二级减速器圆锥齿轮机械设计

机械设计课程设计 说明 专业：机械电子工程 班级：114120403 学号：11412990506 姓名：施岚川 2016年12月29日 重庆理工大学 目录 1、任务设计书......................................................................................................................3 2、传动的拟订及说明..................................................................................................3 三、选择电动机......................................................................................................................4 四、计算传动装置的运动和动力参数..................................................................................5 五、传动件的设计计算..........................................................................................................6 六、轴的设计计算..................................................................................................................15 七、滚动轴承的选择及计算..................................................................................................34 八、键联接的选择及校核计算..............................................................................................37 九、联轴器的选择..................................................................................................................38 十、减速器附件的选择..........................................................................................................39 十一、润滑与密封..................................................................................................................39 十二、箱体数据......................................................................................................................39 十三、设计小结......................................................................................................................40 十四、参考目录......................................................................................................................40 一、任务设计书设计一用于带式运输机上的圆锥圆柱齿轮齿轮减速器。工作经常满载，空载启动，工作有轻振，不反转，单班制工作。运输带容许速度误差为5%。减速器为小批生产，使用期限10年。（已知带式运输机驱动卷筒的圆周牵引力F=2000N，带速v=1.2m/s，卷筒直径D=320m，设每年工作300天）二、传动方案的拟订和说明 计算驱动卷筒的转速如下： 选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为13，根据总传动比数值， 可拟定以下传动方案： 图一 三、选择电动机 1）电动机类型和结构型式 按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 2）电动机容量 (1)卷筒的输出功率 (2)电动机输出功率 传动装置的总效率 式中 、 …为从电动机至卷筒轴的各传动机构和轴承的效率。 由课程设计教材2-5查得：V带传动 =0.96；滚动轴承 =0.988； 圆柱齿轮传动 =0.97；圆锥齿轮传动 =0.96；弹性联轴器 =0.99；卷筒轴滑动轴承 =0.96；则 故                (3)电动机额定功率 由教材查得选取电动机额定功率 。 3）电动机的转速 推算电动机转速可选范围，由课程设计教材表2-3查得Ｖ带传动常用传动比范围 ，单级圆柱齿轮传动比范围 ，圆锥齿轮传动比范围 ，则电动机转速可选范围为： 初选同步转速分别为1000r/min和1500r/min的两种电动机进行比较，如下表： 方案 电动机型号 额定功率（ｋｗ） 电动机转速(r/min) 电动机质量(kg) 同步 满载 1 Y132M1-6 4 1000 960 73 2 Y112M-4 4 1500 1440 43 传动装置的传动比 总传动比 V带传动 二级减速器 12.37 3.1 3.99 18.56 4.64 4                   两方案均可行,但方案1传动比较小,传动装置结构尺寸较小,因此采用方案1,选定电动机的型号为Y132M1-6 4）电动机的技术数据和外形,安装尺寸 四、计算传动装置的运动和动力参数 1）传动装置总传动比 2）分配各级传动比 因为是圆锥圆柱齿轮减速器，所以 圆锥圆柱齿轮减速器传动比 3）各轴转速（轴号见图一） 4）各轴输入功率 按电动机所需功率 计算各轴输入功率，即 5）各轴转矩 项目 轴1 轴2 轴3 轴4 轴5 转速(r/min) 960 960 287 71.6 71.6 功率(kw) 2.96 2.895 2.78 2.66 2.63 转矩(N*m) 29.45 28.799 92.63 355.27 350.79 传动比 1 1 3.35 4 1 效率 1 0.978 0.96 0.958 0.988             五、传动件的设计计算 圆锥直齿轮设计 已知输入功率 ，小齿轮转速960r/min，齿数比u=3.35，由电动机驱动，工作寿命10年（设每年工作300天），一班制，带式输送机工作经常满载，空载起动，工作有轻震，不反转。 1、 选定齿轮精度等级、材料及齿数 1） 圆锥圆柱齿轮减速器为通用减速器，速度不高，故选用7级精度(GB10095-88) 2） 材料选择 由《机械设计（第九版）》表10-1选择小齿轮材料为 (调质)，硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS。 3） 选小齿轮齿数 ，大齿轮齿数 ，取整 。则 2、 按齿面接触强度设计 由设计进行试算，即 （1） 确定公式内的各计算数值 1） 试选载荷系数 2） 计算小齿轮的转矩 3） 选齿宽系数 4）由《机械设计（第九版）》图10-25d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 ，大齿轮的接触疲劳强度极限 5）由《机械设计（第九版）》表10-5查得材料的弹性影响系数 6） 计算应力循环次数 7) 由《机械设计（第九版）》图10-23取接触疲劳寿命系数 8) 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数S=1，得 （2） 计算 1） 试算小齿轮分度圆直径 ，代入 中较小的值 2） 计算圆周速度v 3） 计算载荷系数 根据 ，7级精度，由《机械设计（第九版）》图10-8查得动载系数 直齿轮 由《机械设计（第九版）》表10-2查得使用系数 根据大齿轮两端支撑，小齿轮作悬臂布置，查《机械设计（第九版）》表得轴承系数 ，则 接触强度载荷系数 4） 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，得 5） 计算模数m 取值 6）计算齿轮相关参数 6） 圆整并确定齿宽 圆整取 ， 3、 校核齿根弯曲疲劳强度 1） 确定弯曲强度载荷系数　 2） 计算当量齿数 3） 由《机械设计（第九版）》查得齿形系数 应力校正系数 4） 由《机械设计（第九版）》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 由《机械设计（第九版）》取弯曲疲劳寿命系数 5） 6） 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 ，得 7）校核弯曲强度 根据弯曲强度条件公式 进行校核 满足弯曲强度，所选参数合适。 圆柱斜齿轮设计 已知输入功率 ，小齿轮转速187r/min，齿数比u=4，由电动机驱动，工作寿命10年（设每年工作300天），一班制，带式输送机工作经常满载，空载起动，工作有轻震，不反转。 1、 选定齿轮精度等级、材料及齿数 1）圆锥圆柱齿轮减速器为通用减速器，速度不高，故选用7级精度(GB10095-88) 2）材料选择 由《机械设计（第九版）》表10-1选择大小齿轮材料均为45钢（调质），小齿轮齿面硬度为250HBS，大齿轮齿面硬度为220HBS。 3）选小齿轮齿数 ，大齿轮齿数 4）选取螺旋角。初选螺旋角 2、按齿面接触强度设计 由设计计算公式进行试算，即 (1) 确定公式内的各计算数值 1） 试选载荷系数 2） 计算小齿轮的转矩 3） 选齿宽系数 4） 由《机械设计（第九版）》图10-20选取区域系数 5） 由《机械设计（第九版）》查得 ， ，则 6）由《机械设计（第九版）》表10-5查得材料的弹性影响系数 7） 计算应力循环次数 8） 由《机械设计（第九版）》图10-25按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 ，大齿轮的接触疲劳强度极限 9）由《机械设计（第九版）》图10-23取接触疲劳寿命系数 10）计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数S=1，得 （2）计算 1）试算小齿轮分度圆直径 ，由计算公式得 2） 计算圆周速度v 3） 计算齿宽b及模数 4） 计算纵向重合度 5）计算载荷系数 根据 ，7级精度，由《机械设计（第九版）》图10-8查得动载系数