二级圆锥齿轮减速器设计说明书

1、计算内容计算结果一对圆锥滚子轴承的效率3=0.98一对球轴承的效率4=0.99闭式直齿锥齿轮传动的效率5=0.95封闭直圆柱齿的传动效率6=0.97B.总效率=123456=0.960.992 0.983 0.990.950.97=0.808C.所需电机输出功率Pr=Pw/=2.4/0.808=3kw3.选择电机型号参考参考文献1的表4-12.2中的表1.1方案编号发动机类型额定的力量同步速度满载速度一般传记动态比率1Y100L2-431500142022.2942Y132S-63100096015.072通过对上述两种可行的同步调速电机的比较，可以看出方案2传动比小，质量和价格合理，因此选择

2、Y132S-6电机。三、动态及动态参数的计算1.分配传动比(1)总传动比i=15.072(2)各级传动比：直齿锥齿轮传动比i12=3.762。直齿轮圆柱齿轮比i23=4(3)实际总传动比isreal=i12i34=3.7624=15.048，I=0.021 0.05，因此传动比满足要求。2.每个轴的转速(图1.1中标记了每个轴的标签)n0=960r/min，n1=n0=960r/min，n2=n1/i12=303.673r/min，n3=n2/i34=63.829r/min，n4=n3=63.829r/min3.每个轴的功率=0.808Pr=3 kw选择三相异步电动机Y132S-6p=3 kw

3、n=960r/mini=15.072i12=3.762i23=4n0=960r/minn1=960r/minn2=303.67r/minn3=63.829r/minn4=63.829r/min3.计算内容计算结果p0=pr=3 kw，p1=p02=2.970kw，p2=p143=2.965 kw，p3=p253=2.628 kw，p4=p323=2.550 kw4.每个轴的扭矩可由下式获得：T=9.55/ni:T0=29.844纳米，T1=29.545纳米，T2=86.955纳米，T3=393.197纳米，T4=381.527纳米四、传动部件的设计和计算1.闭式直齿锥齿轮传动的设计与计算A.材

4、料选择：小齿轮由45 #钢经淬火和回火制成，硬度为217255。HP1=580 Mpa，Fmin1=220 Mpa大齿轮材料选用45 #钢，正火温度为HB=162217。HP2=560 Mpa，Fmn2=210 MpaB.根据参考文献2(以下称为2)中的公式(5-33)计算应力循环次数n:N1=60njL=609601811250=1.26710N2=N1/i2=1.26710/3=2.52210查阅图5-17，发现ZN1=1.0和ZN2=1.12，这可以从公式(5-29)获得当ZX1=ZX2=1.0时，取SHmin=1.0，ZW=1.0，ZLVR=0.92。h1=hp1zlvrzwzx1zn

5、1/shmin=5800.92=533.6姆帕，H2=HP2ZN 2ZX2ZWZLVR/SHMIn=5601 . 120 . 92=577 Mpah1h2， H=H2=533.6 MpaC.根据齿面接触强度设计小齿轮的大端模数(因为小齿轮更容易失效，所以根据小齿轮设计)；取齿数Z1=21，然后Z2=Z1 i12=3.76232=79，取Z2=79*实际传动比u=Z2/Z1=79/21=3.762，u=tan2=cot1。2=72.2965=721635，1=17.7035=1742 12，那么小锥齿轮的等效齿数zm1=z1/cos1=21/cos17.7035=23，zm2=z2/cos 2=

6、79/cos 72.2965p0=3 kwp1=2.970 kwp2=2.965 kwp3=2.628 kwp4=2.550 kwT0=29.844 NmT1=29.545牛米T2=86.955纳米T3=393.197Nm牛米T=381.527Nm牛米HP1=580 Mpa，Fmin1=220 MpaHP2=560 Mpa，Fmin2=210 MpaH=533.6Mpa锥齿轮参数Z1=21Z2=791=1742 122=7216 354.计算内容计算结果从2图5-14，5-15YFa=2.8，Ysa=1.55，YFa2=2.23，Ysa2=1.81ZH=2/cossin=2/cos 20 si

7、n 20=2.5根据2中的表11-5，ZE=189.8，KtZ=1.1，K=1.4并且T1=28.381纳米，u=3.762，R=0.3根据2公式5-56计算小齿轮的大端模数：m4k t1yfysa/RZF(1-0.5R)2U2 1 用m1.498替换每个值由2表5-9取m=3 。D.齿轮参数的计算：大端分度圆的直径为D1=MZ1=321=63毫米，D2=MZ2=379=237毫米齿顶圆直径da1=d12 cos1=63 6 cos 17.7035=68.715毫米。da2=D2 2 cos2=237 6 cos 72.2965=238.827根圆直径df1=D1-2.4 cos1=63-7.

8、2 cos 17.7035=56.142df2=D2-2.4 cos2=237-7.2 cos 72.2965=231.808齿轮锥距离r=D1 D2/2=122.615毫米。大端圆周速度v=D1 n1/60000=3.1463960/60000=3.165米/秒，齿宽b=RR=0.3122.615=36.78根据2的表5-6，齿轮选择的精度为8级。1的表4.10-2中的 1=(0.1 0.2) R=(0.10.2)305.500=30.0560.1取1=10毫米，2=14毫米，c=10mm毫米车轮宽度L1=(0.1 0.2)D1=(0.1 0.2)93=12.4毫米L2=(0.1 0.2)D

9、2=(0.1 0.2)291=39E.检查齿面接触疲劳强度：根据2的公式5-53h=zhze2k t1u 1/BD u(1-0.5r)2，并替换每个值锥齿轮参数m=3 d1=63d2=237da1=68.715da2=238.827df1=56.142df2=231.808R=122.615v=3.165m米/秒b=36.781=102=14c=10L1=12.4L2=395.计算内容计算结果H=470.899；H=533.6 Mpa小齿轮满足接触疲劳强度，并且大齿轮的接触强度高于小齿轮，因此齿轮满足接触强度条件F.齿轮弯曲疲劳强度检查：按2公式5-55图5-19中的YN1=YN2=1.0。根

10、据2公式5-32，m=25mm，得到YX1=YX2=1.0YST=2.0，SFmin=1.4，通过2的公式5-31计算容许弯曲应力：F1=FMIn1YFa 1 ysiST/SfMIn=2202.0/1.4=314.29 MpaF2=fmin 2 yfa 2 ysy S2/SfMIn=2102.0/1.4=300 Mpaf1；F2，F=F2=300 Mpa根据2的公式5-24计算齿根的弯曲应力：F1=2kt 1YFa 1 ysA 1/B1 MD 1(1-0.5R)=21.4800702 . 81 . 55/0.85228.93562=181.59 u 300 MpaF2=F1 YFa2a 2/(

11、YFa1a 1)=181 . 591 . 812 . 23/(2 . 81 . 55)=178.28 u 300 MPa两档满足鞋跟弯曲疲劳强度2.闭式直齿圆柱齿轮传动的设计与计算A.材料选择：小齿轮由45 #钢经淬火和回火制成，硬度为217255。HP1=580 Mpa，Fmin1=220 Mpa大齿轮材料选用45 #钢，正火温度为HB=162217。HP2=560 Mpa，Fmn2=210 MpaB.根据参考文献2(以下称为2)中的公式(5-33)计算应力循环次数n:N1=60njL=609601811250=1.26710，N2=N1/i23=1.26710/3=2.52210根据图5-

12、17，ZN1=1.05，ZN2=1.16，这可以从公式(5-29)获得当ZX1=ZX2=1.0时，取SHmin=1.0，ZW=1.0，ZLVR=0.92。H1=HP1ZLRZWZX1ZN 1/ShMIn=5801 . 050 . 92=560.28 MpAH=533.6 MpaF=300 MpaHP1=580 MpaFmin1=220 MpaHP2=560 MpaFmin2=210 Mpa6.计算内容计算结果H2=HP2ZN 2ZX2ZWZLVR/SHMIn=5601 . 160 . 92=597.63 MpAh1h2， H=H2=560.28 MpaC.根据齿面接触强度计算中心距(因为小齿轮

13、更容易失效，所以是根据小齿轮设计的)；u=i34=4，a=0.4，ZH=2/cossin=2/cos 200 sin 200=2.5根据2表11-5，ZE=189.8，KtZ=1.1。 2公式5-18计算中心距离：a1 uKT1(ZEZHZ/H)2/(2 ua)=51.1869552.5189.8/(240.4560.28)=147.61圆形a=距离表4.2-10 160毫米，共1个D.齿轮参数设计：m=(0.007 0.02)a=180(0.007 0.02)=1.26 3.6查阅2表5-7，取m=2齿Z1=2a/m(1 u)=2160/2(1 4)=32Z2=uZ1=432=128取Z2=

14、128实际传动比i=149/31=4分度圆直径D1=mz1=232=64毫米，D2=mz2=2128=256毫米齿顶圆的直径da1=d1 2m=68，da2=d2 2m=260齿基圆直径db1=d1cos=64cos20o=60.14db2=d2cos=256cos20o=240.56根圆直径df1=D1-2.5m=64-2.52=59毫米df2=d2-2.5m=256-2.52=251圆周速度v=d1n2/60103=3.1425663.829/60103=1.113米/秒，中心距离a=(D1 D2)/2=160毫米齿宽b=a a=0.4160=64毫米根据2的表5-6，齿轮选择的精度为8级。H=560.28 Mpa圆柱齿轮参数m=2Z1=32Z2=128d1=64 d2=256da1=8da2=260db1=60.14db2=240.56df1=59df2=251v=1.113 m/sa=160b=647.计算内容计算结果E.齿面接触疲劳强度的检验根据电机驱动