1、1机械设计课程设计报告书圆锥圆柱齿轮减速器设计姓名：学号：2目 录一 课程设计书 二 设计要求 三 设计步骤 1. 传动装置总体设计方案 2. 电动机的选择 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5. 各级齿轮的设计与校核 6.低速传动轴的设计与校核7.低速圆锥滚子轴承校核 8.键联接设计和校核 9.器机体结构尺寸10.密封设计11. 装配图设计四 设计小结 五 参考资料 3一. 课程设计书设计课题:设计一用于带动螺旋输送机输送聚乙烯树脂材料的两级展开式圆锥圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,其效率为 0.92(包括其支承轴承效率
2、的损失),减速器小批量生产,使用期限 5 年(300 天/年),三班制工作,车间有三相交流,电压 380/220V二. 设计要求1.减速器装配图一张(A1)。2.CAD 绘制齿轮零件图一张(A3)。3.设计说明书一份。三. 设计步骤1. 传动装置总体设计方案 2. 电动机的选择 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5. 各级齿轮的设计与校核 6.低速传动轴的设计与校核7.低速圆锥滚子轴承校核 8. 键联接设计和校核 9.器机体结构尺寸10.密封设计11. 装配图设计4一、 传动装置的总体设计减速器要符合绿色环保，工作时间长，质量好。二、 选择电动机1、
3、选择电动机系列按工作要求及工作条件，选用三相异步电动机，封闭式扇式结构，即：电压为 380V Y 系列的三相交流电源电动机。2、选电动机功率（1） 、传动滚筒所需有效功率KWTnPw 2.95073950（2） 、传动装置总效率各部分效率如下闭式齿轮传动效率： )8(97.0G级精 度滚动轴承效率： )B一 对联轴器效率： .C可移式联轴器效率： 9.0D螺旋输送机： .C823.9.07.32 得 （3） 、所需电动机功率KWPWr 67.283.03、确定电动机转速螺 旋 输 送 机 转 速二 级 减 速 器 传 动 比 范 围、 电 机 输 出 转 速 ：、 螺 旋 输 送 机 转 速
4、：ni mirrndd n/1056i/70)158()2( i/1选择电动机转速时，电动机重量轻，价格便宜，但总传动比大，传动装置过大。转速选择小了，电动机过重，价格过贵。择中选择mNTrnKWpw30i/72.KWpr67.271.3i18三、 确定传动装置的总传动比和分配传动比传动比分配 。满 载 荷 转 速螺 旋 输 送 机 转 速 ， 同 步 转 速由 选 定 电 动 机 min/960min,/70i/16Y132Srr443.25.921i iiniW则 输 出 的 传 动 比 为 ： 级 的 传 动 比 为 ：取 两 级 齿 轮 减 速 器 输 入总 传 动 比四、 计算传动装
5、置的运动和动力参数运动条件及运动参数分析计算0 轴：0 轴即电动机输出轴： mNnPTrn 4000r 165.295min/96KW67.2P，1 轴：1 轴即减速器输入轴mNnPTriKWVB411001629.95in/643.29.072 轴：2 轴即减速器中间轴 KWBG538.29.072.643121 mNnPTri 865420.95.in/843602213 轴：3 轴即减速器输出轴 mNnPTri KWBG5332 223 1029.3704.950i/484378.4 轴：4 轴即传动滚筒轴mNTrnKWp531029.i/74.19mNnPTrin KWBC 54434
6、343 102.370.295950min/17 2.9.0.413.五、 各级齿轮的设计与校核（一） 、低速级斜齿齿轮传动的设计与校核 齿轮材料，热处理及精度考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿圆柱齿轮齿轮材料及热处理 材料：低速级小齿轮选用 40Cr 调质，齿面硬度为小齿轮 320HBS 取小齿齿数 =201Z低速级大齿轮选用 钢调质，为大齿轮 360HBS 45Z =iZ =420=80 取 Z =80212齿轮精度为 8 级 初步设计齿轮传动的主要尺寸按齿根弯曲强度设计m cos2123FSdYZKT确定公式内各计算数值（1） 计算小齿轮传递的转矩 86
7、.56Nm（2） 初选齿宽系数 按非对称布置，由表查得 0.6 （3） 初选螺旋角 初定螺旋角 12 （4） 载荷系数 K K =11.051.41.091.60A（5） 当量齿数 z z /cos 20/ cos 12 21.37 z z /cos 80/ 3cos 12385.48（6） 查表得齿形系数 Y 和应力修正系数 Y FS58.1,6.2SFY（7） 螺旋角系数 Y轴向重合度 0.98 Y 1 0.9280421Z1256.8mNT3端面重合度 60.184.7.021（8） 计算大小齿轮的 F计算应力值环数 N =60n j =602801（530024）=6.00101hLh
8、8查表得齿轮弯曲疲劳强度极限 K =0.92 aFMP6201lim1FNS =1.25F =aN PY32.4562.109lim计算大小齿轮的 ,并加以比较FS0951.32.4568FSYm cos123FSdYZKT= 82.1095.600 12cos9854623 按齿面接触强度校核 213 )(2HEdZiKT确定各参数的值: 试选 =1.60 Z =188.9MPa Z =2.46 F21H60.1T =8.656410 N*m =12 =0.614d计算应力值环数N=60n j =602801（530024）=6.0010 h1hL 8查表得 Z =1.15 安全系数 S =
9、1 = =1.15800/1=920NHHNSZlimMPa= 213 )(2HEdiKT 14.5)9206.18(460.18523 比较公式、和公式 d=mz 取 m=2.5 d=50 mb30.（二） 、高速级斜齿齿轮传动的设计与校核1.齿轮材料，热处理及精度考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线圆锥齿轮（1） 齿轮材料及热处理aFMP6201limbZm30825.13 材料：低速级小齿轮选用 40Cr 调质，齿面硬度为小齿轮 320HBS 取小齿齿数 =261Z低速级大齿轮选用 钢调质，为大齿轮 360HBS 45Z =iZ =3.4326=89.18 取
10、 Z =9021 2齿轮精度为 8 级2.设计计算小齿轮的模数 m 计算公式 n 1)5.01(4213 FSRRn YizKT参数确定K T = 2.629 Nm 29.10.5.1143.0R60.2F9SY计算 =FhnjLN6 917.2)530(6MPa4825.1lim1).0(23 FSRRn YizKT= 31.46859.0243.6)3.51(3. 0942 3.校核计算小齿轮校核公式 2213 )()5.0(HERdZiKT参数确定K1.29 T = 2.629 N*m 143.R219.8MPaZE5.HZ计算 =HhnjLN60 907.)5024(196FMPaSZ
11、N7.40lim2213 )()5.(HERdZiT= m45.9)740.18()3.0(43.0692243 比较公式、得出结论 m=2 d=52mm midb14.283.0六、 低速轴的设计与校核一. 输出传动轴的设计28.14mb90Z631. 估算轴的最小直径,选取轴的材料为 45 钢,调质处理,根据课本按扭转强度计算mnPCd12.36704.133因为轴上有两个键槽，轴直径增大 10%，所以取直径 d=40mm.9%)(2.62. 结构设计：出估算轴的各个尺寸如下：mllml dd8.4,.58,75934(,1,(0621 3轴 承 ）轴 承 ）3强度校核（1） 、确定力点与
12、支反力与求轴上作用力（图示附后）（2） 、齿轮上作用力输出轴上的功率 P ，转速 ，转矩 33n3TP =2.413KW =70r/min =329.2Nm3F = F = Ft2dTN2910.3rt Non125cs0ta29cosaF a= F tan =12250.21255656=260.37Nt(3)、水平支反力 从上到下第二幅图 NFMRtR239;895.16;02（4） 、垂直面内的支反力 从上到下第四幅图由表 9-1HB=217-255MPasb3506MPasb35063NFFarH73.1965.182061Hr.812（5） 、绘水平弯矩图 第三幅图 mNM75.12
13、38max（6） 、求垂直弯矩并绘垂直弯矩图 第五幅图 6.530787.2021 ； 直直 AAmNM（7） 、合成弯矩图 第六幅图 mN85.1347.12； 合合 M（8） 、绘扭矩图 第七幅图 mNT539.（9） 、求当量弯矩 AMmNMPTA 42.361194285.1347726 59.0,)( b23 用 插 入 法 得由 表（10） 、确定危险截面校核轴径尺寸，危险截面 AdbAA 0.601.1.033 因为计算出最危险截面的直径比设计的轴最少直径还小，所以设计轴合格33七、 低速轴承的设计与校核 1、选轴承 可得轴承的型号为：7209E。其中轴承参数为：D45mm；B1
14、9mm；Cr67.8KN ；Cor83.5KN2、轴承校核 NFRR57.26049211所 以 轴 承 符 合 强 度 要 求则取则 hPfCnLYXYXRFeNFIpth ar aa 1071548).26045.187(706)(601.)(, 4.2603,.1tn.t.;37.260 30 八、 键联接的选择与校核1、 减速器输出轴连接螺旋输送机的键 由于轴直径为 40mm 有参考文献的得 键为 128 GB1096-79 即圆头普通平键（A 型） ，键的参数为：b=12mm;h=8mm;按强度条件的键设计： mkdpTl 29.34085.1293为键工作长度，键全长 键的设计取
15、L=50mm，符合l mbl4L要求。2、 减速器输出轴与低速圆柱些齿轮连接的键 由于轴直径为 49mm，有参考文献的 键为 149 GB1096-79 即圆头普通平键（A 型） ，键参数为：b=14mm;h=9mm;按强度条件的键设计： mkdpTl 8.2495.0123为键工作长度，键全长 键的设计取 L=45mm，l bl8L符合要求。轴承用油润滑 1RN27.90564选择键为：圆头普通平键（A 型）3九、 减速器机体结构尺寸减速器的箱体采用铸造（HT150）采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量，大端盖分机体采用 配合.67isH1. 机体有足够的刚度在机体为加肋，外轮廓为长方形，增强
16、了轴承座刚度2. 考虑到机体内零件的润滑，密封散热。因其传动件速度小于 12m/s，故采用侵油润油，同时为了避免油搅得沉渣溅起，齿顶到油池底面的距离 H 为 40mm为保证机盖与机座连接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗糙度为 3.63. 机体结构有良好的工艺性.铸件壁厚为 10，圆角半径为 R=3。机体外型简单，拔模方便.4. 对附件设计A 视孔盖和窥视孔在机盖顶部开有窥视孔，能看到 传动零件齿合区的位置，并有足够的空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板，机体上开窥视孔与凸缘一块，有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封，盖板用铸铁制成，用 M6 紧固B 油螺塞
17、：放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔处的机体外壁应凸起一块，由机械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。C 通气孔：由于减速器运转时，机体内温度升高，气压增大，为便于排气，在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器，以便达到体内为压力平衡.3D 盖螺钉：启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。钉杆端部要做成圆柱形，以免破坏螺纹.E 位销：为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销，以提高定位精度.F 吊钩：在机盖上直接铸出吊钩和吊环，用以起吊或搬运较重的物体.名称 符号 计算公式 结果箱
18、座壁厚 83025.a10箱盖壁厚 11 10箱盖凸缘厚度 b.15箱座凸缘厚度 515箱座底凸缘厚度 2.225地脚螺钉直径 fd1036af M16地脚螺钉数目 n查手册 6轴承旁联接螺栓直径 1fd72.1M12机盖与机座联接螺栓直径2d=（0.50.6） fM10轴承端盖螺钉直径 3=（0.40.5）3fdM8视孔盖螺钉直径 4d=（0.10.4）4fM2定位销直径 =（0.30.6） 23， ， 至外机壁距fd12离1C查机械课程设计指导书20， 至凸缘边缘距离f2 2查机械课程设计指导书183外机壁至轴承座端面距离1l= + +（812）1lC238大齿轮顶圆与内机壁距离11.21
19、 25齿轮端面与内机壁距离 22 20机盖，机座肋厚 m,1 85.0,.11m 918.5轴承端盖外径 2D+（5）23d112、125、160轴承旁联结螺栓距离 S2112125160十、 润滑密封设计对于二级圆柱齿轮减速器，因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所以其速度远远小于 ，所以采用脂润滑，箱体内选5(1.2)0./minr用 SH0357-92 中的 50 号润滑，装至规定高度.油的深度为 H+ 1hH=30 =34所以 H+ =30+34=641其中油的粘度大，化学合成油，润滑效果好。密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封，联接 凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗度应
20、为 密封的表面要经过刮研。而且，凸缘联接螺柱之间的距离不宜太大，国 150mm。并匀均布置，保证部分面处的密封性。3十一、 装配图设计（一） 、装配图的作用作用：装配图表明减速器各零件的结构及其装配关系，表明减速器整体结构，所有零件的形状和尺寸，相关零件间的联接性质及减速器的工作原理，是减速器装配、调试、维护等的技术依据，表明减速器各零件的装配和拆卸的可能性、次序及减速器的调整和使用方法。（二） 、减速器装配图的绘制1、装备图的总体规划：（1） 、视图布局：、选择 3 个基本视图，结合必要的剖视、剖面和局部视图加以补充。、选择俯视图作为基本视图，主视和左视图表达减速器外形，将减速器的工作原理和
21、主要装配关系集中反映在一个基本视图上。布置视图时应注意：a、整个图面应匀称美观，并在右下方预留减速器技术特性表、技术要求、标题栏和零件明细表的位置。b、各视图之间应留适当的尺寸标注和零件序号标注的位置。（2） 、尺寸的标注：、特性尺寸：用于表明减速器的性能、规格和特征。如传动零件的中心距及其极限偏差等。、配合尺寸：减速器中有配合要求的零件应标注配合尺寸。如：轴承与轴、轴承外圈与机座、轴与齿轮的配合、联轴器与轴等应标注公称尺寸、配合性质及精度等级。、外形尺寸：减速器的最大长、宽、高外形尺寸表明装配图中整体所占空间。、安装尺寸：减速器箱体底面的长与宽、地脚螺栓的位置、间距3及其通孔直径、外伸轴端的
22、直径、配合长度及中心高等。（3） 、标题栏、序号和明细表：、说明机器或部件的名称、数量、比例、材料、标准规格、标准代号、图号以及设计者姓名等内容。查 GB10609.1-1989 和 GB10609.2-1989 标题栏和明细表的格式、装备图中每个零件都应编写序号，并在标题栏的上方用明细表来说明。（4） 、技术特性表和技术要求：、技术特性表说明减速器的主要性能参数、精度等级、表的格式布置在装配图右下方空白处。、技术要求包括减速器装配前、滚动轴承游隙、传动接触斑点、啮合侧隙、箱体与箱盖接合、减速器的润滑、试验、包装运输要求。2、绘制过程：（1） 、画三视图：、绘制装配图时注意问题： a 先画中心
23、线，然后由中心向外依次画出轴、传动零件、轴承、箱体及其附件。b、先画轮廓，后画细节，先用淡线最后加深。c、3 个视图中以俯视图作基本视图为主。d、剖视图的剖面线间距应与零件的大小相协调，相邻零件剖面线尽可能取不同。e、对零件剖面宽度 的剖视图，剖面允许涂黑表示。m2f、同一零件在各视图上的剖面线方向和间距要一致。、轴系的固定：a、轴向固定：滚动轴承采用轴肩和闷盖或透盖，轴套作轴向固定；齿轮同样。b、周向固定：滚动轴承采用内圈与轴的过渡配合，齿轮与轴除采3用过盈配合还采用圆头普通平键。（2） 、润滑与密封、润滑：齿轮采用浸油润滑。当齿轮圆周速度 时，圆柱齿轮浸入油的深smv/12度约一个齿高，三
24、分之一齿轮半径，大齿轮的齿顶到油底面的距离3060mm 。轴承润滑采用油润滑。2、合理标注尺寸及偏差：（1） 、轴：径向尺寸以轴线为基准标注，有配合处径向尺寸应标尺寸偏差；轴向尺寸以轴孔配合端面及轴端面为基准，反映加工要求，不允许出现封闭尺寸链。（2） 、齿轮：径向尺寸以轴线为基准，轴孔、齿顶圆应标相应的尺寸偏差；轴向尺寸以端面为基准，键槽尺寸应相应标出尺寸偏差。3、合理标注形状和位置公差；在装配图上没有形位公差，形位公差只在低速轴的零件图上有用，而且都用于和齿轮与轴承配合的地方4、合理标注表面粗糙度；因为表面粗糙度影响零件的耐磨性、影响配合性质的平稳性、影响装置的抗疲劳强度和抗腐蚀性，所以要
25、标注表面粗糙度，但是过多的标注会增加生产成本，所以要合理的标注表面粗糙度5、技术要求：简单的说明装置的加工方法。6、标题栏：更好的让读图的人员更快的了解图纸3四、设计小结这次关于螺旋输送机上的两级展开式圆锥圆柱斜齿轮减速器的课程设计是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验，对于提高我们机械设计的综合素质大有用处。通过两个星期的设计实践，使我对机械设计有了更多的了解和认识.为我们以后的工作打下了坚实的基础.1、 机械设计是机械工业的基础,是一门综合性相当强的技术课程，它融机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、机械精度设计、机械工程材料、机械设计手册、计算机绘图基础、工程制图
26、和画法几何等书3、 这次的课程设计,对于培养我们理论联系实际的设计思想;训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论,结合生产实际反系和解决工程实际问题的能力;巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识等方面有重要的作用。4、 在这次的课程设计过程中,综合运用先修课程中所学的有关知识与技能,结合各个教学实践环节进行机械课程的设计,一方面,逐步提高了我们的理论水平、构思能力、工程洞察力和判断力,特别是提高了分析问题和解决问题的能力,为我们以后对专业产品和设备的设计打下了宽广而坚实的基础。5、 设计中还存在不少错误和缺点，需要继续努力学习和掌握有关机械设计的知识，继续培养设计习惯和思维从而提高设计实践操作能力本次设计得到了指导老师的细心帮助和支持。衷心的感谢老师的指导和帮助.五、参考书籍书名 主编 出版社机械设计 杨恩霞 哈尔滨工程大学出版社机械工程制图 李广君、王钢、石铃 哈尔滨工程大学出版社机械设计课程设计指导书 宋宝玉 哈尔滨工业出版社机械精度设计基础 孙玉芹、孟罩新 科学出版社计算机绘图教程 许国玉、吕金丽张生坦、常艳艳哈尔滨工程大学出版社机械设计课程设计指导书 王大康、卢颂峰 北京工业大学出版社
