圆锥齿轮减速器说明书

以方案1的数据进行设计
设计计算及说明
结果
二、传动方案的拟定及说明
1.机构类型
采用单级圆锥齿轮减速器
2.传动布置
如图所示
三、选择电动机
1.电动机的类型
按工作条件，选用一般用途的Y系列三相异步电动机
2.选择容量
（1）工作机所需功率 即卷筒轴输出功率
（2）电动机输出功率
设计计算及说明
结果
传动装置总效率
V带传动效率 ；滚动轴承传动效率 ；
1）求两轴承受到的径向载荷Fr1和Fr2
2）求两轴承的计算轴向力
先从机械设计手册上查得e=0.36 Y=1.7
3) 求轴承的当量动载荷
对轴承1，
对轴承2，
因轴承运转中有中等冲击载荷，按表13-6，取
P1 > P2,按照P1进行演算校核
故所选轴承满足寿命要求
2.低速轴轴承寿命校核
1）求两轴承受到的径向载荷Fr1和Fr2
圆锥齿轮传动效率 ；弹性联轴器效率 ；卷筒轴滑动轴承效率
则
故
（3）确定电动机额定功率
由表20-1选取
3.选择转速
为了便于电机转速的选择，先推算电机转速范围。由表2-1查的v
带传动常用传动比 ，单级圆锥齿轮传动比范围 ，
电机转速范围可选为
4.确定电动机型号
根据电机的转速范围 ,可选同步转速为 或
的电机，现就两种电机方案进行比较，列表如下：
因已选定轴的材料为45钢，调质处理。查表15-1得 。因此 ，故安全。
八、键连接的选择及校核
键的材料均选用钢。由机械设计书表6-2 =100~120MPa，取中间值 =110MPa。
据式 校核各处键连接。
其中k=0.5h,h为建的高度。圆头平键l=L-b，L为键的公称长度，b为键的宽度。
1. 高速轴上与带轮联接的普通平键的校核
1.总传动比
2.分配传动比
分配传动比：取V带传动比 ，则圆锥齿轮传动比
符合单级Fra Baidu bibliotek锥齿轮减速传动比常用范围。
五、传动装置的运动和动力参数
1.各轴转速n（ ）
电动机为0轴，减速器高速轴为I轴，低速轴为Ⅱ轴
2.各轴输入功率P（Kw）
按电动机额定功率 计算各轴输入功率
设计计算及说明
结果
3.各轴输入转矩T（ ）
2）求两轴承的计算轴向力
先从机械设计手册上查得e=0.42 Y=1.4
3) 求轴承的当量动载荷
对轴承1，
对轴承2，
因轴承运转中有中等冲击载荷，按表13-6，取
P1 < P2,按照P2进行演算校核
十、联轴器的选择和校核
1.类型的选择
为隔离震动与冲击，选择弹性柱销联轴器
2.载荷的计算
公称转矩
由表14-1查得 计算转矩
三、电动机的选择------------------------------------3
四、传动装置的总传动比及其分配----------------------5
五、传动装置的运动和动力参数------------------------5
六、传动零件的设计计算------------------------------7
七、轴的设计计算及校核------------------------------12
八、键连接的选择及校核------------------------------21
九、轴承寿命校核------------------------------------21
十、联轴器的选择和校核------------------------------25
3)取安装齿轮处的轴段直径为55mm，齿轮右端与轴承采用套筒定位，已知齿轮宽度为57mm，此轴段应该略短于齿
轮宽度，故取Ⅴ段长度为55mm，齿轮左端采用轴肩定位，轴肩高度 。
4)轴承端盖的总宽度为20mm（由减速器及轴承盖结构设计而定）。
5）取齿轮距离箱体内壁的距离a=15mm，在确定滚动轴承位置时，应距离箱体内壁一段距离s,取s=4mm,故先取Ⅵ段长度为39mm。
根据v=1.99m/s ,7级精度由图10-8查得动载荷系数
由表10-9查得轴承系数
载荷系数
设计计算及说明
结果
5）按实际载荷系数校正所算分度圆直径
6）计算模数
3.按齿根弯曲强度设计
由公式10-24得弯曲强度设计公式
（1）确定公式中个参数数值
1）由图10-20c查得小齿轮弯曲疲劳强度极限
大齿轮弯曲疲劳强度极限
1)为了满足半联轴器的定位要求,Ⅰ段右侧需要制出一个轴肩,故取Ⅱ段直径为45mm,为了保证轴端挡圈不压在轴上，现取Ⅰ段长度为82mm。
2) 初步选择滚动轴承
因为轴承同时受到轴向力和径向力的作用，所以选择圆锥滚子轴承，参照工作要求病根据Ⅱ段直径为45mm，选择轴承型号为32010其尺寸为 左端轴承采用轴肩定位，由机械手册查得32010轴承轴肩定位高度为5mm，取Ⅳ段直径为60mm。
Ⅲ段和Ⅳ段长度定为26mm
两端轴承采用轴肩定位，由设计手册上查得定位轴肩高度h=3.5mm，因此Ⅳ段直径取47mm
3）右端齿轮与右轴承用套筒定位，齿轮左侧距内壁a=10m已知齿轮轮毂宽度62mm，暂取69mm
4）轴承端盖
轴承端盖总宽度为20mm。根据端盖的装卸及便于对轴承添加润滑脂取Ⅱ段长度为50mm
方案
电机型号
额定功率(kw)
电机转速
质量
(KG)
总传动比
V带传动比
单级减速器
同
步
满
载
1
Y132S-4
5.5
1500
1440
68
10.29
3.5
2.94
2
Y132M-6
5.5
1000
960
84
6.86
2.5
2.744
方案2传动比较小，传动尺寸较小所以选用型号Y132M-6
设计计算及说明
结果
四、传动装置的总传动比及其分配
（3）轴上零件的周向定位
均采用普通平键联接，按表6-1查得平键截面 键槽用铣槽铣刀加工，长为40mm，同时保证齿轮与轴配合有良好对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为 ；同样，半联轴器与轴联接选用平键为 ，半联轴器与轴的配合为 ，滚动轴承与轴定位是有过度配合保证的，此处轴的直径尺寸公差为m6。
(4)确定轴上圆角和倒角尺寸
2. 高速轴上与齿轮联接处键的校核
3. 低速轴上与齿轮联接处键的校核
4.低速轴上与联轴器联接处键的校核
九、轴承寿命校核
由机械设计书式13-5知，轴承的寿命计算公式为
对于滚子轴承 =10/3。
又查手册知，33108型圆锥滚子轴承基本额定动载 = , 32010型圆锥滚子轴承基本额定动载 = 。
1.校核高速轴轴承33108
3.型号的选择
从机械设计手册上查得LX3弹性柱销联轴器
许用转矩1250Nm，许用转速4750r/min,轴径在30-48mm之间。
故合用。
2）由图10-18取弯曲疲劳寿命系数
3）计算弯曲疲劳许用应力 取安全系数S=1.4
4）计算载荷系数
5）查取齿形系数
6）查取应力校正系数
7）计算大小齿轮 并比较
设计计算及说明
结果
（2）设计计算
对比计算结果，由齿面接触疲劳强度的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数 ，并就近圆整为标准值
十一、减速器附件的选择--------------------------------25
十二、润滑和密封的选择，装油量计算--------------------26
十三、铸铁减速器箱体结构尺寸--------------------------27
十四、设计小结----------------------------------------28
按接触疲劳强度算的分度圆直径
算得小齿轮齿数
大齿轮齿数
这样计算的齿轮传动即满足接触疲劳强度，又满足齿根弯曲疲劳强度并且做到结构紧凑，避免浪费。
4.几何尺寸计算
（1）计算分度圆直径
（2）计算锥距
（3）计算尺宽
设计计算及说明
结果
大小齿轮的相关参数
齿轮
小齿轮
大齿轮
分度圆直径
齿数
大端模数
节锥角
锥距
齿宽
变位系数
一、设计任务书
设计一个带式运输机用单级圆锥齿轮减速器，其传动简图如图1-1所示。
单班工作，每班8小时，载荷平稳，大修期4年，使用年限8年（每年工作300天）。立轴的速度允许误差±5%，小批量生产。
原始数据
方案
1
2
3
4
传递带所需功率
P（KW）
3.5
3.5
4.5
4.5
卷筒转速n（ ）
140
150
160
170
5)由图10-21查得小齿轮接触疲劳强度极限
大齿轮接触疲劳强度极限
6)计算应力循环次数
7)由图10-19取接触疲劳寿命系数
设计计算及说明
8）计算接触疲劳许用应力
取是小概率为1%,安全系数S=1
(2)计算
1）计算小齿轮分度圆直径（带入 中较小的值）
2）计算圆周速度
3）计算锥距和齿宽
大端模数
齿高
4）计算载荷系数
计算转矩 应小于联轴器公称转矩的条件，查机械设计手册，选用LX3弹性柱销联轴器，其公称转矩 ，许用转速4750r/min,轴径在30-48mm之间。半联轴器孔直 ,故取 ，半联轴器长度 ，半联轴器与轴配合的毂孔长度 。
4.轴的结构设计
（1）拟定轴上零件的装配方案
(2)根据轴向定位要求确定轴的各段直径和长度
0轴：
I轴：
II轴：
项目
电动机轴0轴
高速轴Ⅰ轴
低速轴Ⅱ轴
转速r/min
960
384
140
功率kw
5.5
5.225
4.97
转矩Nm
54.71
129.94
339
设计计算及说明
结果
六、传动零件的设计计算
（一）锥齿轮设计
1.选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数
1)此题目选用 的标准直齿锥齿轮
2)运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度
3)材料选择，由表10-1选择小齿轮材料为40r(调质)，硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质）硬度240HBS,两者硬度差40HBS
4)选小齿轮齿数 ,则大齿轮齿数为
2.按齿面弯曲疲劳强度设计
（1）确定式中各计算数值
1)试选定载荷系数
2)计算小齿轮传递的转矩
3)选择最常用的齿宽系数
4)由表10-6查的材料弹性影响系数
齿顶高
齿根高
齿根角
齿顶角
齿顶圆直径
设计计算及说明
结果
七、轴的设计计算及校核
（一）高速轴的设计计算及校核
1.算出Ⅰ轴的功率、转速、转矩
2.作用在齿轮上的力
3.初步确定轴的最小值径
选取轴的材料为45钢，调质处理
根据表15-3，取
=28mm
4.轴的结构设计
（1）拟定轴上零件装配方案如图所示
设计计算及说明
结果
取轴端倒角为 ，轴肩圆角R1.2
5.求低速轴上的载荷
根据结构图画出计算简图。从设计手册上查得轴承支点位置，对于32010型轴承 a=18mm.
载荷
水平面H
垂直面V
支反力F
弯矩M
总弯矩
扭矩T
6.按照弯扭合成应力校核强度
进行校核时只需要校核危险截面处即D=55mm处，根据上表中的数据，以及单向旋转，扭转切应力为脉动循环应力，取 轴的计算应力：
机械设计课程设计说明书
设计题目圆锥齿轮减速器
机械工程学院机械设计制造及其自动化专业
班级机英101学号…..
设计人…
指导教师….
完成日期2012.12.17
一、设计任务书--------------------------------------2
二、传动方案的拟定及说明----------------------------3
(3)轴上零件的周向定位
由表6-1选择普通平键 (左)
左键槽用铣刀加工长为40mm,右键槽用铣刀加工长为50mm
(4)确定轴上圆角和倒角尺寸
取轴端倒角为 ，轴肩圆角R1.2
设计计算及说明
结果
5.求高速轴上的载荷
首先根据轴的结构图做出轴的计算简图。在确定轴承支点位置时，从设计手册上查得a值为18mm,并计算出L1=98 L2=64 L3=88
（二）低速轴的设计计算及校核
1.算出Ⅱ轴的功率、转速、转矩
2.作用在齿轮上的力
3.初步确定轴的最小值径
选取轴的材料为45钢，调质处理根据表15-3，取
=36mm
低速轴的最小直径显然是安装在联轴器处的直径。为使所选轴与联轴器孔相互适应，故需同时选取联轴器的型号。
设计计算及说明
结果
联轴器的计算转矩（取 ）
（2）根据轴向定位要求确定轴的各段直径和长度
最细处与皮带轮相连
1）Ⅰ段直径为28mm，为满足轴端要求Ⅱ段为36mm
2）初步选择滚动轴承，因轴承同时受到径向和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承，参照工作要求并根据Ⅱ段直径36mm，初步选择0基本游隙组，标准精度等级的单列圆锥滚子轴承33108其尺寸
故Ⅲ段直径选为40mm
设计计算及说明
结果
轴I载荷
载荷
水平面H
垂直面V
支反力F
弯矩M
总弯矩
扭矩T
设计计算及说明
结果
6．按弯扭合成校核轴的强度
由受力分析，只校核危险截面的强度即可。根据式15-5及表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取α=0.6，轴的计算应力
=40.1Mpa
因已选定轴的材料为45钢，调质处理。查表15-1得 。因此 ，故安全。