单级锥齿轮减速器设计机械课程设计说明书设计题目：带式运输机传动装置的设计专业班级：学生姓名：学生学号：指导教师：时间：2013-1-17（1）引言……………………………………………………………………………………（2）设计题目………………………………………………………………………………（3）电动机的选择…………………………………………………………………………（4）传动零件的设计和计算……………………………………………………………（5）减速箱结构的设计…………………………………………………………………（6）轴的计算与校核………………………………………………………………………（7）键连接的选择和计算………………………………………………………………（8）联轴器的选择………………………………………………………………………（9）设计小结……………………………………………………………………………（10）参考文献……………………………………………………………………………一、引言课程设计是考察学生全面在掌握基本理论知识的主要环节。

本次是设计一个锥齿轮减速器，减速器是用于电动机和工作机之间的独立的闭式传动装置。

课程设计内容包括：设计题目，电机选择，运动学动力学计算，传动零件的设计及计算，减速器结构设计，轴的设计计算与校核。

锥齿轮减速器的计算机辅助机械设计，计算机辅助设计及计算机辅助制造（CAM/CAD）技术是当今设计以及制造领域广泛采用的先进技术，通过本课题的研究，将进一步深入的对这一技术进行深入的了解和学习。

减速器的设计基本上符合生产设计的要求，限于作者水平有限，错误之处在所难免，望老师予以批评改正。

二、设计题目：带式运输机传动装置的设计1. 传动方案锥齿轮减速器——开式齿轮2. 带式运输机的工作原理如图20-13. 工作情况1）工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温度35度；2）使用折旧期：8年；3）检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；4）动力来源：电力，三相流，电压380、220V；5）运输带速度允许误差： 5%；6）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。

4.设计数据运输带工作拉力F/N运输带工作速度V/(m/s）卷筒直径D/mm5 设计内容1）按照给定的原始数据和传动方案设计减速器装置； 2）完成减速器装配图1张； 3）零件工作图1-3张；4）编写设计计算说明书一份。

三、电动机的选择：（一）、电动机的选择1、选择电动机的类型：按工作要求和条件，选用三机笼型电动机，封闭式结构，电压380V ，Y 型。

2、选择电动机容量 ：电动机所需的功率为：kw awd p p η=（其中：d p 为电动机功率，w p 为负载功率，aη为总效率。

）而1000Fv p w =KW, 所以adFvpη1000=KW传动效率分别为：联轴器效率0.9951==ηη滚动轴承的效率0.988642====ηηηη 圆锥齿轮传动效率0.963=η开式齿轮传动效率0.957=η 卷筒传动效率0.959=η传动装置的总效率a η应为组成传动装置的各部分运动副效率之乘积,即：783.095.096.099.098.024*********=⨯⨯⨯==ηηηηηηηηηηa 所以3、确定电动机转速 卷筒轴工作转速为查表可得：一级圆锥齿轮减速器传动比3~2'1=i ，一级开式齿轮传动比7~3'2=i ，则总传动比合理范围为21~6'=ai ，故电动机转速的可选范围为根据这个查表可以选择的电动机有以下几种：表1方案 电动机型额定电动机转速 r/min电动参考价格传动装置的传动比综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和减速器的传动比可见第2个方案比较合适因此选定电动机型号为Y132M 2– 6，其主要性能如下表2：表2号 功率 P KW同步转速 满载转速 机重量Kg元总传动比 齿轮传动 减速器1 Y132S – 4 5.5 1500 1440 682 Y132M 2 – 6 5.5 1000 960 84 3Y160M 2– 8 5.5 750710 119型号 额定功率KW满载时转速r/mi n电流 A效率 % 功率因数Y132SM2– 65.5 9602.0 2.0电动机主要外形和安装尺寸列于下表：（二）、确定传动装置的总传动比和分配传动比1、总传动比由选定的的电动机满载转速和工作机主动轴转速n ，可得传动装置的总传动比为=(1)电动机型号为 ，满载转速 = ,且工作机主动轴转速n = ,则由上面公式(1)可得：2、分配传动比总传动比为各级传动比的乘积，即n a i i i i ⋅⋅⋅=21 (2) 设、分别为圆锥齿轮的传动比和圆柱齿轮的传动比，在圆锥齿轮减速器的传动比范围内 = 3则由公式 （2）可得得根据圆柱齿轮减速器的传动比范围可取4 ，3、计算传动装置的运动和动力参数（1）、各轴转速Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴Ⅳ轴(2)、各轴输入功率Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴Ⅳ轴(3)、各轴输入转矩电机轴输出转矩所以各轴输出转矩为：Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴Ⅳ轴轴名效率PKW转矩T N*M转速 n r/m 传动比效率输入 输出 输入 输出 电动机轴5.049.74 9601 0.97I 轴 4.85 4.6648.2646.339603 0.94II 轴 4.56 4.51 136.21 134.85 305.73 1 0.97III 轴 4.43 4.21132.125.54 305.73 4.19 0.93IV 轴4.12 3.91515.50 489.43 76.43四、传动零件的设计计算（一）、选择圆锥齿轮传动的设计计算 1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度，齿形角20α=，齿顶高系数*1a h =，顶隙系数*0.2c =。

（2）材料选择，小齿轮材料为40Cr （调质），硬度为280HBS ，大齿轮材料为45刚（调质），硬度为240HBS ，二者材料硬度相差40HBS 。

2.按齿面接触疲劳强度设计 公式：22131)5.01(7.4⎪⎪⎭⎫⎝⎛-≥HP H E R R Z Z u KT d σψψ （1）、确定公式内的各计算值1）查得材料弹性影响系数12189.8E Z MPa =，节点区域系数5.2=H Z 。

2）按齿面的硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限lim1600H MPa σ=，大齿轮的接触疲劳极限lim2550H MPa σ=。

3）计算应力循环次数小齿轮：大齿轮：4）查表得到：5) 查得接触批量寿命系数93.01=N Z 97.02=N Z 6）计算接触疲劳许用应力7）可以选取25.1=A K ，2.1=V K ，2.1=βK ，1=αK ； 所以8.112.12.125.1=⨯⨯⨯==αβK K K K K V A 8)9）3.0=R ψ 10)3==i u (2)计算1）试算小齿轮的分度圆直径，带入许用应力中的较小值MPa HP 6.4442=σ得：22131)5.01(7.4⎪⎪⎭⎫⎝⎛-≥HP H E R R t Z Z u KT d σψψ=89.42mm 2）计算圆周速度vs m n d v 492.410006096036.10310006011=⨯⨯⨯=⨯=ππ3)齿数，由公式得大齿轮齿数 62522d i c z ∙∙=mm id d 26.26836.103312=⨯==，c=18 所以62522d i c z ∙∙==70.94取712=z ，则67.23371321===z z ， 取241=z 。

则齿数比 96.2247112===z z u ， 与设计要求传动比的误差为1.33%，可用。

4）模数大端模数 mm z d m t 73.32442.8911=== 取标准模数m=4mm 。

5）大端分度圆直径mm mz d 9624411=⨯== mm mz d 28471422=⨯==小齿轮大端分度圆直径大于强度计算要求的89.43mm 。

6）节锥顶距 不能圆整）(969.14996.2122441222121mm z z mz R =+⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=7）节圆锥角（未变位时，与分度圆锥角相等） ===96.2111arctg u arctgδ18.664968°=18°39′54″ =-=1290δδ 71.335032°=71°20′6″ 8)大端齿顶圆直径小齿轮 mm m d d a 61.101cos 2111=+=δ 大齿轮 mm m d d a 89.285cos 2222=+=δ 9）齿宽 mm R b R 99.44969.1493.0=⨯==ψ 取 mm b b 4521== 10）进行强度校核计算=-=ud KT Z Z R R HE H 3121)5.01(7.4ψψσ402.37MPa<444.6MPa所以强度符合。

3、按齿根弯曲疲劳强度设计公式：2212131)5.01(7.4uz Y Y KT m FP R R saFa +-≥σψψ(1) 确定公式内的各计算值1）查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限1500FE MPa σ=，大齿轮的弯曲疲劳强度2380FE MPa σ=。

2）查得弯曲疲劳寿命系数9.0,86.021==N N Y Y3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳系数S=1.6则MPa S Y FE N Fp 75.2686.150086.0111=⨯==σσ MPa S Y FE N Fp 75.2136.13809.0222=⨯==σσ 4)查取齿形系数 65.21=Fa Y ，23.22=Fa Y 5)应力校正系数 58.11=sa Y ，76.12=sa Y 6)计算大小齿轮的FPsaFa Y Y σ，并加以比较：01558.075.26858.165.2111=⨯=FP sa Fa YY σ01836.05.42776.123.2222=⨯=FP sa Fa Y Y σ大齿轮大所以取0.01836 (2)、带入以上数据可以求得2212131)5.01(7.4uz Y Y KT m FP R R saFa +-≥σψψ=2.65(3)进行强度校核计算带入公式=+-=sa Fa R R F Y Y u mz KT 1)5.01(4232121ψψσ206.74MPa<213.75MPa 所以符合。

7）、数据整理 名称 符号 公式直齿圆锥小齿轮 直齿圆锥大齿轮 齿数 zz2471 模数 m m 4 传动比 ii2.96分度圆锥度 δiarctg11=δ，12-90δδ。