减速器设计说明书(二级圆锥圆柱齿轮减速器)

1链式输送机传动装置设计2013级机制（1）班杨琪131404030013目录1传动简图的拟定………………………………………………22电动机的选择…………………………………………………33传动比的分配…………………………………………………34传动参数的计算………………………………………………45链传动的设计与计算…………………………………………46圆锥齿轮传动的设计计算……………………………………57圆柱齿轮传动的设计计算……………………………………88轴的设计计算…………………………………………………129键连接的选择和计算…………………………………………1810滚动轴承的设计和计算………………………………………1811联轴器的选择…………………………………………………1812箱体的设计……………………………………………………1913润滑和密封设计………………………………………………2114设计总结………………………………………………………2215文献检索………………………………………………………2221传动简图的拟定1.1技术参数：曳引链的牵引力：9500N，曳引链的速度：0.42m/s，曳引链齿数Z:8曳引链链节距：80mm1.2工作条件：设计用于链式输送机的圆锥圆柱齿轮减速器。连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期5年（每年300个工作日，小批量生产，两班制工作，曳引链工作轴转速允许误差±5%。）1.3拟定传动方案传动装置由电动机，减速器，工作机等组成。减速器为二级圆锥圆柱齿轮减速器。外传动为链传动。方案简图如图。方案图32电动机的选择2.1电动机的类型：三相交流异步电动机（Y系列）2.2功率的确定2.2.1工作机所需功率wP(kw):wP=wwvF/(1000w)=9500×0.42/(1000×0.94)=4.245kw2.2.2电动机至工作机的总效率η：η=1×32×3×4×5×6=0.99×399.0×296.0×0.97×0.96=0.83（1为联轴器的效率，2为轴承的效率，3为圆锥齿轮传动的效率，4为圆柱齿轮的传动效率，5为链传动的效率，6为卷筒的传动效率）2.2.3所需电动机的功率dP(kw):dP=wP/η=4.245Kw/0.83=5.11kw2.2.4电动机额定功率:dmPP2.4确定电动机的型号因同步转速的电动机磁极多的，尺寸小，质量大，价格高，但可使传动比和机构尺寸减小，其中mP=4kN，符合要求，但传动机构电动机容易制造且体积小。由此选择电动机型号：Y132S—4电动机额定功率mP=5.5kW,满载转速错误!未找到引用源。=1440r/min工作机转速筒n=60*V/(π*d)=21.68r/min电动机型号额定功率(kw)满载转速(r/min)起动转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩Y132S--45.514402.22.3选取B3安装方式3传动比的分配总传动比：总i=mn/筒n=1440/18.0754=79.667设高速轮的传动比为1i,低速轮的传动比为2i,链传动比为3i，减速器的传wP=4.245kwη=0.83dP=5.11kw筒n=21.68r/minn=1500r/min电动机型号：Y132S—4总i=364动比为减i,链传动的传动比推荐6，选3i=3，2i=4,1i=3i=1i2i3i=3x4x3=36符合要求。4传动参数的计算4.1各轴的转速n(r/min)高速轴Ⅰ的转速：1n=mn=1440r/min中间轴Ⅱ的转速：2n=1n/1i=1400/3=480r/min低速轴Ⅲ的转速：3n=2n/2i=480/4=120r/min滚筒轴Ⅳ的转速：4n=3n/3i=120/3=40r/min4.2各轴的输入功率P（kw）高速轴Ⅰ的输入功率：kwpPm4.599.05.511中间轴Ⅱ的输入功率：kwpP1.599.096.04.52312低速轴Ⅲ的输入功率：kwpP9.499.098.01.52423滚筒轴Ⅳ的输入功率：kwpP71.499.097.09.425344.3各轴的输入转矩T(N·m)高速轴Ⅰ的输入转矩：111/9550nPT35.8N·m中间轴Ⅱ的输入转矩：222/9550nPT101.5N·m低速轴Ⅲ的输入转矩：333/9550nPT390N·m滚筒轴Ⅳ的输入转矩：444/9550nPT1124.5N·m5链传动的设计与计算5.1选择链轮齿数取小齿轮齿数1z=21，大链轮的齿数2z=3i×1z=213=63。5.2确定计算功率查表9-6得AK=1.0，查图9-13得zK=2.5，单排链，功率为caP=AKzK3P=1.0×2.5×4.9=1.225kW5.3选择链条型号和节距根据caP=1.225kW和主动链轮转速3n=120（r/min），由图9-11得链条型号为24A.1i=32i=43i=31n=1440r/min2n=480r/min3n=120r/min4n=40r/min1P=5.4kW2P=5.1kW3P=4.9kW4P=4.71kW1T=35.8N·m2T=101.5N·m3T=390N·m4T=1124.5N·m1z=112z=5955.4计算链节数和中心距初选中心距0a=(30～50)p=(30～50)×38.1=1143～1905mm。取0a=1200mm，按下式计算链节数0pL:=2×1200/80+(21+63)/2+[(63-21)/2π]2×80/1200≈123.12故取链长节数pL=124节由（pL-1z）/(2z-1z）=（100-11）/（59-11）=2.04，查表9-7得1f=0.24421，所以得链传动的最大中心距为：0a=1fp[2pL-(1z+2z)]≈7148mm5.5计算链速v，确定润滑方式v=0.42m/s由图9-14查得润滑方式为：滴油润滑。5.6计算链传动作用在轴上的压轴力PF有效圆周力：eF=1000P/v=1000×3.61/0.668=5404.2N链轮水平布置时的压轴力系数FpK=1.15则PF≈FpKeF=1.15×5404.2≈6214.8N计算链轮主要几何尺寸mmzpd23.13521180sin40180sin11mmzpd86.71563180sin40180sin225.7链轮材料的选择及处理根据系统的工作情况来看，链轮的工作状况是，采取两班制，工作时由轻微振动。每年三百个工作日，齿数不多，根据表9-5得材料为40号钢，淬火、回火，处理后的硬度为40—50HRC。6圆锥齿轮传动的设计计算6.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数p=80mmpL=124节滴油润滑1d=135.23mm2d=715.86mm66.1.1选用闭式直齿圆锥齿轮传动，按齿形制199012369/TGB齿形角20，顶隙系数*0.2c，齿顶高系数*1ah，螺旋角0m，轴夹角90，不变位，齿高用顶隙收缩齿。6.1.2根据课本表10-1，材料选择，小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS。6.1.3根据课本表10-8，选择7级精度。6.1.4传动比u=2z/1z=3.5节锥角945.15/1arctan1u，055.74945.15902不产生根切的最小齿数：21*minsin/cos2haZ=16.439选1z=18，2z=u1z=18×3.5=636.2按齿面接触疲劳强度设计公式：1td≥2.9232125.01uKTZRRHE6.2.1试选载荷系数tK=26.2.2计算小齿轮传递的扭矩1T=95.5×1051P/1n=3.58×104N·mm6.2.3选取齿宽系数R=0.36.2.4由课本表10-6查得材料弹性影响系数12189.8EZMPa。6.2.5由图10-21d按齿面的硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限lim1600HMPa，大齿轮的接触疲劳极限lim2550HMPa。6.2.6计算应力循环次数911101.2530082114406060hjLnN912100.1/uNN6.2.7由图10-19查得接触疲劳寿命系数87.01HNK90.02HNK6.2.8计算接触疲劳许用应力MPaSKHNH52260087.0/1lim11MPaSKHNH49555090.0/2lim226.2.9试算小齿轮的分度圆直径代入H中的较小值得1z=182z=6371td≥2.9232125.01uKTZRRHE=13.9mm6.2.10计算圆周速度v82.11)3.05.01(9.135.0111Rtmddmm)100060/()(11ndvm=（3.14159×11.82×1440）/（60×1000）=8.9m/s6.2.11计算载荷系数齿轮的使用系数载荷状态均匀平稳，查表10-2得AK=1.0。由图10-8查得动载系数VK=1.1。由表10-3查得齿间载荷分配系数HK=FK=1.1。依据大齿轮两端支承，小齿轮悬臂布置，查表10-9得轴承系数beHK=1.25由公式HK=FK=1.5beHK=1.5×1.25=1.875接触强度载荷系数K=AKVKHKHK=1×1.1×1.1×1.875=2.276.2.12按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径311/ttKKdd=13.9×32/27.2=12.7mmm=1d/1z=12.7/18=0.7mm取标准值m=1mm。6.2.13计算齿轮的相关参数1d=m1z=1×18=18mm2d=m2z=1×63=63mm945.15/1arctan1u=42'56152=90-1=7418'368.43215.31821221udRmmm=1mm1d=18mm2d=63mm86.2.14确定并圆整齿宽b=RR=0.3×43.68=13.1mm圆整取13mm6.3校核齿根弯曲疲劳强度6.3.1确定弯曲强度载荷系数K=AKVKFKFK=1.826.3.2计算当量齿数1vz=1z/cos1=18/cos42'5615=18.72vz=2z/cos2=63/cos7418'3=229.36.3.3查表10-5得1FaY=2.91,1SaY=1.53,2FaY=2.29,2SaY=1.716.3.4计算弯曲疲劳许用应力由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数1FNK=0.82，2FNK=0.87取安全系数FS=1.4由图10-20c查得齿轮的弯曲疲劳强度极限1FN=500Mpa2FN=380Mpa按脉动循环变应力确定许用弯曲应力MPaSKFFNFNF85.2924.1/50082.0/111MPaSKFFNFNF14.2364.1/38087.0/2226.3.5校核弯曲强度根据弯曲强度条件公式FRSaFaFzbmYYKT22111)5.01(2MPazbmYYKTRSaFaF183.05.0111353.191.23580082.12)5.01(221221111=34MPa1FMPazbmYYKTRSaFaF633.05.0111371.129.23580082.12)5.01(222222212=90Mpa2F满足弯曲强度要求，所选参数合适。7圆柱齿轮传动的设计计算mm13b97.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数7.1.1选用闭式直齿圆柱齿轮传动。7.1.2根据课本表10-1，选择小齿轮材料40Cr钢，调质处理，硬度280HBS；大齿轮材料45钢，调质处理，硬度240HBS。7.1.3