二级减速箱毕业设计

二级直齿-圆锥齿轮减速箱的设计1XINYU UNIVERSITY毕业设计说明书题 目 二级学院 专 业 班级学号 学生姓名 指导教师 二级直齿-圆锥齿轮减速箱的设计2摘 要减速器是各类机械设备中广泛应用的传动装置。减速器设计的优劣直接影响机械设备的传动性能。 减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩，以满足工作需要，在某些场合也用来增速，称为增速器。 选用减速器时应根据工作机的选用条件，技术参数，动力机的性能，经济性等因素，比较不同类型、品种减速器的外廓尺寸，传动效率，承载能力，质量，价格等，选择最适合的减速器。 减速器的类别、品种、型式很多，目前已制定为行（国）标的减速器有 40余种。减速器的类别是根据所采用的齿轮齿形、齿廓曲线划分；减速器的品种是根据使用的需要而设计的不同结构的减速器；减速器的型式是在基本结构的基础上根据齿面硬度、传动级数、出轴型式、装配型式、安装型式、联接型式等因素而设计的不同特性的减速器。 齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式。它的主要优点是： 1 瞬时传动比恒定，工作平稳，传动准确可靠，可传递空间任意两轴间的运动和动力 2 适用的功率和速度范围广 3 传动效率高 4 工作可靠，使用寿命长 5 外轮廓尺寸小，结构紧凑。关键词：减速器 齿轮 齿形二级直齿-圆锥齿轮减速箱的设计3目 录一、设计任务书 .41.1 传动方案示意图 .41.2 原始数据 .41.3 工作条件 .41.4 工作量 .4二、传动系统方案的分析 .4三、电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算 .53.1 电动机的选择 .53.2 传动装置总传动比的计算和各级传动比的分配 .63.3 计算传动装置的运动和动力参数 .6四、传动零件的设计计算 .74.1 斜齿圆柱齿轮传动的设计（主要参照教材机械设计（第八版） ） .74.2 直齿圆锥齿轮传动设计（主要参照教材机械设计（第八版） ） .12五、轴的设计计算 .165.1 输入轴（轴)的设计 .165.2 输出轴（轴）的设计 .195.3 中间轴（轴）的设计 .25六、轴承的校核 .296.1 输入轴滚动轴承计算 .296.2 中间轴滚动轴承计算 .306.3 输出轴轴滚动轴承计算 .31设计计算及说明 .32七、键联接的选择及校核计算 .327.1 输入轴键计算 .327.2 中间轴键计算 .327.3 输出轴键计算 .33八、联轴器的选择 .33九、润滑与密封 .34十、减速器附件的选择 .34十一、设计小结 .34十二、参考文献 .35二级直齿-圆锥齿轮减速箱的设计4设计计算及说明 结果一、设计任务书1.1 传动方案示意图图一、传动方案简图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）2500 1.6 2801.3 工作条件三班制，使用年限为 10 年，连续单向于运转，载荷平稳，小批量生产，运输链速度允许误差为链速度的 。%51.4 工作量1、传动系统方案的分析；2、电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算；3、传动零件的设计计算；4、轴的设计计算；5、轴承及其组合部件选择和轴承寿命校核；6、键联接和联轴器的选择及校核；7、减速器箱体，润滑及附件的设计；8、装配图和零件图的设计；9、设计小结；10、参考文献；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，传动效率高，适用在恶劣环境下长期工作，虽然所用的锥齿轮比较贵，但此方案是最合理的。其减速器的传动比为 8-15，用于输入轴于输出轴相交而传动比较大的传动。二级直齿-圆锥齿轮减速箱的设计534设计计算及说明 结果三、电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算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 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d= w/ 为从电动机到工作机主动轴之间的总效率，即=0.83352431-滚动轴承传动效率取 0.99 -圆锥齿轮传动效率取 0.951 2-圆柱齿轮传动效率取 0.97 -联轴器效率取 0.99 -卷筒效率取 0.96 5dP= kw50.83961.250 FV/1（3）确定电动机的额定功率 ed因载荷平稳，电动机额定功率 P略大于 d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=601000V/D=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 8-15，故电动机的转速的可选范围为1d 2=(8-15） wn =873.61638r/min。可见同步转速为 1000r/min ，1500r/min 的电动机都符合，这里初选同步转速为 1000r/min ，1500r/min 的两种电动机进行比较，而转速越高总传动比越大传动装置的结构会越大，成本越高。所以应综合考虑电动机和传动装置的尺寸、F=2500NV=1.6m/s=0.833dP=5kwed=5.5kwwn=109.2r/min二级直齿-圆锥齿轮减速箱的设计62重量、价格及总传动比。设计计算及说明结果表 2 电动机方案比较表（指导书 表 19-1）电动机转速（r/min）方案 电动机型号额定功率（kw） 同步 满载电动机质量（kg）传动装置总传动比1 Y132M2-6 5.5 1000 960 73 8.792 Y132S-4 5.5 1500 1440 43 13.19由表中数据可知，方案 1 的总传动比小，传种装置结构尺寸小，因此可采用方案 1，选定电动机型号为 Y132M2-63.2 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/mwin=960/109.2=8.792、分配各级传动比高速级为圆锥齿轮其传动比应小些 约 ，低速级为圆柱齿轮传动其i.i2501传动比可大些。所以可取=2.2 =41i2i3.3 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） =960r/minn0/im =960/202=436.36r/min1 / =436.36/4=109.2r/min2iIVn=109.2r/min2、各轴输入功率IedP=4.95kw41I. =4.655kw 3II=4.47kwIVP= I. =4.38kw413、各轴转矩 选 Y132M2-6型电动机 =2.21i=42=960n=436.36IV=109.2r/minIP=4.95 kwI=4.65 kwI=4.47 kwIVP=4.38 kw二级直齿-圆锥齿轮减速箱的设计7设计计算及说明结果950IIPTn=49.24N.mII=101.88N.m950IIPTn=390.92N.m IVIV=383.04N.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）960 960 436.36 109.2 109.2功率（kw） 5 4.95 4.655 4.47 4.382转矩(Nm)49.76 49.24 101.88 390.92 383.04传动比 1 2.2 4.0 1效率 0.99 0.94 0.96 0.98四、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） ）已知输入功率为 IP=4.655kw、小齿轮转速为 =436.36r/min、齿数比为n4。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 7 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 40Cr（调质） ，硬度为 280HBS，大齿轮材料为 45 钢（调质） ，硬度为 240HBS，二者材料硬度相差 40HBS。小齿轮：40Cr（调质）280 HBS大齿轮：45 钢（调质）240 HBS7 级精度二级直齿-圆锥齿轮减速箱的设计8（3)选小齿轮齿数 ,则大齿轮齿数 初选螺旋角 。2z18z41214设计计算及说明结果2、按齿面接触疲劳强度计算按下式设计计算2131 )(2HEdtt ZuTK（1）确定公式内的各计算数值1）试选载荷系数 1tk=1.62）查教材图表（图 10-30）选取区域系数 HZ=2.4353）查教材表 10-6 选取弹性影响系数 E=189.8 12MPa4）查教材图表（图 10-26）得 1a=0.765 =0.88 12a=1.6455）由教材公式 10-13 计算应力值环数N =60n j =60436.361（3830010）=1.88510 h1hL 9N =0.471X10 h296）查教材 10-19 图得：K =0.9 K =0.95127）查取齿轮的接触疲劳强度极限 650Mpa 550Mpa Hlim1Hlim28）由教材表 10-7 查得齿宽系数 d=19）小齿轮传递的转矩 1T=95.510 =9550X4655/436.36=101.88N.m52/nP10）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: = =0.9650=585 H1SKHN1limMa = =0.95550=522.5 22li P许用接触应力为 aHH75.3/)(21（2）设计计算1）按式计算小齿轮分度圆直径 1td1tk=1.6HZ=2.435E=189.8a=1.645K =0.9 1K =0.952650Hlim1Mpa 550li2Mpad=1T=101.88N.mH=553.75 MPa二级直齿-圆锥齿轮减速箱的设计92131 )(2HEdtt ZuTK= m67.5)7.538194(645.08243 设计计算及说明结果2）计算圆周速度 1.27m/s10Vndt3）计算齿宽 b 及模数 ntmb= d1t=1.5567=55.67mm=nt mZt 45.21cos67.5cos14) 计算齿宽与高之比 hb齿高 h= =2.252.455=5.24ntm25.= =10.62hb4675) 计算纵向重合度 =0.318 d1Ztan=0.318X1X22tan =1.744146) 计算载荷系数 K系数 A=1，根据 V=1.27m/s，7 级精度查图表（图 10-8）得动载系数v=1.08查教材图表（表 10-3）得齿间载荷分布系数 HFK=1.4由教材图表(表 10-4）查得 1H=1.420查教材图表（图 10-13）得 F=1.32所以载荷系数AVHK=2.1477) 按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 d3ttd= m4.61.726.538) 计算模数 nmV=1.27m/s=2.455ntm=10.62hb=1.744HFK=1.41H=1.42FK=1.32d=61.4mm=2.7 mmnm二级直齿-圆锥齿轮减速箱的设计103cos=nmmZd7.214cos.6cos13、按齿根弯曲疲劳强度设计由弯曲强度的设计公式 设计n )(cos123 FSadYZYKT（1）确定公式内各计算数值1）计算载荷系数 AVFK=1.99设计计算及说明结果2）根据纵向重合度 =1.744 查教材图表（图 10-28）查得螺旋影响系数Y=0.883）计算当量齿数=24.081vZ32/8/cos14V =96.334）查取齿形系数 查教材图表（表 10-5） FY=2.6476 ， 2FY=2.187345）查取应力校正系数 查教材图表（表 10-5） 1S=1.5808 ， S=1.786336）查教材图表（图 10-20c）查得小齿轮弯曲疲劳强度极限 1FE=520M