机械设计课程设计--二级减速器圆锥齿轮机械设计

机械设计课程设计

说明书

专业：机械电子工程

2016年12月29日

重庆理工大学 2 目录

一、任务设计书......................................................................................................................3

二、传动方案的拟订及说明..................................................................................................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 3 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：

min/6.713202.1100060100060rDvnw

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。 4 2）电动机容量

(1)卷筒的输出功率P

kwFvpw4.210002.120001000

(2)电动机输出功率dP

dPP

传动装置的总效率

12^3345^26

式中1、2…为从电动机至卷筒轴的各传动机构和轴承的效率。

由课程设计教材表2-5查得：V带传动1=0.96；滚动轴承2=0.988；

圆柱齿轮传动3=0.97；圆锥齿轮传动4=0.96；弹性联轴器5=0.99；卷筒轴滑动轴承6=0.96；则

0.960.988^30.970.960.990.990.960.81

故 kwp96.281.04.2pd

(3)电动机额定功率edP

由教材查得选取电动机额定功率4.0edPkw。

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1'2~4i，单级圆柱齿轮传动比范围2'3~6i，圆锥齿轮传动比范围3'2~3i，则电动机转速可选范围为：

min/4296~2.859321'riiinnd

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： 5 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

4.136.71960nnim

2）分配各级传动比

因为是圆锥圆柱齿轮减速器，所以

35.325.01ii

圆锥圆柱齿轮减速器传动比

435.34.1312iii

3）各轴转速（轴号见图一） 6 min/6.71min/6.714287min/28735.3960min/960min/96045234123121rnnrinnrinnrnnrnnm

4）各轴输入功率

按电动机所需功率dP计算各轴输入功率，即

kwppkwppkwppkwppkwppd63.266.298.066.297.0988.078.278.296.089.2895.2988.099.096.296.2245323442352121

5）各轴转矩

mnnpmnnpTmnnpTmnnpTmNnpT789.3509550T27.3559550627.929550799.28955045.299550555444333222111

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 7 已知输入功率kwp895.22，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40rC(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125z，大齿轮齿数75.832535.32z，取整842z。则36.3258412zzu

2、 按齿面接触强度设计

由设计计算公式进行试算，即

1132.92()^2(10.5)^2EtRRHZKTdu

（1） 确定公式内的各计算数值

1） 试选载荷系数1.8tK

2） 计算小齿轮的转矩

mmnnpT287995^105.95222

3） 选齿宽系数0.33R

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lim1600HMPa，大齿轮的接触疲劳强度极限lim2550HMPa

5）由《机械设计（第九版）》表10-5查得材料的弹性影响系数189.8^0.5EZMPa

6） 计算应力循环次数