二级圆锥圆柱齿轮减速器设计F=1140 v=2.55 D=300.docx
减速器设计说明书系别:班级:姓名:学号:指导教师:职称:目录第一节设计任务书1Ll设计题目11.2设计步骤1第二节传动装置总体设计方案22.1 传动方案2第三节选择电动机33.1 电动机类型的选择33.2 确定传动装置的效率33.3 选择电动机容量33.4 确定传动装置的总传动比和分配传动比43.5 动力学参数计算5第四节减速器高速级齿轮传动设计计算74.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数74.2 按齿面接触疲劳强度设计74.3 确定传动尺寸94.4 校核齿根弯曲疲劳强度10第五节减速器低速级齿轮传动设计计算145.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数145.2 按齿面接触疲劳强度设计145.3 确定传动尺寸175.4 校核齿根弯曲疲劳强度17第六节轴的设计和校核226.1 输入轴设计计算226.2 中间轴设计计算276.3 输出轴设计计算33第七节滚动轴承计算校核437.1 输入轴轴承计算校核437.2 中间轴轴承计算校核447.3 输出轴轴承计算校核46第八节键连接的选择及校核计算488.1 输入轴键选择与校核488.2 中间轴键选择与校核488.3 输出轴键选择与校核49第九节联轴器设计509.1 输入轴上联轴器509.2 输出轴上联轴器50第十节减速器的润滑和密封5110.1 减速器的润滑5110.2 减速器的密封51第十一节减速器附件及箱体主要结构尺寸5311.1 减速器附件的设计与选取5311.2 减速器箱体主要结构尺寸61第十二节设计小结63参考文献63设计任务书LI设计题目拉力F=1140N,速度v=2.55ms,直径D=300mm,每天工作小时数：16小时，工作年限（寿命）：IO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 .传动装置的总体设计方案2 .电动机的选择3 .计算传动装置的总传动比以及分配传动比4 .计算传动装置的动力学参数5 .齿轮传动的设计6 .传动轴的设计与校核7 .滚动轴承的设计与校核8 .键联接设计9 .联轴器设计10 .润滑密封设计IL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，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。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查表得：联轴器的效率：n1=0.99滚动轴承的效率：2=0.99闭式圆锥齿轮的效率：3=0.97闭式圆柱齿轮的效率：n4=0.98工作机的效率：11w=0.96a=甯34w=0.992X0.993X0.97X0.98X0.96=0,8683.3 选择电动机容量工作机所需功率为1140×2.55100O-=2.91kWFVP=W100O电动机所需额定功率：PPd=-Tla2.910.868=3.35kW工作机轴转速:60X100OV60×100OX2.55/nw=162.34rZmin11D11×300查表课程设计手册，使用推荐的传动比范围，二级圆锥齿轮减速器传动比范围为：616,所以合理的总传动比范围为：616o可选择的电动机转速范围为11(1=12*11¥=(616)*162.34=9742597rmin。进行综合考虑价格、重量、传动比等因素,选定电机型号为:Yl12M-4的三相异步电动机,额定功率Pe11=4kW,满载转速为nm=1440rmin,同步转速为nt=1500rmin°表3-1电机选择方案对比选择方案电动机型号额定功率Pen/kW同步转速nt(rmin)满载转速nm(rmin)AY160M1-84750720BY132M1-641000960CY112M-4415001440DY112M-2430002890OH图3-1电机尺寸表3-2电动机尺寸中心高H外形尺寸LXHD安装尺寸AXB地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸DXE键部位尺寸FXGACAD112400X265190×1401228X608X242301903.4 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:nm1440ia=8.87anw162.34(2)分配传动装置传动比锥齿轮（高速级）传动比11 =0.25i=0.25X8.87=2.22,取元=2.22则低速级的传动比为12 =4减速器总传动比ib8.883.5动力学参数计算3.5.1 各轴转速输入轴：n=nn=1440.00rminni1440中间轴：n11=648.65r/minII i12.22以nH648.65/输出轴：n=-=-=162.16r/minIII 24工作机轴：11v=nm=162.16r/min3.5.2 各轴输入功率输入轴：P1=PdTll=3.35X0.99=3.32kW中间轴：Pn=P23=3.32×0.99X0.97=3.19kW输出轴：P111=Pn24=3.19×0.99X0.98=3.09kW工作机轴：PiV=P1112Thw=3.09X0.99X0.99X0.96=2.9IkW3.5.3 各轴输入转矩,.Pd3.35电机轴：Td=9550X=955OX=22.22N-mnm1440输入轴：T=TdTIl=22.22X0.99=22.00Nm中间轴：Tn=Tl1加巾=22×2.22X0.97X0.99=46.90Nm输出轴：TH=Tni242=46.9×4×0.98X0.99=182.01Nm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3.35kW3.32kW3.19kW3.09kW2.91kW转速1440rmin1440rmin648.65rmin162.16rmin162.16rmin转矩22.22N三m22N三m46.9N三m182.01N-m171.25N-m传动比12.2241效率0.990.970.980.99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4.1.1 选用直齿圆锥齿轮传动，压力取为=20°。1）参考表10-6选用7级精度。2）材料选择由表IO-I选择小齿轮40Cr（调质），硬度为280HBS,大齿轮45（调质），硬度为240HBS3）选小齿轮齿数z=22,则大齿轮齿数Z2=Zi×i=22×2.22=49O4.2 按齿面接触疲劳强度设计1）由式（10-29）试算小齿轮分度圆直径，即dit2）确定公式中的各参数值4tT(PR(I-0.5(PR)u试选KHt=I.3计算小齿轮传递的扭矩:T=22Nm选取齿宽系数巾r=0.3由图10-20查得区域系数Zh=2.49由表10-5查得材料的弹性影响系数Ze=189.8VMPao计算接触疲劳许用应力。H由图10-25d查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为OHIimI=600Mpa,DHIim2=550MPa由式(IO-15)计算应力循环次数：NLl=6OnjLh=60X1440XIXl6X300X10=4.147XIO9由图10-23查取接触疲劳系数4.147XIO9222=1.868×IO9KHNl=0.87，KHN2=0,87取失效概率为1%,安全系数S=I,得OHlimlKHNl600X0.87H1=号=522MParIrlHlim2K11N2550×0.87H2=478.5MPa'h,取。H和H2中较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即H=478.5MPa3)试算小齿轮分度圆直径34KHtTditJ(PR(I-0.5(PR)u=61.35mm4×1,3×220000.3(1-0.5×0,3)2×2.23/2.49X189.81-478.5)4.2.1计算圆周速度Vdmldlt(l0.5(PR)61.35×(10.5X0.3)=52.15mmITdrnn60×100011X52.15×144060×1000=3.93mzs4.2.2计算当量齿宽系数du2+12.232+1b=(PRCIIt=0.3X61.35=22.49mmb22.49(Pd=五元=0434.2.3计算载荷系数查表得使用系数KA=I查图得动载系数KV=Ll31取齿间载荷分配系数：Khq=I查表得齿向载荷分布系数：KHB=L277实际载荷系数为Kh=KAKvKHaKHB=IX1.131×1×1.277=1,4444.2.1 按实际载荷系数算得的分度圆直径d=dtU=61.35XKHt1.444=63.536mm4.2.2 计算模数=2.89mm取标准模数m=3mmo4.3 确定传动尺寸4.3.1 实际传动比大端分度圆直径d1=z1m=22×3=66.00mmd2=z2m=49×3=147.00mm4.3.2 计算分锥角1arctanarctan=24.1791°492=90-24.1791o=65.8209ol=24o10'44"2=65o49'15"4.3.3 齿宽中点分度圆直径CIml=d(l0.5(Pr)=66×(10.5X0.3)=56.1mmdm2=d2(l0.5)=147×(10.5×0.3)=124.95mm4.3.4锥顶距为R=yu2+1=y2.232+1=80.65mm4.3.5齿宽为b=(pRR=0.3X80.65=24.195mm取b=24mm4.4校核齿根弯曲疲劳强度齿根弯曲疲劳强度条件为一KTYFalYSalF-2(PR(10.5(PR)m3ZjVu2+11)K>bm和<I>r同前Mf2）圆周力为2T1d1(l-0.5)2×22000
