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单级、一级圆锥齿轮减速器设计

来源：花匠小妙招时间：2024-11-07 09:44

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目录
第一部分设计任务书3
3
4
第二部分传动装置总体设计方案5
5
5
第三部分电动机的选择5
5
6
第四部分计算传动装置的运动和动力参数7
第五部分圆锥齿轮传动的设计9
第六部分开式齿轮传动的设计14
第七部分传动轴和传动轴承及联轴器的设计19
19
26
第八部分键联接的选择及校核计算32
32
33
第九部分轴承的选择及校核计算33
34
34
第十部分联轴器的选择35
第十一部分减速器的润滑和密封36
36
37
第十二部分减速器附件及箱体主要结构尺寸37
37
43
设计小结46
参考文献47
第一部分设计任务书

设计一级圆锥齿轮减速器(传动简图如下),初始数据F=2450N,V=,D=280mm,设计年限(寿命):10年,大修期4年;每天工作班制(8小时/班):单班制,连续单向转动,轻微冲击;工作环境:室内,灰尘较大;生产批量:小批量生产。每年工作天数:300天,三相交流电源,电压380/220V。
1-电动机2-联轴器3-单级锥齿轮减速器4-联轴器
5-开式直齿圆柱齿轮6-联轴器7-卷筒8-运输带
传动简图

第二部分传动装置总体设计方案

:传动装置由电机、减速器、开式齿轮、工作机组成。
:齿轮相对于轴承对称分布。
:根据任务书要求,将开式齿轮设置在低速级。选择传动方案为电动机-一级圆锥齿轮减速器-开式齿轮传动-工作机。

ha=h1h23h3h4h5=××××=
h1为联轴器的效率,h2为轴承的效率,h3为齿轮传动的效率,h4为开式齿轮传动的效率,h5为工作机的效率。
第三部分电动机的选择

圆周速度v:
v=
工作机的功率Pw:
Pw=F×V1000=2450×=
电动机所需工作功率为:
Pd=Pwηa==
工作机的转速为:
n=60×1000VπD=60×1000××280=╱min
经查表按推荐的传动比合理范围,开式齿轮的传动比i1=3~6,一级圆锥齿轮减速器传动比i2=2~3,则总传动比合理范围为ia=6~18,电动机转速的可选范围为nd=ia×n=(6~18)×=~。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和开式齿轮、减速器的传动比,选定型号为Y132M1-6的三相异步电动机,额定功率为4KW,满载转速nm=960r/min,同步转速1000r/min。
电动机主要外形尺寸:
中心高
外形尺寸
地脚螺栓安装尺寸
地脚螺栓孔直径
电动机轴伸出段尺寸
键尺寸
H
L×HD
A×B
K
D×E
F×G
132mm
515×315
216×178
12mm
38×80
10×33

(1)总传动比:
由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为:
ia=nmn==
(2)分配传动装置传动比:
ia=i×ik
式中ik、i分别为开式齿轮传动和减速器的传动比。为使开式齿轮外廓尺寸不致过大,初步取ik=4,则减速器传动比为:
i=iaik==
第四部分计算传动装置的运动和动力参数
(1)各轴转速:
输入轴:
nI=nm=960r╱min
输出轴:
nII=nIi==╱min
开式小齿轮轴:
nIII=nII=╱min
工作机轴:
nIV=nIIIik==╱min
(2)各轴输入功率:
输入轴:
PI=Pd×η1=×=
输出轴:
PII=PI×η2×η3=××=
开式小齿轮轴:
PIII=PII=
工作机轴:
PIV=PIII×η2×η4=××=
则各轴的输出功率:
输入轴:
PI'=PI×η2=×=
输出轴:
PII'=PII×η2=×=
开式小齿轮轴:
PIII'=PII'=
(3)各轴输入转矩:
电动机轴的输出转矩:
Td=9550×Pdnm=9550×=
输入轴:
TI=9550×PInI=9550×=38Nm
输出轴:
TII=9550×PIInII=9550×=
开式小齿轮轴:
TIII=9550×PIIInIII=9550×=
工作机轴:
TIV=9550×PIVnIV=9550×=
输出转矩为:
输入轴:
TI'=TI×η2=38×=
输出轴:
TII'=TII×η2=×=
开式小齿轮轴:
TIII'=TII'=
第五部分圆锥齿轮传动的设计
、材料及齿数
(1)材料选择:由表选小齿轮材料为40Cr调质处理,硬度范围取为280HBS,大齿轮材料为45钢调质处理,硬度范围取为240HBS。
(2)一般工作机器,选用8级精度。
(3)选小齿轮齿数Z1=25,大齿轮齿数Z2=25×=,取Z2=68。
(4)压力角a=20°。

(1)由式(10-29)试算小齿轮分度圆直径,即
d1t≥ 34KHtT1φR1−×ZHZEσH2
1)确定公式中的各参数值。
①试选载荷系数KHt=。
②计算小齿轮传递的转矩
T1=×103P1n1=×103×=38Nm
③选取齿宽系数jR=。
④由图10-20查取区域系数ZH=。
⑤由表10-5查得材料的弹性影响系数ZE=。
⑥计算接触疲劳许用应力[sH]
由图10-25d查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为sHlim1=600MPa、sHlim2=550MPa。
由式(10-15)计算应力循环次数:
N1=60n1jLh=60×960×1×10×1×8×300=×109
N2=N1i12=×=×108
由图10-23查取接触疲劳寿命系数:KHN1=、KHN2=。
取失效概率为1%,安全系数S=1,由式10-14得:
σH1=σHlim1KHN1S=600×=528MPa
σH2=σHlim2KHN2S=550×=495MPa
取[sH]1和[sH]2中的较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力,即
[sH]=[sH]2=495MPa