二级圆柱-圆锥齿轮减速器课程设计说明书

机械设计——减速器课程设计说明书课程名称：机械设计课程设计设计题目：展开式二级圆锥-圆柱齿轮减速器院系：机电学院机械工程系班级：0603班姓名：刘博学号：06221069指导教师：李德才设计时间：2009年12月29日至1月16日机械设计——二级减速器2CONTENTS一，设计任务书…………………………………………3二，总体方案分析………………………………………4三，电动机的选择………………………………………4四，传动比的分配………………………………………6五，计算传动装置的运动和动力参数…………………7六，高速级圆锥齿轮的计算……………………………8七，低速级圆柱齿轮的计算……………………………13八，链传动的设计计算…………………………………13九，减速器轴的结构设计………………………………15十，减速器轴的强度校核计算…………………………18十一，滚动轴承的选择及计算…………………………22十二，键连接的选择及校核计算………………………25十三，联轴器的选择……………………………………26十四，箱体尺寸大的设计………………………………27十五，其它轴系部件的确定……………………………29十六，设计小结…………………………………………30十七，附图机械设计——二级减速器3一，设计任务书设计题目：链式输送机的专用传动装置原始数据：运输连牵引力F=6kN；运势练速度v=0.8m/s,运输连轮节圆直径D=518mm;输送机效率0.96w；输送带速度允许误差为%5工作条件：室内，灰尘较多；动力来源：电力，三相交流，电压380V；检修间隔期：三年一次大修，二年一次中修，半年一次小修；制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。传动方案：二级展开式圆锥-圆柱齿轮减速器介绍运输机相关参数和工作条件机械设计——二级减速器4二，总体方案分析本题方案有两个传动部分组成，即链传动与减速器齿轮传动。由于减速器工作环境比较恶劣，而且要求平稳高效率的传动，故选用链传动，一是可以更好的在恶劣的环境中工作（如高温和潮湿的环境），还可以保证准确的平均传动和高效率的传动。而且，链传动的整体尺寸较小，结构较为紧凑。减速器部分是本次课题的重点设计部分，本课题中的减速器是展开式圆锥-圆柱齿轮减速器。展开式的减速器结构简单，但齿轮的位置不对称。高速级齿轮布置在远离转矩输入端。可使轴在转矩作用下产生的扭矩变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形部分相互抵消，以减缓沿齿宽载荷分布不均匀的现象。三，电动机的选择1，电动机的类型和结构的选择因为本传动的工作状况是：两班制，工作环境较恶劣，380v交流电，选用Y系列全封闭自扇冷式笼形三相异步电动机。2，电动机的容量1）工作机所需功率WP根据公式WWVFP1000,F为运输牵引力，V为运输链速度。由此得出：WWPKWk8.410008.060002）计算传动装置总效率由于动力经过一个传动副或者运动副就会发生一次损失，故多级介绍展开式二级减速器的特点根据情况选择Y系列全封闭自扇冷式笼形三相异步电动机。工作机所需功率WPWk8.4机械设计——二级减速器5串联总效率w21本题中：1————链传动效率1=0.962————一对滚动轴承的效率，本题中一共3对滚动轴承，2=0.993————圆柱齿轮的传递效率，3=0.984————圆锥齿轮的传递效率，4=0.985————联轴器效率，5=0.986————运输机效率，6=0.9685.06543321所以电动机效率WPk6.5PWr总效率85.0电动机效率WPk6.5PWr机械设计——二级减速器6机械设计——二级减速器73）运输机的转速Wnmin5.295188.0100060v100060nrDW方案电动机型号满载转速总传动比1Y112M2-6144019.962Y132M2-696039.6633Y132S-4144059.494比较三个方案，选择方案2比较合适。所选电机的基本参数如下：Y132M2-6额定功率P0同步转速满载转速电压电流功率因数5.51000minr960minr380V12.6A0.78质量总传动比满载扭矩电动机外伸轴直径D电动机外伸轴长度E电动机中心高H84kg21.522.038mm80mm132mm四，传动比的分配总传动比的分配链传动170.31i，减速器传动比512.12170.3663.391iiifmin5.29nrW选择Y132M2-6确定传动比170.31i机械设计——二级减速器8考虑到两级齿轮润滑问题，两级大齿轮应有相近的浸油深度。两级齿轮减速器高速级传动比2i与低速级传动比3i的比值取为1.3，即323.1ii。则033.4512.123.13.12fii；102.3033.4512.1223iiif五，传动装置的运动和动力参数计算1，各轴转速的计算min9600rnmin2382orinnI724.76102.3238n3inIIImin2.24170.3724.761rinnIIIIImin2.24nrnnwIIIIV2，各轴输入功率kw5.474dPkwPPI31.598.099.074.d４＝５４２kw15.598.099.031.532IIIPPkw89.496.099.015.512IIIIIPPkw79.498.089.46IIIIVPP3，各轴输入转矩033.42i102.33i机械设计——二级减速器9mnnPTo455.54960474.595509550ddmPTIIIn21323831.59550n9550mn03.641724.7615.59550n9550IIIIIIPTmn7.19292.2489.49550n9550IIIIIIIIIPTmn26.18902.2479.49550IVT六，高速级齿轮的设计1，选定高速级齿轮类型、精度等级、材料及齿数按传动方案选用直齿圆锥齿轮传动。输送机为一般工作机械，速度不高，故选用8级精度。材料选择引用教材表10-1选择小齿轮45钢，调制处理，平均硬度为235HBS。大齿轮材料为45钢，正火，硬度为190HBS，二者硬度差为45HBS。选小齿轮齿数z1=24,则79.9624033.4z122zi，取97z2。齿数042.42497u2，按齿面接触疲劳强度计算u5.0192.22311RRHEKTZdRbR，一般取R=1/3教材表10-6查的材料的弹性影响系数a8.189MPZE已经算出mn455.54d1TT；u=4.042查表得3.2098.14.12.115.1KKKKKVA机械设计——二级减速器105）查表得01.11HNK，Pam5501hlim，取S=1计算PaSKmHHNHm5.5551li1则mm7.64042.4)3.05.01(3.010455.543.25.5558.18992.2d23231所以，模数69.2247.64m11zd，取标准m=3mm。大端分度圆直径7.6472243d11mz齿轮相关参数：1）取Z1=22，则66322d11mz；7.88033.422d22mz，取89z2，mm247893d22）节锥顶钜：mm408.137042.41266u12d22R3）``33`5313042.41arctan1tanar1uc``26`67624）大端齿顶圆直径：小齿轮：85.71cos2d111mdamm大齿轮：mmmd3.231cos2d222a5）齿宽mmRR22.41408.1373.0b取mmb42b213，按齿根弯曲强度计算FSFRRYYuZKTaa2212131)5.01(4m1)已得出MNT2131；241Z；042.4u；3.2FFVAKKKKK2)查表10-5得65.21FaY20.22FaY58.11aSY78.12aSY3）查图10-20c得mPaF4201PaFm3202机械设计——二级减速器11机械设计——二级减速器123）``33`5313042.41arctan1tanar1uc``26`67624）大端齿顶圆直径：小齿轮：85.71cos2d111mdamm大齿轮：mmmd3.231cos2d222a5）齿宽mmRR22.41408.1373.0b取mmb42b216）平均分度圆直径)5.01(dRmdmm1.5685.066)5.01(d11Rmdmm95.22685.0267)5.01(d22Rmd7）当量分度圆半径cos2rmvdmm2.3191.021.56cos2r111mvdmm8.126009.0295.226cos2r222mvd8)当量齿数Zv3.739.066cos1111v1zmdZmv24701.0247cos2222v2zmdZmv9)当量齿轮的齿数比337.732470u12vvvzz10)平均模数55.285.03)5.01(mmRm机械设计——二级减速器13机械设计——二级减速器14高速级齿轮传动的尺寸如下：名称计算公式结果模数M齿数1Z2Z分度圆直径mzd66322d11mzmmmm267893d22mzmm齿顶圆直径cos2damd85.71cos2d111mdammmmmd3.231cos2d222a齿宽RRbmmb42b21节锥顶钜2u12dR137.408mm平均分度圆直径)5.01(dRmdmm1.5685.066)5.01(d11Rmdmm95.22685.0267)5.01(d22Rmd当量分度圆半径cos2rmvdmm2.3191.021.56cos2r111mvdmm8.126009.0295.226cos2r222mvd当量齿数Zvcoszvzmdmv3.739.066cos1111v1zmdZmv24701.0247cos2222v2zmdZmv当量齿轮的齿数比12uvvvzz337.732470u12vvvzz平均模数)5.01(mmRm2.55机械设计——二级减速器15七，低速级齿轮的设计低速级齿轮的设计与高速级齿轮的设计是一样的，其中包括齿面解除疲劳强度计算、齿根弯曲强度计算和校核。计算过程省略，得一下数据：名称计算公式结果法面模数m3.0mm法面压力角20齿数1Z2Z3197传动比3i3.102分度圆直径1d2d93mm291mm齿顶圆直径mhdaa*112dmhdaa*222d99mm297mm中心矩cos2)21(azzm192mm齿根圆直径mchda*)(2d*fmm841fdmm282d2f齿宽Bmm981Bmm932B八，链传动的设计传动比170.3i主动轮转速min2.24nrnIII虚拟电动机额定功率wPPIIIk89.4机械设计——二级减速器16(1)轮齿取191Z，则23.601917.312ZiZ,取612Z2）计算功率查表9-6，5.1kA查图9-13，1.35kz单排链kwpkkPzA9.989.435.15.1ca3）链条型号和节距由caP和n查表选型号32A，查表9-1，p=50.8mm4)连接和中心矩初选