二级减速器圆锥斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书

设计计算及说明 结果

一、设计任务书

1.1传动系统示意图

电机→圆锥圆柱齿轮(斜齿)减速器→开式一级齿轮减速→工作机

1—电动机；2、4—联轴器；3—圆锥-圆柱斜齿轮减速器；5—输送带；6—滚筒

1.2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）

4200 1.00 375

1.3设计条件

1.工作条件：机械装配车间；两班制，每班工作四小时；空载起动、连续、单向运转，载荷平稳；

2.使用期限及检修间隔：工作期限为8年，每年工作250日；检修期定为三年；

3.生产批量及生产条件：生产数千台，有铸造设备；

4.设备要求：固定；

5.生产厂：减速机厂。

1.4工作量

1.减速器装配图零号图1张；

2.零件图2张（箱体或箱盖，1号图；中间轴或大齿轮，1号或2号图）；

3.设计说明书一份约6000～8000字。

二、传动系统方案的分析

传动方案见图一，其拟定的依据是结构紧凑且宽度尺寸较小，开式传动的范围是2~4，取中间值3，二级圆柱-圆锥减速器的传动比的范围是10~25.

三、电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算

ωωα34 设计计算及说明 结果

3.1 电动机的选择

1、电动机类型选择：选择电动机的类型为三相异步电动机，额定电压交流380V。

2、电动机容量选择：

（1）工作机所需功率wP=FV/1000

=4200x1.00/1000

=4.2KW

F-工作机阻力

v-工作机线速度

-工作机效率可取0.96

(2) 电动机输出功率dP

考虑传动装置的功率损耗，电动机的输出功率为

dP=wP/α

为从电动机到工作机主动轴之间的总效率，即

5243241α=0.784

1-滚动轴承传动效率取0.99 2-圆锥齿轮传动效率取0.98

-圆柱齿轮传动效率取0.97 -联轴器效率取0.96

5-卷筒效率取0.96

dP=kw36.50.7840.9610001.004200 FV/1000αω

（3）确定电动机的额定功率edP

因载荷平稳，电动机额定功率edP略大于dP即可。所以可以暂定电动机的额定功率为5.5Kw。

3、确定电动机转速

卷筒工作转速

wn=60×1000V/πD=60X1000X1.6/3.14X280=109.2r/min

由于两级圆锥-圆柱齿轮减速器一般传动比为10-25，故电动机的转速的可选范围为

'1dn~'2dn=(10-25）wn =1018.6—5093r/min。

可见同步转速为1000r/min ，1500r/min，3000r/min的电动机都符合.

应综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格、总传动比及价格等因素，为

F=4200N

V=1.00m/s

=0.784

dP=5.36kw

edP=5.5kw

wn=109.2r/min

结果

2使传动装置的结构紧凑，决定选用同步转速为1500r/min的电动机。

设计计算及说明

查 15.1 （P173）

电动机型号 额定功率（kw） 电动机转速（r/min） 电动机质量（kg） 传动装置总传动比 同步 满载

Y132S-4 5.5 1500 1440 43 28.27

3.2传动装置总传动比的计算和各级传动比的分配

1、传动装置总传动比

/mwinn=1440/50.93=28.27

2、分配各级传动比

高速级为圆锥齿轮其传动比应小些约i.i2501，低速级为圆柱齿轮传动其传动比可大些。所以可取

1i=2.35 2i=4.00

3.3计算传动装置的运动和动力参数

1、各轴的转速（各轴的标号均已在图中标出）

n＝0/inm=1440r/min

Ⅱn＝1/　Ⅰin=1440/2.35=612.77r/min

Ⅲn＝Ⅱn/2i=612.77/4=153.19r/min

IVnⅢn=51.06r/min

2、各轴输入功率

IedPP2η=5.31kw

1IIIPP=5.04kw

23IIIIIPP=4.79kw

IVP=IIIP· ·η3 =4.55kw

3、各轴转矩 9550IIIPTn=35.4N.m

设计计算及说明

选Y132S-4型电动机

1i=2.35

2i=4

n=1440

Ⅱn=612.77

IVnⅢn=51.06r/min

IP=5.31 kw

IIP=5.04 kw

IIIP=4.79 kw

IVP=4.55 kw

结果

9550IIIIIIPTn=78.3N.m

9550IIIIIIIIIPTn=297.7N.m

9550IVIVIVPTn=849.0N.M

将计算结果汇总列表如下

表3 轴的运动及动力参数

项目 电动机轴 高速级轴I 中间轴II 低速级轴III 工作机轴IV

转速（r/min） 1440 1440 436.36 109.2 109.2

功率（kw） 5.36 5.31 5.04 4.79 4.55

转矩(Nm) 35.4 35.0 78.3 297.7 849.0

传动比 1 2.35 4 3 1

效率 0.99 0.95 0.95 0.95 0.94

四、传动零件的设计计算

4.1斜齿圆柱齿轮传动的设计（主要参照教材《机械设计（第八版）》

高等教育出版社 ）

已知输入功率为IIP=4.655kw、小齿轮转速为Ⅱn=436.36r/min、齿数比为4。工作寿命10年（设每年工作300天），三班制，带式输送，工作平稳，转向不变。

1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数

（1）运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度。（GB10095-88）

（2）材料选择 由《机械设计（第八版）》表10-1小齿轮材料为45钢（调质），硬度为250HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为220HBS，二者材料硬度相差30HBS。

（3)选小齿轮齿数30z1,则大齿轮齿数120z2 初选螺旋角14。

2、按齿面接触疲劳强度设计

小齿轮：

45钢（调质）

250 HBS

大齿轮：

45钢（调质）

220 HBS

8级精度

结果

设计计算及说明

2131)][(12HEHdttZZuuTKd

（1）确定公式内的各计算数值

1）试选载荷系数1tk=1.6

2）查教材图表（图10-30）选取区域系数HZ=2.433

3）查教材表10-6选取弹性影响系数EZ=189.8 12MPa

4）查教材图表（图10-26）得 1a=0.78 2a=0.85 12aaa=1.63

5）由教材公式10-13计算应力值环数

N1=60n1jhL =60×436.36×1×（3×8×300×10）=0.588×109h

N2=0.147X109h

6）查教材10-19图得：K1=1.16 K2=1.20

7）查取齿轮的接触疲劳强度极限Hlim1600Mpa Hlim2570Mpa

8）由教材表10-7查得齿宽系数d=0.8

9）小齿轮传递的转矩1T=95.5×105×22/nP=9550X5.04/1440=33.425N.m

10）齿轮的接触疲劳强度极限：取失效概率为1%,安全系数S=1,应用公式（10-12）得:

[H]1=SKHHN1lim1=0.9×650=696 MPa

[H]2=SKHHN2lim2=0.95×550=684 MPa

许用接触应力为

MPaHHH6902/)][]([][21

（2）设计计算

1）按式计算小齿轮分度圆直径1td

1tk=1.6

HZ=2.433

EZ=189.8

a=1.63

K1=1.16

K2=1.20

Hlim1600

Mpa

Hlim2570Mpa

d=0.8

T=33.425N.m

H=

696 MPa