机械设计课程设计锥齿轮二级减速器——开式齿轮文档格式.docx
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2.带式运输机的工作原理
如图20-1
3.工作情况
1）工作条件：
两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温度35度；
2）使用折旧期：
8年；
3）检修间隔期：
四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；
4）动力来源：
电力，三相流，电压380、220V；
5）运输带速度允许误差：
5%；
6）制造条件及生产批量：
一般机械厂制造，小批量生产。
4.设计数据
运输带工作拉力F/N2200
运输带工作速度V/（m/s）1.1
卷筒直径D/mm240
5设计内容
1）按照给定的原始数据和传动方案设计减速器装置；
2）完成减速器装配图1张；
3）零件工作图1-3张；
4）编写设计计算说明书一份。
三、电动机的选择：
（一）、电动机的选择
1、选择电动机的类型：
按工作要求和条件，选用三机笼型电动机，封闭式结构，电压380V，Y型。
额定电压380伏，频率50赫兹。
2、选择电动机容量：
电动机所需的功率为：
（其中：
为电动机功率，为负载功率，为总效率。
）
而KW,所以KW
传动效率分别为：
（表1-7）
联轴器效率
滚动轴承的效率
圆锥齿轮传动效率
开式齿轮传动效率
卷筒传动效率
传动装置的总效率应为组成传动装置的各部分运动副效率之乘积,即：
所以KW
3、确定电动机转速
卷筒轴工作转速为
查表12-1（P167）可得：
一级圆锥齿轮减速器传动比，一级开式齿轮传动比，则总传动比合理范围为，故电动机转速的可选范围为可选用Y100L2-4型电动机，具体参数如下：
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
质量
/kg
Y112M-4
4
1440
2.2
2.3
43
（二）、确定传动装置的总传动比和分配传动比
1、总传动比
由选定的的电动机满载转速nm和工作机主动轴转速n，可得传动装置的总传动比为
ia=nmn
（1）
电动机型号为Y100L2-4，满载转速nm=1440r/m,且工作机主动轴转速n=87.58r/min,则由上面公式
（1）可得：
2、分配传动比
总传动比为各级传动比的乘积，即
（2）
设i0、i分别为圆锥齿轮的传动比和圆柱齿轮的传动比，在圆锥齿轮减速器的传动比范围内i0=2.500i=6.752
3、计算传动装置的运动和动力参数
（1）、各轴转速
0轴
Ⅰ轴
Ⅱ轴
Ⅲ轴
Ⅳ轴
（2）、各轴输入功率
Ⅰ轴
Ⅱ轴
Ⅲ轴
（3）、各轴输入转矩
电机轴输出转矩
所以各轴输出转矩为：
Ⅰ轴
Ⅱ轴
Ⅲ轴
Ⅳ轴
四、传动零件的设计计算
（一）、选择圆锥齿轮传动的设计计算
1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
（1）运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度，齿形角，齿顶高系数，顶隙系数。
（2）材料选择，小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度相差40HBS。
2.按齿面接触疲劳强度设计
公式：
（10-26）
（1）、确定公式内的各计算值
1）查得材料弹性影响系数，节点区域系数。
2）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。
3）计算应力循环次数（10-13）
小齿轮：
大齿轮：
4）查表得到：
.
5）查得接触批量寿命系数（图10-19）
6）计算接触疲劳许用应力
7）试选K=2.0
8）
9）
10）
（2）计算
1）试算小齿轮的分度圆直径，带入许用应力中的较小值
得：
=59.03mm
2）计算圆周速度v
3）齿数，由公式得大齿轮齿数
，令c=18
所以=51.24
取，则，
取，则齿数比，
与设计要求传动比的误差为1.20%，可用。
4）模数
大端模数
取标准模数m=3mm。
5）大端分度圆直径
6）节锥顶距
7）节圆锥角
21.80°
=21°
48′0″
68°
12′0″
8）大端齿顶圆直径
小齿轮
大齿轮
9）齿宽
取
10）进行强度校核计算
498.84MPa<
550MPa
所以强度符合。
3、按齿根弯曲疲劳强度设计公式：
（1）确定公式内的各计算值
1）查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲疲劳强度。
2）查得弯曲疲劳寿命系数
3）计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳系数S=1.4则
4）查取齿形系数，
5）应力校正系数，
6）计算大小齿轮的，并加以比较：
大齿轮大所以取0.0158
（2）、带入以上数据可以求得
=2.0977
7）、数据整理
名称
符号
公式
直齿圆锥小齿轮
直齿圆锥大齿轮
齿数
21
52
模数
m
3
传动比
i
2.47
分度圆锥度
，
分度圆直径
63
156
齿顶高
齿根高
3.6
齿全高
h
6.6
齿顶圆直径
68.57（大端）
158.23（大端）
齿根圆直径
56.31
153.33
齿距
p
9.42
齿厚
s
4.71
4.71
齿槽宽
e
顶隙
c
0.6
0.6
锥距
R
84.12
齿顶角
齿根角
齿顶圆锥角
齿根圆锥角
当量齿数
22.62
140.02
齿宽
28.04
（二）、开式圆柱齿轮的设计计算
1、选定齿轮类型和精度等级。
因为为开式齿轮所以选择硬齿面，工作较为平稳选用8级精度，选择材料是铸钢，硬度为250HBS。
小齿轮齿面强度为400HBS，大齿轮齿面强度为360HBS，两者材料硬度相差为40HBS。
选取小齿轮齿数，则。
2、按齿根弯曲疲劳强度计算：
（1）、确定公式中的各计算值：
1）查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限
大齿轮的弯曲疲劳强度极限
2）计算应力循环系数：
3）从而查到寿命系数
4）选取疲劳安全系数S=1，
得到：
3）材料弹性系数
4）选取齿宽系数
5）计算载荷系数K
试选K=2
6）初选，则相应的，；
，
所以
选取较大值0.0158
7）计算工作转矩
（2）、带入计算得：
所以选取m=3
（3）中心距
（4）分度圆直径
（5）齿轮宽度
所以取大齿轮宽度为38mm
7）数据整理
直齿圆柱小齿轮
直齿圆柱大齿轮
20
135
6.75
60
405
66
411
52.8
397.8
基圆直径
56.38
380.6
中心距
232.5
0.6
30
20.25
五、减速器的结构设计
减速器型式及尺寸关系/mm
箱座壁厚
8
箱盖壁厚
箱盖凸缘厚度
12
箱座凸缘厚度
箱座底凸缘厚度
地脚螺钉直径
地脚螺钉数目
轴承旁联接螺栓直径
9
机盖与座联接螺栓直径
7
联接螺栓的间距
180
轴承端盖螺栓直径
5
视孔盖螺钉直径
定位销直径
、、到外箱壁距离
18
、至凸缘边缘距离
16
轴承旁凸台半径
凸台高度
根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准
外箱壁至轴承座端面距离
大齿轮顶圆与内箱壁距离
＞9.6
齿轮端面与内箱壁距离
＞8
箱盖、箱
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