减速箱课程设计 带式运输机圆锥圆柱齿轮减速器Word文件下载.docx

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2.《机械设计课程设计》高等教育出版社

3.《机械原理》西工大版高等教育出版社

4.《互换性与测量技术基础》中国计量出版社

5.《机械设计课程设计手册》吴宗泽罗圣国版

机械设计课程设计任务书

1.系统简图

2.工作条件

连续单向运转，荷载较平稳，两班制15年（每年300天工作时间），环境最高温度35°

C。

允许运输带速度误差为±

5%，小批量生产

3.原始数据

传送带拉力F（N）

传送带速度V（m/s）

滚筒直径D（mm）

2500

1.3

400

4.设计工作量

（1）设计说明书

（2）减速箱装配图

（3）减速器零件图

设计计算及说明

一、选择电动机的

1.电动机类型结构选择

按工作要求和工作条件，一般选用Y系列三相异步电机。

为卧式封闭结构。

2.电动机容量

（1）卷筒轴功率ＰＷ

（2）电动机输出功率Ｐd

传动装置总效率

式中，为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。

由参数书1表2-3查得:

弹性联轴器；

滚子轴承；

球轴承圆柱，锥齿轮传动；

圆柱齿轮

则

故

3．电动机额定功率

因为载荷较平稳，电动机额定功率略大于由表16-1选取电动机额定功率

4．电动机的转速

滚筒轴工作转速为

为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。

由任务书中推荐减速装置传动比范围，则

电动机转速可选范围为

可见有异步转速为750r/min的电动机均符合。

选定电动机的型号为Y132S2--2。

主要性能如下表：

电机型号

额定功率

同步转速

满载转速

起运转矩

最大转矩

Y160M1-8

4KW

750

720r/min

2.0

二、计算传动装置总传动比和分配传动比

1）、总传动比11.59（符合8<

<

15）

2）、分配传动比

二级锥齿轮减速器中：

高速级锥齿轮传动比≤3，传动比取

低速级齿轮传动比满足传动比＜5

三、计算传动装置的运动和动力参数

1．各轴转速

电动机轴为0轴减速器传动装置各轴从高速轴至低速轴依次编号为：

1轴、2轴、3轴。

各轴转速为

r/min

2．各轴输入功率

按电动机额定功率计算各轴输入功率

3．各轴输入转矩T（N•m）

四、齿轮传动零件的设计计算

1、两对齿轮材料选择

根据工作条件与已知条件知减速器采用闭式软齿面

由表10-1选择

小齿轮40Cr调质处理HB1=280HBS

大齿轮45钢调质处理HB2=240HBS

二者材料硬度相差40HBS

先设计高速级

（1）选择齿轮类型精度等级及齿数

1）选择轴交角90°

直角直齿锥齿轮传动

2）由于速度较低选8级精度

3）选小锥齿轮数，大齿轮压力角=20°

（2）齿面接触强度计算

由式（10-26）计算

1）确定公式中个数值

a）试选载荷系数

b）由表10-6查得材料弹性影响系数

c）小锥齿轮传动转矩

d）锥齿轮齿宽系数

e）由已知u=2.5

f）由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮强度极限；

大齿轮强度极限

计算应力循环次数

由图10-19取接触疲劳寿命系数

取失效率1%，疲劳强度安全系数取S=1，由式（10-12）得

2）计算

a）试算小锥齿轮大端分度圆直径,代入较小值

mm

b）计算圆周速度

c）计算荷载系数

根据v=2.98m/s,8级精度，由图10-8查得动载系数

直齿轮由表10-2查得使用系数

由表10-9中一个两端支撑一个悬臂查取得

由

d）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式10—10a得==mm

e）计算模数

mm

（3）按齿根弯曲强度设计

由（10-24）得

a）计算荷载系数

b）由图10-20c查得小齿轮弯曲疲劳强度=500MPa大齿轮疲劳强度=380MPa

c）由图10-18取弯曲疲劳极限=0.86,=0.90

计算弯曲疲劳应力:

取安全系数S=1.4,由10-12得:

=Mpa

d）由图10-5查得

由表10-5查得

e）计算大小齿轮的，并比较

且，故应将代入计算。

2）计算法向模数

=

对比计算结果,齿面接触疲劳强度模数m大于齿根弯曲疲劳强度，由于齿轮模数m主要取决弯曲强度承载能力,而齿面接触疲劳强度决定承载能力，所以取弯曲强度的模数2.92圆整为标准m=3mm,则按接触强度的分度圆直径=81.39mm来计算出小齿轮齿数

所以

（3）几何尺寸计算

a）大端直径

b）齿根圆直径

c）平均分度圆直径

d）齿宽由

e）计算锥角

°

f）传动比

（3）齿轮结构设计与后面轴设计结合

由轴设计可知小锥齿轮和轴设计一体，大齿轮采用腹板式，轴孔径腹板外直径由结构，腹板内直径,挖空位置,挖孔直经,倒角长n=0.5m=1.5mm,倒圆角r=5mm,腹板厚度c=（3~4）m=12mm,

设计低速级

1）选择直齿圆柱齿轮传动

3）选小锥齿轮数，大齿轮圆整110压力角=20°

1）确定个计算数值

a）诗选荷载系数

b）计算小齿轮的转矩:

c）由表10-7选取齿宽系数

d）传动比u=

e）由表10-6查得材料弹性影响系数

趋势效率1%，疲劳强度安全系数取S=1，由式（10-12）得

（2）计算

a）试算小锥齿轮大端分度圆直径,代入较小值

b）计算圆周速度

v===1.02m/s

c）计算齿宽b

d）计算齿宽与齿高比

==2.814mm

h=2.25=2.25×

2.814mm=6.332mm

\e）计算载荷系数K

由表10—2已知载荷平稳，所以取KA=1

根据v=1.02m/s,8级精度，由图10—8查得动载系数KV=1.1

直齿轮

由表10—4用插值法查得8级精度小齿轮相对支撑非对称布置时KHB=1.43由，KHB=1.431插图10-13得

故载荷系数K==1×

1.1×

1×

1.43=1.573

f）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式（10—10a）得

d1=mm

g）计算模数m

m=mm=2.055mm

（3）按齿根弯曲疲劳强度设计

由式（10-5）得弯曲强度公式为

1）确定公式内各计算数值

a）计算荷载系数

c）由图10-18取弯曲疲劳极限=0.87,=0.91

2）设计计算

对比计算结果,齿面接触疲劳强度模数m大于齿根弯曲疲劳强度，由于齿轮模数m主要取决弯曲强度承载能力,而齿面接触疲劳强度决定承载能力，所以取弯曲强度的模数2.15圆整为标准m=2.5mm,则按接触强度的分度圆直径=70.214mm来计算出小齿轮齿数

3）几何尺寸计算

a）计算齿轮的分度圆直径

c）计算中心距

d）计算齿轮宽度

取

（4）齿轮结构设计与后面轴设计结合

由轴设计可知小圆柱齿轮和轴设计一体，大圆柱齿轮采用腹板式，轴孔径腹板外直径，腹板内直径,挖空位置,挖孔直经,倒角长n=0.5m=2mm,倒圆角r=5mm,腹板厚度c=（0.2~0.3）b=20mm,

五、轴的设计计算及校核

1.1轴的设计

（1）作用在齿轮上的力

由于1轴上是锥齿轮

（2）初算轴的最小直径

1）按齿轮轴设计，轴的材料取与高速级小齿轮材料相同，40Cr调质处理，查表15-3，取，按式（15-2）

（3）轴的结构设计

1）确定轴各段直径

A段:

轴1为输入轴，最小直径处跟联轴器孔直径上有键槽。

d＜100mm故最小直径加大6%，所以=18.42mm。

因为输入轴的最小直径与联轴器连接，所以同时满足联轴器型号。

联轴器计算转矩查表14-1考虑转矩变化小，故取

按照计算转矩应小于联轴器公称转矩条件，根据机械设计JB/ZQ4386-1986选用KL4Y型尼龙块联轴器，其公称转矩160000N.mm.孔径取,故与最小直径同时满足取=20mm,轴孔长度L1=52mm

B段:

轴与毡圈油封和凸缘轴承盖配合与轴承（圆锥轴承320/28）配合由于320/28尺寸d所以选择=28m，由凸缘轴承盖厚度取20mm,考虑螺钉好安装取轴承盖与联轴器30mm,轴承之间取50mm，及

C段:

由直径的大小可得轴齿整体制造，,油环直径取30mm,保证壁与锥齿轮间距10mm，齿轮厚36mm,固定轴承外圈厚度取8mm所以

（4）轴的校核

1）求轴上荷载

a由机械手册圆锥滚子轴承30205查得a=12.5,画出受力图A，图中

b求水平轴支反力

画水平弯矩图B

c求垂直支反力

画垂直弯矩图C

由画出总力矩图D

由T=50140N.mm画扭矩图E

（d）由图可知弯矩和扭矩图可知危险截面用三强度理论计算弯扭合成强度条件为

由表15-4查得危险截面W=

由扭转切应力较平稳及静应力取，轴材料取小齿轮材料选用40Cr由表15-1查得

所以=70Mpa该轴满足强度

2.2轴的设计

2轴上是锥齿轮

2轴上圆柱直齿轮

2）初算轴的最小直径

2）轴2为输中间轴，最小直径处无键槽。

d＜100mm所以mm。

1）确定轴各段直径和长度

A段