减速器课程设计--锥齿轮减速器
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算……………………………………………………
……4
4.1 选择圆锥齿轮传动的设计计算
4.2 开式圆柱齿轮的设计计算
五
、
减
速
箱
结
构
的
设
计……………………………………………………
……………5
5.1 箱体整体设计及参数选择
5.2 减速器的尺寸及型号选择
六
、
轴
的
计
算
与
校
核……………………………………………………
4.设计数据
运输带工作拉力 F/N 2800 运输带工作速度 V/(m/s） 1.4 卷筒直径 D/mm 350 5 设计内容 1）按照给定的原始数据和传动方案设计减速器装置； 2）完成减速器装配图 1 张； 3）零件工作图 1-3 张； 4）编写设计计算说明书一份。
三、电动机的选择：
（一）、电动机的选择
=
(1)
电动机型号为 Y132M2-6 ，满载转速 = 960r/m ,且工作机主
动轴转速 n = 76.43r/min,则由上面公式(1)可得：
2、分配传动比
ia
960 76.43
12.56
总传动比为各级传动比的乘积，即
ia i1i2 in
(2)
设 、 分别为圆锥齿轮的传动比和圆柱齿轮的传动比，在圆锥齿轮减速
a 123456789 0.984 0.992 0.96 0.95 0.95 0.783
所以
pd
Fv 1000 a
2800 1.4 5.0 1000 0.783
KW
3、确定电动机转速
卷筒轴工作转速为 n 601000v 6010001.4 76.43r min
D
350
查 表 可 得： 一 级圆 锥齿 轮 减 速器 传 动比 i1' 2 ~ 3 ， 一 级 开 式齿 轮 传动 比
行课程设计的技能训练，真正的懂得做课程设计明确思路和方向。为此后的毕 业设计和就业准备打下良好的基础。
锥齿轮减速器的计算机辅助机械设计，计算机辅助设计及计算机辅助制造 （CAM/CAD）技术是当今设计以及制造领域广泛采用的先进技术，通过本课题的 研究，将进一步深入的对这一技术进行深入的了解和学习。减速器的设计基本 上符合生产设计的要求，限于目前学生水平有限，错误之处在所难免，望老师 予以批评改正
效率 P 轴名 KW
转矩 T
转速 传动 效率
N*M
n比
输入 输出 输入 输出 r/m
电动
机轴
5.0
49.7
960
4
1 0.97
I 轴 4.85 4.66 48.2 46.3 960 63 3 0.94
II 轴 4.56 4.51 136. 134. 305.
21 85 73 III 4.43 4.21 132. 125. 305.
二、
设计题目：带式运输机传动装置的设计
1. 传动方案
锥齿轮减速器——开式齿轮
2. 带式运输机的工作原理
如图( a )
3. 工作情况
1）工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境 最高温度 35 度； 2）使用折旧期：8 年； 3）检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修； 4）动力来源：电力，三相交流，电压 380、220V； 5）运输带速度允许误差： 5%； 6）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。
1、选择电动机的类型： 按工作要求和条件，选用三机笼型电动机，封闭式结构，电压 380V，Y
型。
2、选择电动机容量 ：
电动机所需的功率为：
pd
pw a
kw
（其中： pd 为电动机功率， pw 为负载功率， a 为总效率。）
而
pw
Fv 1000
KW,
所以
pd
Fv 1000 a
KW
传动效率分别为： 联轴器效率1 5 0.99 滚动轴承的效率2 4 6 8 0.98 圆锥齿轮传动效率3 0.96 开式齿轮传动效率7 0.95 卷筒传动效率9 0.95 传动装置的总效率 a 应为组成传动装置的各部分运动副效率之乘积,即：
1
0.97
轴
15 54 73
IV 4.12 3.91 515. 489. 76 4.19 0.93
轴
50 43 .43
四、传动零件的设计计算
（一）、选择圆锥齿轮传动的设计计算 1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
（1）运输机为一般工作机器，速度不高，故选用 8 级精度，齿形角 20 ，齿
顶高系数 ha* 1，顶隙系数 c* 0.2 。
大齿轮：
N2
N1 u
1.84 10 9
3
6.28 10 8
4）查表得到： SH min 1.2 , SF min 1.6 . 5) 查得接触批量寿命系数
Z N1 0.93
Z N 2 0.97
6）计算接触疲劳许用应力
HP1
Z N1 H lim1 S H m in
0.93 600 1.2
………………6
6.1 轴的材料选择
6.2 轴的尺寸计算
6.3 轴上的载荷及其校核
6.4 校核该轴承的寿命及强度
七
、
键
连
接
的
选
择
和
计
算……………………………………………………
……………7
7.1 查表选择符合要求的键
7.2 校核键是否符合设计要求
八
、
联
轴
器
的
选
择……………………………………………………
………………………8
P1 n1
48247 .4N
• mm
9） R 0.3
10) u i 3 (2)计算
1）试算小齿轮的分度圆直径，带入许用应力中的较小值 HP2 444 .6MPa
3
得： d1t
4.7KT1 R (1 0.5 R )2 u
ZEZH HP
2
=89.42mm
2）计算圆周速度 v
v d1n1 89.42960 4.492 m s 601000 601000
减 速 器 课 程 设 计 -- 锥 齿 轮 减 速 器
机械课程设计 说明书
设计题目:锥齿轮减速器 专业班级：机械 1003 班 学生姓名：杨 黎 明 学生学号：20107208 指导教师：赵 登 峰
西南科技大学
目录
一
、
引
言……………………………………………………
…………………………1
二
、
设
计
题
8.1 根据电动机转轴直径、轴的最小直径、传
动转矩选取联轴器
九
、
密
封
和
润
滑
的
设
计……………………………………………………
…………………9
9.1 齿轮的润滑
9.2 滚动轴承的润滑
9.3 润滑油的选择
9.4 密封方法选取
十
、
设
计
小
结……………………………………………………
………………………………10
10.1 心得体会
与设计要求传动比的误差为 1.33%，可用。 4）模数
大端模数
m d1t 89.42 3.73mm z1 24
取标准模数 m=4mm。
5）大端分度圆直径
d1 mz1 4 24 96mm
d2 mz 2 4 71 284 mm
小齿轮大端分度圆直径大于强度计算要求的 89.43mm。 6）节锥顶距
10.2 致谢
十
一
、
参
考
文
献……………………………………………………
…………………………11
一、引言
课程设计是考察学生全面在掌握基本理论知识的主要环节。本次是设计一个 锥 轮减速器，减速器是用于电动机和工作机之间的独立的闭式传动装置。课程设 计 内容包括：设计题目，电机选择，运动学动力学计算，传动零件的设计及计算， 减速器结构设计，轴的设计计算与校核。
中心 高H
外形尺寸
L AC 2 AD HD
132 515345315
脚底安装尺 寸 AB
216178
地脚 螺栓 孔直 径K
12
轴伸尺寸
D E
38 80
安装部位尺寸
F GD
10 41
（二）、确定传动装置的总传动比和分配传动比
1、总传动比
由选定的的电动机满载转速 和工作机主动轴转速 n，可得传动装置的 总传动比为
器的传动比范围内 = 3 则由公式 （2）可得
ia i0 • i = 12.56
得 i ia 12.56 = 4.19
i0
3
根据圆柱齿轮减速器的传动比范围可取 4
，则 i0
12.56 4
3.14 。
3、计算传动装置的运动和动力参数
（1）、各轴转速
Ⅰ轴
nI
nm 1
960r
min
Ⅱ轴
nII
nI i0
3)齿数，由公式得大齿轮齿数
z2 c • 5 i2 • 6 d2 d2 id1 3103.36 268.26mm ，c=18
所以 z2 c • 5 i 2 • 6 d2 =70.94
取 z2
71 ，则 z1
z2 3
71 23.67 ， 3
取 z1 24 。则齿数比
u z2 71 2.96 ， z1 24
305 .73r / min
Ⅲ轴
nIII
nII 1
305.73r / min
Ⅳ轴
nIV
nIII i
76.43r / min
(2)、各轴输入功率
Ⅰ轴
PI Pd 1 2 4.85kw
Ⅱ轴
pII pI 3 4 4.56kw
Ⅲ轴
pIII pII 5 6 4.43kw
Ⅳ轴
PVI PIII 7 8 4.12kw
i2' 3 ~ 7 ，则总传动比合理范围为 ia' 6 ~ 21 ，故电动机转速的可选范围为
nd' ia' • n (6 ~ 21) 76.43 458 .6 ~ 1605 .1r min
符合这一范围的同步转速有 750,1000 和 1500 r min
根据这个查表可以选择的电动机有以下几种：
表1
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和减速器的传动比可见第 2 个方案比较合适因
额 电动机转速 电
传动装置的传
参
定 方 电动机型 功
r/min
动
动比
考
机
总齿
案号
价
减
率 同步 满载 重
传轮
格
速
P 转速 转速 量 元 动 传 器
KW
Kg
比动
1 Y132S– 4 5.5 1500 1440 68
465 MPa
HP2
Z N 2 H lim 2 S H min
0.97 550 1.2
444 .6MPa
7）可以选取 K A 1.25 ， KV 1.2 ， K 1.2 ， K 1；
所以 K K A KV K K 1.25 1.2 1.2 1 1.8
8) T1
9.55 10 6
此次课程设计是完成一个锥轮减速器的设计和 CAD 软件等相关专业课程学习 之后，一个重要的综合环节，在设计之前，要具备机械制图、公差与技术测量、 机械原理、工程材料成型技术、机械设计、等方面的基础知识和专业知识。
课程设计主要目的是： （1）综合运用机械设计、机械制图、公差与测量技术等方面的知识，分析 和解决机械课程设计过程中遇到的问题，近一步加深对所学的知识理解和解决 相关不懂的问题。 （2）通过设计实践，逐步树立正确的设计思路，增强创新意识，基本掌握 机械课程设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。 （3）通过计算绘图和运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，进
（2）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。
2.按齿面接触疲劳强度设计
公式：
3
d1
4.7KT1 R (1 0.5 R )2 u
ZEZH HP
2
（1）、确定公式内的各计算值
1）查得材料弹性影响系数 ZE
Y132M2
2
5.5 1000 960 84
–6
Y160M2–
3
5.5 750 710 119
8
此选定电动机型号为 Y132M 2– 6，其主要性能如下表 2
电动机主要外形和安装尺寸列于下表：
表2
型号
额
满载时
定
功
功
电效
转速
率
率
流率
r/min
因
KW
A %数
Y132M2– 5.5 960
6
2.0
2.0
(3)、各轴输入转矩
电机轴输出转矩 Td
9550
Pd nm
49.74 N • m
所以各轴输出转矩为：
Ⅰ轴
TI Td 1 2 48.26 N • m
Ⅱ轴
TII TI i0 3 4Байду номын сангаас 136 .21N • m
Ⅲ轴
TIII TII 5 6 132 .15 N • m
Ⅳ轴
TIV TIII i 7 8 515 .50 N • m
目……………………………………………………
……………………2
2.1 传动方案
2.2 带式运输机的工作原理
2.3 工作情况
2.4 设计数据
2.5 设计内容
三
、
电
动
机
的
选
择……………………………………………………
………………3
3.1 选择电动机的类型
3.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比
四、传动零件的设计和计
189.8MPa
1 2
，节点区域系数
Z
H
2.5 。
2）按齿面的硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 H lim1 600MPa ，大齿轮的接
触疲劳极限 H lim2 550MPa 。
3）计算应力循环次数 小齿轮： N1 60njLh 60 960 1 8 16 250 1.84 10 9
……4
4.1 选择圆锥齿轮传动的设计计算
4.2 开式圆柱齿轮的设计计算
五
、
减
速
箱
结
构
的
设
计……………………………………………………
……………5
5.1 箱体整体设计及参数选择
5.2 减速器的尺寸及型号选择
六
、
轴
的
计
算
与
校
核……………………………………………………
4.设计数据
运输带工作拉力 F/N 2800 运输带工作速度 V/(m/s） 1.4 卷筒直径 D/mm 350 5 设计内容 1）按照给定的原始数据和传动方案设计减速器装置； 2）完成减速器装配图 1 张； 3）零件工作图 1-3 张； 4）编写设计计算说明书一份。
三、电动机的选择：
（一）、电动机的选择
=
(1)
电动机型号为 Y132M2-6 ，满载转速 = 960r/m ,且工作机主
动轴转速 n = 76.43r/min,则由上面公式(1)可得：
2、分配传动比
ia
960 76.43
12.56
总传动比为各级传动比的乘积，即
ia i1i2 in
(2)
设 、 分别为圆锥齿轮的传动比和圆柱齿轮的传动比，在圆锥齿轮减速
a 123456789 0.984 0.992 0.96 0.95 0.95 0.783
所以
pd
Fv 1000 a
2800 1.4 5.0 1000 0.783
KW
3、确定电动机转速
卷筒轴工作转速为 n 601000v 6010001.4 76.43r min
D
350
查 表 可 得： 一 级圆 锥齿 轮 减 速器 传 动比 i1' 2 ~ 3 ， 一 级 开 式齿 轮 传动 比
行课程设计的技能训练，真正的懂得做课程设计明确思路和方向。为此后的毕 业设计和就业准备打下良好的基础。
锥齿轮减速器的计算机辅助机械设计，计算机辅助设计及计算机辅助制造 （CAM/CAD）技术是当今设计以及制造领域广泛采用的先进技术，通过本课题的 研究，将进一步深入的对这一技术进行深入的了解和学习。减速器的设计基本 上符合生产设计的要求，限于目前学生水平有限，错误之处在所难免，望老师 予以批评改正
效率 P 轴名 KW
转矩 T
转速 传动 效率
N*M
n比
输入 输出 输入 输出 r/m
电动
机轴
5.0
49.7
960
4
1 0.97
I 轴 4.85 4.66 48.2 46.3 960 63 3 0.94
II 轴 4.56 4.51 136. 134. 305.
21 85 73 III 4.43 4.21 132. 125. 305.
二、
设计题目：带式运输机传动装置的设计
1. 传动方案
锥齿轮减速器——开式齿轮
2. 带式运输机的工作原理
如图( a )
3. 工作情况
1）工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境 最高温度 35 度； 2）使用折旧期：8 年； 3）检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修； 4）动力来源：电力，三相交流，电压 380、220V； 5）运输带速度允许误差： 5%； 6）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。
1、选择电动机的类型： 按工作要求和条件，选用三机笼型电动机，封闭式结构，电压 380V，Y
型。
2、选择电动机容量 ：
电动机所需的功率为：
pd
pw a
kw
（其中： pd 为电动机功率， pw 为负载功率， a 为总效率。）
而
pw
Fv 1000
KW,
所以
pd
Fv 1000 a
KW
传动效率分别为： 联轴器效率1 5 0.99 滚动轴承的效率2 4 6 8 0.98 圆锥齿轮传动效率3 0.96 开式齿轮传动效率7 0.95 卷筒传动效率9 0.95 传动装置的总效率 a 应为组成传动装置的各部分运动副效率之乘积,即：
1
0.97
轴
15 54 73
IV 4.12 3.91 515. 489. 76 4.19 0.93
轴
50 43 .43
四、传动零件的设计计算
（一）、选择圆锥齿轮传动的设计计算 1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
（1）运输机为一般工作机器，速度不高，故选用 8 级精度，齿形角 20 ，齿
顶高系数 ha* 1，顶隙系数 c* 0.2 。
大齿轮：
N2
N1 u
1.84 10 9
3
6.28 10 8
4）查表得到： SH min 1.2 , SF min 1.6 . 5) 查得接触批量寿命系数
Z N1 0.93
Z N 2 0.97
6）计算接触疲劳许用应力
HP1
Z N1 H lim1 S H m in
0.93 600 1.2
………………6
6.1 轴的材料选择
6.2 轴的尺寸计算
6.3 轴上的载荷及其校核
6.4 校核该轴承的寿命及强度
七
、
键
连
接
的
选
择
和
计
算……………………………………………………
……………7
7.1 查表选择符合要求的键
7.2 校核键是否符合设计要求
八
、
联
轴
器
的
选
择……………………………………………………
………………………8
P1 n1
48247 .4N
• mm
9） R 0.3
10) u i 3 (2)计算
1）试算小齿轮的分度圆直径，带入许用应力中的较小值 HP2 444 .6MPa
3
得： d1t
4.7KT1 R (1 0.5 R )2 u
ZEZH HP
2
=89.42mm
2）计算圆周速度 v
v d1n1 89.42960 4.492 m s 601000 601000
减 速 器 课 程 设 计 -- 锥 齿 轮 减 速 器
机械课程设计 说明书
设计题目:锥齿轮减速器 专业班级：机械 1003 班 学生姓名：杨 黎 明 学生学号：20107208 指导教师：赵 登 峰
西南科技大学
目录
一
、
引
言……………………………………………………
…………………………1
二
、
设
计
题
8.1 根据电动机转轴直径、轴的最小直径、传
动转矩选取联轴器
九
、
密
封
和
润
滑
的
设
计……………………………………………………
…………………9
9.1 齿轮的润滑
9.2 滚动轴承的润滑
9.3 润滑油的选择
9.4 密封方法选取
十
、
设
计
小
结……………………………………………………
………………………………10
10.1 心得体会
与设计要求传动比的误差为 1.33%，可用。 4）模数
大端模数
m d1t 89.42 3.73mm z1 24
取标准模数 m=4mm。
5）大端分度圆直径
d1 mz1 4 24 96mm
d2 mz 2 4 71 284 mm
小齿轮大端分度圆直径大于强度计算要求的 89.43mm。 6）节锥顶距
10.2 致谢
十
一
、
参
考
文
献……………………………………………………
…………………………11
一、引言
课程设计是考察学生全面在掌握基本理论知识的主要环节。本次是设计一个 锥 轮减速器，减速器是用于电动机和工作机之间的独立的闭式传动装置。课程设 计 内容包括：设计题目，电机选择，运动学动力学计算，传动零件的设计及计算， 减速器结构设计，轴的设计计算与校核。
中心 高H
外形尺寸
L AC 2 AD HD
132 515345315
脚底安装尺 寸 AB
216178
地脚 螺栓 孔直 径K
12
轴伸尺寸
D E
38 80
安装部位尺寸
F GD
10 41
（二）、确定传动装置的总传动比和分配传动比
1、总传动比
由选定的的电动机满载转速 和工作机主动轴转速 n，可得传动装置的 总传动比为
器的传动比范围内 = 3 则由公式 （2）可得
ia i0 • i = 12.56
得 i ia 12.56 = 4.19
i0
3
根据圆柱齿轮减速器的传动比范围可取 4
，则 i0
12.56 4
3.14 。
3、计算传动装置的运动和动力参数
（1）、各轴转速
Ⅰ轴
nI
nm 1
960r
min
Ⅱ轴
nII
nI i0
3)齿数，由公式得大齿轮齿数
z2 c • 5 i2 • 6 d2 d2 id1 3103.36 268.26mm ，c=18
所以 z2 c • 5 i 2 • 6 d2 =70.94
取 z2
71 ，则 z1
z2 3
71 23.67 ， 3
取 z1 24 。则齿数比
u z2 71 2.96 ， z1 24
305 .73r / min
Ⅲ轴
nIII
nII 1
305.73r / min
Ⅳ轴
nIV
nIII i
76.43r / min
(2)、各轴输入功率
Ⅰ轴
PI Pd 1 2 4.85kw
Ⅱ轴
pII pI 3 4 4.56kw
Ⅲ轴
pIII pII 5 6 4.43kw
Ⅳ轴
PVI PIII 7 8 4.12kw
i2' 3 ~ 7 ，则总传动比合理范围为 ia' 6 ~ 21 ，故电动机转速的可选范围为
nd' ia' • n (6 ~ 21) 76.43 458 .6 ~ 1605 .1r min
符合这一范围的同步转速有 750,1000 和 1500 r min
根据这个查表可以选择的电动机有以下几种：
表1
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和减速器的传动比可见第 2 个方案比较合适因
额 电动机转速 电
传动装置的传
参
定 方 电动机型 功
r/min
动
动比
考
机
总齿
案号
价
减
率 同步 满载 重
传轮
格
速
P 转速 转速 量 元 动 传 器
KW
Kg
比动
1 Y132S– 4 5.5 1500 1440 68
465 MPa
HP2
Z N 2 H lim 2 S H min
0.97 550 1.2
444 .6MPa
7）可以选取 K A 1.25 ， KV 1.2 ， K 1.2 ， K 1；
所以 K K A KV K K 1.25 1.2 1.2 1 1.8
8) T1
9.55 10 6
此次课程设计是完成一个锥轮减速器的设计和 CAD 软件等相关专业课程学习 之后，一个重要的综合环节，在设计之前，要具备机械制图、公差与技术测量、 机械原理、工程材料成型技术、机械设计、等方面的基础知识和专业知识。
课程设计主要目的是： （1）综合运用机械设计、机械制图、公差与测量技术等方面的知识，分析 和解决机械课程设计过程中遇到的问题，近一步加深对所学的知识理解和解决 相关不懂的问题。 （2）通过设计实践，逐步树立正确的设计思路，增强创新意识，基本掌握 机械课程设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。 （3）通过计算绘图和运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，进
（2）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。
2.按齿面接触疲劳强度设计
公式：
3
d1
4.7KT1 R (1 0.5 R )2 u
ZEZH HP
2
（1）、确定公式内的各计算值
1）查得材料弹性影响系数 ZE
Y132M2
2
5.5 1000 960 84
–6
Y160M2–
3
5.5 750 710 119
8
此选定电动机型号为 Y132M 2– 6，其主要性能如下表 2
电动机主要外形和安装尺寸列于下表：
表2
型号
额
满载时
定
功
功
电效
转速
率
率
流率
r/min
因
KW
A %数
Y132M2– 5.5 960
6
2.0
2.0
(3)、各轴输入转矩
电机轴输出转矩 Td
9550
Pd nm
49.74 N • m
所以各轴输出转矩为：
Ⅰ轴
TI Td 1 2 48.26 N • m
Ⅱ轴
TII TI i0 3 4Байду номын сангаас 136 .21N • m
Ⅲ轴
TIII TII 5 6 132 .15 N • m
Ⅳ轴
TIV TIII i 7 8 515 .50 N • m
目……………………………………………………
……………………2
2.1 传动方案
2.2 带式运输机的工作原理
2.3 工作情况
2.4 设计数据
2.5 设计内容
三
、
电
动
机
的
选
择……………………………………………………
………………3
3.1 选择电动机的类型
3.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比
四、传动零件的设计和计
189.8MPa
1 2
，节点区域系数
Z
H
2.5 。
2）按齿面的硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 H lim1 600MPa ，大齿轮的接
触疲劳极限 H lim2 550MPa 。
3）计算应力循环次数 小齿轮： N1 60njLh 60 960 1 8 16 250 1.84 10 9