机械综合课程设计·圆锥齿轮减速器设计(共28页).docx

精选优质文档-----倾情为你奉上课程设计报告课程名称： 机械基础综合课程设计 设计题目： 带式输送机的一级圆锥齿轮减速器 学 院： 机械工程学院 专业年级： 机械设计制造及其自动化12级 姓 名： 樊旭然 班级学号： 机电12-1-04 指导教师： 张占国 二Ｏ一四 年 11 月 14 日目 录专心---专注---专业一、 课程设计任务书题目：用于带式输送机的一级圆锥齿轮减速器工作条件：连续单向运转，工作平稳，使用期限10年，小批量生产，两班制工作，运输带速度允许误差为5%原始数据：运输带工作拉力F =2200N,运输带工作速度v=1.6ms,卷筒直径D= 280mm二、 电动机的选择1. 选择电动机类型根据工作要求选用Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压380V2. 选择电动机容量电动机所需工作功率为：Pd=Pwη工作机所需功率为：Pw=Fv1000传动装置的总效率为：η=η1η2η3η4η5η6由《机械设计综合课程设计第二版》表2-5查得的各个部分的效率为：弹性联轴器η1=0.99，锥齿轮传动η2=0.97，轴承η3=0.99，轴承η4=0.99，滚子链传动η5=0.96，传动滚筒η6=0.96，代入得：η=η1η2η3η4η5η6=0.990.970.990.990.960.96=0.833所需电动机功率为：Pd=Fv1000η=22001.610000.833=4.23kW因载荷平稳，电动机额定功率Ped略大于Pd即可。

根据Y系列电动机技术数据，选定电动机的额定功率为Pd=5.5kW3. 确定电动机转速滚筒工作转速：nw=601000VπD=6010001.6π280=109.1rmin由《机械设计综合课程设计第二版》表2-3和表2-4查得锥齿轮传动的单级传动比为i12≤3,链传动的为i23=2~5，则总传动比的范围i0=i12i23=6~15，故电动机转速的可选范围为：nd=i0nw=6-15109rmin=654~1637rmin由《机械设计综合课程设计第二版》表6-164Y查得符合这一范围的同步转速有750、1000和1500rmin现以同步转速为1000选定电动机Y132M2-6，额定功率Pd=5.5kW，满载转速nm=960rminη=0.833Pd=4.23kWnw=109.1rminnm=960rmin三、 传动比的分配和动力参数计算1. 分配传动比总传动比：i0=nmnw=.1=8.82. 分配传动装置各级传动比取锥齿轮减速器的传动比：i12=2.2则链传动的传动比为：i23=i0i12=4i0=8.8i12=2.2i23=i0i12=4四、 运动和动力参数的计算0轴（电动机轴）：P0=Pw=4.23kWn0=nm=960rminT0=9550P0n0=95504.23960=42.1Nm1轴（高速轴）：P1=P0η1=4.19kWn1=n0=960rminT1=9550P1n1=95504.19960=41.7Nm2轴（低速轴）P2=P1η2η3=3.94kWn2=n1i12=436.4rminT2=9550P2n2=95504.19960=86.2Nm3轴（滚筒轴）P3=P2η4η5=3.67kWn3=n2i23=109.1rminT2=9550P2n2=95504.19960=321Nm轴名输入功率(kW)输入转矩（Nm)转速(rmin⁡)传动比效率0轴（电机轴）42.19601轴（高速轴）4.1941.796010.992轴（低速轴）3.9486.2436.42.20.943轴（滚筒轴）3.67321109.140.92P0=4.23kWn0=960rminT0=42.1NmP1=4.19kWn1=960rminT1=41.7NmP2=3.94kWn2=436.4rminT2=86.2NmP3=3.67kWn3=109.1rminT2=321Nm五、 传动零件设计计算(一) 锥齿齿轮传动的设计计算：小齿轮主动、悬臂，输入功率P=4.19kW，小齿轮转速n=960rmin,齿数比u1=2.2，大齿轮从动，悬臂。

由电机驱动，工作寿命10年两班制，连续单向运转，工作平稳1. 选定齿轮类型、进度等级、材料及齿数： （1） 按照图示传动方案，选用标准直齿锥齿轮传动，压力角为20（2） 带式输送机为一般工作机器，选用8级进度（3） 材料选择：小齿轮材料为40Cr（调质），齿面硬度280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），齿面硬度240HBS（4） 选小齿轮齿数z1=20，大齿轮齿数z2=u1z1=2.220=442. 按齿面接触疲劳强度计算（1） 由式d1≥34KHtT1∅R(1-0.5∅R)2u(ZHZE[σH])2 得小齿轮风度直径d1t≥34KHtT1∅R(1-0.5∅R)2u(ZHZE[σH])21) 确定公式中各值① 选定KHt=1.3② 计算小齿轮传递的扭矩T1=9550P1n1=95504.19960=41.7Nm③ 选取齿宽系数∅R=0.3④ 由《机械设计第九版》图10-20查得区域系数ZH=2.5⑤ 由《机械设计第九版》表10-5查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPa12⑥ 计算接触疲劳许用应力σH由《机械设计第九版》图10-25d查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为σHlim1=600MPa σHlim2=550MPa由式N=60njLh得应力循环次数N1=60n1jLh=6096012830010=2.765109N2=N1u=2.7651092.2=1.257109由《机械设计第九版》图10-23查得接触疲劳寿命系数KHN1=0.90，KHN2=0.95取失效概率为1%，安全系数为S=1，由[σ]=KNσlimS得[σH]1=KHN1σlim1S=0.906001MPa=540MPa[σH]2=KHN2σlim2S=0.955501MPa=523MPa取[σH]1和[σH]2中较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即[σH]1=[σH]2=523MPa2) 调整小齿轮分度圆直径d1t≥34KHtT1∅R1-0.5∅R2uZHZEσH2=341.34.171040.31-0.50.3244202.5189.85232mm=70.068mm（2） 调整小齿轮分度圆直径1) 计算实际载荷系数前的数据准备① 圆周速度vdm1=d1t1-0.5∅R=72.0681-0.50.3mm=61.258mmvm=πdman1601000=π61.258960601000ms=3.079ms② 当量齿轮齿宽系数∅db=∅Rd1tu2+12=0.370.068(4420)2+12mm=25.399mm∅d=bdm1=25.39961.258=0.41462) 计算实际载荷系数KH① 由《机械设计第九版》表10-2查得使用系数KA=1② 根据vm=3.079ms、8级进度齿轮，由《机械设计第九版》图10-8查得动载系数Kv=1.17③ 支持锥齿轮精度较低，取齿间载荷分布系数KHα=1④ 由《机械设计第九版》表10-4查得用插值法查的8级精度、小齿轮悬臂时，得齿向载荷分布系数KHβ=1.196 由此，得到实际载荷系数KH=KAKvKHαKHβ=11.1711.196=1.3993) 由d1=3KHKHt可以按实际载荷系数算得分度圆直径为d1=3KHKHt=72.06831.1991.3mm=70.151mm及相应的齿轮模数m=d1z1=70.15120=3.5083. 按齿根弯曲疲劳强度设计（1） 由m≥3KFT1∅R(0.5-∅R)2Z122u2+1YFaYsa[σF]算得模数，即mt≥3KFT1∅R(0.5-∅R)2z122u2+1YFaYsa[σF]1) 确定公式中的各值① 选定Kft=1.3② 计算YFaYsa[σF]由分锥角δ1=arctan(1u)=arctan2044=24.444δ2=90-24.444=65.556可得当量齿数zv1=z1cosδ1=20cos⁡(24.444)=21.97zv2=z2cosδ2=44cos⁡(65.556)=106.33由《机械设计第九版》图10-17查得齿形系数YFa1=2.78、YFa2=2.22由《机械设计第九版》图10-18查得应力修正系数Ysa1=1.56、Ysa2=1.81由《机械设计第九版》图10-24c查得大齿轮和小齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别是σFlim1=500MPa、σFlim2=380MPa由《机械设计第九版》图10-22取得弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.85、KFN2=0.80取弯曲疲劳安全系数S=1.7,由[σ]=KNσlimS得[σF]1=KFN1σFlim1S=0.855001.7MPa=250MPa[σF]2=KFN2σFlim2S=0.803801.7MPa=197MPaYFa1Ysa1[σF]1=2.781.56250=0.0173YFa2Ysa2[σF]2=2.221.81197=0.0204因为大齿轮的YFaYsa[σF]大于小齿轮，所以取YFaYsa[σF]=YFa2Ysa2[σF]2=0.02042) 计算模数mt≥3KFtT1∅R0.5-∅R2z122u2+1YFaYsaσF =31.34.171030.31-0.50.322422.22+10.0204=1.741mm（2） 调整齿轮模数1) 计算实际载荷系数前的数据准备① 圆周速度vd1=z1mt=1.74120=34.822mmdm1=d11-0.5∅R=34.8221-0.50.3=29.599mmvm=πdm1n1601000=π21.599960601000=1.086ms② 齿宽bb=∅Rd1u2+12=0.334.8222.22+12mm=12.623mm2) 计算实际载荷系数KF① 根据v=1.068ms，8级精度，由《机械设计第九版》图10-8查得动载荷系数Kv=1② 直齿锥齿轮精度较。