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：学生姓名：学号：所属院系：机械工程学院专业：机械工程及自动化班级：机械10-2完成日期：2014年1月25日目录第一章机械设计课程设计任务书1.1设计题目 (1)第二章电动机的选择22.1选择电动机类型 (2)2.2确定电动机的转速 (3)第三章各轴的运动及动力参数计算3.1 传动比的确定 (4)3.2 各轴的动力参数计算 (4)第四章锥齿轮的设计计算4.1选精度等级、材料及齿数 (5)4.2按齿面接触强度设计 (5)第五章链传动的设计 (8)第六章轴的结构设计6.1 轴1（高速轴）的设计与校核 (9)6.2 轴2（低速轴）的设计 (10)第七章对轴进行弯扭校核7.1输入轴的校核轴 (12)7.2输入轴的校核 (13)第八章轴承的校核8.1输入轴的校核 (14)8.2输出轴的校核 (15)第九章键的选择与校核 (16)第十章减速箱体结构设计10.1 箱体的尺寸计算 (18)10.2窥视孔及窥视孔 (20)设计小结 (23)参考文献 (24)第一章机械设计课程设计任务1.1设计题目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pw＝FV=2800×1.8=5.04KW电动机的输出功率Pd＝p w/η2）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=5.7KW2.2电动机转速的选择滚筒轴工作转速nw=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= nw×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 =2.993.2 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 nP 00 =54.71N ·m1轴(高速轴):P 1=P 0η1 =5.5×0.99=5.445KW n 1=n 0=960r/min, T 1=9550 nP 11 =54.1N ·m2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 nP 22 =156N ·m3轴（滚筒轴）：P 3=P 2η23=P 2η3η4=5.22×0.97×0.96=4.86KW n 3= in 12 = 320/3.5 =91r/minT 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=604）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×[]3221〉-〈⨯〉〈φφσu KTH ZE5）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）＝2.765×109N2＝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 σ11＝0.95×600MPa ＝570MPa[σH]2＝SHN HN K σ22＝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≥2.92×3225.26113174.256.15858.189⨯〉-〈⨯⨯⨯〉〈＝57.17mm(2) 计算圆周速度:v=10006021⨯n d t π=10006017.57⨯⨯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=1.875k=1.0×1.15 ×1 ×1.875=2.156(4) 修正d 1 d 1=d 1t (k/k t )1/3=557.17×(2.156/1.6)1/3=63.15mm (5) 计算模数m m=d 1/z 1=63.15/24=2.49 3. 按齿根弯曲强度设计m ≥(1)计算公式中个参数的值:k=k A k V k F αk F β=1.0×1.15×1.0×1.825=2.156 T=T 1=25.74Nm ΦR =1/3 Z 1=24,Z 2=60 当量齿数 Z v1=()8.211COS Z=25.8, Z v2=()2.682COS Z=161.56齿形系数 Y Fa1=2.61,Y Fa2=2.13 应力校核系数Y sa1=1.6,Y sa2=1.84 许用弯曲应力[σF ]= S K K FE FN小齿轮 σFE1=500Mpa, K FN1=0.9 大齿轮σFE2=380Mpa,K FN2=0.88 取安全系数S=1.4 则[σF ]1=4.150085.0⨯=303.6Mpa[σF ]2=4.150087.0⨯=310.7Mpa比较大小齿轮的[]σFSa Fa Y Y 值大小[]111σF Sa Fa YY =2.69×1.575/321.43=0.0132[]222σF Sa Fa YY =.88×380/104=0.01655大齿轮的计算值大(2)将以上各数值带入设计公式得：m ≥=2.21比较计算结果，有齿面接触强度计算的模数大于有弯曲强度计算的模数，由于齿轮模数大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触强度所决定的承载能力仅与齿轮直径（模数于齿数的乘积）有关，因而可去标准模数m=2.5，按接触强度算得分度圆直径d=63.15， 小齿轮齿数z 1=m d 1=5.215.63=26,大齿轮齿数z 2=u ×z=2.5×26=65。
第五章 链传动的设计1 选择链轮齿数z 1,z 2假设链速v 在0.6-3之间，取z 1=21,z 2=iz 1=71,取z 2=712 计算功率P ca查手册得工作系数k A =1.0 故P ca =k a P 2=3.69KW3 确定链节数Lp初定中心距a 0=(30~50)p=(30~50) ⨯15.875=477~794mm ， 取a 0=600mm则链节数为 Lp=2a 0/p+(z 1+z 2)/2+p[(z 2-z 1)/2π]2 =131.6节 取Lp=132节4 确定链节数由教材中图9-13按小齿轮转速估计链工作在功率曲线顶点左侧时可能出现链板疲劳破坏，由表9-10查得链轮齿数系数Kz=(z 1/19)1.08=1,k L =(L p /100)0.26=1.075 选取单排链，由标9-11查得多排链系数k p =1.0所需传递功率为P 0=P ca /k z k L k p =3.629/(1*1.075*1.0)=3.69KW根据小链轮链速及功率，由图9-13选链号为10A-1的单排链，同时也证实原估计链工作在额定功率曲线顶点左侧是正确的，再由表9-1查得联结距p=15.875mm5确定链长L 及中心距aL=LpP/1000=132*15.875/1000m=2.095ma=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫⎝⎛--⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-2122212128224πZ Z Z Z L Z Z L P P p ==616mm中心减量Δa=(0.002~0.004)a=(0.002~0.004)×616=1.2~2.4mm 实际中心距a’=a －Δa=616－(1.2~2.4)=613.6~614.8mm取a ’=614mm6验算链速v=10006011⨯pzn =100060875.1521384⨯⨯⨯ m/s=2.134 m/s由V=2.134m/s 和链号10A-1，查表9-14可知应采用油池润滑或油盘飞溅润滑。