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1、装订处机械设计课程设计计算说明书设计题目 二级圆锥-圆柱齿轮减速器设计 专 业 班 级 学 生 姓 名 学 号 指 导 教 师 完 成 日 期 装订处目 录一、设计任务书1二、选择电动机2三、传动装置的运动学和动力学参数计算4四、传动零件的设计计算54.1闭式直齿轮圆锥齿轮传动的设计计算54.2闭式直齿轮圆柱齿轮传动的设计计算8五、轴的设计计算125.1高速轴（I轴)的设计125.2中间轴（II轴）的设计145.3低速轴（轴）的设计16六、轴承的校核19七、键联接的选择及校核计算22八、联轴器的选择24九、润滑与密封24十、减速器附件的选择25十一、设计小结25十二、参考文献25一、设计任务书
2、1.传动方案示意图 图一、传动方案简图 2.原始数据传送带拉力F(N)传送带速度V(m/s)滚筒直径D（mm）13501.5295 3.工作条件机器的工作环境:有粉尘，最高温度35，机器的载荷平稳;连续单向运转，两班制，每班8小时，使用期限10年（每年工作300天）。其他设计要求:1、允许带运输速度误差士5%； 2、小批量生产；3、工作机效率5%二、选择电动机1.选择电动机的类型按工作要求和工作条件选取Y系列三相异步电动机2.选择电动机的功率工作机所需的功率为: 该公式中Pw代表工作机所需的功率因为此处工作条件有粉尘，根据文献【1】表2-4可查出，各传动机的效率1=0.96为带式运输机与卷筒的
3、效率2=0.99为弹性联轴器的效率3=0.98为一对7级精度圆锥滚子轴承的效率4=0.99为一对滚动轴承的效率5=0.97为闭式7级精度直齿圆锥齿的传动效率 传动装置总效率=0.960.980.97=0.87电动机所需的功率Pd=Pw/=2.13/0.85kw=2.51kw 3.电动机转速的选择电动机通常采用的同步转速是1000r/min和1500r/min两种，现对两种转速进行比较由文献【2】表16-3可知，同步转速是1000r/min的电动机，其满载转速nw是960 r/min同步转速是1500r/min的电动机，其满载转速nw是1430 r/min工作机的转速为: 总传动比i=nm/nw
4、 ,其中nm为电动机的满载转速现将两种电动机的有关数据列于下表作比较方案电机类型额定功率kw同步转速r/min满载转速r/min总传动比iY132S-6310009609.88Y100L2-43750143014.72由上表可知，方案总传动比过大，为了使传动装置结构紧凑，选用方案较合理。 4.电动机的型号的确定 根据电动机功率和同步转速，选定电动机型号为Y132S-6，查文献【2】表16-3和表16-4，知电动机有关参数如下电动机的额定功率 P=3kw电动机的满载转速 nw=960r/min电动机的外伸轴直径 D=388mm电动机的外伸轴长度 E=80mm三、传动装置的运动学和动力学参数计算1
5、.总传动比及其分配i=nm/nw=960/97.16=9.88根据机械设计手册推荐的齿轮传动比范围，圆柱齿轮i2=35，锥齿轮i1=23，i= i1i2 为了避免圆锥齿轮过大，制造困难，推荐，且，则直齿轮圆锥齿轮传动比=2.47,直齿轮圆柱齿轮传动比=4。2.传动装置中各轴的转速n0=nm=960r/min n1=n0=960r/min n2=n1/i1=388.66r/min，n3=n2/i2=97.165r/min n4=n3=97.165r/min3.传动装置中各轴的功率现在圆锥圆柱齿轮减速器内有三根轴，从电动机到工作机有五根轴，依次标记为0，1，2，3，4。P0=2.51kw p1=p
6、0=2.41kw p2=p0=2.27kw,p3=p0=2.13kw p4=p3=1.67kw4. 传动装置中各轴的输入转矩 T0=Td=9550Pd/nm=24970Nmm T1=9550P1/n1=23970Nmm T2=9550P2/n2=55780Nmm,T3=9550P3/n3=209350Nmm T4=9550P4/n4=164140Nmm四、传动零件的设计计算4.1闭式直齿轮圆锥齿轮传动的设计计算a.选材:1）运输机为一般工作机，速度不高，故选用选用7级精度。2）选择材料。由文献【1】表101，选择小锥齿轮材料选用40Cr，调质处理，硬度为280HBS，大锥齿轮材料为45钢，调质
7、处理，硬度为240HBS,二者的硬度差为40HBS。 3) 初选小锥齿轮齿数为。由文献【1】图1025d按齿面硬度查的小锥齿轮接触疲劳强度和大锥齿轮接触疲劳强度Hlim1=600 Mpa，Hlim2=550 Mpa由文献【1】表1024C查的小锥齿轮接触疲劳强度和大锥齿轮接Flim1=500 Mpa，Flim2=380 Mpa。，b.计算小齿轮分度圆直径(1)计算应力循环次数N:N1=60n1jLh=6096012830010=2.7648 N2=N1/u=2.7648/3=9.228 (2)查文献【1】图10一23得解除疲劳寿命系数KHN1=0.89, KHN2=0.93,得取安全系数S=1
8、，=0.89600=534 =0.93550=511.5 ，.计算取=511.5Mpac.按齿面接触强度设计小齿轮大端模数(由于小齿轮更容易失效故按小齿轮设计):z1=24，则z2=z1i1=242.47=59实际传动比u=z2/z1=59/24=2.46，且u=tan2=cot1=2.462=68，1=22则小圆锥齿轮的当量齿数zm1=z1/cos1=25.88 zm2=z2/cos2=157.49d.查文献【1】表10-5，有ZE=189.8，取KHt=1.3，ZH=2.5又因T1=23970Nmm，R=0.3计算小锥齿轮分度圆直径: 带入数据可得 f.齿轮参数计算:(1)圆周速度:v=d
9、mn1/（601000）=3.1449.81960/60000=2.50 m/s当量齿轮的齿宽系数d b=Rd1tu2+12 =45.00mmd =b/dm=0.77 (2)计算齿轮的动载系数KH由文献【1】表10-2得使用系数KA=1.25根据v=2.19m/s，齿轮7级精度，由文献【1】图10-8得动载荷系数Kv=1.08直齿锥齿轮精度较低，取齿间载荷分配系数由文献【1】表10-4用插值法查得7级精度，小齿轮悬臂时，齿向载荷系数 齿轮的载荷系数K=KAKvKHKH= 1.251.0811.738=2.3463 (3)按实际载荷系数算得分度圆直径为 相应的齿轮模数m=d1/z1=69.144
10、/24=2.3463g.按齿轮弯曲疲劳强度设计 取KFt=1.3(1）由文献【1】图10-24c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限Flim1=500Mpa,大齿轮的弯曲疲劳强度极限Flim2=380Mpa(2）由文献【1】图10-22查得弯曲疲劳强度寿命系数KFN1=0. 85，KFN2=0.88.(3）计算弯曲疲劳强度的许用应力，取安全系数S=1.7=250=197 (4)计算载荷系数KH=KF=1.738K=KAKVKFKF=1.251.0811.738 =2.3463 (5)查取齿形系数 由文献【1】图10-17查得齿形系数YFa1=2.62,YFa2=2.11由文献【1】图10-18查得应力
11、校正系数YSa1=1.59,YSa2=1.89计算小齿轮的并加以比较大齿轮的大于小齿轮取=0.0202将数据带入可知mt1.237(6)按照齿根弯曲疲劳强度计算模数，就近选择标准模数m=2mm 按照接触疲劳强度计算得分度圆直径d1=43.548mm则小齿轮齿数z1=d1/m=21.774 z2=uz1=87f. 计算大小锥齿的基本几何尺寸:模数:m=2mm分度圆直径:dl=mzl=235=70 mm，d2=mz2=287=174mm齿顶圆直径:dal=dl+2mcos1=70+4cos22=73.708mm da2=d2+2mcos2=174+4cos68=178mm 齿根圆直径:df1=d1-2.4mcos1=70-4.8cos18.44=65.551mm df2=d2-2.4mcos2=174-4.8cos71.56=169.201mm 齿轮锥距: 将其圆整为R=94mm大端圆周速度:v=d1nl/60000=3.1470960/60000=3.5168 m/s 齿轮宽度:b=Rd1tu2+12 =45.00mm=0.370174702+12 =54.271mm取b1=b2=54mm
