机械设计课程设计锥齿轮圆柱齿轮减速器说明书.pdf

机械设计课程设计说明书

题目：锥齿轮圆柱齿轮减速器

班级：__________________

姓名：__________________

学号：__________________

指导教师：__________________

目录

第一节设计任务书........................................................1

1.1设计题目..........................................................1

1.2设计步骤..........................................................1

第二节传动装置总体设计方案..............................................2

2.1传动方案..........................................................2

第三节选择电动机........................................................3

3.1电动机类型的选择..................................................3

3.2确定传动装置的效率................................................3

3.3选择电动机容量....................................................3

3.4确定传动装置的总传动比和分配传动比................................4

3.5动力学参数计算....................................................4

第四节减速器高速级齿轮传动设计计算......................................6

4.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数................................6

4.2按齿面接触疲劳强度设计............................................6

4.3按齿根弯曲疲劳强度设计............................................8

4.4确定传动尺寸.....................................................10

第五节斜圆柱齿轮传动设计计算...........................................12

5.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数...............................12

5.2按齿面接触疲劳强度设计...........................................12

5.3按齿根弯曲疲劳强度设计...........................................14

5.4确定传动尺寸.....................................................17

第六节链传动设计计算...................................................18

第七节轴的设计和校核...................................................21

7.1输入轴设计计算...................................................21

7.2中间轴设计计算...................................................26

7.3输出轴设计计算...................................................32

第八节滚动轴承计算校核.................................................39

8.1输入轴轴承计算校核...............................................39

8.2中间轴轴承计算校核...............................................40

8.3输出轴轴承计算校核...............................................41

第九节键连接的选择及校核计算...........................................42

9.1输入轴键选择与校核................................................42

9.2中间轴键选择与校核...............................................42

9.3输出轴键选择与校核...............................................43

第十节联轴器设计.......................................................44

10.1输入轴上联轴器..................................................44

第十一节减速器的润滑和密封.............................................45

11.1减速器的润滑....................................................45

11.2减速器的密封....................................................45

第十二节减速器附件及箱体主要结构尺寸...................................46

12.1减速器附件的设计与选取..........................................46

12.2减速器箱体主要结构尺寸..........................................50

第十三节设计小结.......................................................52

参考文献.................................................................52

第一节设计任务书

1.1设计题目

二级圆锥-直齿圆柱减速器，拉力F=6000N,速度v=0.5m/s,直径D=352mm,每天工

作小时数：16小时，工作年限（寿命）：10年，每年工作天数：300天，配备有三相交流

电源，电压380/220V。

1.2设计步骤

1.传动装置总体设计方案

2.电动机的选择

3.确定传动装置的总传动比和分配传动比

4.计算传动装置的运动和动力参数

5.链传动设计计算

6.减速器内部传动设计计算

7.传动轴的设计

8.滚动轴承校核

9.键联接设计

10.联轴器设计

11.润滑密封设计

12.箱体结构设计

第二节传动装置总体设计方案

2.1传动方案

传动方案已给定，后置外传动为链传动，减速器为二级圆锥圆柱齿轮减速器

1）该方案的优缺点

二级圆锥圆柱齿轮减速机承载能力强，体积小，噪声低，适用于入轴、出轴成直角布

置的机械传动中。

和齿轮传动比较，链传动可以在两轴中心相距较远的情况下传递运动和动力;能在低速、

重载和高温条件下及灰土飞扬的不良环境中工作;和带传动比较，它能保证准确的平均传动

比,传递功率较大，且作用在轴和轴承上的力较小;传递效率较高，一般可达0.95〜0.97;链条的

钱链磨损后，使得节距变大造成脱落现象;安装和维修要求较高。

2

第三节选择电动机

3.1电动机类型的选择

按照工作要求和工况条件，选用三相笼型异步电动机，电压为380V,Y型。

3.2确定传动装置的效率

联轴器的效率：ni=0.99

滚动轴承的效率：n2=0.98

闭式圆锥齿轮的效率：n3=0.97

链传动的效率：nc=0.96

闭式圆柱齿轮的效率：n4=0.98

工作机的效率：nw=0.95

3

H=T)1T]2r)3T)cMHw=0.99x0.98x0.97x0.96x0.98=0.8503

3.3选择电动机容量

工作机所需功率为

Fv6000X0.5

P=--------=——~——=3.158kW

w1000nw1000x0.95

电动机所需额定功率:

P3.158,

P=—w=———=3.714kW

dx]0,8503

工作机轴转速:

60X1000v60X1000X0.5

n=27.13r/min

wITDITx352

综合考虑选定电机型号为：YE4-132M1-6的三相异步电动机，额定功率Pen=4kW,满

载转速为nm=970i7min,同步转速为nt=1000r/mino

表3-1电机选择方案对比

方案电机型号额定功率(kW)同步转速(r/min)满载转速(r/min)

1Y160M1-84750720

2YE4-132M1-641000970

3

3YE4-112M-4415001455

4YE4-112M-2430002915

3.4确定传动装置的总传动比和分配传动比

（1）总传动比的计算

由选定的电动机满载转速nm和工作机主动轴转速nw,可以计算出传动装置总传动比

为：

nm970

ia=—=——=35.755

nw27.13

（2）分配传动装置传动比

取链传动比：1=3.23

锥齿轮（高速级）传动比

ii=0.25i=0.25x11.06=2.76,取=2.76

则低速级的传动比为

i2=4.01

减速器总传动比

ib=.i2=11.068

3.5动力学参数计算

（1）各轴转速：

输入轴:nj=nm=970.00r/min

中间轴：n=—=——=351.45r/min

2hz.76

.....n2351.45/

输出轴：n3=—==87.64^min

124,U1

n87.64/

工作机轴：r»4=二3==27.13r/min

（2）各轴输入功率:

4

输入轴：Pi=Pdni=4x0.99=3.96kW

中间轴：P2=Pln2n3=3.96x0.98x0.97=3.76kW

输出轴：P3=P2n2n4=3.76x0.98x0.98=3.61kW

工作机轴：=P3n2nc=3.61x0.98x0.96=3.40kW

(3)各轴输入转矩：

输入轴：Ti=9550x—=9550x——=38.99N-m

970

p3.76

=9550x—2=9550X=102.17N*m

中间轴：T2==351.45

n2

P3.61

输出轴：T=9550x—3=9550x-------：=393.38N-m

387.64

n3

塌3.40

工作机轴：T=9550x—=9550x——=1196.83N-m

427.13

n4

运动和动力参数列表如下;

表3-3各轴动力学参数表

编号电机轴输入轴中间轴输出轴工作机轴

功率4kW3.96kW3.76kW3.61kW3.40kW

转速970r/min970r/min351.45r/min87.64r/min27.13r/min

转矩39.38N-m38.99N-m102.17Nm393.38N-m1196.83N-m

传动比12.764.013.23

效率0.990.970.980.96

5

第四节减速器高速级齿轮传动设计计算

4.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数

1）选用直齿圆锥齿轮传动，压力取为a=20°。

2）参考表10-7选用7级精度。

3）材料选择由表10-1选择小齿轮40Cr（调质），硬度为280HBW,大齿轮45（调

质），硬度为240HBW

4）选小齿轮齿数zi=32,则大齿轮齿数Z2=89O

4.2按齿面接触疲劳强度设计

4.2.1由式(10-29)试算小齿轮分度圆直径，即

32

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