圆锥直齿圆柱减速器全套书

1、一、设计任务书2二、电机的选择计算一、择电机的转速2二、工作机的有效功率2三、选择电动机的型号3三、运动和动力参数的计算一、分配传动比3二、各轴的转速3三、各轴的功率4四、各轴的转矩4四、传动零件的设计计算1. 闭式直齿轮圆锥齿轮传动的设计计算42. 闭式直齿轮圆柱齿轮传动的设计计算6五、轴的设计计算1. 减速器高速轴 I 的设计92. 减速器低速轴 II 的设计113. 减速器低速轴 III 的设计14六、滚动轴承的选择与寿命计算1. 减速器高速 I 轴滚动轴承的选择与寿命计算162. 减速器低速 II 轴滚动轴承的选择与寿命计算173. 减速器低速 III 轴滚动轴承的选择与寿命计算18七

2、、键联接的选择和验算1. 联轴器与高速轴轴伸的键联接192. 大圆锥齿轮与低速轴 II 的的键联接193. 大圆柱齿轮与低速轴 III 的的键联接20八、润滑油的选择与热平衡计算1. 减速器的热平衡计算 212. 润滑油的选择22九、参考文献23一、设计任务书班级 机械0402学号_200406010219_姓名 郑利江一、设计题目：设计圆锥一圆柱齿轮减速器设计铸工车间的型砂运输设备。该传送设备的传动系统由电动机减速器一运输带组成。每日二班工作。（图1）1 电动机；2联轴器；3减速器；4 鼓轮；5传送带 、原始数据：传送带拉力F（KN）传送带速度V（m/s）鼓轮直径D（mm）使用年限（年）1.

3、7701.3922357三、设计内容和要求：1编写设计计算说明书一份，其内容通常包括下列几个方面：（1） 传动系统方案的分析和拟定以及减速器类型的选择；（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（如 除了传动，蜗杆传动，带传动等）；（4）轴的设计计算；（5）轴承及其 组合部件设计；（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）校核；（10）轴 承寿命校核；（11）设计小结；（12）参考文献；（13）致谢。2. 要求每个学生完成以下工作:(1) 减速器装配图一张(0号或一号图纸)(2) 零件工作图两张(输

4、出轴及该轴上的大齿轮)，图号自定,比例1 ： 1。(3) 设计计算说明书一份。、传动方案的拟定运动简图如下：(图2)由图可知，该设备原动机为电动机，传动装置为减速器，工作机 为型砂运输设备。减速器为展开式圆锥一圆柱齿轮的二级传动，轴承初步选用深沟 球轴承。联轴器2选用凸缘联轴器，8选用齿形联轴器。三、电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算一、选择电动机的类型和结构形式按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，丫系列，封闭式结构，电压380V,频率50Hz。二、选择电动机容量工作机主动轴功率：Pw -FV =1.770 1.392=2.464Kw传动装置的总效率：12 24 35（式中i、2

5、、3、4、5分别为联轴器、滚动轴承、原锥齿轮传动、圆柱齿轮传动和卷筒的传动效率。）取i=0.99 （联轴器），2=0.985 （滚动轴承），3 =0.96（齿轮精度为8级，不包括轴承效率），4=0.97（齿轮精度为8级，不包括轴承效率），5 =0.96（卷筒效率， 不包括轴承）则a =0.992 0.9854 0.96 0.97 0.96=0.825电动机所需功率：Fd =巳 Kw = 2.464 Kw = 2.987Kwa 0.825三、确定电动机的转速60 1000Vn =兀D卷筒州的工作转速为：WQmin60 1000 1.392 r：235 min按课程设计指导书P7表1查得圆锥一圆柱

6、齿轮的传动比一般范 围为：ia=1025,故电动机转速nd' =ia' n = (10 25)x113.2 =1132 2830根据额定功率 巳> Pd，且转速满足1132 r . : nd.，选电动机型号为：Y100L2-4/mind/min其主要性能如下表:型号额定 功率Kw满载时起动 电流 额定 电流起动 转矩 额定 转矩最大 转矩 额定 转矩转速%in电流（380V） A效率%功率 因数Y100L2-4314206.882.50.817.02.22.3电动机的外形尺寸:中心高H外形尺寸L X(AC/2+AD) XHD底角安装尺寸AXB地脚螺栓孔 直径K轴伸尺寸DX

7、E装键部位尺寸FXGD100380 >288 X245160 >401228 >608 X31四、确定传动装置的总传动比和分配传动比1总传动比总传动比ia二血=142012.544n 113.22.分配减速器的各级传动比直齿轮圆锥齿轮传动比按直齿轮圆柱齿轮传动比i锥：、0.25ia =0.25 12.544 = 3.136，又锥齿轮的传动比一般不大于3,故取i锥=312 544则 i柱，4.18柱3实际总传动比i实=i锥i柱二3 4.18 = 12.54Li =0.004，满足要求。五、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 2中标出）I = nm =1

8、42°%巾= 1420473-33 rminn皿%扩113.2窃n卷筒轴二 n lir 113-2rmin2.各轴的输出、输入功率P入二 Pd 1 =2.987 0.99=2.95713 2.957KWP出=P入 2 =2.957 0.985=2.912645 ： 2.913KWP入二 P出 3 =2.913 0.96=2.79648 2.796KWP 出二 P 入 2 =2.796 0.985 = 2.75406 2.754KWP 入 二 P 出 4 =2.754 0.97=2.67138 2.671KWP 出二 P 入 2 =2.671 0.985 = 2.630935 ： 2.

9、631KWP卷筒轴入=P 出 "2.631 0.99=2.60469 ： 2.605KwP卷筒轴出二P卷筒轴入2 5二2.605 0.985 0.96= 2.643288Kw ： 2.643Kw3. 各轴输入、输出转矩9550Pnm9550 2.9871420= 20.09N m入出= 9550p入严50 2.957 =19.89n m1420n.= 9550p95502913=19.59n m1420n9550P入 9550 2.796 门 1 -= 56.41N m473.339550P 出- 9550 275<55.57Nm473.33T II入9550P - 955&#

10、176;-2.671=225.34N mn i.H113.2T II出9550P 出9550 2.631 =221.96N m113.2T卷筒轴入9550P卷筒轴入9550 2.605 = 219.77N mn卷筒轴113.2T卷筒轴出9550P卷筒轴出9550 246207.79N mn卷筒轴113.2运动和动力参数计算结果整理于下表:轴名效率P(Kw)转矩（N m）转速nr/min传动比i效率n输入输出输入输出电动 机轴2.98720.0914201.00.99I轴2.9572.91319.8919.5914203.00.95n轴2.7962.75456.4155.57473.334.20

11、.96川轴2.6712.631225.34221.96113.21.00.97卷筒轴2.6052.463219.77207.79113.2四、传动零件的设计计算一、圆锥齿轮传动的设计计算已知输入功率R =2.957Kw （略大于小齿轮的实际功率），小齿轮 的转速为：m =1720味命，大齿轮的转速为n2 =437.33%命，传动比i =3，由电动机驱动，工作寿命（设每年工作 300天），两班制，带式 输送，平稳，转向不变。1. 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）按传动方案，选用直齿圆锥齿轮传动，齿形制 JB11060,齿形角:=20：，齿顶高系数ha* =1,顶隙系数c* =0.2，螺旋

12、角十=0，不变 位。（2） 、运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度。（3）、材料选择，小齿轮材料为40Cr （调质），硬度为280HBS，大齿 轮材料为45刚（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度相差40HBS。（4）、选小齿轮齿数 乙=23,贝Uz2 = u £ =3汉23 = 692. 按齿面接触疲劳强度设计公式:d1t > 2.92ZeKT12u|1虬丿忆（1-0.5怕（1）、确定公式内的各计算值1）查得材料弹性影响系数ZE =189.8MPa2。2） 按齿面的硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限二Hlm1 =600MPa，大齿轮的接触疲劳极限二Hlm2 =55

13、0MPa。3) 计算应力循环次数小齿轮： 汕=60njLh =60 1420 1 (2 8 300 7)=2.863 109大齿轮：N2 =% = 2.863"°%=9.542如084) 查得接触批量寿命系数KHNi =0.93Khn 2 = 0.975) 计算接触疲劳许用应力k DI 1 HLi-HHmi =0.93 600MPa =558MPa1 S=KHL2°Hlim2 =0.97 X550MPa =533.5MPaS6) 试选Kv =1.2，查得Ka =1.0, K：厂 1,心.严1.5 1.25=1.875所以，K =Ka K；_ Kv K?=1.0 1

14、.2 1 1.875 = 2.257) T =95.5 勺0°/ = 95.5"0 *2.957 =1.989 O04N mmn14208) "1(2) 、计算1) 试算小齿轮的分度圆直径，带入'<H 1中的较小值得3d1t > 2.92533.52.25 1.989 1043 (1-0.5 3)2 3=58.79mm= 4.369 呎2）计算圆周速度v兀d1trh 兀汉58.79 汉 1420v =60 1000 60 10003）计算载荷系数根据v =4.369叹,8级精度，查得Kv=1.23 ,所以 K 二 Ka K厂 Kv K ,1.0

15、 1.23 1 1.875 = 2.31。4）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径:di =dit3,= 58.79 汇 J2.3%25 = 59.31mm5）技术模数m =d% = 59.3122 = 2.696mm3.按齿根弯曲疲劳强度设计公式:m>4KT1YFaYsaR(1 -0.5 )2才 72 16 1（1）、确定公式内的各计算值1）查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 二fe1 =500MPa，大齿轮的弯曲疲劳强度二 fe2 =380MPa。2）查得弯曲疲劳寿命系数Kfni =0.86,Kfn2 =0.93）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，则,' 二 Kfn

16、 1；fe10.86 500'F 1MPa =307.14MPa1.4丘 = Kfnfe2 0.9 江 380MPa =244.29MPa1.44）载荷系数K=2.315）节圆锥角r =arcta n =18.435、2 =90 -18.435 = 71.5656）当量齿数ZV1Zicos'23cos18.435； 24Zv2 -Z2=69cos62cos71.565= 2187）查取齿形系数丫Fa1 =265，丫Fa2 =21158） 查取应力校正系数Ysa1 =1.58,Ysa2 =1.869）计算大小齿轮的 冷丫S；,并加以比较。F 1丫丫十/65 1=0.0136匕 f

17、 1307.14YFa2YSa22.115 1.86244.29= 0.01619大齿轮的数值大。4 2.31 1.989 104m>（2）、设计计算001619 = 2.0331 （1 -0.5 1）2 23232 1综合分析考虑，取 m=3mm,乙=23得，Z2 二 u 乙=23 3 = 69 , d1 = m z = 23 3 二 69mm4.几何尺寸计算(1) 、计算大端分度圆直径4 = 69mmd2 = z2 m = 69 3 = 207mm(2) 、计算节锥顶距R=d z2 1 = 69321 =109.0986mm2 2(3) 、节圆锥角=18.425 -1826'

18、6''、2 =71.565； =713354”(4) 、大端齿顶圆直径da1 = 4 = Nmcos =69 2 3 cos1826'6'' = 74.692mmda2 = d2 = 2mcos、2 = 207 2 3 cos71'33'54" = 208.897mm(5) 、齿宽b= R R = ； 109.0986mm = 36.366mm取 b| =b2 =36mm二、圆柱齿轮传动的设计计算已知输入功率R =2.957Kw (略大于小齿轮的实际功率)，小齿轮 的转速为：m -1720 rmin，大齿轮的转速为n2 -437

19、.33 rmin，传动比 i =3，由电动机驱动，工作寿命(设每年工作 300天)，两班制，带式 输送，平稳，转向不变。1. 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）由以上计算的数据可得圆锥齿轮的传动在U轴的轴向力2x19.591000coFa 锥tan20、COS18.435 204.987 N66此轴向力较小，故二级变速装置选用直齿圆锥齿轮。（2） 、运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度。（3） 、材料选择，小齿轮材料为40Cr （调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45刚（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度相差40HBS。（4） 、选小齿轮齿数=23,则z2 =u z

20、 =4.1823 = 962. 按齿面接触疲劳强度设计公式：d1t（1）、确定公式内的各计算值1）试选载荷系数 0 =1.52）计算小齿轮传递的转矩T =95.5 105 95.5 105 27965.64 10°N mm/ n $ 473.333） 选取齿宽系数d =14） 查得材料弹性影响系数Ze -189.8MPa2。5） 按齿面的硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限二屮咄=600MPa，大齿轮的接触疲劳极限-Hlim2 -550MPa。6）计算应力循环次数小齿轮： 汕=60njLh =60 473.33 1 （2 8 300 7）=9.542 108 大齿轮：N2 =N%=9.5

21、42><1084i8 = 2.283>d087）查得接触批量寿命系数Khni =0.97KhN2 = 0.998）计算接触疲劳许用应力k o'I I = HL1 二Hlim1_ =0.97 600MPa =582MPa1 SI， i KHLHlim2 0.99 550MPa =544.5MPaS(2)、计算1)KT1 u 二；ZE弘 > 232 u试算小齿轮的分度圆直径，带入'<H 1中的较小值得I mm= 2.32 了皿796；10厂血陛好14.18 1544.5 丿=42.8mm2)计算圆周速度v3)计算齿宽b60 10002Ld=1M2J47

22、3 = 1 062y60 1000 sb = d d1t =1 42.88mm = 42.88mm4）计算齿宽与齿咼比模数：m =°忆=428823=1.864mm齿高：h=2.25g=2.25 1.864mm = 4.194mmbh=42-884.194 =10-225) 计算载荷系数根据v =1.062叹,8级精度，可查得动载荷系数K/1.11,直齿轮假设 KAFtb ：100N mm，查得 Kh ：. = Kf = 1.2查得使用系数Ka =1查得8级精度，消除了相对支撑为非对称布置时，Kh I； =1.15 0.18(1 0.6 d2) d2 0.31 10，b= 1.15

23、0.18(1 0.6 12) 12 0.31 10； 42.88=1.4513由 bh =10.22,1.4513 查得：心，1.4所以 K=Ka K；_ Kv K，1 1.11 1.2 1.4513 = 1.933。6) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径：d1诂=42.88 3.1.9331.5=46.66mm7) 计算模数m =46.66 23 = 2.03mm3. 按齿根弯曲疲劳强度设计公式:m>2KTi YFaYsa（1）、确定公式内的各计算值1）查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；fei =500MPa，大齿轮的弯曲疲 劳强度匚FE2 =380MPa。2）查得弯曲疲劳寿命系数Kf

24、ni =0.9,Kfn2 =0.93 3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，则,I-F 1 二KfnCfeiS0.9 5001.4MPa =321.4MPaKfN2；- FE2S0.93二380 MPa =252.4MPa1.44）计算载荷系数KK 二 Ka Kv Kf - Kf ： =1 1.11 1.2 1.4 = 1.8655） 查取齿形系数YFa1 =2.69,YFa2 =2.196） 查取应力校正系数Ysa! =1.575,Ysa2 =1.7857）计算大、小齿轮的丫刊丫畀,并加以比较。皆"0136，迸2.115 1.86244.29= 0.01619大齿轮

25、的数值大。(2)、设计计算m>2 1.865 5.64 1041 x2320.01549 =1.833综合分析考虑，取 m=2.5mm , z =24，得dr =m z, =24 2.5= 60mm,z2 = u z<j = 24 4.18 = 100.32，取 z2 =1004. 几何尺寸计算(1) 、分度圆直径d = 60mmd2 二 z2 m =100 2.5 = 250mm(2) 、中心距aa=(d1 a、,60 25°)2=155mm(3) 、齿宽b = d di = 1 60mm = 60mm,取b2 =60mm， b =65mm 5验算2T； _2 5.64

26、 1044 一 60=1880NKaRb二罟二39.17"00%假设成立，计算有效。三、数据整理1.圆锥齿轮齿轮类型：直齿圆锥齿轮（JB110-60,齿形角。=20，齿顶高系数ha =1，顶隙系数c =0.2，螺旋角弟=0"，不变位）。精度8级，小齿轮材40Cr （调质），大齿轮材料45刚（调质），硬度分别为280HBS和240HBS。大端分度圆直径:小齿轮 d69mm，大齿轮d2 = 207mm节锥顶距：R=109.0986mm节圆锥角：色=18.425" =18“266'， =71.565 = 7屮33'54”大端齿顶圆直径：da1 = 74.

27、692mm，da2 = 208.897m齿宽：d =b2 =36mm齿数：乙=23，Z2=69模数m=32.圆柱齿轮齿轮类型：直齿圆柱齿轮精度8级，小齿轮材40C（调质），大齿轮材料45刚（调质），硬度分别为280HBS和240HBS。分度圆直径:4 = 69mm， d 207mm中心距：a=155mm齿宽： 0 =65mm， p =60mm齿数：z, =24，z =100模数：m=2.5mm计算及说明结果五、轴的计算、减速器高速轴I的设计1求输出轴上的功率P,转速n和转矩T由前面的计算可得P =2.957Kwn =1420rminT =19.89N m 2求作用在齿轮上的力圆锥小齿轮f b

28、了37 dm1 = 1-0.5d1 = 1 -0.5 69 二 57.29mmR .109R壬dm12 18.89 100057.29=659.45 NFr1 =Fttan ： cos ” = 659.45 tan20 cos18.435 = 227.7NFa1 =Ft tan： sin =659.45 tan20 sin18.435, 75.9N圆锥大齿轮Fr2 =Fa1 =75.9NFa2 =Fr227.7N圆柱小齿轮、大齿轮2T -2 56.41 1000Ft1880.3Nd160Fr =Fttan： =1880.3 tan20； =684.4N3初步确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢

29、，调质处理。取 代=105,于是得3 3 dmin = A0J/ =105X142013.41mm同时选取联轴器型号，联轴器的计算转矩:取Ka=1.3，贝U, Tea 二T Ka =19890 1.3 = 25.857N m结合电动机的参数，选用凸缘联轴器，型号YL4联轴器薦5：， 即，该端选用的半联轴器的孔径 d，25mm,故取轴径d = 25mm,半联轴器毂孔的长度L=62mm。4.轴的结构设计(1)、拟定轴上零件的装配方案下图为I轴上的装配方案(图3)(2)、根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度，如下图:屯b.taF»b£Ta.u.1(图4)计算及说明1）由联轴器尺寸确定由联轴器的毂孔长度L和直径d及相关要求，