机械设计课程圆锥圆柱齿轮减速器

机械设计课程设计说明书

题目：带式运输机

圆锥圆柱齿轮减速器

目录

目录 ····························· 1

一．传动方案的拟定 ······················ 0

二．电动机选择及传动装置的运动和动力参数计算 ········· 0

1.原始数据（及其他条件） ················· 0

2. 电动机的选择 ····················· 1

三．传动零件的设计计算 ···················· 3

1．第一级圆锥齿轮的设计 ··················· 3

2．第二级圆柱斜齿轮设计 ··················· 7

四、轴的设计、计算及校核 ·················· 12

4.1轴的相关设计与计算 ················· 12 4.1.1.各轴基本结构设计 ················· 12

4.2轴校核 ······················· 16

五、轴承的选取与校核 ···················· 20

5.1输出轴滚动轴承计算 ················· 20

六．键的选择 ························ 22

七．传动装置的附件及说明 ·················· 22

八．润滑和密封说明 ····················· 23

九．拆装和调整的说明 ···················· 23

十.铸铁直齿锥齿轮减速器箱体结构尺寸的确定 ········· 23

十一. 三维设计展示 ···················· 25

十二．设计小结 ······················· 29

十三. 参考文献 ······················· 30 一．传动方案的拟定

由题目所知传动机构类型要求选定为：圆锥—圆柱两级齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析论证。本传动机构的特点是：共三根传动轴，每根轴直径依次增大，利用圆锥圆柱齿轮进行传动，宽度尺寸较小，但锥齿轮加工比圆柱齿轮困难，一般置于高速级，以减小其直径和模数；并且，为了平衡锥齿轮与圆柱齿轮公共轴的轴向力，对圆柱齿轮选取斜齿轮。

二．电动机选择及传动装置的运动和动力参数计算

1.原始数据（及其他条件）

原始数据表

传输带牵引力 F=1406N

传输带工作速度 v=1.37m/s

滚筒直径 D=0.28m

使用地点 室内

生产批量 大批量生产

载荷性质 平稳

使用年限 八年一班

传输带牵引力：F=1406N

传输带工作速度：

v=1.37m/s

滚筒直径：D=0.28m

Pw=2.01 kw

2. 电动机的选择

1.工作机：

工作机的转速：

min/45.9310028.037.1100060100060rDvnw

工作机的功率：

kwvFPw01.296.0100037.114061000w

96.0w，其中w为卷筒效率；

2.电动机：

电动机的输出功率：

总/0wPP

其中，传动装置的传动效率：

85.097.098.099.0242242啮轴联总

所以，kwPPw36.285.0/0

式中：联为联轴器的效率99.0联（弹性联轴器），

啮为齿轮传动效率（8级精度）97.0啮，

轴为轴承效率（滚动轴承）98.0轴；

按推荐的二级减速器传动比合理范围（i=8~40），计算电动机转速的可选范围为：

min/)87.3737~57.747(45.93)40~8(0rninw，

符合这一范围的同步转速有1000r/min、1500r/min等。综合考虑电动机和传动装置尺寸的重量、价格、功率等因素，决定选用同步电动机Y132S-6。其参数如下表：

型号 额定功率（kw） 同步转速（r/min） 满载转速（r/min） 启动

转矩 最大

转矩

Y132S-6 3.0 1000 960 2.0 2.2

3.传动比分配：

电机型号Y132S-6

传动比i1=2.68

i2=3.99 70.1045.93/1000/0wnni

21iii ， ii)40.0~25.0(1 ， 3i ，

所以，取368.225.01ii ， 99.3/12iii；

4.计算传动装置的运动和动力参数：

将传动装置各轴由原动机到工作机依次定为1轴、2轴、3轴、工作机轴，并设1i，2i，3i为相邻两轴间的传动比。

a.各轴转速：

电机轴：min/9600rn

I轴：min/960/001rinn

II轴：min/20.35868.2/960/112rinn

III轴：min/78.8999.3/20.358/223rinn

卷筒工作轴：min/78.89/03rinnw

b.各轴输入功率：

kwPP34.299.036.201联

kwPP22.298.097.034.212轴啮

kwPP11.298.097.022.223轴啮

kwPPw01.298.099.011.2223轴联

c.各轴输入转矩：

mmNnPT4611611033.296034.21055.91055.9

mmNnPT4622621092.520.35822.21055.91055.9

mmNnPT5633631024.278.8911.21055.91055.9

mmNnPTwww5661014.278.8901.21055.91055.9

运动和动力参数计算结果整理于下表：

三．传动零件的设计计算

1．第一级圆锥齿轮的设计

选择齿轮的材料，热处理方法及硬度

小锥齿轮材料为45钢，调质处理，硬度为HB1=240HBS，

大锥齿轮材料为45钢，正火处理，硬度为HB2=200HBS，

二者材料硬度差为40HBS，满足硬度差在30~50HBS的要求，且硬度均小于350HBS（软齿面）；

估计锥齿轮平均分度圆的圆周速度为3m/s，

所以，初选八级精度（v<9m/s）；

确定齿数：

小齿轮齿数（20~40），取251z，则6768.22512izz 轴号 功率P

/kw 转矩T

/（N·m） 转速n

/(r·min)

传动比i

效率

电机轴 2.36 23.50 960

1 0.99

1轴 2.34 23.30 960

2.68 0.95

2轴 2.22 59.20 358.20

3.99 0.95

3轴 2.11 224.00 89.78

1 0.95

卷筒轴 2.01 214.00 89.78 小齿轮硬度240HBs

大齿轮200HBs

齿轮精度：8级

齿数：

Z1=25

Z2=67 按齿面接触疲劳强度设计

1.初定小齿轮大端分度圆直径：

32115.014ukTzzdRRHHE

2.参数确定：

KKKKKVA

①传动平稳，由表6-4得1AK；

②估计分度圆处圆周速度V=3m/s，75.01001zV

由图6-11a得1.1VK；

③齿间载荷分配系数1K（锥齿轮）；

④由图6-8取齿宽系数50.0d，

又因为有RRdu212，所以30.0R

由图6-17得齿向载荷分布系数25.1K；

⑤根据表3知mmNT4110330.2；

⑥节点区域系数5.2HZ，（0，图6-19）；

⑦弹性影响系数MPaZE8.189，（表6-5）；

⑧接触疲劳强度极限：MPaH5901lim ，（图6-27c）

MPaH4702lim ，（图6-27b）

⑨计算应力循环次数：

91110106.181300819606060hjLnN

891121013.468.210106.1/iNN

⑩由图6-25取接触疲劳寿命系数

运动和

动力参数

1AK

1.1VK

50.0d

25.1K

.2HZZMPa