二级圆锥圆柱齿轮减速器设计过程说明书

选择马达1 .选择电机的转速：a .计算驱动滚筒的转速NW=60 v /d=600.98/3.140.278=67.326 r/minb .计算工作装置的电力pw=tnw/9.5510=24867.326/9.5510=1.748 kw2 .计算电机所需的功率：-皮带传动效率：0.96-1对轴承传动效率：0.99一对圆锥滚子轴承效率3=0.98一对球轴承效率4=0.99闭式直齿圆锥齿传动效率5=0.95闭式直齿圆柱齿传动效率6=0.97b .总效率=123456=0. 960.9920.9830.990.97=0.808c .所需电机的输出Pr=Pw/=2.4/0.808=3kw3 .选择电机的型号查阅参考文献程序编号电动机类型额定值电力同步转速满载转速总传动比1Y100L2-431500142022.2942Y132S-6战斗机3100096015.072由以上两种可执行的同步转速电机的对比可知，提案2的齿轮比小，质量价格合理，因此选择了Y132S-6型电机。三、动与动力参数的计算1 .分配齿轮比(1)总齿轮比i=15.072(2)各级齿轮比：正齿轮圆锥齿轮比i12=3.762正齿轮圆柱齿轮齿数比i23=4(3)实际总齿轮比I实=i12i34=3.7624=15.048由于I=0. 0210.05，齿轮比满足要求。2 .各轴的转速(各轴的标签记载在图1.1中)n0=960r/min，n1=n0=960r/min，n2=n1/i12=303.673r/min，n3=n2/i34=63.829r/min，n4=n3=63.829r/min各轴电力p0=pr=3 kw、p1=p02=2.970kw、p2=p143=2.965 kw、p3=p253=2.628 kw、p4=p323=2.550 kw4 .各轴的转矩可通过公式： T=9.55Pi/ni得到T0=29.844 Nm、T1=29.545 Nm、T2=86.955 NmT3=393.197 Nm，T4=381.527 Nm四、传动部件的设计计算1 .闭式直齿轮圆锥齿轮传动的设计计算a .选项：小齿轮材料为45号钢、调质处理、HB=217255HP1=580 Mpa、Fmin1=220 Mpa大齿轮材料为45号钢，正火处理，HB=162217HP2=560 Mpa、Fmin2=210 Mpab .根据参考文献2 (以下简称为2 )式(533 )计算应力循环次数nn1=60njl=609488110=1.26710N2=N1/i2=1.26710/3=2.52210调查图517，由ZN1=1.0、ZN2=1.12、式(529 )得到ZX1=ZX2=1.0、SHmin=1.0、ZW=1.0、ZLVR=0.92h1=HP1zlvrzwzx1Zn1/shm in=5800.92=533.6 MPah 2=HP2Zn2zx2zwzlvr/shm in=5601.120.92=577 MPah1h 2，8756； 计算为H=H2=533.6 Mpac .以齿面接触强度设计小齿轮大端模块(小齿轮容易发生故障，因此以小齿轮设计):如果齿数Z1=21，则Z2=Z1 i12=3.76232=79，Z2=79实际齿轮比u=Z2/Z1=79/21=3.762，且u=tan2=cot1如果2=72.2965=7216 35、1=17.7035=1742 12，则小圆锥齿轮齿数zm1=z1/cos1=21/cos17.7035=23、zm2=z2/cos2=79/cos 72.2965=259.792由图5-14、5-15得到YFa=2.8，Ysa=1.55，YFa2=2.23，Ysa2=1.81zh=2/cossin=2/cos 20 sin 20=2. 52根据表11-5取ZE=189.8、KtZ=1.1、根据2取K=1.4另外， T1=28.381 Nm、u=3.762、R=0.32根据式5-56计算小齿轮大端模块m4 k t1yfaysa/rz f (1-0. 5r ) 2u21 将各值代入m1.4982根据表5-9取m=3 以下d .齿轮参数计算：大端分度圆直径d1=mz1=321=63，d2=mz2=379=237齿顶圆直径da1=d 12 mcos1=63 cos 17.7035=68.715，da2=d 22 mcdos2=2376 cos 72.2965=238.827齿根圆直径df1=D1-2.4 mcos1=63-7.2 cos 17.7035=56.142 mmdf2=D2-2.4 mcos2=237-7.2 cos 72.2965=231.808齿轮伞齿距R=d1 d2/2=122.615以下大端周向速度v=d1n1/60000=3.1463960/60000=3.165 m/s齿宽b=rr=0. 3122.615=36.78 mm2根据表5-6，分选齿轮精度为8级1由表4.10-2得到1=(0.10.2)R=(0.10.2) 305.500=30.0560.1 mm设1=10，设2=14，设c=10。轮廓宽度l1=(0.10.2) d1=(0.10.2) 93=12.4 mmL2=(0.10.2 ) D2=(0.10.2 ) 291=39 mme .齿面接触疲劳强度的管理： 2式5-53h=ZZ2kt1u1/BDu(1-0.5r)2代入各价值H=470.899H=533.6 Mpa小齿轮满足接触疲劳强度，且大齿轮比小齿轮的接触强度高，因此齿轮满足接触强度条件f .齿轮弯曲疲劳强度检查： 2式5-552根据图5-19，YN1=YN2=1.02根据式5-32及m=25，YX1=YX2=1.0使YST=2.0、SFmin=1.4，根据2式5-31计算允许弯曲应力f1=fmin1yfa1yst/SF min=2202.0/1.4=314.29 MPaf2=fmin2y fa2yst/SF min=2102.0/1.4=300 MPaf1222222222222222222222222222262根据公式5-24计算齿和弯曲应力：f1=2k t1 yfa1ysa1/ b1md1(1- 0.5r ) =21.4800702.81.55/0.85228.93562=181.59300 MPaf2=f1YF2y sa2/(yfa1ysa1)=181.591.812.23/(2. 81.55 )=178.28千帕双齿轮满足齿和弯曲疲劳强度2 .闭式直齿轮圆柱齿轮传动的设计计算a .选项：小齿轮材料为45号钢、调质处理、HB=217255HP1=580 Mpa、Fmin1=220 Mpa大齿轮材料为45号钢，正火处理，HB=162217HP2=560 Mpa、Fmin2=210 Mpab .根据参考文献2 (以下简称为2 )式(533 )计算应力循环次数nn1=60njl=60948811250=1.26710，N2=N1/i23=1.26710/3=2.52210调查图517，由ZN1=1.05、ZN2=1.16、式(529 )得到ZX1=ZX2=1.0、SHmin=1.0、ZW=1.0、ZLVR=0.92h1=HP1zlvrzwzx1Zn1/shm in=5801.050.92=560.28 MPah 2=HP2Zn2zx2zwzlvr/shm in=5601.160.92=597.63 MPah1h 2，8756； 计算为H=H2=560.28 Mpac .根据齿面接触强度计算中心距离(小齿轮容易发生故障，因此采用小齿轮设计):u=i34=4，a=0.4zh=2/cossin=2/cos 200 sin 200=2. 5另外，2根据表11-5设定为ZE=189.8、KtZ=1.12式5-18中心距离的计算：a(1u )kt1(zez Hz/h )2/(2ua )=51.1869552.5189.8/(240.4560.28 )=147.611根据表4.2-10，将a=160四舍五入d .齿轮参数设计：m=(0.0070.02 ) a=180 (0.0070.02 )=1.263.62查看表5-7，m=2齿数Z1=2a/m(1 u)=2160/2(1 4)=32z2=uz1=432=128z2=128实际齿轮比i=149/31=4分度圆直径d1=mz1=232=64 ，d2=mz2=2128=256。齿顶圆直径da1=d1 2m=68，da2=d2 2m=260。齿根圆直径db1=d1cos=64cos20o=60.14db2=d2cos=256cos20o=240.56齿根圆直径df1=d1-2.5m=64-2.52=59df2=d2-2.5m=256-2.52=251圆周速度v=d1n2/60103=3.1425663.829/60103=1.113 m/s中心距离a=(d1 d2)/2=160。齿宽b=aa=0. 4160=64 mm2根据表5-6，分选齿轮精度为8级e .管理齿面接触疲劳强度用电机驱动时，负荷平稳，2根据表5-3，ka=1.02根据图5-4(d )，8级精度和VZ/100=dn/60000/100=0.30144，Kv=1.03； 2根据表5-3，Ka=1.2； 2从图5-7和b/d1=72/60=1.2得到KB=1.13k=kvkakb=1.031.21.01.13=1.397另外，卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡a2=arccos db2/da2=arccos (2240.56/260 )=22.0061=220重叠度a= z (tana1-tan) z (tana1-tan) /2= 32 (tan 28.0268-tan 20 ) 128 (tan 22.0061-tan 20 ) =1.773即，Z=(4-a)/3=0.862、ZE=189.8、ZH=2.5 H=ZHZEZ2KT1(u 1)/bd2 1u=2. 5189.80.86221.397835105.8065/(726225.024 )=240.63 h =560.28 MPa小齿轮满足接触疲劳强度，且大齿轮比小齿轮的接触强度高，因此齿轮满足接触强度条件f .齿轮弯曲疲劳强度检查：在Z1=32、Z2=128下2从图5-14可知，YFa1=2.56、YFa2=2.18； 2由图5-15得到Ysa1=1.65、Ysa2=1.842根据式5-23计算y=0. 250.75 /a=02.50.75/1.773=0. 6732根据图5-19，YN1=YN2=1.02用式5-32切断m=25，则YX1=YX2=1.0使YST=2.0、Sfmin=1.4，根据2式5-31计算允许弯曲应力f1=fmin1yfa1yst/SF min=2202.0/1.4=314.29 MPaf2=fmin2y fa2yst/SF min=2102.0/1.4=300 MPaf1222222222222222222222222222262根据公式5-24计算齿和弯曲应力：f1=2k t1yfa1ysa1y/BD1m=21.397835102.561.650.673/(26464 )=71.233300 MPaf2=f1YF2y sa2/yfa1ysa1=71.2331.842.18/(2. 561.65 )=67.644千帕双齿轮满足齿和弯曲疲劳强度5、轴的设计计算3 .减速机高速轴I的设计a材料选择：中小功率传输，转速不太高，45优质碳结构钢，调质处理2在表8-3中调查了B=637 Mpa、b-1=59 Mpab .根据转矩计算轴拉伸直径：根据参考文献2，有dAp/nn0=960r/min，p