一级圆锥齿轮减速器.

《机械设计》课程设计计算说明书机械设计课程设计说明书

题目：一级圆锥齿轮减速器

指导老师：学生姓名：学号：所属院系：机械工程学院

专业：机械工程及自动化

班级：机械10-2

完成日期：2014年1月25日

目录第一章机械设计课程设计任务书《机械设计》课程设计计算说明书第页1 1.1设计题目 ......................................................................... 1 第二章电动机的选择2

2.1选择电动机类型 ................................................................... 2 2.2确定电动机的转速 ................................................................. 3 第三章各轴的运动及动力参数计算3.1 传动比的确定..................................................................... 4 3.2 各轴的动力参数计算............................................................... 4 第四章锥齿轮的设计计算4.1选精度等级、材料及齿数……………………………………………………………………………….5 4.2按齿面接触强度设计…………………………………………………………………… 5 第五章链传动的设计....................................................................... 8 第六章轴的结构设计6.1 轴1（高速轴）的设计与校核……………………………………………………………………………9 6.2 轴2（低速轴）的设计………………………………………………………………………………10第七章对轴进行弯扭校核7.1输入轴的校核轴 .................................................................. 12 7.2输入轴的校核.................................................................................... 13 第八章轴承的校核8.1输入轴的校核 .................................................................... 14 8.2输出轴的校核 .................................................................... 15 第九章键的选择与校核.................................................................................... 16 第十章减速箱体结构设计10.1 箱体的尺寸计算..................................................................... 18 10.2窥视孔及窥视孔.................................................................................... 20 设计小结.................................................................................... 23 参考文献.................................................................................... 24 《机械设计》课程设计计算说明书

第页2 第一章机械设计课程设计任务1.1设计题目用于带式运输机的一级圆锥齿轮减速器。传动装置简图如右图所示。（1）带式运输机数据见数据表格。（2）工作条件两班制工作，空载启动，单向连续运转，载荷平稳。运输带速度允许速度误差为±5%。（3）使用期限图1 工作期限为十年，每年工作300天；检修期间隔为三年。（4）生产批量小批量生产。2.设计任务1)选择电动机型号；2)确定链传动的主要参数及尺寸；3)设计减速器；4)选择联轴器。3.具体作业1)减速器装配图一张；2)零件工作图二张（大齿轮，输出轴）；3)设计说明书一份。

1—电动机2—联轴器3—圆锥齿轮减速器4—链传动5—带式运输机《机械设计》课程设计计算说明书

第页3 第二章电动机的选择2.1选择电动机类型因为本传动的工作状况是：载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式Y系列全封闭自冷式笼型三相异步电动机,电压380V。1. 电动机容量的选择1）工作机所需功率

pw＝FV=2800×1.8=5.04KW

电动机的输出功率Pd＝pw/η2）效率: 弹性连轴器工作效率η1=0.99 圆锥滚子轴承工作效率η2=0.99 锥齿轮(8级)工作效率η3=0.97 滚子连工作效率η4=0.96 传动滚筒工作效率η5=0.96 传动装置总效率: η＝η1×η23×η3×η4×η5

＝0.99×0.993×0.97×0.96×0.96=0.87

则所需电动机功率为:

Pd＝pw/η=5.04/0.87=5.79KW 取Pd=5.7KW

2.2电动机转速的选择滚筒轴工作转速nw=60×1000v/πD=60×1000×1.8/π×320r/min=107r/min （5）通常链传动的传动比范围为i1=2-5，一级圆锥传动范围为i2=2-4，则总的传动比范围为i=4-20,故电动机转速的可选范围为n机= nw×i=（4~20）×１07=428-2140 r/min （6）符合这一范围的同步转速有750 r/min，1000 r/min，1500 r/min，现以同步转速750 r/min，1000 r/min，1500 r/min三种方案比较，由第六章相关资料查的电动机数据及计算出的总传动比列于下表

方案电动机型号额定功率（KW）同步转速/满载转速

1 Y132S-4 5.5 1500 r/min/1440 r/min2 Y132M2-6 5.5 1000 r/min/960 r/min3 Y160M2-8 5.5 750 r/min/720r/min《机械设计》课程设计计算说明书第页4 4．电动机型号的确定方案1电动机轻便，价格便宜，但总的传动比比较大，传动装置外轮廓尺寸大，制造成本高，结构不紧凑，固不可取。而方案2与方案3比较，综合考虑电动机和传动比，装置的尺寸，重量价格，及总的传动比，可以看出为使传动装置紧凑，选用方案3比较好。如果考虑电动机的重量和价格应选2，现拟选方案2，选择电动机型号Y132M2-6。《机械设计》课程设计计算说明书

第页5 第三章各轴的动力参数计算3.1 传动比的确定 I总=nm/nw=960/107=8.97 取i2=3,则减速器的传动比i2= 8.97/3 =2.99 3.2 各轴的动力参数计算0轴(电动机轴): P0=Pd=5.5KW, n0=nm=960 r/min,

T0=9550 nP00 =54.71N·m

1轴(高速轴): P1=P0η1 =5.5×0.99=5.445KW n1=n0=960r/min,

T1=9550 nP11=54.1N·m

2轴（低速轴）：P2=P1η12=P1η2η3=5.445×0.99×0.97=5.22KW n2=n1/i12=960/3=320r/min

T2=9550 nP22 =156N·ｍ

3轴（滚筒轴）：P3=P2η23=P2η3η4=5.22×0.97×0.96=4.86KW n3= in12 = 320/3.5 =91r/min

T3=9550×P3/n3=510N·ｍ表2各轴转速、输入功率、输入转矩

项目电动机轴高速轴低速轴滚筒轴转速（r/min）960 960 320 91 功率（kW）5.5 5.445 5.22 4.86 转矩（N·m）54.71 54.1 156 510 传动比1 1 3 3.5 《机械设计》课程设计计算说明书第页6 效率0.99 0.96 0.93 0.88

第四章锥齿轮的设计计算4.1选精度等级、材料及齿数1）材料及热处理；选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为260HBW，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为230HBW，二者材料硬度差为30HBS。2）工作机一般为工作机器，速度要求不高，故选用7级精度（GB 10095-88）

3）试选小齿轮齿数Z1＝24则大齿轮齿数Z2=Z1*i=24×2.5=60 4）分锥角:δ2=arctani=arctan(2.5)=71.57?；δ1=90?-δ2=18.43?4.2按齿面接触强度设计因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算按式（10—21）试算，即

d1≥2.92×32

2

1u

KT

HZ

E

5）确定公式中的各计算数值（1）由表10－7选取尺宽系数φR＝1/3 （2）由表10－6查得材料的弹性影响系数ZE＝189.8Mpa 由式10－13计算应力循环次数N1＝60n1jLh＝60×1440×1×（10×30×16）＝2.765×109

N2＝N1/i＝1.1×109

（3）由图10－19查得接触疲劳寿命系数KHN1＝0.95；KHN2＝1.0 （4）按齿面硬度查得: ?Hmin1=600Mpa ?Hmin2=600MPa （5）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1％，安全系数S＝1，由式（10－12）得

[σH]1＝SHNHNK11＝0.95×600MPa＝570MPa

[σH]2＝SHNHNK22＝1×600MPa＝600MPa 大齿轮的计算值小,带入式中进行计算. 2) 将以上述只带入设计公式进行计算:

（1）d1≥2.92×32

2

5.26113

1

74.256.15858.189