YK 系列圓錐圓柱齒輪傳動減速器設計目 錄一 緒論………………………………………………………………………1二 結構設計三 設計計算過程及說明……………………………………………………….31 選擇電動機 ….32 傳動裝置的總傳動比及其分配.….33 計算傳動裝置的運動和動力裝置參數(shù)…34 帶傳動設計.…45 齒輪傳動設計.…56 軸的設計….117 軸承的選擇 …228 鍵的選擇.….…229 減速機箱體的設計.…2310 減速器附件設計.….23 11密封與潤滑.…24四 設計小結……………………………………………………………….……25五參考文獻………………………………………………….……………………26YK 系列圓錐圓柱齒輪傳動減速器設計1 緒論通過查閱一些文獻我可以了解到帶式傳動裝置的設計情況，為我所要做的課題確定研究的方向和設計的內(nèi)容。1.1 帶傳動帶傳動是機械設備中應用較多的傳動裝置之一，主要有主動輪、從動輪和傳動帶組成。工作時靠帶與帶輪間的摩擦或嚙合實現(xiàn)主、從動輪間運動和動力的傳遞。帶傳動具有結構簡單、傳動平穩(wěn)、價格低廉、緩沖吸振及過載打滑以保護其他零件的優(yōu)點。1.2 圓錐-圓柱齒輪傳動減速器YK 系列圓錐-圓柱齒輪傳動減速器適用的工作條件：環(huán)境溫度為-40～40度；輸入軸轉速不得大于 1500r/min,齒輪嚙合線速度不大于 25m/s，電機啟動轉矩為減速器額定轉矩的兩倍。YK 系列的特點：采用一級圓弧錐齒輪和一、二、三級圓柱齒輪組合，把錐齒輪作為高速級（四級減速器時作為第二級） ，以減小錐齒輪的尺寸；齒輪均采用優(yōu)質(zhì)合金鋼滲碳淬火、精加工而成，圓柱齒輪精度達到 GB/T10095 中的 6 級，圓錐齒輪精度達到 GB/T11365 中的 7 級；減速器的選用原則：（1）按機械強度確定減速器的規(guī)格。減速器的額定功率 P1N 是按載荷平穩(wěn)、每天工作小于等于 10h、每小時啟動 5 次、允許啟動轉矩為工作轉矩的兩倍、單向運轉、單對齒輪的接觸強度安全系數(shù)為 1、失效概率小于等于 1%等條件算確定.當載荷性質(zhì)不同，每天工作小時數(shù)不同時，應根據(jù)工作機載荷分類按各種系數(shù)進行修正.減速器雙向運轉時，需視情況將 P1N乘上 0.7～1.0 的系數(shù)，當反向載荷大、換向頻繁、選用的可靠度 KR較低時取小值，反之取大值。功率按下式計算： P2m=P2*KA*KS*KR ，其中 P2 為工作功率；KA 為使用系數(shù)； KS 為啟動系數(shù)； KR 為可靠系數(shù)。 （2）熱功率效核.減速器的許用熱功率 PG適用于環(huán)境溫度 20℃，每小時 100%連續(xù)運轉和功率利用律（指 P2/P1N×100%）為 100%的情況，不符合上述情況時，應進行修正。 （3）校核軸伸部位承受的徑向載荷。YK 系列圓錐圓柱齒輪傳動減速器設計2 結構設計2.1V 帶傳動帶傳動設計時，應檢查帶輪的尺寸與其相關零部件尺寸是否協(xié)調(diào)。例如對于安裝在減速器或電動機軸上的帶輪外徑應與減速器、電動機中心高相協(xié)調(diào)，避免與機座或其它零、部件發(fā)生碰撞。2.2 減速器內(nèi)部的傳動零件減速器外部傳動件設計完成后，可進行減速器內(nèi)部傳動零件的設計計算。1）齒輪材料的選擇應與齒坯尺寸及齒坯的制造方法協(xié)調(diào)。如齒坯直徑較大需用鑄造毛坯時，應選鑄剛或鑄鐵材料。各級大、小齒輪應該可能減少材料品種。2）蝸輪材料的選者與相對滑動速度有關。因此，設計時可按初估的滑速度選擇材料。在傳動尺寸確定后，校核起滑動速度是否在初估值的范圍內(nèi)，檢查所選材料是否合適。3）傳動件的尺寸和參數(shù)取值要正確、合理。齒輪和蝸輪的模數(shù)必須符合標準。圓柱齒輪和蝸桿傳動的中心距應盡量圓整。對斜齒輪圓柱齒輪傳動還可通過改變螺旋角的大小來進行調(diào)整。根據(jù)設計計算結果，將傳動零件的有關數(shù)據(jù)和尺寸整理列表，并畫出其結構簡圖，以備在裝配圖設計和軸、軸承、鍵聯(lián)結等校核計算時應用。聯(lián)軸器的選擇減速器的類型應該根據(jù)工作要求選定。聯(lián)接電動機軸與減速器，由于軸的轉速高，一般應選用具有緩沖、吸振作用的彈性聯(lián)軸器，例如彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器。減速器低速軸（輸出軸）與工作機軸聯(lián)接用的連周期，由于軸的轉速較低，傳遞的轉距較大，又因為減速器軸與工作機軸之間往往有較大的軸線偏移，因此常選用剛性可以移動聯(lián)軸器，例如滾子鏈聯(lián)軸器、齒式聯(lián)軸器。聯(lián)軸器型號按計算轉距進行選擇。所選定的聯(lián)軸器，起軸孔直徑的范圍應與被聯(lián)接兩軸的直徑相適應。應注意減速器高速軸外伸段軸徑與電動機的軸徑不得相差很大，否則難以選擇合適的聯(lián)軸器。YK 系列圓錐圓柱齒輪傳動減速器設計3 設計計算過程及說明3.1 選擇電動機3.1.1 電動機類型和結構型式選擇Y 系列籠型三相異步電動機, 臥式閉型電電動機。3.1.2 選擇電動機容量工作機所需功率= =7.98kw 10FVPw?9.1*42=80.7r/mindn.36電動機的輸出功率= =10.4kw?wdP?7.089η= *…* =0.82*0.98*0.95*0.98*0.97*0.98*0.98*0.97*0.98*0.98*0.99*0.96=0.771n確定電動機的額定功率Ped=Pd3.1.3選擇電動機的轉速同步轉速 1500r/min。3.1.4確定電動機型號選擇 Y160M-4 額定功率 11kw 轉速 1460r/min3.3 計算傳動裝置的運動和動力裝置參數(shù)各軸轉速: 電動機軸 =1460r/min0n減速箱輸入軸 = =486.7 r/min1346高速軸 = =235.1 r/min27.8低速軸 = =58.8 r/min3n45YK 系列圓錐圓柱齒輪傳動減速器設計各軸輸入功率: = =11kw0Ped= *0.95=10.45kw1= *0.98*0.97*0.98=9.73KW2= *0.98*0.97*0.98=9.07KW3P3.4 帶傳動設計3.4.1定v帶型號和帶輪直徑工作情況系數(shù) =1.1AK計算功率 = =1.1*11=12.1kwcP0選帶型號 A型3.4.2計算帶長求 = ( + )/2 =198.5mmmD01求Δ Δ=( - )/2=98.5mm2( + )=a=0.7*( + )121D2初取中心距 a=600mm帶長 L=πDm+2*a+ =1839.5??*基準長度 =2000mmdL求中心距和包角中心距 a= + =344.18+337.06=681.24120°z= /(( +Δ )* * )=12.1/((1.32+0.17)*0.95*1.03)=8.3 取9cP0?K根YK 系列圓錐圓柱齒輪傳動減速器設計求軸上載荷張緊力 =500* /v*z(2.5- )/ +qv*v=500*12.1/(7.64*9)*(2.5-0FcP?K0.95)/0.95+0.10* =149.3N264.7軸上載荷 =2* sin( /2)=2*9*149.3*sin(162.6°/2)=2656.5NQ013.5齒輪傳動設計直齒錐齒: 軸交角∑=90° 傳遞功率P=10.45kw小齒輪轉速 =486.7r/m 傳動比i=2.071n載荷平穩(wěn),直齒為刨齒,小齒輪40Cr,調(diào)質(zhì)處理,241HB~~286HB平均260HB,大齒輪用45號鋼,217HB~~255HB 平均230HB齒面接觸疲勞強度計算齒數(shù)和精度等級 取 =24 =i* =481z21z選八級精度使用系數(shù) =1.0 動載荷系數(shù) =1.15AKvK齒間載荷分配系數(shù) 估計 *Ft/be / =0.3erFr查表 =0.4 =1.61X1Y=1 =022當量動載荷 = *( * + * )=1.0*(0.4*1177.7+1.6*1228.4)1Pf1rF1a=2436.5N= *( * + * )= 4297.0N2df2Xr2Ya軸承壽命 =10hL 年8264195)497630(.81)(673/12 ????Pcnr同樣,高速軸承和低速軸承分別用選用圓錐滾子軸承30210和30213。3.8鍵的選擇 MPap80][??輸入軸 L=20 (mm)810??hbYK 系列圓錐圓柱齒輪傳動減速器設計高速軸 L=20812??hb低速軸 L=30T= mNdlhp .205670*35)(*4/]['*41 ???3.9 減速機箱體的設計名稱 符號 尺寸關系 結果 箱座壁厚 =0.025*a+3 8 ???箱蓋壁厚 =0.02*a+3 8 11a= 2md?箱體凸緣厚度 , , b=1.5?=15; =1.5 =15; =2.5?=25b12 1b12b加強肋厚度 , m=0.85 =8.5; =0.85 =8.5m1地腳螺栓直徑 14d)(08.21??md地腳螺栓數(shù)目 n 430~?箱 體 座 凸 緣 周 長 之 一 半n3.10 減速器附件設計3.10.1窺視孔和視孔蓋窺視孔應該在箱蓋頂部,以便觀察,應在凸臺上以便加工。3.10.2通氣器在箱蓋頂部,要適合環(huán)境,其尺寸要與減速器大小相合適。3.10.3油面指示器應該設在油面比較穩(wěn)定的地方,如低速軸附近。用圓形油標,有標尺的位置不能太高和太低,以免溢出油標尺孔座。3.10.4放油孔和螺塞YK 系列圓錐圓柱齒輪傳動減速器設計放在油的最低處,平時用螺塞塞住,放油孔不能低于油池面,以免排油不凈。3.10.5起吊裝置吊環(huán)可按起重重量選擇,箱蓋安裝吊環(huán)螺釘處設置凸臺,以使吊環(huán)螺釘有足夠的深度。3.10.6定位銷用圓錐銷作定位銷,兩定位銷的距離越遠越可靠,常設在箱體連接凸緣處的對角處,對稱布置。直徑d=0.8d2。3.10.7起蓋螺釘裝在箱蓋連接凸緣上,其螺紋長度大于箱體凸緣厚度,直徑可與連接螺釘相同。4 設計小結通過這次設計讓我了解到機械設計是從使用要求等出發(fā)，對機械的工作原理、結構、運動形式、力和能量的傳遞方式，以及各個零件的材料和形狀尺寸等問題進行構思、分析和決策的工作過程，這種過程的結果要表達成設計圖紙、說明書及各種技術文件。通過帶式輸送機傳動裝置的設計,了解了帶式輸送機傳動裝置的原理以及其結構。從帶式輸送機傳動裝置的設計，我學到了機械設計的思想--以最少的成本達到最好的目的,以最簡單的結構達到所需的功能。設計思想中最突出得的是—-合理二字。整個設計過程使我受益非淺。YK 系列圓錐圓柱齒輪傳動減速器設計5 參考文獻1 王昆等主編,機械設計課程設計,武漢: 高等教育出版社,1995。2 邱宣懷主編,機械設計.第四版,北京:高等教育出版社,1997。3 濮良貴主編,機械設計.第七版,西安: 高等教育出版社,2000。4 任金泉主編,機械設計課程設計,西安:西安交通大學出版社,2002。5 許鎮(zhèn)寧主編,機械零件,北京:人民教育出版社,1959。6 Tragfahigkeitsberechnung Von Stirn-und Kegelradern (DIN 3990), 1970。YK 系列圓錐圓柱齒輪傳動減速器設計目 錄一 緒論………………………………………………………………………1二 結構設計三 設計計算過程及說明……………………………………………………….31 選擇電動機 ….32 傳動裝置的總傳動比及其分配.….33 計算傳動裝置的運動和動力裝置參數(shù)…34 帶傳動設計.…45 齒輪傳動設計.…56 軸的設計….117 軸承的選擇 …228 鍵的選擇.….…229 減速機箱體的設計.…2310 減速器附件設計.….23 11密封與潤滑.…24四 設計小結……………………………………………………………….……25五參考文獻………………………………………………….……………………26YK 系列圓錐圓柱齒輪傳動減速器設計1 緒論通過查閱一些文獻我可以了解到帶式傳動裝置的設計情況，為我所要做的課題確定研究的方向和設計的內(nèi)容。1.1 帶傳動帶傳動是機械設備中應用較多的傳動裝置之一，主要有主動輪、從動輪和傳動帶組成。工作時靠帶與帶輪間的摩擦或嚙合實現(xiàn)主、從動輪間運動和動力的傳遞。帶傳動具有結構簡單、傳動平穩(wěn)、價格低廉、緩沖吸振及過載打滑以保護其他零件的優(yōu)點。1.2 圓錐-圓柱齒輪傳動減速器YK 系列圓錐-圓柱齒輪傳動減速器適用的工作條件：環(huán)境溫度為-40～40度；輸入軸轉速不得大于 1500r/min,齒輪嚙合線速度不大于 25m/s，電機啟動轉矩為減速器額定轉矩的兩倍。YK 系列的特點：采用一級圓弧錐齒輪和一、二、三級圓柱齒輪組合，把錐齒輪作為高速級（四級減速器時作為第二級） ，以減小錐齒輪的尺寸；齒輪均采用優(yōu)質(zhì)合金鋼滲碳淬火、精加工而成，圓柱齒輪精度達到 GB/T10095 中的 6 級，圓錐齒輪精度達到 GB/T11365 中的 7 級；減速器的選用原則：（1）按機械強度確定減速器的規(guī)格。減速器的額定功率 P1N 是按載荷平穩(wěn)、每天工作小于等于 10h、每小時啟動 5 次、允許啟動轉矩為工作轉矩的兩倍、單向運轉、單對齒輪的接觸強度安全系數(shù)為 1、失效概率小于等于 1%等條件算確定.當載荷性質(zhì)不同，每天工作小時數(shù)不同時，應根據(jù)工作機載荷分類按各種系數(shù)進行修正.減速器雙向運轉時，需視情況將 P1N乘上 0.7～1.0 的系數(shù)，當反向載荷大、換向頻繁、選用的可靠度 KR較低時取小值，反之取大值。功率按下式計算： P2m=P2*KA*KS*KR ，其中 P2 為工作功率；KA 為使用系數(shù)； KS 為啟動系數(shù)； KR 為可靠系數(shù)。 （2）熱功率效核.減速器的許用熱功率 PG適用于環(huán)境溫度 20℃，每小時 100%連續(xù)運轉和功率利用律（指 P2/P1N×100%）為 100%的情況，不符合上述情況時，應進行修正。 （3）校核軸伸部位承受的徑向載荷。YK 系列圓錐圓柱齒輪傳動減速器設計2 結構設計2.1V 帶傳動帶傳動設計時，應檢查帶輪的尺寸與其相關零部件尺寸是否協(xié)調(diào)。例如對于安裝在減速器或電動機軸上的帶輪外徑應與減速器、電動機中心高相協(xié)調(diào)，避免與機座或其它零、部件發(fā)生碰撞。2.2 減速器內(nèi)部的傳動零件減速器外部傳動件設計完成后，可進行減速器內(nèi)部傳動零件的設計計算。1）齒輪材料的選擇應與齒坯尺寸及齒坯的制造方法協(xié)調(diào)。如齒坯直徑較大需用鑄造毛坯時，應選鑄剛或鑄鐵材料。各級大、小齒輪應該可能減少材料品種。2）蝸輪材料的選者與相對滑動速度有關。因此，設計時可按初估的滑速度選擇材料。在傳動尺寸確定后，校核起滑動速度是否在初估值的范圍內(nèi)，檢查所選材料是否合適。3）傳動件的尺寸和參數(shù)取值要正確、合理。齒輪和蝸輪的模數(shù)必須符合標準。圓柱齒輪和蝸桿傳動的中心距應盡量圓整。對斜齒輪圓柱齒輪傳動還可通過改變螺旋角的大小來進行調(diào)整。根據(jù)設計計算結果，將傳動零件的有關數(shù)據(jù)和尺寸整理列表，并畫出其結構簡圖，以備在裝配圖設計和軸、軸承、鍵聯(lián)結等校核計算時應用。聯(lián)軸器的選擇減速器的類型應該根據(jù)工作要求選定。聯(lián)接電動機軸與減速器，由于軸的轉速高，一般應選用具有緩沖、吸振作用的彈性聯(lián)軸器，例如彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器。減速器低速軸（輸出軸）與工作機軸聯(lián)接用的連周期，由于軸的轉速較低，傳遞的轉距較大，又因為減速器軸與工作機軸之間往往有較大的軸線偏移，因此常選用剛性可以移動聯(lián)軸器，例如滾子鏈聯(lián)軸器、齒式聯(lián)軸器。聯(lián)軸器型號按計算轉距進行選擇。所選定的聯(lián)軸器，起軸孔直徑的范圍應與被聯(lián)接兩軸的直徑相適應。應注意減速器高速軸外伸段軸徑與電動機的軸徑不得相差很大，否則難以選擇合適的聯(lián)軸器。YK 系列圓錐圓柱齒輪傳動減速器設計3 設計計算過程及說明3.1 選擇電動機3.1.1 電動機類型和結構型式選擇Y 系列籠型三相異步電動機, 臥式閉型電電動機。3.1.2 選擇電動機容量工作機所需功率= =7.98kw 10FVPw?9.1*42=80.7r/mindn.36電動機的輸出功率= =10.4kw?wdP?7.089η= *…* =0.82*0.98*0.95*0.98*0.97*0.98*0.98*0.97*0.98*0.98*0.99*0.96=0.771n確定電動機的額定功率Ped=Pd3.1.3選擇電動機的轉速同步轉速 1500r/min。3.1.4確定電動機型號選擇 Y160M-4 額定功率 11kw 轉速 1460r/min3.3 計算傳動裝置的運動和動力裝置參數(shù)各軸轉速: 電動機軸 =1460r/min0n減速箱輸入軸 = =486.7 r/min1346高速軸 = =235.1 r/min27.8低速軸 = =58.8 r/min3n45YK 系列圓錐圓柱齒輪傳動減速器設計各軸輸入功率: = =11kw0Ped= *0.95=10.45kw1= *0.98*0.97*0.98=9.73KW2= *0.98*0.97*0.98=9.07KW3P3.4 帶傳動設計3.4.1定v帶型號和帶輪直徑工作情況系數(shù) =1.1AK計算功率 = =1.1*11=12.1kwcP0選帶型號 A型3.4.2計算帶長求 = ( + )/2 =198.5mmmD01求Δ Δ=( - )/2=98.5mm2( + )=a=0.7*( + )121D2初取中心距 a=600mm帶長 L=πDm+2*a+ =1839.5??*基準長度 =2000mmdL求中心距和包角中心距 a= + =344.18+337.06=681.24120°z= /(( +Δ )* * )=12.1/((1.32+0.17)*0.95*1.03)=8.3 取9cP0?K根YK 系列圓錐圓柱齒輪傳動減速器設計求軸上載荷張緊力 =500* /v*z(2.5- )/ +qv*v=500*12.1/(7.64*9)*(2.5-0FcP?K0.95)/0.95+0.10* =149.3N264.7軸上載荷 =2* sin( /2)=2*9*149.3*sin(162.6°/2)=2656.5NQ013.5齒輪傳動設計直齒錐齒: 軸交角∑=90° 傳遞功率P=10.45kw小齒輪轉速 =486.7r/m 傳動比i=2.071n載荷平穩(wěn),直齒為刨齒,小齒輪40Cr,調(diào)質(zhì)處理,241HB~~286HB平均260HB,大齒輪用45號鋼,217HB~~255HB 平均230HB齒面接觸疲勞強度計算齒數(shù)和精度等級 取 =24 =i* =481z21z選八級精度使用系數(shù) =1.0 動載荷系數(shù) =1.15AKvK齒間載荷分配系數(shù) 估計 *Ft/be / =0.3erFr查表 =0.4 =1.61X1Y=1 =022當量動載荷 = *( * + * )=1.0*(0.4*1177.7+1.6*1228.4)1Pf1rF1a=2436.5N= *( * + * )= 4297.0N2df2Xr2Ya軸承壽命 =10hL 年8264195)497630(.81)(673/12 ????Pcnr同樣,高速軸承和低速軸承分別用選用圓錐滾子軸承30210和30213。3.8鍵的選擇 MPap80][??輸入軸 L=20 (mm)810??hbYK 系列圓錐圓柱齒輪傳動減速器設計高速軸 L=20812??hb低速軸 L=30T= mNdlhp .205670*35)(*4/]['*41 ???3.9 減速機箱體的設計名稱 符號 尺寸關系 結果 箱座壁厚 =0.025*a+3 8 ???箱蓋壁厚 =0.02*a+3 8 11a= 2md?箱體凸緣厚度 , , b=1.5?=15; =1.5 =15; =2.5?=25b12 1b12b加強肋厚度 , m=0.85 =8.5; =0.85 =8.5m1地腳螺栓直徑 14d)(08.21??md地腳螺栓數(shù)目 n 430~?箱 體 座 凸 緣 周 長 之 一 半n3.10 減速器附件設計3.10.1窺視孔和視孔蓋窺視孔應該在箱蓋頂部,以便觀察,應在凸臺上以便加工。3.10.2通氣器在箱蓋頂部,要適合環(huán)境,其尺寸要與減速器大小相合適。3.10.3油面指示器應該設在油面比較穩(wěn)定的地方,如低速軸附近。用圓形油標,有標尺的位置不能太高和太低,以免溢出油標尺孔座。3.10.4放油孔和螺塞YK 系列圓錐圓柱齒輪傳動減速器設計放在油的最低處,平時用螺塞塞住,放油孔不能低于油池面,以免排油不凈。3.10.5起吊裝置吊環(huán)可按起重重量選擇,箱蓋安裝吊環(huán)螺釘處設置凸臺,以使吊環(huán)螺釘有足夠的深度。3.10.6定位銷用圓錐銷作定位銷,兩定位銷的距離越遠越可靠,常設在箱體連接凸緣處的對角處,對稱布置。直徑d=0.8d2。3.10.7起蓋螺釘裝在箱蓋連接凸緣上,其螺紋長度大于箱體凸緣厚度,直徑可與連接螺釘相同。4 設計小結通過這次設計讓我了解到機械設計是從使用要求等出發(fā)，對機械的工作原理、結構、運動形式、力和能量的傳遞方式，以及各個零件的材料和形狀尺寸等問題進行構思、分析和決策的工作過程，這種過程的結果要表達成設計圖紙、說明書及各種技術文件。通過帶式輸送機傳動裝置的設計,了解了帶式輸送機傳動裝置的原理以及其結構。從帶式輸送機傳動裝置的設計，我學到了機械設計的思想--以最少的成本達到最好的目的,以最簡單的結構達到所需的功能。設計思想中最突出得的是—-合理二字。整個設計過程使我受益非淺。YK 系列圓錐圓柱齒輪傳動減速器設計5 參考文獻1 王昆等主編,機械設計課程設計,武漢: 高等教育出版社,1995。2 邱宣懷主編,機械設計.第四版,北京:高等教育出版社,1997。3 濮良貴主編,機械設計.第七版,西安: 高等教育出版社,2000。4 任金泉主編,機械設計課程設計,西安:西安交通大學出版社,2002。5 許鎮(zhèn)寧主編,機械零件,北京:人民教育出版社,1959。6 Tragfahigkeitsberechnung Von Stirn-und Kegelradern (DIN 3990), 1970。