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1、计算项目及内容主要结果一、设计任务设计输送运输机驱动装置的减速器，其原始条件如下：图1 输送运输机驱动装置的减速器1-电动机；2-弹性联轴器；3-减速器；4-可移式联轴器；5-螺旋输送机减速器型号圆锥圆柱齿轮减速器螺旋轴转矩（Nm）400螺旋轴转速（r/min）70输送物料种类聚乙烯树脂工作班制年限3班制，每班8小时，五年螺旋输送机效率0.92工作环境室内二、传动方案的拟定如设计任务上简图所示，该设备原动机为电动机，工作机为螺旋输送机，传动方案采用圆锥圆柱齿轮减速器，使用斜齿圆柱齿轮传动，平稳性好，圆锥齿轮置于高速极，以免加工困难。联轴器2选用弹性联轴器，4选用可移式联轴器。 图2 圆锥圆柱齿
2、轮减速器三、电动机的选择1、选择电动机类型按工作要求和工作条件选用Y系列（IP44）封闭式三相异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压380V。2、选择电动机的功率工作机的有效功率为：电动机至工作机的总效率为： =0.9920.9930.980.970.92=0.832查表得：联轴器：联轴器滚动轴承：球轴承（一对）斜齿轮传动：7级精度的一般齿轮传动(油润滑) 锥齿轮传动：7级精度的一般齿轮传动(油润滑) 螺旋输出轴的传动效率电动机所需的工作功率为3、确定电动机转速按表推荐的传动比合理范围，圆锥-圆柱齿轮减速器传动比为i=815，所以电动机转速可选择的范围是： nd=inw=81570=560105
3、0 r/min符合这一范围的同步转速为750r/min，因此决定选择同步转速为750r/min的电动机。根据电动机转速、额定功率要求及工作环境，选定电动机型号为Y160M1-8。其主要性能如下表1：型号额定功率Pe/kW额定转矩/(Nm)质量/kgY160M1-842118满载时转速nd/(rmin)电流A(380V)效率/%功率因数7209.91840.73四、传动比的分配1、总传动比ii=ndnw=72070=10.282、分配传动比i=ii考虑到圆锥齿轮的尺寸大小，以及润滑条件，取i=3 i=3.43、计算传动装置各轴的运动和动力参数各轴的转速高速轴 n1=nd=720r/min中间轴
4、n2=n1i=72030=240r/min低速轴 n3=n2i=2403.4=70.59 r/min螺旋轴 n4=n3=70.59 r/min各轴的输入功率轴P1=Pd=3.520.99=3.48kW轴P2=P1=3.590.990.97=3.35kW轴P3=P2=3.350.990.98=3.25kW轴P4=P3 =3.250.990.99=3.18kW各轴的输入转矩电动机轴的输出转矩Td为Td=9550Pdnd=95503.52720=46.69 Nm轴T1=Td=46.690.99=46.22 Nm轴T2=T1i=46.220.990.973=133.16 Nm轴T3=T2i=133.1
5、60.990.983.4=439.26 Nm轴T4=T3 =439.260.990.99=430.51 Nm表2 各轴运动参数和动力参数汇总表轴名功率P/kW转矩T/(N/m)转速n/(r/min)电动轴3.5246.69720轴3.4846.22720轴3.35133.16240轴3.25439.2670.59螺旋轴3.18430.5170.59五、齿轮传动的设计计算 1.直齿圆锥齿轮的设计1、选择齿轮类型、材料、精度等级 选择轴交角=90的直齿圆锥齿轮传动。选择软齿面，由表7-1，选择小齿轮材料40Cr，调质处理，硬度241286HBS；大齿轮材料ZG35CrMo，调质处理，硬度19024
6、0HBS。运输机为一般工作机器，速度不高，选用7级精度。小锥齿轮齿数z1可取1725。取z1=20，则z2=i 1z1=320=60，取z2=61，则i 1=3.05，ii=1.1%5%，传动比误差在允许范围内。2、按齿面接触疲劳强度设计d134KT1Ru1-0.5R2ZEZHH2确定各参数数值初选载荷系数Kt=1.4；ZH=2.5；齿宽系数R=0.250.35，取常用值R=13；查图7-18得Hlim1=800MPa；Hlim2=560MPa。计算应力循环次数小齿轮N1=60n1jLh=607201530024=1.56109大齿轮N2=60n2jLh=602401530024=5.1810
7、8查图7-19得ZN1=0.93；ZN2=1.04取安全系数SH=1，计算接触疲劳许用应力H1=Hlim1ZN1SH=8000.931=744 MPaH2=Hlim2ZN2SH=6001.041=624 MPa确定传动尺寸初算小轮分度圆直径d1td1t34KT1Ru1-0.5R2ZEZHH2 =341.4462201-162188.92.56242=59.77mm计算齿宽中点分度圆直径dm1=d11-0.5R=49.80mm计算齿宽中点处的圆周速度=dm1n1601000=3.1449.80720601000=1.878ms查图7-7，由于是直齿锥齿轮，降一级精度等级，因此K=1.14；由表7
8、-2查得使用系数KA=1.00；直齿锥齿轮精度较低，取K=1；由图7-8查取齿向载荷分布系数K=1.11；由表7-6，查得弹性系数ZE=188.9MPa12；故载荷系数K=KAKKK=1.01.1411.11=1.27按K值对d1t修正，即d1=d1t3KKt=59.7731.271.4=57.860mm确定模数m=d1z1=57.86020=2.89mm取标准值m=3mm。计算齿轮的相关参数d1=mz1=320=60mmd2=mz2=361=183mm计算锥角1=arctan1u=189102=90-1=715050计算齿宽中点分度圆直径dm1=d11-0.5R=50.000mmdm2=d2
9、1-0.5R=152.500mm则锥距RR=d1u2+12=603.052+12=96.293mm确定并圆整齿宽b=RR=1396.293=31.09mm圆整为b=32mm。3、校核齿根弯曲疲劳强度确定各参数计算当量模数mv=m1-0.5R=2.5mm计算当量齿数z1=z1cos1=20cos18266=21.082z2=z2cos2=60cos713354=189.736由表7-4查得，YF1=2.76，YS1=1.56，YF2=2.12，YS2=1.865由图7-17查得YN1=0.89，YN2=0.91；由图7-16查得弯曲疲劳极限Flim1=600MPa，Flim2=480MPa；取S
10、F=1.25，得许用弯曲应力F1=Flim1YN1SF=6000.891.25=427.2MPaF2=Flim2YN2SF=4800.911.25=349.4MPa验算齿根弯曲疲劳强度F1=2KTtbmdm11-0.5RYF1YS1 =21.274622032350562.761.56=126.4MPaF1F2=F1YF1YS1YF2YS2=126.42.121.8652.761.56=115.4MPaF2满足弯曲强度要求，所选参数合适。直齿圆锥齿轮设计结果如下表4所示名称符号小锥齿轮大锥齿轮模数m3mm锥距R96.293mm齿顶高ha3mm齿根高hf3.6mm齿宽b32mm锥角1891071
11、5050齿数z2061分度圆直径d60mm183mm由于小齿轮的直径不大，故设计成实心结构，大齿轮直径较大，为了减少质量和节约材料，采用腹板式结构。2.斜齿圆柱齿轮传动的设计1、选择材料、热处理方式、精度等级及齿数选择闭式斜齿圆柱齿轮传动。选择软齿面，由表7-1，选择小齿轮材料40Cr，调质处理，硬度241286HBS；大齿轮材料ZG35CrMo，调质处理，硬度190240HBS。运输机为一般工作机器，速度不高，选用7级精度。取z1=22，则z2=i 2z1=3.422=75，初选螺旋角=14。2、按齿面接触疲劳强度设计d132KT1du+1uZEZHH2确定各参数数值初选载荷系数Kt=1.5
12、；由表7-5，取齿宽系数d=1.0；由图7-12查取节点区域系数ZH=2.43；由表7-6，查得弹性系数ZE=188.9MPa12；由图7-15查得1=0.765，2=0.87，=1+2=1.635；由图7-18查取接触疲劳强度极限Hlim1=800MPa；Hlim2=560MPa计算应力循环次数小齿轮N1=60n2jLh=602401530024=5.18108大齿轮N2=60n3jLh=6070.591530024=1.52108由图7-19查得接触疲劳寿命系数ZN1=1.04，ZN2=1.12（允许局部点蚀）；取安全系数SH=1，计算接触疲劳许用应力H1=Hlim1ZN1SH=8001.
13、041=832MPaH2=Hlim2ZN2SH=5601.121=627.2MPa确定传动尺寸初算小轮分度圆直径d1td1t32KtT2du+1uZEZHH22 =321.51331601.01.6353.4+13.4188.92.43627.22=55.33mm计算圆周速度=d1tn2601000=3.1455.33240601000=0.695ms查图7-7的动载系数K=1.08；由表7-2查得使用系数KA=1.00；由表7-3假设KAFtb100N/mm,得齿间载荷分配系数K=1.4；由图7-8查取齿向载荷分布系数K=1.07；故载荷系数K=KAKKK=1.01.081.41.07=1.62按K值对d1t修正，即d1=d1t3KKt=55.3331.621.5=56.77mm确定模数mn=d1cosz1=56.77cos1422=2.51mm取标准值mn=3mm确定螺旋角a=mnz1+z22cos=322+752cos14=149.95mm圆整中心距为5的倍数，则a=125mm =cos-1mnz1+z22a=cos-1322+752150=1441
