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1、机械设计课程设计计算说明书题 目：圆锥-圆柱齿轮减速器（5-C）姓 名：高智韬班 级：05020902指导老师：陈国定目录一、设计任务说明2二：传动简图的拟定2三：电动机的选择2四：传动比的分配3五:传动参数的计算3六:减速器传动零件设计计算41. 高速级直齿锥齿轮传动的设计计算42. 中间级斜齿圆柱齿轮传动设计计算83. 低速级链传动的设计计算11七：初算轴径13八：选择联轴器和轴承13九：绘制设计用装配底图14十：轴系零件设计校核15十一：轴承寿命校核24十二：键选择及强度校核28十三：箱体及附件设计30十四：润滑密封设计33十五：心得体会33十六：参考书目34一、设计任务说明 1.设计任
2、务 设计链板式输送机的传动装置。 2.原始数据题号5-C输送链的牵引力F/kN7输送链的速度 v/(m/s)0.4输送链链轮的节圆直径d/mm3833.工作条件 连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期10年（每年300个工作日），小批量生产，两班制工作，输送机工作轴转速允许误差正负5%。二：传动简图的拟定。三：电动机的选择1. 类型和结构形式的选择选择Y系列电动机。具有结构简单，价格低廉，维护方便，可直接接于三相交流电网中等显著特点。2. 功率的确定Pw=Fwvw1000w=70000.410000.95=2.947kW电动机至工作机的总效率(串联时)。弹性联轴器效率1=0.99，球轴承效率2
3、=0.99，8级精度锥齿轮3=0.96，8级精度圆柱齿轮4=0.97，滚子链传动效率5=0.96.=124345=0.990.9940.960.970.96=0.850所需电动机的功率Pd(kW).Pd=Pw=2.9470.850=3.467电动机额定功率Pm.按照PmPd来选取电动机型号。3. 转速的确定根据Y系列常用转速，选择同步转速1000r/min的电动机。Y系列三相异步电动机，型号为Y132M16。机座带底脚，端盖无凸缘。型号额定功率（kW）满载转速（r/min）同步转速（r/min）轴伸长度（mm）轴伸直径（mm）电动机总长（mm）Y132M1-6496010008038515四：
4、传动比的分配电动机满载转速nm=960r/min，工作机的转速nw=601000vd=6010000.4383=19.946r/mini=nmnw=96019.946=48.13一般圆锥圆柱齿轮减速器，高速级锥齿轮传动比i1可按下式分配i1=0.25i=1212明显过大，根据一般锥齿轮传动比的限制，取i1=3.再取圆柱齿轮传动比i2=4.取链传动传动比i3=ii1i2=4.01五:传动参数的计算1. 各轴转速n（r/min）高速轴转速 n=nm中间轴转速 n=n/i1低速轴转速 n=nm/(i1i2)滚筒轴转速 n=nm/(i1i2i3)2. 各轴的输入功率P(kw)=124345高速轴输入功
5、率 P=Pm1中间轴输入功率 P=P23低速轴输入功率 P=P24滚筒轴输入功率 P=P253. 各轴的输入转矩T（Nm）高速轴输入转矩 T=9550P/n中间轴输入转矩 T=9550P/n低速轴输入转矩 T=9550P/n滚筒轴输入转矩 T=9550P/n根据以上计算数据列出下表,供以后设计计算使用。电机轴轴轴轴滚筒轴功率P/kw3.4673.4323.2613.1322.977转矩T/(Nm)34.14197.320373.8831421.518转速n/(r/min)9609603208020传动比i1344效率0.990.95040.96030.9504六:减速器传动零件设计计算1. 高
6、速级锥齿轮的设计计算(1) 选择材料，精度，齿数。小齿轮选择40Cr,锻钢,调质处理,硬度250-260HBS，大齿轮选择45钢，锻钢,硬度200-210HBS。8级精度。选小齿轮齿数20，大齿轮齿数60.(2) 按齿面接触疲劳强度计算。d12.923(ZEH)2KT1R(1-0.5R)2u分别确定公式内各个计算数值。参数依据结果载荷系数Kt试选1.6小齿轮转矩T1前期计算34141Nmm弹性影响系数ZE表10-6,锻钢配对189.8MPa1/2齿宽系数R通常取1/31/3齿数比u大小齿轮齿数3接触疲劳强度极限Hlim1图10-21d,中等质量,硬度250HBS700MPa接触疲劳强度极限Hl
7、im2图10-21d中等质量,200HBS550MPa应力循环次数N1N1=60n1jLh2.765109应力循环次数N2N2=N1/u9.22108接触疲劳寿命系数KHN1和KHN2图10-19,N1N2，允许一定点蚀,调质刚KHN1=0.92KHN2=1.01许用接触应力H1H1=KHN1lim1S失效概率1%，S=1644Mpa许用接触应力H2H2=KHN2lim2S失效概率1%，S=1555.5MPa参数确定完毕，将较小的H代入公式中，d1t2.923(ZEH)2KT1R(1-0.5R)2u=d12.923(189.8555.5)21.6341411/3(1-1/6)23=61.147
8、mm锥齿轮平均分度圆直径dm=d(1-0.5R)=50.955mm计算圆周速度v。锥齿轮圆周速度需按照平均分度圆直径计算。v=dmn1601000=50.95596060000=2.561m/s计算实际载荷系数载荷系数K=KAKvKKKA:根据工作载荷状态(轻微冲击)和原动机类型(电动机),KA=1.25.Kv:根据v=2.561m/s,8级精度，由图10-8，锥齿轮第一级精度，按照9级精度，查得动载系数Kv=1.15.K: K=1K:根据KH=KF=1.5KHbe 。由表10-9，KHbe=1.25。KH=KF=1.5KHbe=1.875。K=KAKvKK=1.251.151.875=2.6
9、95校正分度圆直径。d1=d1t3KKt=61.14732.6951.6=72.754计算模数。m1=d1z1=3.6377(3) 按齿根弯曲疲劳强度计算。m34KT1R(1-0.5R)2z12u2+1YFaYSaF确定公式中参数。参数依据结果载荷系数KK=KAKvKK2.695小齿轮转矩T1前期计算34141Nmm齿宽系数R通常取1/31/3齿数比u大小齿轮齿数3弯曲疲劳强度极限FE1图10-20c,中等质量,硬度250HBS580MPa弯曲疲劳强度极限FE2图10-20c中等质量,200HBS420MPa应力循环次数N1N1=60n1jLh2.765109应力循环次数N2N2=N1/u9.
10、22108弯曲疲劳寿命系数KFN1和KFN2图10-18,N1N2，调质刚KFN1=0.82KFN2=0.9许用弯曲应力F1F1=KFN1FE1SS=1.5317MPa许用弯曲应力F2F2=KFN2FE2SS=1.5252MPa齿形系数YFa1表10-52.80应力校正系数YSa1表10-51.55齿形系数YFa2表10-52.28应力校正系数YSa2表10-51.73系数已经确定。对比大小齿轮YFaYSaF。YFa1YSa1F1=0.0137YFa2YSa2F2=0.0157大齿轮数值较大。将大齿轮数值代入公式。m34KT1R(1-0.5R)2z12u2+1YFaYSaF=342.69534
11、1411/3(1-1/6)220232+10.0157=2.702对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于齿根弯曲疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮直径(即模数与齿数的乘积)有关,可取由弯曲强度算得的模数2.702就近圆整为标准值m=3 mm。按接触强度所得的分度圆直径d1=72.754 mm，算出小齿轮齿数 z1=d1m=72.7543=24.25125大齿轮齿数 z2=325=75这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。(4) 几何尺寸计
12、算。 计算分度圆直径 d1=z1m=253=75d2=z2m=753=225计算锥角 u=z2z1=cot1=tan2得1=18.43 2=71.57 计算锥距 R=d122+d222=118.59 计算齿宽 b=RR=39.5 计算平均分度圆直径 dm1=d11-0.5R=62.5 dm2=d21-0.5R=187.5计算平均模数 mm=m1-0.5R=2.5 计算当量齿数 zv1=z1cos1=26.35zv2=z2cos2=237.23(5) 结构选择。小齿轮齿顶圆直径160mm，选用实心结构。大齿轮齿顶圆直径160mm，选用腹板式结构。高速级锥齿轮的主要设计参数小锥齿轮大锥齿轮小锥齿轮
13、大锥齿轮齿数z2575锥距R118.59mm齿宽b39.5mm39.5mm模数m3mm锥角18.4371.57平均模数2.5mm分度圆直径75mm225mm当量齿数26.35237.23平均分度圆直径62.5mm187.5mm结构实心腹板式2 中间级圆柱齿轮的设计(1) 选精度等级，材料及齿材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为250HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为200HBS。仍选用8级精度。该级齿轮传动比为4，选择小齿轮齿数z1=18，大齿轮齿数z2=72,初选螺旋角=14.(2) 按齿面接触强度计算设计。按式（10-21）试算，即d1t32ktT1du1u(ZHZEH)2分别确定公式内各个计算数值。参数依据结果载荷系数Kt试选1.6小齿轮转矩T1前期计算97320Nmm区域系
