机械设计课程设计说明书(机械设计基础)
设计题目圆锥圆柱齿轮减速器
汽车学院车辆工程(汽车)专业
班级05级汽车1班学号******
设计人陈恺
指导老师奚鹰
完成日期2007年7月29日
目录
设计任务书 (3)
传动方案的拟订及说明 (3)
电动机的选择 (3)
计算传动装置的运动和动力参数 (5)
传动件的设计计算 (7)
轴的设计计算 (16)
滚动轴承的选择及计算 (38)
键联接的选择及校核计算 (42)
联轴器的选择 (43)
减速器附件的选择 (44)
润滑与密封 (44)
设计小结 (44)
参考资料目录 (45)
设计计算及说明 结果 一、 设计任务书
设计一用于带式运输机上的圆锥圆柱齿轮减速器，已知带式运输机驱动卷筒的圆周力（牵引力）F=2100N ，带速v=1.3m/s ，卷筒直径D=320mm ，输送机常温下经常满载，空载起动，工作有轻震，不反转。
工作寿命10年（设每年工作300天），一班制。
二、传动方案的拟订及说明
计算驱动卷筒的转速
601000601000 1.3
77.6/min
320w v n r D ππ⨯⨯⨯=
==⨯
选用同步转速为1000r/min 或1500r/min 的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为13。
根据总传动比数值，可拟定以下传动方案：
图一
三、 选择电动机
1）电动机类型和结构型式
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y （IP44）系列三相异步电动机。
它为卧式封闭结构。
77.6/min w n r =
111(10.5)(10.5)325(10.50.33)62.625m R t R d d m Z mm φφ=-=-=⨯⨯-⨯=
而
1211232.7310^32104562.625
tan cos 1045tan 20cos 7213'42''116tan sin 1045tan 20sin 7213'42''362t m r t a t T F N
d F F N F F N αδαδ⨯⨯====••=⨯︒⨯︒==••=⨯︒⨯︒=
圆周力t F 、径向力r F 及轴向力a F 的方向如图二所示
图二
1045116362t r a F N F N F N ===
3、 初步确定轴的最小直径
先初步估算轴的最小直径。
选取轴的材料为45钢（调质），根据《机械设计（第八
版）》表15-3，取0112A =，得
3
0 3.29
min 16.89960d A mm ==，输入轴的最小直径
为安装联轴器的直径12d ，为了使所选的轴直径12d 与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。
联轴器的计算转矩2ca A T K T =，查《机械设计（第八版）》表14-1，由于转矩变化很
小，故取 1.3A K =，则
2 1.33273042549ca A T K T N mm ==⨯=•
查《机械设计（机械设计基础）课程设计》表17-4，选HL1型弹性柱销联轴器，其公称转矩为160000N mm •，半联轴器的孔径120d mm =，故取1220d mm -=，半联轴器长度52L mm =，半联轴器与轴配合的毂孔长度为38mm 。
4、 轴的结构设计
（1） 拟定轴上零件的装配方案（见图三）
图三
min 16.89d mm =
42549ca T N mm =•
1220d mm -=
2、求作用在齿轮上的力 已知圆柱斜齿轮的分度圆半径
11 3.09182371.11t d m z mm =•=⨯=
而
11111312297.35
27380.07111tan tan 2027381027cos cos1359'56''
tan 2738tan1359'56''683t n r t a t T F N d F F N
F F N αββ⨯=
==︒
==⨯=︒==⨯︒= 已知圆锥直齿轮的平均分度圆半径
222(10.5)(10.5)378(10.50.33)195.39m R t R d d m Z mm φφ=-=-=⨯⨯-⨯=
而
2222223112297.35
9960.19539
tan cos 996tan 20cos 7213'42''111tan sin 996tan 20sin 7213'42''345t m r t a t T F N d F F N F F N αδαδ⨯=
====⨯︒⨯︒===⨯︒⨯︒=
圆周力1t F 、2t F ，径向力1r F 、2r F 及轴向力1a F 、2a F 的方向如图四所示
171.11d mm =
11127381027683t r a F N F N F N ===
2195.39m d mm =
222996111345t r a F N F N F N
===
图四
3、初步确定轴的最小直径
先初步估算轴的最小直径。
选取轴的材料为40r C （调质），根据《机械设计（第
八版）》表15-3，取0108A =，得
3
0 3.16
min 25.59310d A mm ==，中间轴最
小直径显然是安装滚动轴承的直径12d -和56d -
min 25.59d mm =
4、 轴的结构设计
（1） 拟定轴上零件的装配方案（见下图图五）
（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
1）初步选择滚动轴承。
因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用单列圆锥滚子轴承，参照工作要求并根据125625.59d d mm --=>，由《机械设计（机械设计基础）课程设计》表15-7中初步选取0基本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚子轴承30306，其尺寸为307220.75d D T mm mm mm ⨯⨯=⨯⨯，
125630d d mm --==。
这对轴承均采用套筒进行轴向定位，由《机械设计（机械设计基础）课程设计》表15-7查得30306型轴承的定位轴肩高度 3.5h mm =，因此取套筒直径
37mm 。
2）取安装齿轮的轴段234535d d mm --==，锥齿轮左端与左轴承之间采用
125630d d mm --==
234535d d mm --==
图六
图六
（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
1）为了满足半联轴器的轴向定位，1-2轴段右端需制出一轴肩，故取2-3段的
直径2347d mm -=，左端用轴端挡圈定位，按轴端挡圈直径48D mm =， 半联轴器与轴配合的毂孔长度184L mm =，为了保证轴端挡圈只压在半联 轴器上而不压在轴的端面上，故1-2段的长度应比1L 略短些，现取 1282l mm -=。
2） 初步选择滚动轴承。
因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用单列圆锥滚
子轴承，参照工作要求并根据2347d mm -=，由《机械设计（机械设计基础）课程设计》表15-7中初步选取0基本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚子轴承30310，其尺寸为5011029.25d D T mm mm mm ⨯⨯=⨯⨯，
347850d d mm --==，而3429.25l mm -=。
左端轴承采用轴肩进行轴向定位，由《机械设计（机械设计基础）课程》
2347d mm -=
1282l mm -=
2347d mm -=
347850d d mm --==
3429.25l mm -=。