机械设计课程设计说明书圆锥圆柱齿轮减速器

1、机械设计课程设计计算书主题是设计板式运输机的传动装置。专业班取得学位学生姓名指导教师2012年7月9日设计任务1技术参数：运输链牵引力F: 6 kN运输链速度： 0.55米/秒输送链链轮的节圆直径d:399 mm。2工作条件：连续单向运行，工作中有轻微振动，使用期间为10年(每年300个工作日)，少量生产，两班制工作，输送机工作轴转速允许误差为5%。 链板式输送机的传动效率为0.95。3方案示意图：传动装置由电动机、减速机、机床等组成。 减速机是二级圆锥圆筒齿轮减速机。 剧本的概略图如下图所示。剧本图设计计算和说明结果1选定电机计算驱动卷盘的转速可以以同步转速为1000r/min或1500r/

2、min电动机为原动机，制作以下的传动方案1.1电机类型和结构模式根据工作要求和工作条件，选择一般用途的Y(IP44 )系列三相异步电机。 卧式密闭结构。1.2电机容量(1)作业机的输出(2)电机输出传动装置的总效率决定顺序式中的各效率：联轴器1个=0.99，滚动轴承3个=0.99，圆筒齿轮传动=0.98，圆锥齿轮传动=0.97，滚子链传动1个=0.96。原则故(3)电机额定功率从文献【4】中选定电机的额定功率。1.3电机的转速推定电动机旋转速度选择范围，从文献【2】表1调查圆锥-圆筒齿轮的齿轮比范围，电动机旋转速度选择范围如下1.4电机的技术数据和外形、安装尺寸根据容量和转速，调查文献【4】Y

3、系列三相异步电机，选定电机、额定功率、全转速、同步转速。【4】从表19-1中调查主要数据，记录了备用数据。 如表1-1所示表1-1电机技术数据电机型号额定功率电流全转速电机质量轴径mmY132M1-64Kw12.6A安培960很轻38计算双传动装置的总传动比和分配各级的传动比2.1传动装置的总齿轮比2.2分配各级齿轮比减速机的齿轮比圆锥齿轮比()圆柱齿轮的齿轮比计算三传动装置的运动和动力参数3.1各轴的旋转速度3.2各轴的输入功率用电动机所需的功率来计算各轴的输入功率，即3.3各轴的扭矩表3-1运动和动力参数轴编号电力PS扭矩T/(n.m )转速齿轮比效率输入。输出输入。输出电动机轴3.783

4、7.696010.99I轴3.743.7037.2136.819603.30.98轴3.593.56117.85116.87290.940.96轴3.483.45456.95453.0172.734.030.97工作轴3.313.30433.32434.6372.730.964执行元件的设计计算4.1圆锥平齿轮设计已知输入电力为3.74kw，小齿轮转速为960r/min，齿数比为u=3.3，用电动机驱动，寿命为10年(设为一年300天)，两班制，工作中有微小的振动。4.1.1选定齿轮的齿轮类型、精度等级、材料及齿数(1)用传动方案选定正齿轮伞齿轮传动。(2)圆锥圆筒齿轮减速机为通用减速机，速度

5、不高，因此选定7级精度(GB10095-88 )(3)材料选择文献【1】表10-1中选择的小齿轮材料(调质)，硬度280HBS，大齿轮材料45钢(调质)，硬度240HBS。(4)选择并调整小齿轮的齿数、大齿轮的齿数。 原则4.1.2以齿面接触强度设计文献【1】根据式10-9a根据设计计算式进行估算，即决定(1)式内的各计算值试选负荷系数计算小齿轮的扭矩后变为输入选择齿宽系数=0.99=0.99=0.98=0.97=0.96千瓦千瓦千瓦千瓦31.3p48.3p59.3p74.3p=工作轴.762=z轴毫米.n103.72叔叔4=根据图10-21d，根据齿面硬度调查了小齿轮的接触疲劳强度界限、大齿

6、轮的接触疲劳强度界限文献【1】根据表10-6调查材料的弹性影响系数计算应力循环次数文献【1】根据图10-19取得接触疲劳寿命系数。计算接触疲劳容许用应力式10-12的故障概率为1%，安全系数S=1，得到(2)计算计算小齿轮的分度圆直径，代入其中的小值平均圆径计算圆周速度v计算负荷系数据此，关于等级7的精度，从文献【1】图10-8中调查动负荷系数表10-3正齿轮【1】根据表10-2调查使用系数小齿轮的一端被悬臂配置，因此调查了文献【1】表10-9的轴承系数接触强度载荷系数用实际的载荷系数修正计算出的圆的直径，得到模块的计算取基准值，文献【5】表10-6的模块齿轮相关参数的计算计算齿宽表10-7被

7、舍入为(整定)4.1.3校核牙根弯曲疲劳强度(1)决定计算参数负荷系数计算当量齿数文献【1】根据表10-5调查齿形系数应力校正系数安全系数文献【1】根据图10-18取弯曲疲劳寿命系数文献【1】在图10-20c中调查小齿轮的弯曲疲劳强度的极限是大齿轮的弯曲疲劳强度极限允许应力(2)核对强度根据式10-23可以计算出来可知，弯曲强度满足，参数合理。4.1.4几何尺寸计算(1)锥齿轮大端分度圆直径74.75mm、=247mm(2)计算锥形距离R 129.03mm(3)节圆锥角：(4)大端齿顶圆直径：毫米m25.3=毫米75.74德. d1=毫米247德. d2=2173.1616.84的双曲馀弦值。

8、. 84。=德. d德. d毫米03.129r=毫米乙级联赛乙级联赛3921=74.75mm毫米=247mm毫米129.03mm毫米毫米(5)计算齿宽表10-7被舍入为(整定)4.2圆柱直齿轮设计(软齿面)已知输入功率3.59kw、小齿轮转速290.91r/min、齿数比u=4、电机驱动、寿命10年(设为一年300天)、两班制、工作有微小的振动。4.2.1选定齿轮的精度等级、材料及齿数(1)圆锥圆筒齿轮减速机为通用减速机，速度不高，因此选定7级精度(GB10095-88 )(2)材料选择文献【1】表10-1中选择的大小齿轮材料均为45钢(调质)，小齿轮齿面硬度为250HBS，大齿轮齿面硬度为2

9、20HBS。(3)选定小齿轮的齿数、大齿轮的齿数4.2.2根据齿面接触强度设计进行设计如果计算公式的话决定(1)式内的各计算值试选负荷系数计算小齿轮的扭矩选择齿宽系数文献【1】根据表10-6调查材料的弹性影响系数区域系数文献【1】根据图10-21d以齿面硬度进行调查小齿轮接触疲劳强度的极限大齿轮的接触疲劳强度极限计算应力循环次数为文献【1】式10-13文献【1】根据图10-19取得接触疲劳寿命系数计算接触疲劳容许应力失效概率为1%，安全系数S=1，根据式10-12得到(2)计算计算小齿轮的分度圆直径，根据计算式求出计算圆周速度v计算齿宽b及模数计算负荷系数据此，关于等级7的精度，从文献【1】图

10、10-8中调查动负荷系数文献【1】从表10-3中调查【1】根据表10-2调查使用系数文献【1】从表10-4中调查参考图10-13调查。接触强度载荷系数用实际的载荷系数校正计算出的圆的直径，通过式10-10a得到模块的计算4.2.3以齿底弯曲疲劳强度设计基于式10-5的弯曲疲劳强度的设计公式(1)决定式内的各个计算值文献【1】在图20-20c中调查小齿轮的弯曲疲劳强度的极限是大齿轮弯曲疲劳强度的极限文献【1】根据图10-18取弯曲疲劳寿命系数计算弯曲疲劳容许应力为了取弯曲疲劳安全系数，由式10-12得到计算负荷系数文献【1】根据表10-5调查齿形系数应力修正系数计算并比较大、小齿轮，以小值计算。

11、大齿轮的数值大(2)设计计算齿面接触疲劳强度计算的模块比齿根弯曲疲劳强度计算的模块大，齿轮模块的大小主要取决于弯曲强度所决定的负荷能力，由齿面接触疲劳强度所决定的负荷能力仅涉及齿轮直径(模块与齿数的积)，根据弯曲疲劳强度计算的模块为2.05文献【5】表10-1把附近舍入为基准值根据接触疲劳强度计算出分度圆直径这样设计的齿轮传动同时满足了齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度，实现了紧凑的结构，避免了浪费。分度圆直径中心距离中心距离为187mm用中心距离修正螺旋角齿宽原则计算后适当地卷起，根据小齿轮的齿宽卷起值人为地扩大5-10宽，以防止在大齿轮因组装误差而发生轴向偏移时，啮合齿宽减少，齿轮的每齿宽的作业负荷增大。毫米u=4231=z轴922=z轴五轴的设计计算5.1输入轴设计(1)求出输入轴上的电力、转速、扭矩(2)求出作用于齿轮的力高速段的小圆锥齿轮的分度圆半径然后圆周力、径向力和推力的方向如图5-1所示(3)事先决定轴的最小直径首先，用式15-2估计轴的最小直径。 选定轴的材料参照(调质)文献【1】表15-3为