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1、第 1 页 共 28 页机械设计课程设计任务书设计题目：用于带式运输机圆锥圆柱齿轮减速器设计内容：（1）设计说明书（一份） ；（2）减速器装配图 1 张（A0 或 A1） ；（3）减速器零件图 1 张3 张。系统简图： 联 轴 器联 轴 器输 送 带 减 速 器 电 动 机滚 筒原始数据：运输带拉力 F=2600N，运输带速度 ，滚筒直径 D=270mm sm5.1工作条件：连续单向运转，工作时有轻微震动；运输带速度允许误差5%；一班制工作，5 年大修，工作期限 20 年。（卷筒支撑及卷筒与运输带间的摩擦影响在运输带工作拉力 F 中已考虑。）第 2 页 共 28 页设计步骤：一、 选择电动机和
2、计算运动参数(一) 电动机的选择1. 计算带式运输机所需的功率：P = =26001.51000=3.9kww10FV2. 各机械传动效率的参数选择： =0.99（弹性联轴器） ， =0.98（圆2锥滚子轴承） ， =0.96（圆锥齿轮传动） ， =0.97（圆柱齿轮传动） ，34=0.96（卷筒）.5所以总传动效率： =21435= 96.07.98.0. =0.8083. 计算电动机的输出功率： = = kw 4.83kwdPw80.34. 确定电动机转速：查表选择二级圆锥圆柱齿轮减速器传动比合理范围 =1025，工作机卷筒的 = =106.2r/min i wn27014.35.6dv6
3、，电动机转速范围为 。则电动机同步转速min/r5210.)2510niwd ）（选择 1500r/min。 满足锥齿轮传动比关系（ ） 。3i2.0且5. 电动机选择 Y132S-4,额定功率 5.5kw，满载转速 1440r/min，堵转转矩2.2，最大转矩 2.2，质量 69kg。(二) 计算传动比：1. 总传动比： 13.560.4niwm2. 传动比的分配： ， = ，成立ii i. 39.56.1.0第 3 页 共 28 页=439.561i(三) 计算各轴的转速：轴 140r/minn轴 2.78r/i3.9i轴 106.r/in4in(四) 计算各轴的输入功率：轴 782kw.
4、9.831dP轴 49.6042轴 =4.4990.980.97=4.276kw 卷筒轴 .1kw.98.7612 P卷(五) 各轴的输入转矩电动机轴的输出转矩 m102.348.05.n05. 46md6d NPT故轴 3.1711 9.23.1d1N轴 10.039.6087i 54T轴 m877.14. 542 N卷筒轴 .151 卷二、 高速轴齿轮传动的设计(一) 选定高速级齿轮类型、精度等级、材料及齿数硬度（HBS ）齿轮型号 材料牌号 热处理方法强度极限 Pa/MB屈服极限 a/S齿芯部 齿面部平均硬度（HBS）小齿轮 40Cr 调质处理 650 360 217255 236大齿轮
5、 45 正火处理 580 290 162217 189.5第 4 页 共 28 页二者硬度差约为 45HBS。1. 选择小齿轮齿数 19，则： ，取 。实际齿比1z64.193.zi12 65z24.3965u122. 确定当量齿数 3.9tancou2171.518.2， 。0.95cosz1v1 0.57.6sz2v(二) 按齿面接触疲劳强度设计3 2121 u5.0.2dRRHEKTZ1. 确定公式内的数值1) 试选载荷系数 8.1t2) 查得材料弹性系数 （大小齿轮均采用锻钢）a.9MPZE3) 小齿轮传递转矩 5.462Tm04N4) 锥齿轮传动齿宽系数 。3.035.b25. RR
6、， 取5) 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 ；按齿面硬度查得大齿a7lim1MPH轮接触疲劳强度极限 。a90lim2PH按式计算应力循环次数；9h1 104.7381460jn LN992 02.3.7u6) 查得接触疲劳寿命系数 ， 。1.HNK5.2HN7) 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为 1%，安全系数为 S=1，则 =1Ha7.501.limMPSHN.93.li22K第 5 页 共 28 页= 1.23Ha6.4925.07.21 MPH2Ha6.49MP取2. 计算1) 计算小齿轮分度圆直径 （由于小齿轮更容易失效故按小齿轮设计）1d3 221t u5.09.2dRR
7、HEKTZ=3 242 3.9.13.0686.48. =77.523 mm2) 计算圆周速度5.842m/s607.21.06ndvt1 3) 计算齿宽 b 及模数 m45.21mm213.9.7.2udt1RRmm01.357.z1tnt 4) 齿高 6.97m.2m.hnt6480.97b5) 计算载荷系数 K 由表查得：使用系数使用系数 =1；根据 v=5.842m/s 、8 级精度，AK由 108 图查得：动载系数 =1.18；由 103 表查得：齿间载荷分配系数 =V K；取轴承系数 =1.25，齿向载荷分布系数1FHbeH= =KH875.1beK所以： 213.VA6) 按实际
8、载荷系数校正所算得分度圆直径83.049m.127.53d3tt1 K7) 就算模数：第 6 页 共 28 页mm4.37198.0zdm1n(三) 按齿根弯曲疲劳强度设计m 3 a21uz5.0FSRRYKT1. 确定计算参数1) 计算载荷 213.875.1.FVA2) 查取齿数系数及应了校正系数 由表得： ， ；68aFY01.aSY， 。14.2FaY83.2SaY3) 按齿面硬度查得小齿轮的弯曲疲劳极限 ；教材 1020 图 b 按齿面a401MPFE硬度查得大齿轮的弯曲疲劳强度极限 。324) 查得弯曲疲劳寿命系数 。9.9.01FNFNK，5) 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安
9、全系数 S=1.4 。 a264.11 MPSKFENF9.10.39022FF 6) 计算大小齿轮的 并加以比较，FSYa= ， ，大齿轮的1aFSY0158.26.58.01862.29.1342aFSY数值大。2. 计算（按大齿轮）3 a21t uz5.04mFSRRYKT= 3 2240186.3.9. 063=3.13mm对比计算结果，由齿面接触疲劳计算的模 m 大于由齿根弯曲疲劳强度的模数，又有齿轮模数 m 的大小要有弯曲强度觉定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力仅与齿轮直径有关。所以可取弯曲强度算得的模数 2.901 mm 并就近圆整为标准第 7 页 共 28 页值
10、mm，而按接触强度算得分度圆直径 =93.705mm 重新修正齿轮齿数，3mn 1d,取整 ，则 ，为了使各个相啮合29.78.04dzn1 31z09.53.zi12齿对磨损均匀，传动平稳， 一般应互为质数。故取整 。12与 2则实际传动比 ，与原传动比相差 3.39%，且在 误差范围内。39.05zi12%5(四) 计算大小齿轮的基本几何尺寸1. 分度圆锥角：1) 小齿轮 2618zarcot12) 大齿轮 354719012 2. 分度圆直径：1) 小齿轮 4.m*.25zmd1n2) 大齿轮 125723. 齿顶高 3hna4. 齿根高 6.0cf 5. 齿顶圆直径：1) 小齿轮 m5
11、1.049.32osh2d1a1a 2) 大齿轮 362c22 6. 齿根圆直径：1) 小齿轮 8.91.0639oshd1f1f 2) 大齿轮 m6422c22ff2 7. 锥距 .57zmsinz1R8. 齿宽 ， （取整）b=41mm。m845.60.53.0b则：圆整后小齿宽 ，大齿宽 。41B02B第 8 页 共 28 页9. 当量齿数 ，905.31.0cosz1v 481.953.07cosz2v210. 分度圆齿厚 m7.4211. 修正计算结果：1) 由教材 105 表查得： ， ； ，1.a1FY654.aSY12.FaY。862.12SaY2) ，再根据 8 级精度按教材
12、 108 图查m/s730.0294.30nd v得：动载系数 =1.18；由 103 表查得：齿间载荷分配系数 =VKK；取轴承系数 =1.25，齿向载荷分布系数 =1FHbeH =875.beH3) 213.1VAK4) 校核分度圆直径 3 2121t u5.09.2dRRHETZ=3 242 3.3.1066.48. =94.0655) = ， ，大1aFSY015.2.01879.29.162aFSY齿轮的数值大，按大齿轮校核。6) 3 a21n uz5.04mFSRRKT= 3 22401879.3.3. 06=2.426mm实际 ， ，均大于计算的要求值，故齿轮的强度足够。 m9d
13、1n(五) 齿轮结构设计 小齿轮 1 由于直径小，采用实体结构；大齿轮 2 采用孔板式结构，结构尺寸按经验公式和后续设计的中间轴配合段直径计算，见下表；大齿轮 2 结构草图如图。高速级齿轮传动的尺寸见表第 9 页 共 28 页大锥齿轮结构 草图表 3 大锥齿轮结构尺寸 名称 结构尺寸及经验公式 计算值锥角 12zarctn 801.6锥距 R 125.660mm轮缘厚度 m043en11mm大端齿顶圆直径 ad233.363mm榖空直径 D 由轴设计而定 50mm第 10 页 共 28 页轮毂直径 1DD6.1 80mm轮毂宽度 L 2L取 55mm腹板最大直径 0由结构确定 160mm板孔分
14、布圆直径 2D210D 120mm板孔直径 0d由结构确定 12mm腹板厚度 Cm107.0R 18mm表 4 高速级锥齿轮传动尺寸名称 计算公式 计算值法面模数 n 3 mm锥角 21 801.692齿数 21z 3377传动比 1i 2.333分度圆直径 2d99mm231mm齿顶圆直径 2a2a11cosh 104.515mm223.363mm齿根圆直径 2f2f 11d92.382mm228.164mm锥距 1zmsinzR125.660mm齿宽 2B45mm40mm三、 低速级圆柱齿轮传动的设计(一) 选定齿轮类型精度等级材料及齿数第 11 页 共 28 页1. 按传动方案选用斜齿圆柱齿轮传动。2. 经一级减速后二级速度不高，故用 8 级精度。3. 齿轮材料及热处理小齿轮选用 45 钢调质，平均硬度为 235HBS，大齿轮材料为 45 刚正火，平均硬度为 190HBS，二者材料硬度差为 40HBS。4. 齿数选择选小齿轮齿数 ，根据高速级传动比 ，得低速级传动比243z 3.2i1，则大齿轮齿数 ，取 =97。08.4i12 96084234iz 2z实际传动比 0.297u传动比误差 =0.0995
