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1、齐齐哈尔大学普通高等教育课程设计设计计算及说明结果 第一章 绪论1.1 选题的目的和意义减速器是指原动机与工作机之间独立封闭式传动装置，用来降低转速并相应地增大转矩。此外，在某些场合，也有用作增速的装置，并称为增速器。 减速器的种类很多，这里我们涉及圆锥-斜齿圆柱齿轮组成的减速器，最普遍的是展开式二级圆锥-圆柱齿轮减速器，它是两级减速器中最简单、应用最广泛的一种。二级圆锥-圆柱齿轮减速器分为展开式、分流式、同轴式，i=1025，用斜齿、直齿。两级大齿轮直径接近，有利于浸油润滑。轴线可以水平、上下、垂直布置。它的齿轮相对于支撑位置不对称，当轴产生变形时，载荷在齿轮上分布的不均匀，因此，轴应设计的
2、具有较大的刚度，并使齿轮远离输入端或输出端。 我们通过对减速器的研究与设计，我们能在另一个角度了解减速器的结构、功能、用途和使用原理等，同时，我们也能将我们所学的知识应用于实践中。在设计的过程中，我们能正确的理解所学的知识，而我们选择减速器，也是因为对我们过控专业的学生来说，这是一个很典型的例子，能从中学到很多知识。在整个过程中,我发现像我们这些学生最最缺少的是经验,没有感性的认识,空有理论知识,有些东西很可能与实际脱节.总体来说,我觉得做这种类型的作业对我们的帮助还是很大的,它需要我们将学过的相关知识都系统地联系起来,从中暴露出自身的不足.有时候,一个人的力量是有限的,合众人智慧,我相信我们
3、的作品会更完美！第二章 传动方案的确定合理的传动方案应首先满足机器的功能要求，如所传递功率的大小，转速和运动形式。此外还要满足工作可靠、传动效率高、结构简单、尺寸紧凑、工艺性好、使用维护方便等要求。根据工作要求和工作环境，选择展开式二级圆锥-圆柱斜齿轮减速器传动方案。此方案工作可靠、传递效率高、使用维护方便、环境适用性好，但齿轮相对轴承的位置不对称，因此轴应具有较大刚度。此外，总体宽度较大。两级展开式圆锥-斜齿圆柱齿轮减速器传动方案如图所示 1 电机，2联轴器，3轴承座 ，4轴承15锥齿轮，6斜齿轮，7轴承2，8联轴器29卷筒， 10带轮， 11V带由图知该设备原动机为电动机，传动装置为减速器
4、，工作机为型砂运输设备。减速器为展开式圆锥圆柱齿轮的二级传动，轴承初步选用深沟球轴承。联轴器2选用凸缘联轴器，8选用齿形联轴器。第三章 电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算3.1 机的类型和结构形式按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，Y系列，封闭式结构，电压380V，频率50Hz。3.2 电动机容量工作机主动轴功率：=/(1000)=21001.9/（10000.95）= 4.2kw （31）传动装置的总效率： （32）（式中、分别为联轴器、滚动轴承、原锥齿轮传动、圆柱齿轮传动和卷筒的传动效率。）取=0.99（联轴器），=0.985（滚动轴承），=0.96（齿轮精度为8级，不包括轴
5、承效率），=0.97（齿轮精度为8级，不包括轴承效率），=0.96（卷筒效率，不包括轴承）则电动机所需功率：=/=4.2Kw/0.825=5.091kw (33)卷筒州的工作转速为：= （3-4）由表查得圆锥圆柱齿轮的传动比一般范围为：=1025，故电动机转速 （3-5）根据额定功率，且转速满足1210.2r/min3025.5 r/min选电动机型号为：Y132S4电动机型号额定功率(kw)满载转速(r/min)起动转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩Y132S-45.514402.22.3Y132S-25.529002.02.2Y132M2-65.59602.02.0选取B3安装方式3.3 传
6、动比的分配总传动比：=/=1440/121.02=11.899 （3-6）设V带的传动比为,圆锥齿轮的传动比为,圆柱齿轮传动比为，减速器的传动比为,V带传动比：取=2.5圆锥齿轮传动比： （3-7）因为圆锥齿轮传动比一般小于3，故取圆柱齿轮传动比：。3.4 传动参数的计算3.4.1 各轴的转速n(r/min)输入轴的转速：=1440r/min中间轴的转速：=/=1440/3=480r/min输出轴的转速：=/=480/3.97=120.9 r/min滚筒轴的转速：=120.9 r/min3.4.2 各轴的输入功率P（kw）输入轴的输入功率：（3-8）中间轴的输入功率： （3-9）输出轴的输入功
7、率： （3-10）滚筒轴的输入功率： （3-11）3.4.3 各轴的输入转矩T(Nm)输入轴的输入转矩： 33.43Nm （3-12）中间轴的输入转矩： 94.7Nm （3-13）输出轴的输入转矩： 359.41Nm （3-14）滚筒轴的输入转矩： 350.72Nm （3-15）第四章 传动件的设计计算4.1 V带传动的设计4.1.1 计算功率查表得,故 （41）4.1.2 选V带型号根据=5.5kW, =1440r/min,选用普通A型V带。4.1.3 求大、小带轮基准直径取=100 mm, 由此得 （4-2）由此取4.1.4 验算带速 （4-3）带速在525m/s范围内，适合。4.1.5
8、求V带基准长度和中心距a初步选取中心距 （4-4） 对A型带选用=1800mm 。再计算实际中心距取由此得带长 （4-5）4.1.6 验算小带轮包角得由此得：所以选取合适。4.1.7 求V带个根数z （4-6）故得,查表得由此得传动比 （4-7）查表得 由，由此可得 （4-8）取z=4根。4.1.8 求作用在带轮轴上的压力查表得q=0.1kg/m,故得单根V带的初拉力 作用在轴上的压力 （4-9）4.2 圆锥齿轮传动的设计计算4.2.1 齿轮类型、精度等级、材料及齿数1.用闭式直齿圆锥齿轮传动，齿形制齿形角，顶隙系数，齿顶高系数，螺旋角，轴夹角，不变位，齿高用顶隙收缩齿。2.，材料选择，小齿轮
9、材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS。3.，选择7级精度。4.传动比u=/=3节锥角，不产生根切的最小齿数： 选=23，=u=323=69 取=694.2.2 按齿面接触疲劳强度设计 公式： 1.试选载荷系数=22.计算小齿轮传递的扭矩=95.510/=0.34.2.2.3 选取齿宽系数=0.33.由表查得材料弹性影响系数,=2.5。4.按齿面的硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳极限。5.计算应力循环次数 6.由图查得接触疲劳寿命系数 7.计算接触疲劳许用应力 （4-10） （4-11）8.试算小齿轮的分度圆直径代入中的较小
10、值得 （4-12）9. 计算圆周速度v mm （4-13） =（3.14159106.221440）/（601000）=8.005m/s10.算载荷系数齿轮的使用系数载荷状态均匀平稳，查表得=1.0故查得动载系数=1.05由表查得齿间载荷分配系数=1.2 依据大齿轮两端支承，小齿轮悬臂布置，查表得承轴系=1.25由公式=1.5=1.51.25=1.875接触强度载荷系数=11.051.21.875=2.363 （4-14）11.按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径 =106.22=107.16 mm （4-15） m=/=107.16/23=4.66 mm （4-16） 取标准值m = 6mm
11、 12.计算齿轮的相关参数=m=623=138 mm=m=669=414 mm=90-= mm （4-17）13.确定并圆整齿宽 b=R=0.3218.19=72.732 mm （4-18）圆整取 4.2.3 校核齿根弯曲疲劳强度1.确定弯曲强度载荷系数 K=2.计算算当量齿数 =/cos=23/cos=24 （4-19） =/cos=69/cos71.565=218 （4-20）3.查表得=2.62,=1.59,=2.29,=1.714.计算弯曲疲劳许用应力 故查得弯曲疲劳寿命系数 =0.86，=0.9 取安全系数=1.4 由图查得齿轮的弯曲疲劳强度极限 =500Mpa =380Mpa按脉动
12、循环变应力确定许用弯曲应力 （4-21） （4-22）5.校核弯曲强度根据弯曲强度条件公式 =94.33 MPa （4-23） Mpa （4-24） 满足弯曲强度要求，所选参数合适。4.3 斜圆柱齿轮传动的设计计算4.3.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1.闭式斜齿圆柱齿轮传动,选取螺旋角。2.据课本，选择小齿轮材料40Cr钢，调质处理，硬度280HBS；大齿轮材料45钢，调质处理，硬度240HBS 。3.据课本，运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度。4.选小齿轮齿数=23,则=u=4.1823=964.3.2 按齿面接触疲劳强度设计公式：1.选载荷系数=1.5 2.小齿轮传递的转矩 =95.510 /=94.7Nmm3.由表选取齿宽系数=1,由图选取区域系数4.表查得材料的弹性影响系数=189.85.图按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限=600Mpa，大齿轮的接触疲劳强度极限=550Mpa。6.应力循环次数=604801（1
