往有較大的軸線偏移，因此常選用剛性可以移動聯軸器，例如滾子鏈聯軸器、齒式聯軸器。對于中、小型減速器，其輸出與工作機軸的軸線便宜不很大時，也可以選用彈性柱銷聯軸器這類彈性可移式聯軸器。</p><p>

11、　　聯軸器型號按計算轉距進行選擇。所選定的聯軸器，起軸孔直徑的范圍應與被聯接兩軸的直徑相適應。應注意減速器高速軸外伸段軸徑與電動機的軸徑不得相差很大，否則難以選擇合適的聯軸器。</p><p>　　3 設計計算過程及說明</p><p><b>　　3.1選擇電動機</b></p><p>　　3.1.1電動機類型和結構型式選擇</p&g

12、t;<p>　　Y系列籠型三相異步電動機,臥式閉型電電動機。</p><p>　　3.1.2選擇電動機容量</p><p><b>　　工作機所需功率</b></p><p>　　==7.98kw </p><p>　　=80.7r/min</p><p><b>

13、　　電動機的輸出功率</b></p><p><b>　　==10.4kw</b></p><p>　　η=*…..* =0.82*0.98*0.95*0.98*0.97*0.98*0.98*0.97*0.98*0.98*0.99*0.96=0.77</p><p>　　確定電動機的額定功率</p><p>

14、<b>　　Ped>=Pd</b></p><p>　　3.1.3選擇電動機的轉速</p><p>　　同步轉速 1500r/min。</p><p>　　3.1.4確定電動機型號</p><p>　　選擇 Y160M-4 額定功率 11kw 轉速 1460r/min</p><p>

15、　　3.2傳動裝置的總傳動比及其分配</p><p>　　i==18.1 帶傳動 i=2 圓錐 i= 2.5 圓柱 i= 4</p><p>　　3.3計算傳動裝置的運動和動力裝置參數</p><p>　　各軸轉速: 電動機軸 =1460r/min</p><p>　　減速箱輸入軸 ==486.7 r/min</p>

16、<p>　　高速軸 ==235.1 r/min</p><p>　　低速軸 ==58.8 r/min</p><p>　　各軸輸入功率: ==11kw</p><p>　　=*0.95=10.45kw</p><p>　　=*0.98*0.97*0.98=9.73KW</p><p>　　=*0.98*0

17、.97*0.98=9.07KW</p><p>　　各軸轉矩:T0=9550*/=72.0N*m</p><p>　　T1=9550*/=205.0 N*m</p><p>　　T2=9550*/=395.2 N*m</p><p>　　T3=9550*/=1493.1 N*m</p><p><b>　　3

18、.4帶傳動設計</b></p><p>　　3.4.1定v帶型號和帶輪直徑</p><p>　　工作情況系數 =1.1</p><p>　　計算功率 ==1.1*11=12.1kw</p><p>　　選帶型號 A型</p><p>　　小帶輪直徑 =100mm</p>

19、<p>　　大帶輪直徑 =(1-0.01)*100*3=297mm</p><p>　　大帶輪轉速 = =481.8r/min</p><p><b>　　3.4.2計算帶長</b></p><p>　　求 = (+)/2 =198.5mm</p><p>　　求Δ Δ=(-)/2=9

20、8.5mm</p><p>　　2(+)>=a>=0.7*(+)</p><p>　　初取中心距 a=600mm</p><p>　　帶長 L=πDm+2*a+=1839.5</p><p>　　基準長度 =2000mm</p><p><b>　　求中心距和包角<

21、;/b></p><p>　　中心距 a= + =344.18+337.06=681.24<700mm</p><p>　　小輪包角 α1=180°-(D2-D1)*60°=180°-(297-100)*60°/681.24 =162.6>120°</p><p>　　數求帶根

22、v=3.14**/(60*1000)=7.64m/s</p><p>　　傳動比 i=/=2</p><p>　　帶根數 =1.32kw =0.95</p><p>　　=1.03 ΔP=0.17kw</p><p>　　z=/((+Δ)**)=12.1/((1.32+0.17)*0.95*1.03

23、)=8.3 取9根</p><p><b>　　求軸上載荷</b></p><p>　　張緊力 =500*/v*z(2.5-)/+qv*v=500*12.1/(7.64*9)*(2.5-0.95)/0.95+0.10*=149.3N</p><p>　　軸上載荷 =2*sin(/2)=2*9*149.3*sin(1

24、62.6°/2)=2656.5N3.5齒輪傳動設計</p><p>　　直齒錐齒: 軸交角∑=90° 傳遞功率P=10.45kw</p><p>　　小齒輪轉速=486.7r/m 傳動比i=2.07</p><p>　　載荷平穩(wěn),直齒為刨齒,小齒輪40Cr,調質處理,241HB~~286HB</p><p&g

25、t;　　平均260HB,大齒輪用45號鋼,217HB~~255HB 平均230HB</p><p>　　齒面接觸疲勞強度計算</p><p>　　齒數和精度等級 取=24 =i*=48</p><p><b>　　選八級精度</b></p><p>　　使用系數=1.0 動載荷系數=1.15</p&g

26、t;<p>　　齒間載荷分配系數 估計*Ft/b<100N/mm</p><p>　　cos=u/=2/=0.89</p><p>　　cos=1/=1/=0.44</p><p>　　=/ cos=24/0.89=26.97</p><p>　　=/ cos=48/0.44=109.1</p>

27、<p>　　αv=(1.88-3.2(1/(2*)+1/(2*)))cos=1.85</p><p><b>　　==0.85</b></p><p><b>　　==1.4</b></p><p>　　齒向載荷分布函數 =1.9</p><p>　　載荷系數 ==1*1.5*1.4*1

28、.9=3.99</p><p>　　轉矩 =9.55**=9.55**10.45/486.7=20505N.mm</p><p>　　彈性系數 =189.8</p><p>　　節(jié)點區(qū)域系數 =2.5</p><p>　　接觸疲勞強度 =710Mpa</p><p><b>　　=68

29、0Mpa</b></p><p>　　接觸最小安全系數=1.5</p><p>　　接觸壽命系數 ==1.0</p><p>　　許用接觸應力 []= */=710*/1.05=676Mpa</p><p>　　[]= */=680*/1.05=648Mpa</p><p>　　小輪大端分度圓直

30、徑 =0.3</p><p><b>　　=70mm</b></p><p>　　驗算圓周速度及Ka*Ft/b</p><p>　　=(1-0.5R) =(1-0.5R)70=59.5mm</p><p>　　==3.1459.5*486.7/60000=1.5m/s</p><p>　　=

31、 b=*R=*d/(2*sin)=*/(2*=20.4mm</p><p>　　*/b=1.0*689.2/20.4=33.8N/mm<100N/mm</p><p><b>　　確定傳動尺寸</b></p><p>　　大端模數 m=/=70/24=2.9mm</p><p>

32、　　實際大端分度圓直徑d =m=3*24=84</p><p>　　=m=3*48=144</p><p>　　b=*R=0.3*80.5=24.15mm</p><p>　　齒根彎曲疲勞強度計算</p><p>　　齒面系數 =2.72 =2.38</p><p>　　應力修正系數 =1.66

33、 =1.78</p><p>　　重合度系數 =0.25+0.75/ =0.25+0.75/0.85=0.66</p><p>　　齒間載荷分配系數 */b<100N/mm</p><p>　　=1/=1/0.66=1.56</p><p>　　載荷系數 ==1*1.15*1.56*1.9=3.4</p

34、><p>　　彎曲疲勞極限 =600MPa</p><p><b>　　=570MPa</b></p><p>　　彎曲最小安全系數 =1.25</p><p>　　彎曲壽命系數 ==1.0</p><p>　　尺寸系數 =1.0</p><

35、;p>　　許用彎曲應力 []= lim/=600*1.0*1.0/1.25=480MPa</p><p>　　[]=570*1.0*1.0/1.25=456MPa</p><p><b>　　驗算</b></p><p><b>　　===152</b></p><p><b

36、>　　<[]</b></p><p>　　==152*2.38*1.78/(2.72*1.66)=142.6MPa</p><p><b>　　標準斜齒圓柱齒輪</b></p><p>　　小齒輪用40Cr調質處理,硬度241HB~~286HB 平均260MPa</p><p>　　大齒輪用45號

37、鋼,調質處理,硬度229HB~~286HB 平均241MPa</p><p><b>　　初步計算</b></p><p>　　轉矩=9.55**9.73/235.1=39524N.mm</p><p><b>　　齒數系數=1.0</b></p><p>　　值 取=85</p>

38、;<p>　　初步計算的許用接觸應力[H1]=0.96Hlim1=0.9*710=619MPa</p><p>　　[H2]=0.9Hlim2=1.9*580=522MPa</p><p>　　初步計算的小齒輪直徑 =Ad=85*=48.1mm</p><p><b>　　取 d1=50mm</b></p><

39、p>　　初步尺寬b=d*=1*50=50mm</p><p><b>　　校核計算</b></p><p>　　圓周速度 v==0.62m/s</p><p>　　精度等級 選九級精度</p><p>　　齒數z和模數m 初步齒數=19; =i*19=4*19=76</p><p>

40、　　和螺旋角 =/=50/19=2.63158</p><p><b>　　=2.5mm</b></p><p>　　=arcos=arccos2.5/2.63158=18.2°</p><p>　　使用系數 =1.10</p><p>　　動載系數 =1.5</p><p&g

41、t;　　齒間載荷分配系數 </p><p>　　==2*39524/50=1581N</p><p>　　=1.1*1.581/50=34N/mm<100N/mm</p><p>　　=[1.88-3.2[1/+1/]cos=[1.88-3.25*(1/19+1/76)]cos18.2°</p><p><b>　

42、　=1.59</b></p><p><b>　　===2.0</b></p><p>　　==1.59+2.0=3.59</p><p>　　= arctan=arctan=20.9°</p><p>　　cos =cos18.2°20cos°/20.9cos°=0.

43、95</p><p>　　齒向載荷分布系數 =A+B[1+0.6*]+c*b/1000=1.36</p><p>　　=** * =1.10*1.05*1.76*1.36=2.76</p><p>　　彈性系數 =189.8</p><p>　　節(jié)點區(qū)域系數 =2.5</p><p>　　重合度系數 取

44、</p><p>　　螺旋角系數 =</p><p><b>　　許用接觸應力</b></p><p><b>　　驗算</b></p><p>　　=189.8*2.38*0.97=647MPa<690MPa</p><p>　　齒根彎曲疲勞強度驗算</p

45、><p>　　齒行系數YFa =</p><p>　　Y=2.72 Y=2.2</p><p>　　應力修正系數 =1.56 =1.79</p><p><b>　　重合度系數 </b></p><p><b>　　=1.61</b></p>

46、<p>　　螺旋角系數 </p><p>　　齒向載荷分配系數 </p><p><b>　　=1.76< </b></p><p>　　齒向載荷分布系數 b/h=50.(2.25*2.5)=8.9</p><p><b>　　=1.27</b></p>

47、;<p>　　載荷系數 K=**</p><p>　　許用彎曲應力 </p><p><b>　　驗算</b></p><p><b>　　3.6軸的設計</b></p><p><b>　　輸入軸</b></p><p><

48、b>　　選用45鋼調質 </b></p><p>　　取 d=35mm</p><p><b>　　計算齒輪受力</b></p><p><b>　　=84mm</b></p><p><b>　　=(1-0.5</b></p><p&

49、gt;<b>　　=689.2N</b></p><p><b>　　=tan</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　計算支反力</b></p><p>　　水平面反力 =1102.7N</p>

50、<p><b>　　=-413.5N</b></p><p>　　垂直面反力 =-1235.7N</p><p><b>　　=4115.5N</b></p><p><b>　　水平面受力圖</b></p><p><b>　　垂直面受力圖<

51、/b></p><p><b>　　水平面彎矩圖</b></p><p><b>　　垂直彎矩圖</b></p><p><b>　　合成彎矩圖</b></p><p><b>　　轉矩圖</b></p><p><b&

52、gt;　　許用應力</b></p><p><b>　　許用應力值 </b></p><p><b>　　應力校正系數 </b></p><p>　　當量彎矩圖 </p><p><b>　　軸徑 </b></p><p>

53、<b>　　高速軸</b></p><p>　　軸材料選用45鋼調質,</p><p><b>　　取 d=40mm</b></p><p><b>　　計算螺旋角 </b></p><p><b>　　齒輪直徑 小輪 =</b></p>

54、<p><b>　　大輪</b></p><p>　　小齒輪受力 轉矩=9.55*</p><p>　　圓周力 =2*/=2*39524/50=1581N </p><p><b>　　徑向力</b></p><p><b>　　畫小齒輪軸受力圖</b><

55、;/p><p>　　水平反力 =1358.1N</p><p><b>　　=912.1N</b></p><p>　　垂直反力 =594.7N</p><p><b>　　=103.3N</b></p><p><b>　　水平受力圖</b></p&

56、gt;<p><b>　　垂直受力圖</b></p><p><b>　　水平彎矩圖</b></p><p><b>　　垂直彎矩圖</b></p><p><b>　　合成彎矩圖</b></p><p><b>　　畫轉矩圖<

57、;/b></p><p><b>　　應力校正系數 </b></p><p><b>　　畫當量彎矩圖 </b></p><p>　　=50220N.mm</p><p>　　校核軸徑 =20.3<40mm</p><p><b>　

58、　低速軸</b></p><p><b>　　材料同前兩軸</b></p><p><b>　　畫大齒輪受力圖</b></p><p><b>　　計算支反力</b></p><p>　　水平反力 =1185.8 =395.2N</p><

59、p>　　垂直反力 =21.2N =584.6N</p><p><b>　　垂直受力圖</b></p><p><b>　　水平彎矩圖</b></p><p><b>　　垂直彎矩圖</b></p><p><b>　　合成彎矩圖</b><

60、/p><p><b>　　轉矩圖</b></p><p><b>　　當量彎矩</b></p><p><b>　　校核軸徑</b></p><p><b>　　=26<60mm</b></p><p><b>　　3.

61、7軸承的選擇</b></p><p><b>　　輸入軸軸承選擇:</b></p><p>　　選用圓錐滾子軸承30208 e=0.37 Y=1.6 Cr=63000N</p><p><b>　　=1177.7N</b></p><p><b>　　=4297.0N&l

62、t;/b></p><p>　　=/(2*Y)=368N</p><p>　　=/(2*Y)=1342.8N</p><p>　　=1228.4N =1342.8N</p><p>　　/=1.0>e /=0.3<e</p><p>　　查表 =0.4 =1.6</

63、p><p>　　=1 =0</p><p>　　當量動載荷 =*(*+*)=1.0*(0.4*1177.7+1.6*1228.4)=2436.5N</p><p>　　=*(*+*)= 4297.0N</p><p>　　軸承壽命 =</p><p>　　同樣,高速軸承和低速軸承分別用選用圓錐滾

64、子軸承30210和30213。</p><p>　　3.8鍵的選擇 </p><p>　　輸入軸 L=20 (mm)</p><p>　　高速軸 L=20</p><p>　　低速軸 L=30</p><p

65、><b>　　T=</b></p><p>　　3.9減速機箱體的設計</p><p>　　名稱 符號 尺寸關系 結果 </p><p>　　箱座壁厚 =0.025*a+38

66、 </p><p>　　箱蓋壁厚 =0.02*a+38 </p><p><b>　　a=</b></p><p>　　箱體凸緣厚度 ,, b=1.5=15;=1.5=15;=2.5=25</p><p>　　加

67、強肋厚度 , m=0.85=8.5; =0.85=8.5</p><p>　　地腳螺栓直徑 14</p><p>　　地腳螺栓數目 n 4</p><p>　　軸承旁連接螺栓直徑 0.75&

68、lt;/p><p>　　箱蓋,箱座連接螺栓直徑 ;螺栓間L</p><p>　　軸承蓋螺釘直徑數目 ,n =8 n=4</p><p>　　軸承蓋外徑 =s(兩連接螺栓間的距離)</p><p>　　觀察孔螺釘直徑

69、 </p><p>　　軸承旁凸臺高度和直徑 h, h由結構決定, =</p><p>　　箱體外壁至軸承座端面距離 ++</p><p>　　3.10減速器附件設計</p><p>　　3.10.1窺視孔和視孔蓋</p><p>　　窺視孔

70、應該在箱蓋頂部,以便觀察,應在凸臺上以便加工。</p><p><b>　　3.10.2通氣器</b></p><p>　　在箱蓋頂部,要適合環(huán)境,其尺寸要與減速器大小相合適。</p><p>　　3.10.3油面指示器</p><p>　　應該設在油面比較穩(wěn)定的地方,如低速軸附近。</p><p&g

71、t;　　用圓形油標,有標尺的位置不能太高和太低,以免溢出油標尺孔座。</p><p>　　3.10.4放油孔和螺塞</p><p>　　放在油的最低處,平時用螺塞塞住,放油孔不能低于油池面,以免排油不凈。</p><p>　　3.10.5起吊裝置</p><p>　　吊環(huán)可按起重重量選擇,箱蓋安裝吊環(huán)螺釘處設置凸臺,以使吊環(huán)螺釘有足夠的深度。

72、</p><p><b>　　3.10.6定位銷</b></p><p>　　用圓錐銷作定位銷,兩定位銷的距離越遠越可靠,常設在箱體連接凸緣處的對角處,對稱布置。直徑d=0.8d2。</p><p>　　3.10.7起蓋螺釘</p><p>　　裝在箱蓋連接凸緣上,其螺紋長度大于箱體凸緣厚度,直徑可與連接螺釘相同。<

73、;/p><p><b>　　3.11密封與潤滑</b></p><p>　　軸承采用接觸式密封。</p><p>　　傳動采用浸油潤滑,盡量使各傳動浸油深度相同。</p><p>　　軸承潤滑采用刮油潤滑。</p><p><b>　　4 設計小結</b></p>

74、<p>　　通過這次設計讓我了解到機械設計是從使用要求等出發(fā)，對機械的工作原理、結構、運動形式、力和能量的傳遞方式，以及各個零件的材料和形狀尺寸等問題進行構思、分析和決策的工作過程，這種過程的結果要表達成設計圖紙、說明書及各種技術文件。</p><p>　　通過帶式輸送機傳動裝置的設計,了解了帶式輸送機傳動裝置的原理以及其結構。從帶式輸送機傳動裝置的設計，我學到了機械設計的思想--以最少的成本達到最好的

75、目的,以最簡單的結構達到所需的功能。設計思想中最突出得的是—-合理二字。整個設計過程使我受益非淺。</p><p><b>　　5參考文獻</b></p><p>　　1 王昆等主編,機械設計課程設計,武漢: 高等教育出版社,1995。</p><p>　　2 邱宣懷主編,機械設計.第四版,北京:高等教育出版社,1997。</p>

76、<p>　　3 濮良貴主編,機械設計.第七版,西安: 高等教育出版社,2000。</p><p>　　4 任金泉主編,機械設計課程設計,西安:西安交通大學出版社,2002。</p><p>　　5 許鎮(zhèn)寧主編,機械零件,北京:人民教育出版社,1959。</p><p>　　6 Tragfahigkeitsberechnung Von Stirn-und