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1、机械课程设计圆锥-圆柱齿轮减速器1、设计任务1. 总体任务布置图：2. 设计要求：连续单向运转，载荷较平稳，空载起动，运输带允许误差为 5。使用期限为 10 年，小批量生产，两班制工作。3. 原始数据：运输机工作拉力：2400N运输带工作速度：1.5m/s卷筒直径：260mm4. 设计内容；1）电动机的选择与参数计算2）斜齿轮传动设计计算3）轴的设计4）滚动轴承的选择与校核5）键和联轴器的选择与校核6）转配图、零件图的绘制7）设计说明书的编号5. 设计任务减速器总装配图一张齿轮、轴零件图各一个设计计算一份2、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 系列全
2、封闭自扇冷式笼 型三相异步电动机，电源电压喂 380V。 2. 电动机容量 电动机所需工作功率为： w dPP 工作及所需功率为：1000FvPw传动装置的总效率： 52 4324 1按课程设计表 2-5 确定各部分的效率为：滚动轴承效率（一对） ，圆柱齿轮传动效率；圆锥齿轮传动效率；98. 0198. 0297. 03 弹性联轴器效率；卷筒轴滑动轴承效率；则99. 0496. 0583. 096. 099. 097. 098. 098. 024kWFvPd33. 483. 010005 . 124001000由第六章，U 系列电动机技术数据，选电动机的额定功率为edP5.5kW。3. 确定电
3、动机转速查表 2-4 得二级圆锥-圆柱齿轮减速器的传动比为 815，而滚筒轴工作转速min/ r18.1102605 . 1100060100060Dvnw故电动机转速的可选范围为min/7 .165247.881min/18.110)158(rrinnwd4. 选择电动机的型号，由表 6-164 得方案电机类型额定功率同步转速满载转速传动比 1Y132S-45.51500144013.06 2Y132M2-65.510009608.71由表可知，方案 2 传动比较小，传动装置结构尺寸较小,因此采用方案 2，即选定电动机型号为 Y132M2-6。3、分配传动比总传动比：71. 818.1109
4、60wm anni分配各级传动比。因为是圆锥圆柱齿轮减速器，所以27. 225. 01ii84. 327. 271. 82i4、运动和动力参数计算电动机轴：mNnPTrnnkWPPmd07.439550min/96033. 400 000高速轴：mNnPTrnnkWPP64.429550min/96029. 411 101401中间轴：mNnPTrinnkWPP11.929550min/42308. 422 211 23112低速轴：mNnPTrinnkWPP73.3399550min/15.11092. 333 322 32123滚筒轴：mNnPTrnnkWPP74.3299550min/1
5、5.11018 . 344 43 44134运动和动力参数的计算结果汇总如下表：5、圆锥直齿轮设计已知设计要求为连续单项向运转，载荷平稳，空载起动，运输带允许误差为 5。使用期限为 10 年，小批量生产，两班制工作。1、选定齿轮精度等级、材料及齿数圆锥圆柱齿轮减速器为通用减速器，速度不高，故选用 7 级精度。因所选方案转速较低，故采用直齿轮。由机械设计附表 8-1，选择小齿轮材料为 40Cr（调质） ，硬度为180HBS。大齿轮材料为 45 号钢（调质） ，硬度为 240HBS。选小齿轮齿数 z1=25，大齿轮齿数 z2=252.27=56.75，取整 572、按齿面接触强度设计由机械设计式（
6、8-26）进行齿轮尺寸的初步确定即mmZ uKTdHERR22131)5 . 01 (92. 2 确定公式内的各计算数值试选载荷系数 K=1.8 由上表可知，小齿轮传递的转矩 T1=42640Nmm 齿宽系数,根据机械设计表 8-2，=0.250.33，又因悬臂布RR置，故选=0.25.R应力循环次数为： 9 111036. 3)1036582(19606060hjLnN9911 21046. 127. 21036. 3iNN接触疲劳寿命系数 KHN，根据 N1，N2由附图 8-6 查得KHN1=0.90，KHN2=0.93。接触疲劳强度极限，由附图 8-7（f）查得，limHMPaH5501
7、limMPaH5002lim接触疲劳许用应力,由表 8-4，按一般可靠度，查得最小安全系数H，则1minHS，MPaSKHHHN H4951lim1 1MPaSKHHHN H4652lim2 2取许用接触疲劳强度=1=495MPa 为计算许用应力。HH则mmdt4 .864958 .189 27. 225. 05 . 0125. 064.428 . 192. 22231 计算圆周速度：smndvt/34. 410006011计算载荷系数 K根据 v=4.34m/s，7 级精度，由机械设计附图 8-1，查得动载系数 KV=1.15。附表 8-2，查得使用系数 KA=1。附表 8-3，查得齿间载荷
8、分配系数.根据大齿轮两端支撑，小齿轮作悬臂布1 . 1FHKK置，由附表 8-4 得。故14. 110)7 . 61 (322bCBAKRRH44. 114. 11 . 115. 11HHVAKKKKK按实际的载荷系数校正小齿轮直径 d1，21.80311TtKKdd计算模数：,故取模数 m=3mm2 . 311计算齿轮相关系数d1=mz1=325=75mm d2=mz2=357=171mm77.23 1arccos 21 uu22.669012mmddR36.93222 22 1 mmRbR34.2336.9325. 0圆整取 b1=24，b2=19。3、按齿轮玩去疲劳强度计算 计算当量齿数
9、2777.23cos25 cos11 1zzv14122.66cos57 cos22 2zzv查附图 8-4 得齿形系数 YFS1=4.16，YFS2=3.95弯曲疲劳强度寿命系数 KFN，由 N1，N2查附图 8-5，得KFN1=0.88，KFN2=0.90。弯曲疲劳强度极限，由附图 8-7（f）查得，limFMPaF4501lim。MPaF4002lim弯曲疲劳许用应力,由表 8-4，按一般可靠度，查得最小安全系数 F，则25. 1minFS MPaSKFFFN F8 .3161lim1 1 MPaSFKFFN F2882lim2 24、校核弯曲强度根据弯曲强度条件公式 FRRFS Fuz
10、mYKT 22 1321 1)5 . 01 (4进行校核122 13211 182.23 1)5 . 01 (4FRRFS FMPa uzmYKT 222 13221 261.22 1)5 . 01 (4FRRFS FMPa uzmYKT 满足弯曲强度，所选参数合适。6、圆柱斜齿轮设计已知输入功率 P2=4.08kW，小齿轮转速 423r/min 1、选定齿轮精度等级、材料及齿数 圆锥圆柱齿轮减速器为通用减速器，速度不高，故选用 7 级精度。 由机械设计附表 8-1 选择大小齿轮材料均为 45 钢（调质） ，小 齿轮齿面硬度为 250HBS，大齿轮齿面硬度为 220HBS。 选小齿轮齿数 z1
11、=23，大齿轮齿数 z2=3.8423=88.32，取 88。 选取螺旋角。初选螺旋角 2、按齿面接触强度设计由机械设计式（8-26）进行齿轮尺寸的初步确定即uuKTdHd17662131确定公式内的各计算数值试选载荷系数 Kt=1.6 由上表可知，小齿轮传递的转矩 T2=92.11Nm齿宽系数,根据机械设计表 8-3，=1，dd应力循环次数为： 9 211048. 1)1036582(14236060hjLnN8921 21075. 884. 31036. 3iNN接触疲劳寿命系数 KHN，根据 N1，N2由附图 8-6 查得KHN1=0.90，KHN2=0.93。接触疲劳强度极限，由附图
12、8-7（f）查得，limHMPaH5201limMPaH4802lim接触疲劳许用应力,由表 8-4，按一般可靠度，查得最小安全系数H，则1minHS，MPaSKHHHN H4681lim1 1MPaSKHHHN H4 .4462lim2 2取许用接触疲劳强度=2=446.4MPa 为计算许用应力。HH则mmd83.7484. 3184. 34 .446111.926 . 1766231 计算圆周速度：smndvt/66. 110006022计算齿宽 b 及模数 mntmmdbtd83.74215. 3cos12zdmt nt齿宽与齿高之比：59.1025. 2ntmb hb根据 v=1.66
13、m/s，7 级精度，由机械设计附图 8-1，查得动载系数 KV=1.06；附表 8-2，查得使用系数 KA=1；附表 8-3，查得齿间载荷分配系数；1 . 1FHKK由附表 8-4 得。故43. 110)6 . 01 (322bCBAKddH67. 143. 11 . 106. 11HHVAKKKKK按实际的载荷系数校正小齿轮直径 d2，mmKtKddt91.75311计算模数： 取 m=32 . 3cos11zdmn计算：mmmzzan60.171cos221按圆整好的中心距修正螺旋角：142arccos21amzzn计算大小齿轮的分度圆直径：mm11.71cos1 1mm272cos2 2
14、计算齿轮宽度圆整后取 b1=71mm,b2=66mmmmdbd711校核齿根弯曲疲劳强度校核齿根弯曲疲劳强度由附图 8-2 根据查得=1.35，故HKFK57. 135. 11 . 106. 11FFVAKKKKK纵向重合度：，取92. 1sinnmb 1螺旋角系数88. 01201Y计算当量齿数18.25cos31 1zzv33.96cos32 2zzv由机械设计附图 8-4 查得齿形系数YFS1=4.22，YFS2=3.95由附图 8-8 查得小齿轮，MPaF4201limMPaF4002lim由附图 8-5 查得 KFN1=0.85，KFN2=0.90按表 8-4 按一般可靠度，取 SFmin=1.25计算弯曲疲劳许用应力： MPaSKFFFN F6 .2851lim1 1 MPaSKFFFN F2882lim2 2校核弯曲强度根据弯曲强度条件公式 11 11 191.702FFS nFMPaYYmbdKT 22 11 138.662FFS nFMPaYYmbdKT满足弯曲强度，所选参数合适。7、轴的设计1.1. 输入轴的设计输入轴的设计已知 P1=4.29kW，n2=960r/min，T2=42.64Nmm。先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为 45 钢（调质） ，根据
