一级圆锥齿轮减速器课程设计说明书

机械设计课程设计

说明书

题目：一级圆锥齿轮减速器

指导老师：

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见数据表格。

（2）工作条件

两班制工作，空载启动，单向连续运转，载荷平稳。运输带速度允许速度误差为±5%。（3）使用期限图1

工作期限为十年，每年工作300天；检修期间隔为三年。

（4）生产批量

小批量生产。

2.设计任务

1)选择电动机型号；

2)确定链传动的主要参数及尺寸；

3)设计减速器；

4)选择联轴器。

3.具体作业

1)减速器装配图一张；

2)零件工作图二张（大齿轮，输出轴）；

3)设计说明书一份。

第二章电动机的选择

2.1选择电动机类型

因为本传动的工作状况是：载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式Y系列全封闭自冷式笼型三相异步电动机,电压380V。

1. 电动机容量的选择

1）工作机所需功率

p

＝FV=2800×1.8=5.04KW

w

电动机的输出功率Pd＝p w/η

2）效率:

弹性连轴器工作效率η1=0.99

圆锥滚子轴承工作效率η2=0.99

锥齿轮(8级)工作效率η3=0.97

滚子连工作效率η4=0.96

传动滚筒工作效率η5=0.96

传动装置总效率:

η＝η1×η23×η3×η4×η5

＝0.99×0.993×0.97×0.96×0.96=0.87

则所需电动机功率为:

Pd＝p w/η=5.04/0.87=5.79KW 取P d=5.7KW

2.2电动机转速的选择

滚筒轴工作转速

n w=60×1000v/πD=60×1000×1.8/π×320r/min=107r/min

（5）通常链传动的传动比范围为i1=2-5，一级圆锥传动范围为i2=2-4，则总的传动比范围为i=4-20,故电动机转速的可选范围为n机= n w×i=（4~20）×107=428-2140 r/min

（6）符合这一范围的同步转速有750 r/min，1000 r/min，1500 r/min，现以同步转速750 r/min，1000 r/min，1500 r/min三种方案比较，由第六章相关资料查的电动机数据及计算出的总传动比列于下表

4．电动机型号的确定

方案1电动机轻便，价格便宜，但总的传动比比较大，传动装置外轮廓尺寸大，制造成本高，结构不紧凑，固不可取。而方案2与方案3比较，综合考虑电动机和传动比，装置的尺寸，重量价格，及总的传动比，可以看出为使传动装置紧凑，选用方案3比较好。如果考虑电动机的重量和价格应选2，现拟选方案2，选择电动机型号Y132M2-6。

第三章 各轴的动力参数计算

3.1 传动比的确定

I 总=n m /n w =960/107=8.97 取i 2=3,则减速器的传动比i 2= 8.97/3 =2.99 3.2 各轴的动力参数计算

0轴(电动机轴):

P 0=P d =5.5KW, n 0=n m =960 r/min, T 0=9550

n

P 0

=54.71N ·m

1轴(高速轴):

P 1=P 0η1 =5.5×0.99=5.445KW n 1=n 0=960r/min,

T 1=9550

n

P 1

1

=54.1N ·m

2轴（低速轴）：

P 2=P 1η12=P 1η2η3=5.445×0.99×0.97=5.22KW n 2=n 1/i 12=960/3=320r/min

T 2=9550

n

P

2

2

=156N·m

3轴（滚筒轴）：

P 3=P 2η23=P 2η3η4=5.22×0.97×0.96=4.86KW n 3=

i

n 1

2

= 320/3.5 =91r/min

T 3=9550×P 3 /n 3=510N·m

表2各轴转速、输入功率、输入转矩

第四章 锥齿轮的设计计算

4.1选精度等级、材料及齿数

1）材料及热处理；

选择小齿轮材料为40Cr （调质），硬度为260HBW ，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为230HBW ，二者材料硬度差为30HBS 。

2）工作机一般为工作机器，速度要求不高，故选用7级精度（GB 10095-88） 3）试选小齿轮齿数Z 1＝24则大齿轮齿数Z 2=Z 1*i=24×2.5=60 4）分锥角:δ2=arctani=arctan(2.5)=71.57˚；δ1=90˚-δ2=18.43˚

4.2按齿面接触强度设计

因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算 按式（10—21）试算，即 d1≥2.92×[]

32

21〉

-〈⨯

〉〈

φφσu KT

H Z

E

5）确定公式中的各计算数值

（1） 由表10－7选取尺宽系数φR ＝1/3

（2） 由表10－6查得材料的弹性影响系数Z E ＝189.8Mpa

由式10－13计算应力循环次数

N1＝60n1jL h ＝60×1440×1×（10×30×16）＝2.765×109

N2＝N1/i ＝1.1×109

（3） 由图10－19查得接触疲劳寿命系数K HN1＝0.95；K HN2＝1.0 （4） 按齿面硬度查得: ƠHmin1=600Mpa ƠHmin2=600MPa （5） 计算接触疲劳许用应力

取失效概率为1％，安全系数S ＝1，由式（10－12）得

[σH]1＝

S

HN HN K σ

1

1

＝0.95×600MPa ＝570MPa

[σH]2＝

S

HN HN K σ

2

2

＝1×600MPa ＝600MPa

大齿轮的计算值小,带入式中进行计算. 2) 将以上述只带入设计公式进行计算:

（1） d1≥2.92×3

225.26

113174

.256.15858.189⨯〉-〈⨯⨯⨯〉〈

＝57.17mm

(2) 计算圆周速度:

v=

10006021⨯n d t π=1000

6017

.57⨯⨯π=2.87m/s

(3) 计算载荷系数: k=k A k v k H ααk H β

查表得:k A =1.0, k H α=k F α=1.0,k H β=k F β=1.25,

k V =1.15,k H βbe =1.25×1.5=1.875