1、二级圆锥圆柱齿轮减速器毕业设计二级圆锥圆柱齿轮减速器毕业设计本科毕业论文(设计) 题 目 二级圆锥圆柱减速器设计 学 院 机电与信息工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 年 级 2012 级 学 号 2012131047 姓 名 解鹏飞 指 导 教 师 范盈圻 成 绩 2015年12月15日二级圆锥圆柱减速器设计 摘要：齿轮传动是现代机械设计中应用最广的一种形式，它由齿轮、轴、轴承、及箱体组成的齿轮减速器。齿轮减速器具有效率高、寿命长、维护简便等优点，因而应用极为广泛。本文对带式运输机的常用传动装置之一二级圆锥圆柱减速器进行了相关的设计，确定了传动方案，并对主要零件进行了结构设计或选型。关
2、键词：齿轮传动 减速器 圆锥齿轮Abstract：Gear drive is one of the most widely used forms in modern mechanical design. It consists of gears, shafts, bearings, and a gear reducer.The gear reducer has the advantages of high efficiency, long life and easy maintenance,and so on, so the application is very extensive.In t
3、his paper,one of the commonly used driving device of belt conveyor,the two stage conical cylindrical gear reducer is designed, the transmission scheme is determined, and the main parts of the structure design of selection. Key Words: Gear drive, Retarder, Design, Bevel gear wheel0引言齿轮传动是现代机械中应用最广的一种
4、传动形式。它的主要优点是：瞬时传动比恒定、工作平稳、传动准确可靠，可传递空间任意两轴之间的运动和动力；适用的功率和速度范围广；传动效率高，=0.92-0.98；工作可靠、使用寿命长；外轮廓尺寸小、结构紧凑。由齿轮、轴、轴承及箱体组成的齿轮减速器,用于原动机和工作机或执行机构之间,起匹配转速和传递转矩的作用,在现代机械中应用极为广泛。当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。减速器与电动机的连体结构，也是大力开拓的形式，并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。近十几年来,由于近代计算机技术与数控技术的发展，使得机械加工精度，加工效率大大提高，从而推动了机械
5、传动产品的多样化，整机配套的模块化，标准化，以及造型设计艺术化，使产品更加精致，美观化。1总体传动方案的设计传动装置由电机、减速器和工作机组成。考虑到电动机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。初步确定传动系统总体方案如图1-1所示，选择V带传动和二级圆锥圆柱齿轮传动。图1-1 传动方案2 电动机的选择2.1选择电动机类型按照工作要求和工作条件，则选择Y系列三相笼型异步电动机，其结构为全封闭自扇冷式结构，额定电压为380V。2.2选择电动机容量选择电动机所需功率为，所以选择电动机时应保证电动机的额定功率Ped略大于工作机所需的电动机Pd即可，即PedPd。(1)计算带式运输机所需的功率为：
6、(2-1) (2)各机械传动效率的参数选择：（弹性联轴器），(圆锥滚子轴承)，（圆锥齿轮传动），（圆柱齿轮传动），（卷筒） 传动总效率： (2-2)(3)电动机的输出功率： (2-3)(4)确定电动机转速: 选择二级圆锥圆柱齿轮减速器传动比合理范围=822工作机滚筒转速： (2-4)所以电动机转速范围为，符合这一范围的同步转速为：750r/mim，1000r/min，1500r/min。考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1000r/min的电动机。电动机选择如表所示：表2-1电动机参数型号额定功率/kw满载功率(r/min)启动转矩最大转矩额
7、定转矩额定转矩Y112M-62.29402.02.23传动装置运动及动力参数计算3.1确定传动装置的总传动比和分配传动比传动装置总传动比： (3-1)分配各级传动比： (3-2)3,成立3.2计算各轴的转速轴 轴轴3.3计算各轴的输入功率轴: (3-3)轴:轴:滚筒轴P滚:3.4计算各轴的输入转矩因电动机轴的输出转矩 (3-4)所以轴：= (3-5) 轴： 轴： 滚筒轴：4减速器齿轮的参数计算4.1高速级减速齿轮的设计计算（1）选定高速齿轮类型、精度等级、材料和齿数 按传动方案方案选用直齿圆锥传动，压力角取为20。 带式输送机为一般工作机器，查手册2选用7级精度。 小齿轮、大齿轮材料选择如下表
8、：表4-1齿轮材料参数齿轮型号材料牌号热处理方法强度极限屈服极限小齿轮45调质650360大齿轮45正火580290 选择小齿轮齿数，则大齿轮齿数，取，实际齿数比 (4-1)（2）按齿面接触疲劳强度计算 计算小齿轮分度圆直径： (4-2)1)确定各式中参数：取，小齿轮传递的转矩，选取齿宽系数，查手册2得区域系数，弹性影响系数，查手册2得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为、。计算应力循环次数： (4-3) (4-4) 查手册2得接触疲劳寿命系数、 取失效概率为1%，安全系数S=1。则有： (4-5) (4-6) 取二者中较小者作为该齿轮的接触疲劳需用应力，既2）计算小齿轮分度圆直径 =68.92
9、1mm3）调整小齿轮分度圆直径计算圆周速度v (4-7) (4-8)当量齿轮的齿宽系数 (4-9) 计算实际载荷系数查手册2得使用系数，动载系数，齿间载荷分配系数，齿向载荷分配系数。 实际载荷系数 (4-10)按实际载荷系数得分度圆直径： (4-11) 齿轮模数： (4-12)（3）按齿根弯曲疲劳强度计算1）试算模数 (4-13)确定公式中的各参数值：试选取，查手册2得齿形系数：、，应力修正系数：、，小齿轮和大齿轮齿根弯曲疲劳强度极限分别为，弯曲疲劳寿命系数，。取弯曲疲劳安全系数S=1.5。则有： (4-14) ， (4-15) 因为大齿轮的大于小齿轮，所以取2)计算模数 (4-16) = =
10、1.347mm对比计算结果，齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，因为齿轮模数m的大小主要取决于弯曲疲劳强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，所以可取由弯曲疲劳强度算得的模数1.347mm，并就近圆整为标准值m=2mm，按接触疲劳强度算得的分度圆直径。算出小齿轮齿数,取 则大齿轮数 为了使两齿轮的齿数互质，取2）查手册4得计算小齿轮的基本几何尺寸3）计算分度圆直径： 计算分锥角： (4-17) 计算齿轮宽度： (4-18)取（4）校核计算1）分度圆直径校核 (4-19)修正各式中参数 取， 即2）校核(2)校核模数因，故按大齿轮校核
11、 =1.631mm因实际， 均大于要求值，故所设计的齿轮强度足够。4.2低速级减速齿轮的设计计算选定低速齿轮类型、精度等级、材料和齿数 按传动方案选用直齿圆柱齿轮传动 查手册2选用7级精度 材料选择及热处理如下表：表4-2 齿轮材料参数齿轮型号材料牌号热处理方法齿面硬度（HBS）小齿轮45Cr调质280大齿轮45正火240齿轮齿数选择：选齿轮齿数，根据传动比 ，则大齿轮齿数为，取,实际传动比。（1）按齿面接触疲劳设计 1)试算分度圆直径 （4-20)确定公式中的各参数值： ，试选， 查手册2得齿宽系数，区域系数，材料的弹性影响系数。2）计算接触疲劳强度重合系数 (4-21) (4-22) (4
12、-23)3）计算接触疲劳许用应力 查手册2得小齿轮和大齿轮接触疲劳极限分别为、计算应力循环次数:。 查手册2得接触疲劳寿命系数、，取失效率为1%，安全系数S=1。则有 (4-24) 取两者较小者作为齿轮的解除疲劳许用应力，即4）计算小齿轮分度圆直径 (4-25) = =46.339mm5)调整小齿轮分度圆直径计算实际载荷前的数据准备 圆周速度: (4-26) 齿轮齿宽： (4-27)计算实际载荷系数 查手册2得，动载系数 齿轮的圆周力： (4-28) 查手册2得齿间载荷分配系数，齿间载荷分布系数 由此，得到实际载荷系数按实际载荷系数算得的分度圆直径 (4-29) 及相应的模数（2）按齿根弯曲接
13、触疲劳强度设计1）试算模数，即 (4-30)确定公式中的各参数值： 试选，计算弯曲疲劳强度用重合系数 (4-31)查手册2得齿形系数，。应力修正系数，。小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为，。弯曲疲劳寿命系数，。取弯曲疲劳安全系数S=1.4，得到： 取两者中较大者，所以取2）计算模数 = =1.468mm调整齿轮模数 计算实际载荷系数前的数据准备: 齿宽b： 齿高h： 齿高比计算实际载荷系数根据，7级精度，查手册2得动载系数，齿间载荷分配系数，。动载荷系数得按实际载荷系数算得的齿轮模数：对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲疲劳强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取由弯曲疲劳强度算得的模数1.48mm并就近圆整为标准值m=2mm，按接触疲劳强度算得的分度圆直径，算出小齿轮齿数。取，则大齿轮齿数，为使与互为质数，取。（3）几何尺寸计算1）计算分度圆直径 2）计算
