机械设计课程设计-二级圆锥齿轮-斜齿圆柱齿轮减速器教案.doc

设计题目:二级圆锥齿轮-斜齿圆柱齿轮减速器 原始数据：运输带拽引力F=3600N 运输带速度v=1.0 滚筒直径D=300mm 使用年限5年，双班制每年按300天计算 速度允许误差±5% 一 确定传动方案 图所示为电机直接与圆锥齿轮-——圆柱齿轮减速器相联结， 结构紧凑，运动平稳。 二 选择电动机 传动装置总效率 工作机输入功率： 三 运动学和动力学计算： 1 总传动比及其分配 四.直齿圆锥齿轮传动的设计计算： 1.齿面接触疲劳强度设计： 1）选择齿形制GB12369-90，齿形角 由题可知，小齿轮选用40Cr,调制处理，硬度为240~280HB，平均硬度280HB；大齿轮选用45号钢，调制处理，硬度为240HB，。 2）精度等级取8级 5）取齿宽系数： 6）确定弹性影响系数：由表10-6， 7）由图10-21按齿面硬度查的小齿轮的解除疲劳强度极限 ，大齿轮的 8）根据循环次数公式[3]式10-13，计算应力循环次数： 9）查[3]图10-19得接触疲劳寿命系数：， 10）由[3]式10-12计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1%，安全系数， ， 2.计算 1）由接触强度计算出小齿轮分度圆直径： 则 2）齿轮的圆周速度 3）计算载荷系数： a：齿轮使用系数，查[3]表10-2得 b：动载系数，查[3]图10-8得 c：齿间分配系数，查[3]表10-3得 d：齿向载荷分布系数 查[3]表10-9得，所以 e：接触强度载荷系数 4）按载荷系数校正分度圆直径 取标准值，模数圆整为 5）计算齿轮的相关参数 ， ， 6）确定齿宽： 圆整取 3.校核齿根弯曲疲劳强度 载荷系数 当量齿数， 查[3]表10-5得，，， 取安全系数 由[3]图10-18得弯曲疲劳寿命系数， 查[3]图10-20(c)得弯曲疲劳极限为：， 许用应力 校核强度，由[3]式10-23 计算得 可知弯曲强度满足，参数合理。 五.斜齿圆柱齿轮传动的设计计算： 1.齿面接触疲劳强度设计 1）选择齿轮材料，小齿轮 40Cr,调制，硬度260HB，大齿轮 45号钢，调制，硬度240HB. 2）精度等级取8级。 3）试选小齿轮齿数 取 调整后 4）初选螺旋角 2.齿面接触疲劳强度计算： 1）按齿面接触疲劳强度设计 查[3](10-21)有齿面接触疲劳强度设计公式 1试选载荷系数： 2 计算小齿轮传递的扭矩： 3取齿宽系数： 4确定弹性影响系数：由[3]表10-6， 5确定区域系数：查[3]图10-30，标准直齿圆锥齿轮传动： 6根据循环次数公式[3]式10-13，计算应力循环次数： 查[3]图10-19得接触疲劳寿命系数：， 查[3]图10-21(d)得疲劳极限应力：， 由[3]式10-12计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1%，安全系数， ， 7由[3]图10-26查得 8代入数值计算 小齿轮直径: 9圆周速度 10齿宽b及模数， 11计算纵向重合度 12计算载荷系数： a：齿轮使用系数，查[3]表10-2得 b：动载系数，查[3]图10-8得 c：齿间分配系数， 查[3]表10-3得 d：查[3]表10-4得齿向载荷分布系数 查[3]图10-13得 e：接触强度载荷系数 13按载荷系数校正分度圆直径 14计算模数 3）按齿根弯曲强度设计 由[3]式10-17 1计算载荷系数 2由纵向重合度，从[2]图10-28得 3计算当量齿数 4由[3]图10-20得弯曲疲劳强度极限， 5由[3]图10-18取弯曲疲劳寿命系数， 6取弯曲疲劳安全系数 由[3]式10-12得 7由[3]表10-5得齿形系数， 得应力校正系数， 8计算大、小齿轮的并加以比较。 ， 大齿轮的数值大。 9计算得，去 10校正齿数 ， 11圆整中心距 圆整为 12修正螺旋角 变化不大，不必修正前面计算数值。 13计算几何尺寸 ， ，取齿宽为 六、轴的设计计算 1、I轴的计算 (1)轴上的功率，转速，转矩，锥齿轮小齿轮平均分度圆直径 (2)求作用在齿轮上的力 圆周力，轴向力，径向力 (3)初估轴的最小直径 先按[3]式15-2初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。根据[3]表15-3，取，于是得 由于输入轴的最小直径是安装联轴器处轴径。为了使所选轴径与联轴器孔径相适应，故需同时选择联轴器型号。 联轴器的计算转矩，查[3]表14-1 查[1]附表表8-5，由于电动机直径为38mm，所以选取型号为LH3，孔径选为30mm。联轴器与轴配合的轮毂长度为60mm。 (4)轴的结构设计 1拟定轴上零件