1、北京化工大学毕业设计 1毕业论文(设计)三级圆柱圆锥齿轮减速器设计1 绪论通过查阅一些文献我们可以了解到带式传动装置的设计情况，为我所要做的课题确定研究的方向和设计的内容。1.1 带传动带传动是机械设备中应用较多的传动装置之一，主要有主动轮、从动轮和传动带组成。工作时靠带与带轮间的摩擦或啮合实现主、从动轮间运动和动力的传递。带传动具有结构简单、传动平稳、价格低廉、缓冲吸振及过载打滑以保护其他零件的优点。1.2 圆锥-圆柱齿轮传动减速器YK 系列圆锥-圆柱齿轮传动减速器适用的工作条件：环境温度为-4040 度；输入轴转速不得大于 1500r/min,齿轮啮合线速度不大于 25m/s，电机启动转矩
2、为减速器额定转矩的两倍。YK 系列的特点：采用一级圆弧锥齿轮和一、二、三级圆柱齿轮组合，把锥齿轮北京化工大学毕业设计 2作为高速级（四级减速器时作为第二级） ，以减小锥齿轮的尺寸；齿轮均采用优质合金钢渗碳淬火、精加工而成，圆柱齿轮精度达到GB/T10095 中的 6 级，圆锥齿轮精度达到 GB/T11365 中的 7 级；中心距、公称传动比等主要参数均采用 R20 优先数系；结构上采用模块式设计方法，主要零件可以互换；除底座式实心输出轴的基本型外，还派生出输出轴为空心轴的有底座悬挂结构；有多中润滑、冷却、装配型式。所以有较大的覆盖面，可以满足较多工业部门的使用要求。减速器的选用原则：（1）按机
3、械强度确定减速器的规格。减速器的额定功率 P1N 是按载荷平稳、每天工作小于等于 10h、每小时启动 5 次、允许启动转矩为工作转矩的两倍、单向运转、单对齿轮的接触强度安全系数为 1、失效概率小于等于 1%等条件算确定.当载荷性质不同，每天工作小时数不同时，应根据工作机载荷分类按各种系数进行修正.减速器双向运转时，需视情况将 P1N乘上0.71.0 的系数，当反向载荷大、换向频繁、选用的可靠度 KR较低时取小值，反之取大值。功率按下式计算： P2m=P2*KA*KS*KR ，其中 P2 为工作功率； KA 为使用系数； KS 为启动系数； KR 为可靠系数。 （2）热功率效核.减速器的许用热功
4、率 PG适用于环境温度 20，每小时 100%连续运转和功率利用律（指 P2/P1N100%）为 100%的情况，不符合上述情况时，应进行修正。 （3）校核轴伸部位承受的径北京化工大学毕业设计 3向载荷。2 结构设计2.1V 带传动带传动设计时，应检查带轮的尺寸与其相关零部件尺寸是否协调。例如对于安装在减速器或电动机轴上的带轮外径应与减速器、电动机中心高相协调，避免与机座或其它零、部件发生碰撞。2.2 减速器内部的传动零件减速器外部传动件设计完成后，可进行减速器内部传动零件的设计计算。1） 齿轮材料的选择应与齿坯尺寸及齿坯的制造方法协调。如齿坯直径较大需用铸造毛坯时，应选铸刚或铸铁材料。各级大
5、、小齿轮应该可能减少材料品种。2） 蜗轮材料的选者与相对滑动速度有关。因此，设计时可按初估的滑速度选择材料。在传动尺寸确定后，校核起滑动速度是否在初估值的范围内，检查所选材料是否合适。3） 传动件的尺寸和参数取值要正确、合理。齿轮和蜗轮的模数必须符合标准。圆柱齿轮和蜗杆传动的中心距应尽量圆整。对斜齿轮圆柱齿轮传动还可通过改变螺旋角的大小来进行调整。北京化工大学毕业设计 4根据设计计算结果，将传动零件的有关数据和尺寸整理列表，并画出其结构简图，以备在装配图设计和轴、轴承、键联结等校核计算时应用。联轴器的选择减速器的类型应该根据工作要求选定。联接电动机轴与减速器，由于轴的转速高，一般应选用具有缓冲
6、、吸振作用的弹性联轴器，例如弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器。减速器低速轴（输出轴）与工作机轴联接用的连周期，由于轴的转速较低，传递的转距较大，又因为减速器轴与工作机轴之间往往有较大的轴线偏移，因此常选用刚性可以移动联轴器，例如滚子链联轴器、齿式联轴器。对于中、小型减速器，其输出与工作机轴的轴线便宜不很大时，也可以选用弹性柱销联轴器这类弹性可移式联轴器。联轴器型号按计算转距进行选择。所选定的联轴器，起轴孔直径的范围应与被联接两轴的直径相适应。应注意减速器高速轴外伸段轴径与电动机的轴径不得相差很大，否则难以选择合适的联轴器。北京化工大学毕业设计 53 设计计算过程及说明3.1 选择电动机3.1.
7、1 电动机类型和结构型式选择Y 系列笼型三相异步电动机,卧式闭型电电动机。3.1.2 选择电动机容量工作机所需功率 10FVPw= 9.1*42=7.98kw dn.36=80.7r/min电动机的输出功率 wdP= 7.089=10.4kw= 1*.* n=0.82*0.98*0.95*0.98*0.97*0.98*0.98*0.97*0.98*0.98*0.99*0.96=0.77确定电动机的额定功率Ped=Pd3.1.3选择电动机的转速同步转速 1500r/min。北京化工大学毕业设计 63.1.4确定电动机型号选择 Y160M-4 额定功率 11kw 转速 1460r/min3.2 传
8、动装置的总传动比及其分配i= 7.80146=18.1 带传动 i=2 圆锥 i= 2.5 圆柱 i= 43.3 计算传动装置的运动和动力装置参数各轴转速: 电动机轴 0n=1460r/min减速箱输入轴 1= 346=486.7 r/min高速轴 2= 7.8=235.1 r/min低速轴 3n= 45=58.8 r/min各轴输入功率: 0P= ed=11kw1= ed*0.95=10.45kw2= *0.98*0.97*0.98=9.73KW3P= *0.98*0.97*0.98=9.07KW各轴转矩:T0=9550* 0/n=72.0N*mT1=9550* / 1=205.0 N*mT
9、2=9550* 3P/ 2=395.2 N*mT3=9550* 4/n=1493.1 N*m3.4 带传动设计北京化工大学毕业设计 73.4.1定v带型号和带轮直径工作情况系数 AK=1.1计算功率 cP= 0=1.1*11=12.1kw选带型号 A型小带轮直径 1D=100mm大带轮直径 2=(1-0.01)*100*3=297mm大带轮转速 2n= 3460*.)-(=481.8r/min3.4.2计算带长求 mD = ( 0+ 1D)/2 =198.5mm求 =( - )/2=98.5mm2( 1+ 2)=a=0.7*( 1+ 2)初取中心距 a=600mm带长 L=Dm+2*a+ *=
10、1839.5基准长度 dL=2000mm求中心距和包角中心距 a= 43.1Dm)-( + 22 *8)14.3(L=344.18+337.06=681.24120北京化工大学毕业设计 8数求带根 v=3.14* 1D*n/(60*1000)=7.64m/s传动比 i= / 2=2带根数 0P=1.32kw K=0.95L=1.03 P=0.17kwz= cP/( 0+ )* K* 1)=12.1/(1.32+0.17)*0.95*1.03)=8.3 取9根求轴上载荷张紧力 0F=500* cP/v*z(2.5- K)/ K+qv*v=500*12.1/(7.64*9)*(2.5-0.95)/
11、0.95+0.10* 264.7=149.3N轴上载荷 QF=2* 0sin( 1/2)=2*9*149.3*sin(162.6/2)=2656.5N3.5齿轮传动设计直齿锥齿: 轴交角=90 传递功率P=10.45kw小齿轮转速 1n=486.7r/m 传动比i=2.07载荷平稳,直齿为刨齿,小齿轮40Cr,调质处理,241HB286HB平均260HB,大齿轮用45号钢,217HB255HB 平均230HB北京化工大学毕业设计 9齿面接触疲劳强度计算齿数和精度等级 取 1z=24 2z=i* 1=48选八级精度使用系数 AK=1.0 动载荷系数 vK=1.15齿间载荷分配系数 Ho 估计 A
12、*Ft/b100N/mmcos 1=u/ 2u=2/ 5=0.89cos 2=1/ =1/ =0.441Vz= / cos =24/0.89=26.972= / cos=48/0.44=109.1v=(1.88-3.2(1/(2* 1V)+1/(2* 2)cos=1.85z= 3/)8.14(=0.85HK= 2z=1.4齿向载荷分布函数 =1.9载荷系数 = Av=1*1.5*1.4*1.9=3.99转矩 1T=9.55* 60* nP=9.55* 610*10.45/486.7=20505N.mm弹性系数 EZ=189.8 Ma节点区域系数 H=2.5接触疲劳强度 1lim=710Mpa北
13、京化工大学毕业设计 102limH=680Mpa接触最小安全系数 liS=1.5接触寿命系数 1NZ= 2=1.0许用接触应力 H= 1lim* NZ/ limH=710*/1.05=676Mpa 2= 2li* / li=680*/1.05=648Mpa小轮大端分度圆直径 1d R=0.33 221)0.5-( 74HzuTkER=70mm验算圆周速度及Ka*Ft/b1md=(1-0.5R) 1d=(1-0.5R)70=59.5mmV= 0*61n=3.1459.5*486.7/60000=1.5m/stF= NdT2.6895.21b= R*R= *d/(2*sin 1)= R* 1d/(2* 2cos=20.4mmaK* tF/b=1.0*689.2/20.4=33.8N/mm100N/mm确定传动尺寸大端模数 m= 1d/z=70/24=2.9mm实际大端分度圆直径d =m 1=3*24=842=mz=3*48=144b= R*R=0.3*80.5=24.15mm
