单级锥齿轮减速器课题设计齿轮与轴分开做(开式传动)Word格式文档下载.doc

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6.3轴上的载荷及其校核

6.4校核该轴承的寿命及强度

七、键连接的选择和计算…………………………………………………………………7

7.1查表选择符合要求的键

7.2校核键是否符合设计要求

八、联轴器的选择……………………………………………………………………………8

8.1根据电动机转轴直径、轴的最小直径、传动转矩选取联轴器

九、密封和润滑的设计………………………………………………………………………9

9.1齿轮的润滑

9.2滚动轴承的润滑

9.3润滑油的选择

9.4密封方法选取

十、设计小结……………………………………………………………………………………10

10.1心得体会

10.2致谢

十一、参考文献………………………………………………………………………………11

一、引言

课程设计是考察我们全面在掌握基本理论知识的主要环节。

本次是设计一个锥齿

轮减速器--开式传动，减速器是用于电动机和工作机之间的独立的闭式传动装置。

内容包括：

设计题目，电机选择，运动学动力学计算，传动零件的设计及计算，

减速器结构设计，轴的设计计算与校核。

锥齿轮减速器的计算机辅助机械设计，计算机辅助设计及计算机辅助制造

（CAM/CAD）技术是当今设计以及制造领域广泛采用的先进技术，通过本课题的

研究，将进一步深入的对这一技术进行深入的了解和学习。

在这次课程设计中不但要把平时的理论知识掌握好，还要把（CAD）技术好好掌握，对以后的学习工作有利

减速器的设计基本上符合生产设计的要求，限于本人水平有限，错误之处在所难

免，望老师予以批评改正。

二、设计题目：

带式运输机传动装置的设计

1.传动方案

锥齿轮减速器——开式齿轮

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/N4000

运输带工作速度V/（m/s）1.6

卷筒直径D/mm400

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Y系列三相异步电动机，封闭式结构，电压380V，Y型。

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：

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

符合这一范围的同步转速有750,1000和1500

根据这个查表可以选择的电动机有以下几种：

表1

方案

电动机型号

额定功率P

KW

电动机转速

r/min

电动机重量

Kg

参考价格

元

传动装置的传动比

同步转速

满载转速

总传动比

齿轮传动

减速器

1

Y132M–4

7.5

1500

1440

81

2

Y160M–6

1000

970

119

3

Y160L–8

720

145

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和减速器的传动比可见第1个方案比较合适因此选定电动机型号为Y132M–4，其主要性能如下表2：

表2

型号

额定功率KW

满载时

转速r/min

电流

A

效率

%

功率因数

2.2

2.3

电动机主要外形和安装尺寸列于下表：

中心高H

外形尺寸

脚底安装尺寸

地脚螺栓孔直径K

轴伸尺寸

安装部位尺寸

132

12

（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和工作机主动轴转速n，可得传动装置的总传动比为

=

（1）

电动机型号为Y132M-4，满载转速=1440r/min,且工作机主动轴转速n=76.43r/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、分别为带传动的传动比和减速器的传动比，在圆锥齿轮减速器的传动比范围内=3

则由公式

（2）可得

=18.84

得=6.28

根据圆柱齿轮减速器的传动比范围可取4，则。

3、计算传动装置的运动和动力参数

（1）、各轴转速

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

轴名

效率P

转矩T

N*M

转速n

r/m

传动比

输入

输出

电动机轴

7.7

51.06

0.97

I轴

7.35

49.53

46.4

0.94

II轴

7.05

6.92

139.8

135.7

480

III轴

6.83

6.65

135.63

129.6

6.28

0.93

IV轴

6.36

6.1

792.8

724

76.43

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刚（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：

（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

小齿轮：

大齿轮：

4）查表得到：

.

5）查得接触批量寿命系数

6）计算接触疲劳许用应力

7）可以选取，，，；

所以

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：

=80.12mm

2）计算圆周速度v

3）齿数，由公式得大齿轮齿数

，c=18

所以=73.45

取，则，

取

与设计要求传动比的误差为0.27%，可用。

4）模数

大端模数

取标准模数m=3.5mm。

5）大端分度圆直径

小齿轮大端分度圆直径大于强度计算要求的80.12mm。

6）节锥顶距

7）节圆锥角（未变位时，与分度圆锥角相等）

19.4664968°

=19°

19′54″

71.335032°

=70°

40′6″

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

423.566MPa<

458MPa

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=1.6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0.01836

（2）、带入以上数据可以求得

=1.52

（3）进行强度校核计算带入公式

201.67MPa<

213.75MPa所以符合。

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

25

75

模数

m

3.5

i

分度圆锥度

，

分度圆直径

87.5

262.5

齿顶高

齿根高

4.2

齿全高

h

齿顶圆直径

94.54（大端）

268.28（大端）

齿根圆直径

80.46

256.72

齿距