二级圆锥斜齿轮减速器.docx

一 设计任务书 1 设计题目：带式输送机传动装置 2 题目数据：工作机输入功率P=3.5kw 工作机输入转速105rpm二电动机的选择传动装置总效率 =12324215 =0.99*0.99*0.96*0.99*0.97*0.99*0.99*0.96 =0.85 1=0.99联轴器的传动效率 2=0.99滚动轴承的传动效率 3=0.96圆锥齿轮传动效率 4=0.97斜圆柱齿轮传动效率 5=0.96卷筒的传动效率 电动机输入功率： Pd=P机/=3.5/0.85=4.12kW 确定电动机的型号： 工作输入转速为：n=105rpm 按课程设计指导书知道圆锥圆柱齿轮的传动比一般范围为i=1025所以电动机转速n=i*n=9002250r/min 根据功率pcd=p且转速满足900nd2250r/min 选择电动机型号为：Y132s-4 参数：额定功率为P=4kW 电机满载转速n=1440r/min 三 运动学和动力学计算: 1 总传动比及其分配 总传动比i=nm/ng=1440/105=13.71 2 分配减速器的各级传动比 锥齿轮传动比一般小于3所以选取i1=2.9 圆柱斜齿轮传动比i2=4.73 3各轴转速 N1=nm=1440r/min N2=n1=1440r/min N3=n2/i1=1440/2.9=496.6r/min N4=n2/i2=488.14/4.73=105.6r/min N5=n4=105.6r/min 4 各轴输入功率 按电动机所需功率Pd计算各轴输入功率，即P1=Pd=4.12kWP2=P1*1*2=4.12*0.99*0.99=4.04kWP3=P2*2*3=4.04*0.99*0.96=3.88kWP4=p3*2*4=3.88*0.99*0.97=3.73kWP5=P4*1*5=3.73*0.99*0.96=3.54kW 5 各轴转矩 项目轴1轴2轴3轴4轴5转速(r/min6105.6105.6功率(kw)4.124.043.883.733.54转矩(N*m)27.326.874.6337.3320.1传动比112.94.71效率10.980.960.960.95四 圆锥直齿轮设计已知输入功率，小齿轮转速1440r/min，齿数比u=2.9，由电动机驱动，使用期限5年（每年工作日365天），两班制工作。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8级精度(GB10095-88)2） 材料选择 由机械设计（第八版）表10-1选择小齿轮材料为钢(调质)，硬度为250HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS。3） 选小齿轮齿数，大齿轮齿数，取整。则2、 按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即（1） 确定公式内的各计算数值1） 试选载荷系数2） 计算小齿轮的转矩3） 选齿宽系数4）由机械设计（第八版）图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳强度极限5）由机械设计（第八版）表10-6查得材料的弹性影响系数6） 计算应力循环次数7) 由机械设计（第八版）图10-19取接触疲劳寿命系数8) 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，得（2） 计算1） 试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值2） 计算圆周速度v 3） 计算载荷系数根据，7级精度，由机械设计（第八版）图10-8查得动载系数直齿轮由机械设计（第八版）表10-2查得使用系数根据大齿轮两端支撑，小齿轮作悬臂布置，查机械设计（第八版）表的轴承系数，则接触强度载荷系数 4） 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，得5） 计算模数m取标准值 6） 计算齿轮相关参数7） 圆整并确定齿宽圆整取，3、 校核齿根弯曲疲劳强度1） 确定弯曲强度载荷系数2） 计算当量齿数3） 由机械设计（第八版）表10-5查得齿形系数应力校正系数4） 由机械设计（第八版）图20-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲疲劳强度极限5） 由机械设计（第八版）图10-18取弯曲疲劳寿命系数6） 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数，得F1=KFN1FE1S=0.825001.4=292.86MPa F2=KFN1FE1S=0.863801.4=233.43MPa7）校核弯曲强度根据弯曲强度条件公式进行校核7）满足弯曲强度，所选参数合适大锥齿轮结构尺寸 名称结构尺寸及经验公式计算值锥角锥距R143.16mm轮缘厚度11mm 大端齿顶圆直径192mm榖空直径D由轴设计而定 46mm 轮毂直径73.6mm 轮毂宽度L56mm腹板最大直径由结构确定160mm板孔分布圆直径 116.8mm板孔直径由结构确定 12mm腹板厚度 18mm 高速级锥齿轮传动尺寸名称计算公式计算值法面模数3 mm锥角齿数2264传动比2.9分度圆直径61.538mm178.4602mm齿顶圆直径 80.683mm223.363mm齿根圆直径92.382mm223.924mm锥距 1168mm齿宽50mm47mm圆柱斜齿轮设计已知输入功率，小齿轮速496.6R/min，齿数比u=4.73，由电动机驱动，工作寿命5年（设每年工作300天），两班制。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8级精度(GB10095-88)2） 材料选择 由机械设计（第八版）表10-1选择大小齿轮材料均为45钢（调质），小齿轮齿面硬度为250HBS，大齿轮齿面硬度为220HBS。3） 选小齿轮齿数，大齿轮齿数Z2取整1094） 选取螺旋角。初选螺旋角 2、 按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即(1) 确定公式内的各计算数值1） 试选载荷系数 2） 计算小齿轮的转矩3） 选齿宽系数4） 由机械设计（第八版）图10-30选取区域系数5） 由机械设计（第八版）图10-26查得，则6） 由机械设计（第八版）表10-6查得材料的弹性影响系数7） 计算应力循环次数 8） 由机械设计（第八版）图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳强度极限9） 由机械设计（第八版）图10-19取接触疲劳寿命系数10） 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，得 （3） 计算1）试算小齿轮分度圆直径，由计算公式得2） 计算圆周速度v3） 计算齿宽b及模数 4） 计算纵向重合度5） 计算载荷系数根据，8级精度，由机械设计（第八版）图10-8查得动载系数由机械设计（第八版）表10-3查得由机械设计（第八版）表10-2查得使用系数由机械设计（第八版）表10-13查得 由机械设计（第八版）表10-4查得接触强度载荷系数6）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，得7） 计算模数取 8） 几何尺寸计算（1） 计算中心距（2） 按圆整后的中心距修正螺旋角因值改变不多，故参数、等不必修正（3） 计算大小齿轮的分度圆直径（4）计算齿轮宽度圆整后取 3、 校核齿根弯曲疲劳强度1） 确定弯曲强度载荷系数2） 根据重合度，由机械设计（第八版）图10-28查得螺旋角影响系数3） 计算当量齿数4）由机械设计（第八版）表10-5查得齿形系数应力校正系数5）由机械设计（第八版）图20-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲疲劳强度极限6） 由机械设计（第八版）图10-18取弯曲疲劳寿命系数 7） 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数，得 8） 校核弯曲强度根据弯曲强度条件公式进行校核满足弯曲强度，所选参数合适。斜齿大圆柱齿轮结构尺寸名称结构尺寸经验计算公式计算值榖空直径d由轴设计而定d=d轴65mm轮毂直径104mm轮毂宽度L与齿宽一致51mm腹板最大直径281mm板孔分布圆直径192mm板孔直径（44.2561.95）腹板厚度C15.3mm表6 低速级圆柱斜齿轮传动尺寸名称计算公式计算值法面模数2.5mm法面压力角螺旋角齿数23109传动比4.73分度圆直径59.28mm280.928mm齿顶圆直径56.5mm283.3mm齿根圆直径48.375mm275.175mm中心距 164.9mm齿宽63mm59mm五 轴的设计1、求输入轴上的功率、转速和转矩 2、已知高速级小圆锥齿轮的分度圆半径为3、初步确定轴的最小直径初步确定轴的最小直径先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢（调质），根据机械设计（第八版）表15-3，取，得，输入轴的最小直径为安装联轴器的直径，为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩，查机械设计（第八版）表14-1，由于转矩变化很小，故取，则查机械设计课程设计手册表8-5，选LT4型弹性柱销联轴器，其公称转矩为，半联轴器的孔径，故取，半联轴器长度。键宽4、 联轴器右端需要轴肩定位所以d2=30mm，L2=50mm，根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑油的要求，求得端盖外端面与半联轴器右端面间的距离，取=50mm。5、 轴承根据机械设计课程设计手册表6-7选取轴承代号为30208所以 d3=40mm，L3=19.75mm。6、 轴承轴肩定位高度为47，7、 轴5处放置轴承与轴段3相同则d5=40，L5=188、 轴段6处放置齿轮取d6=30，取L6=64。9、 中间轴计算材料45钢，A0=112，轴的最小直径，取轴1段为d1=40mm，则轴承选取为30208，d*D*T=40*80*19.75。取L1=20，轴段2采用轴肩定位取d2=46mm长度为24mm，轴段3取齿轮轴则d3=65.9mm长度L3=56。轴4段定位轴肩，取d4=54mm，长度L4=10mm，轴5段直径为d5=46mm，长度为L6=62，键槽为b*h=8*7长度L=40mm，轴6段直径为d6=40mm，长度为L6=22mm。支撑矩为160mm。 校核中间轴低速轴的设计求输入轴上的功率、转速n4和转矩T4 2、已知高速级大圆柱齿轮的分度圆半径为3、初步确定轴的最小直径初步确定轴的最小直径先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢（调质），根据机械设计（第八版）表15-3，取，得，输入轴的最小直径为安装联轴器的直径，为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩，查机械设计（第八版）表14-1，由于转矩变化很小，故取，则查机械设计课程设计手册表8-5，选LT7型弹性柱销联轴器，其公称转矩为，半联轴器的孔径，故取，半联轴器长度。键宽键长为70mm。联轴器右端需要轴肩定位所以d2=50mm，L2=50mm，根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑油的要求，求得端盖外端面与半联轴器右端面间的距离，取=50mm。轴段3采用轴承30211 dDT=5510022.75 a=21。d3=d7=55mm L7=23mm。由于齿轮距机箱内壁距离为16故轴段3长度L3=23+8+16+2=49mm。轴段4取h=5mm，所以d4=65mm L4=49mm。轴段5定位需要定位，取h=5所以d5=75mm长度为L5=10mm，轴段6为d6=65，长度为L6=71mm。轴段7 d7=55 L7=23。 八、联轴器的选择在轴的计算中已选定了联轴器型号。输入轴选Lx3型弹性柱销联轴器，其公称转矩为1250000Nmm，半联轴器的孔径D=130mm，半联轴器长度L=82mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度为60mm，Z型轴孔。输出轴选选Lx3型弹性柱销联轴器，其公称转矩为1250000Nmm，半联轴器的孔径d=140mm，半联轴器长度L=112mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度为84mm，Z型轴孔。九、润滑与密封计计算及说明结果齿轮采用浸油润滑，由机械设计表10-11和表10-12查得选用100号中负荷工业闭式齿轮油（GB5903-1995），油量大约为3.5L。当齿轮圆周速度V2m/s，可以利用齿轮飞溅的油润滑轴承，并通过油槽润滑其他轴上的轴承，且有散热作用，效果较好，当然也可用油脂润滑。密封防止外界的灰尘、水分等侵入轴承，并阻止润滑剂的漏失。十、减速器附件的选择 由机械设计课程设计选定通气帽为M362；油标为压配式圆形的油标A20JB/T 7491.1-1995;外六角油塞及封油垫M201.5；箱座吊耳，吊环螺钉为螺钉GB25-88）M16；启盖螺钉M8。 =0.85Pd=4.12kW电机选择：Y132s-4P=4kWnm=1440r/mini=13.71i1=2.9i2=4.73n1=1440r/minn2=1400r