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1、 机械设计课程设计说明书 设计题目：圆锥圆柱齿轮减速器 学 院： 年级专业： 学 号： 姓 名： 指导教师： 完成日期：目录一、 传动方案的拟定3二、 电动机的选择及传动比的确定41 性能参数及工作情况42 电动机型号的选择43 传动比的分配5三、 运动和动力参数计算6四、 传动零件的设计计算81 高速级直齿圆锥齿轮的设计计算82 低速级斜齿圆柱齿轮的设计计算12五、 轴的计算191 轴的设计192 输出轴的弯扭强度校核24六、 键的选择和键连接的强度校核30七、 滚动轴承的选择及基本额定寿命计算32输出轴处轴承校核32八、 联轴器的选择34九、 润滑和密封的选择35十、 其他技术说明36十一
2、、 典型零件三维建模38十二、 设计小结40十三、 参考文献41燕山大学课程设计说明书设计及计算过程结果一、 传动方案的拟定 本设计要求设计一带式输送机传动装置二级圆锥圆柱齿轮减速器，动力装置为三相异步电动机，工作装置为卷筒。工作地点为煤场，承受中等冲击的载荷，中批生产，六年一班。为提高传动稳定性以及传动效率，将圆锥齿轮布置在高速级，采用直齿齿轮。圆柱齿轮布置在低速级，采用斜齿齿轮。其整体传动装置简图如图所示：图1-1.减速器机构简图设计及计算过程结果二、 电动机的选择及传动比的确定1 性能参数及工作情况输送机卷筒力：F=1335N 输送机卷筒直径：D=0.27m输送机卷筒速度：V=1.55m
3、/s使用地点：煤场 生产批量：中批载荷性质：中等冲击 使用年限：六年一批2 电动机型号的选择 根据煤场的使用条件选用Y系列（IP44）三相异步电动机，即封闭自扇冷氏鼠笼型三相异步电动机，能防止灰尘，铁屑，或其他杂物的进入。1）输送机所需工作功率： 2）传动效率的计算：根据机械设计课程设计指导手册表12-10有 弹性联轴器（ 2对 ）传动效率： 圆锥齿轮（8级精度）传动效率： 圆锥齿轮（8级精度）传动效率： 圆锥滚子轴承（4对）传动效率： 运 输 滚 筒 的 传 动 效 率 ： 总传动效率： 3）电动机输出有效功率： 根据输出的有效功率选用Y100-L2-4的电机，其主要性能参数如下：表2-1
4、Y100L2-4型电机性能参数电动机型号额定功率（Kw）同步转速（r/min）满载转速（r/min） Y100-L2-43.0150014302.2 2.33 传动比的分配1）运输机的转速： 2）总 传 动 比： 取圆锥齿轮传动比： 取圆柱齿轮传动比： F=1335ND=0.27mV=1.55m/sPW=2.155kw=0.833Kw电动机型号：Y100-L24i=13.043设计及计算过程结果三、 运动和动力参数计算1）各轴转速：电机轴： 输入轴： 中间轴： 输出轴： 卷筒轴： 2）各轴功率： 电机轴： 输入轴： 中间轴： 输出轴： 卷筒轴： 3）各轴转矩：电机轴： 输入轴： 中间轴： 输出
5、轴： 卷筒轴： 表3-1 动力和运动参数轴转速n（r/min）输入功率P/Kw输入转矩T/ 传动比电机轴14302.58717.277/输入轴14302.56117.1043中间轴4772.40948.2054.333输出轴109.642.290199.44/卷筒轴109.642.177189.63设计及计算过程结果四、 传动零件的设计计算1 高速级直齿圆锥齿轮的设计计算a 选择材料、精度及参数1） 选取齿轮的材料、热处理方法及齿面硬度由表6-3，小齿轮选用45钢，调质，HB1=250HBS；大齿轮选用45钢，正火，HB2=200HBS。HB1-HB2=250-200=50HBS，合适。2）
6、选取精度等级初选8级精度，按GB/T 10095。3） 选取齿数选小齿轮齿数z1=20；大齿轮齿数 4） 选取齿宽系数 b.按齿面接触强度计算 按式（6-20） 1） 确定载荷系数K由表6-4有使用系数KA=1.25；估计圆周速度v=4m/s， ；由图6-11a）有，动载系数 ；由图6-13，齿间载荷分配系数 ；由图6-17，齿向载荷分布系数 2）转矩T1 3）区域系数ZH 由图6-19有ZH=2.54）弹性影响系数ZE 由表6-5有 5）接触疲劳极限应力 查表6-27 c） 查表6-27 b） 6）应力循环次数N 7）寿命系数KHN （允许有点蚀）8）接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全
7、系数为S=1 取=498.2MPa9）试算小齿轮分度圆直径的d1 10）圆周速度 与假设差距不大，无需修正KV 。11）模数m 取标准模数m = 3mm12）大端分度圆直径d 13）锥距R 14）齿轮宽度b 圆整取b1=b2=29mm15）分锥角 c校核齿根弯曲疲劳强度按式（6-22）有 1）转矩T1 2）当量齿数zv 3）齿形系数YFa 查图6-21有 4）应力修正系数YSa 查图6-22有 5）载荷系数K K=1.7466）弯曲疲劳极限应力 查图6-28c）有=440MPa 查图6-29b）有=390MPa7）寿命系数KFN 查图6-26有 8）弯曲疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数
8、S=1.4 9）弯曲应力 校验结果说明，轮齿弯曲疲劳强度裕度较大，但因模数不易再较小，故轮齿的参数和尺寸维持原结果不变。10）锥齿轮其他传动参数平均模数： 齿 高： 小锥齿轮平均分度圆直径：大端顶圆直径： 大锥齿轮平均分度圆直径：大端顶圆直径：2 低速级斜齿圆柱齿轮的设计计算a 选择材料、精度及参数1） 选取齿轮的材料、热处理方法及齿面硬度由表6-3，小齿轮选用45钢，调质，HB3=240HBS；大齿轮选用45钢，正火，HB4=200HBS。HB3-HB4=240-200=40HBS，合适。2） 选取精度等级初选8级精度，按GB/T 10095。3） 选取齿数选小齿轮齿数z3 =18；大齿轮齿
9、数： 圆整取z4=78实际的齿数比 齿数比的误差为 在允许的误差范围内4）初选螺旋角 ，齿宽系数 b.按齿面接触强度计算 按式（6-13） 1） 确定载荷系数K由表6-4有使用系数KA=1.25；估计圆周速度v=3.7m/s， ；由图6-11a）有，动载系数 。 由图6-13，齿间载荷分配系数.41 ；由图6-17，齿向载荷分布系数 2）转矩T1 3）区域系数ZH 由图6-19有ZH=2.4254）重合度系数 因 5）螺旋角系数 6）弹性影响系数ZE 由表6-5有 7）接触疲劳极限应力 查表6-27 c） 查表6-27 b） 8）应力循环次数N 9）寿命系数KHN （允许有点蚀）10）接触疲劳
10、许用应力 取失效概率为1%，安全系数为S=1 取=526.4MPa11） 试算小齿轮分度圆直径的d3 12）圆周速度 13）修正载荷系数KV 取KV=1.0214）校正分度圆直径d3 15）法向模数mn 圆整取标准模数mn = 3mm16）中心距a 圆整后取 17）修正螺旋角 18）分度圆直径d 19）齿轮宽度b 取b4 = 45mm，b3 = 50mmc校核齿根弯曲疲劳强度按式（6-16）有 1）转矩T2 2）重合度系数 3）螺旋角系数 4）当量齿数zv 5）齿形系数YFa 查图6-21有 6）应力修正系数YSa 7）载荷系数K K=1.988）弯曲疲劳极限应力 查图6-28c）有=450MPa 查图6-29b）有=390MPa9）寿命系数KFN 查图6-26有 8） 弯曲疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数S= 1.4 9） 弯曲应力 校验结果说明，轮齿弯曲疲劳强度裕度较大，但因模数不易再较小，故轮齿的参数和尺寸维持原结果不变。10）斜齿轮其他传动尺寸端面模数： 齿顶高： 齿根高： 小斜齿轮
