单圆锥齿轮减速器实施方案Word格式文档下载.docx

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3）电动机的电源为三相交流电，电压为380伏；

4）允许鼓轮的速度误差为±

5%；

5）工作环境：

室内。

四．设计要求

6）减速器装配图一张；

7）零件图2张：

输出轴和输出轴上齿；

8）设计说明书一份，按指导书的要求书写。

计算过程及计算说明:

一、传动方案拟定

第二组：

设计单级圆锥齿轮减速器和一级带传动

1.电动机2.带传动3.减速器4.联轴器5.鼓轮

（1）工作条件：

传送机单班制,连续单向回转，载荷平稳，空载起动，室内工作；

传动装置的使用寿命预定为8年。

该机动力来源为三相交流电，电压为380/220伏，传输带速度允许误差±

5%。

（2）已知数据：

鼓轮上的圆周力F=4.2kN,运输带速度V=1.1m/s,鼓轮直径D=250mm。

二、电动机选择

1、电动机类型的选择：

Y系列三相异步电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，具有适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。

2、电动机功率选择:

（1）计算工作所需功率Pw

Pwkw

（2）计算电动机输出功率Pd

按《常用机械传动效率简表》确定各部分效率为

V带传动效率η1=0.96，滚动轴承效率η2=0.98，圆锥齿轮传动效率η3=0.96，弹性联轴器效率η4=0.99，卷筒轴滑动效率η5=0.98，卷筒效率η6=0.97。

传动装置总效率为η=η1η22η3η4η5η6=0.96×

0.982×

0.96×

0.99×

0.98×

0.97=0.83得出电动机所需功率为Pd=Pw=5.6Kw

（3）确定电动机的转速

输送机卷筒转速84.0

一般可选用同步转速1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机。

通常,V带传动常用的传动比范围i1=2～4,单级圆锥齿轮的传动比范围i2=2～3，则电动机转速可选范围为=i=84.0×

（4～12）=336～1008r/min

符合这一同步转速范围的有750r/min,1000r/min,1500r/min。

电机从重量、价格及传动比等方面考虑，选用Y160M2-8型电动机。

其相关参数如下：

型号

额定功率

满载转速

轴径

中心高

Y160M2-8

5.5kw

720r/min

2.0

42mm

160mm

三、计算总传动比及分配各级的传动比

1、总传动比：

i0=nm/nw=720/84=8.6

2、分配各级传动比

（1）取齿轮i1=3（单级减速器i=2~3合理）

（2）∵=×

∴=/=8.6/3=2.9

四、运动参数及动力参数计算

0轴——电动机轴P0=Pd=5.6KW

n0=nm=720r/min

T0=9550=9550≈74.32N·

m

1轴——高速轴P1=P0η01=5.6×

0.96=5.38KW

n1==≈248.2r/min

T1=9550=9550≈207N·

2轴——低速轴P2=P1η12=5.38×

0.96≈5.06KW

n2==≈86.6r/min

T2==≈564.5N·

3轴——卷筒轴P3=P2η23=3.1×

0.96=4.76KW

n3=nw=84.0r/min

T3==≈541.1N·

四、V带传动设计

1.确定计算功率

查表得KA=1.2，则

PC=KAP=1.2×

5.6=6.72KW

2.确定V带型号

按照任务书得要求，选择普通V带。

根据PC=6.72KW及n1=720r/min，查图选用A型普通V带。

3.确定带轮直径

（1）确定小带轮基准直径

根据图推荐，V带小带轮选用直径最小为75mm（A型），选择dd1=140mm。

（2）验算带速

v===5.28m/s

5m/s＜v＜25m/s,带速合适。

（3）计算大带轮直径

dd2=idd1（1-ε）=2.9×

140×

（1-0.02）=397.88mm

根据GB/T13575.1-9规定，选取dd2=400mm

4.确定带长及中心距

（1）初取中心距a0

得376mm≤a0≤1080mm，根据总体布局，取ao=700mm

（2）确定带长Ld：

根据几何关系计算带长得

=2=2272.37mm

根据标准手册，取Ld=2240mm。

（3）计算实际中心距

5.验算包角：

包角合适。

6.确定V带根数Z

根据dd1=140mm及n1=720r/min，查表得P0=1.56KW,ΔP0=0.09KW

根据=158.21及查表得

带入公式后，取Z=4

7.确定初拉力F0

F0=500

查表得q=0.1㎏/m,则

F0=500=258.00N

8.计算带轮轴所受压力Q

Q=2ZF0sin=2×

4×

258×

sin=2026.80N

五、直齿圆锥齿轮传动设计

1.齿轮的材料及热处理方法

小齿轮选用40Gr，调质处理，齿面硬度为280S。

大齿轮选用45Gr，调质处理，齿面硬度250S，HBS1-HBS2=280-250=

30,合适。

故

2选取设计参数

粗选8级精度取小齿轮齿数Z1，则大齿轮Z2=20×

3，实际传动比

传动比误差：

|i-i0|/I=|3-3|/3=0<

2.5%。

与要求相差不大，可用。

并取=0.3，。

3.齿轮疲劳强度设计

（1）小齿轮上的转矩

T1===207.00N·

（2）查表，取载荷系数K=1.2

（3）按齿面接触疲劳强度设计得

=966

（4）确定齿轮模数取标准模数m=4.5mm

（5）小齿轮直径

4．齿轮几何尺寸计算

（1）分度圆直径

（2）分度圆锥角

（3）锥距

（4）齿宽

5．校核弯曲疲劳强度

Zv1===21.08

Zv1===189.69

查得=4.33,=4.00

σF1=

=168.9MPa=233MPa合格

σF2==

=156.03MPa=184MPa合格

六、轴的结构设计

1.高速轴的设计

（1）确定轴上零件的定位和固定方式（如图）

（2）按扭转强度估算轴的最小直径

115

增大7%经圆整取最小轴径

（3）轴的结构设计

左起第一段，由于安装带轮，属于基孔制配合，因开有键槽，增大7%并圆整，取轴径30mm，长度60mm，为了便于安装，轴端进行2×

45°

倒角。

左起第二段直径取36mm。

根据轴承端盖的装拆以及对轴承添加润滑脂的要求和箱体的厚度，则取第二段的长度40mm。

左起第三段，该段装有滚动轴承，选用圆锥滚子轴承，取轴径40mm，长度为32mm。

左起第四段，,其直径略大于第三段轴，取50mm，长度取90mm。

左起第五段为滚动轴承段，则此段的直径为40mm，长度取32mm。

左起第六段，对轴承右端进行定位，有小齿轮，取轴径32mm。

长度取80mm。

2.输出轴的设计

（3）确定轴各段直径和长度

左起第一段，由于安装联轴器，因开有键槽，轴径扩大7%并圆整，取轴径50mm，长度58mm，为了便于安装，轴端进行2×

左起第二段直径取56mm。

根据轴承端盖的装拆以及对轴承添加润滑脂的要求和箱体的厚度，则取第二段的长度60mm。

左起第三段，该段装有滚动轴承，选用圆锥滚子轴承，取轴径60mm，长度为46mm。

左起第四段，对轴承起到轴肩定位作用,其直径大于第三段轴，取70mm。

根据整体布局，长度取120mm。

第四段尾部有轴肩，长度4mm，直径78mm。

左起第五段安装大圆锥齿轮，根据齿轮的孔径，此段的直径取64mm，长度取58mm。

左起第六段，为轴承安装段，根据轴承的尺寸，取轴径600mm。

长度取65mm。

三、轴的强度校核

由于该轴为转轴，应按弯扭组合强度进行校核计算。

1大齿轮分度圆直径：

已知d2=270mm

2转矩：

已知T2=564.5N·

3圆周力：

Ft=2T2/d2=2564.5/270=4181.48N

④径向力和轴向力

⑤轴承支反力：

⑥垂直面弯矩：

⑦求支反力

⑧求水平弯矩

⑨计算合成弯矩

轴单向转动，扭转切应力为脉动循环变应力，取α≈0.6，则当量弯矩为MT=αT=0.6×

564.5=225.8N·

MB==0

MC1==468.42N·

MC2==480.02N·

轴单向转动，扭转切应力为脉动循环变应力，取α≈0.75，则当量弯矩为

MT=αT=0.75×

564.5×

1000=423.38N·

⑩计算总当量弯矩

=

根据以上数据，作出轴的受力简图（a），垂直面受力图（b），垂直面弯矩图（c），轴水平面受力简图（d），水平弯矩图（e），合成弯矩图（f），扭矩当量弯矩图（g），总当量弯矩图（h）如下。

轴的材料为45钢，调质处理，[σ-1]=60Mpa.从总当量弯矩图可以看出，截面C为危险截面。

截面C为齿轮处，dC=70mm，则

七、轴承的选择及校核

主动轴32308轴承两对，从动轴32312轴承两对。

根据要求对从动轴上的轴承进行强度校核。

查相关手册，32312轴承的判断系数e=0.35，当时；

当时，轴承基本额定动载荷Cr=228KN，轴承采用正装，要求寿命为19200小时。

1.绘制轴承计算简图

2.计算各轴承所受总径向力

由轴的计算知：

B、D处水平支反力=N，B、D处垂直面支反力=N,。

3.计算各轴承内部派生轴向力

4.判断放松、压紧端

故，轴承2压紧，轴承1放松。

则,

5.计算当量动载荷

对轴承1

对轴承2，

因＞，故按轴承2的当量动载荷计算寿命，即取P==N

6.轴承寿命校核计算

八、箱体结构设计

（1）窥视孔和窥视孔盖在减速器上部可以看到传动零件啮合处要开窥视孔，以便检查齿面接触斑点和赤侧间隙，了解啮合情况。

润滑油也由此注入机体内。

窥视孔上有盖板，以防止污物进入机体内和润滑油飞溅出来。

（2）放油螺塞减速器底部设有放油孔，用于排出污油，注油前用螺塞赌注。

（3）油标油标用来