本科毕业论文---自动切管机及送料机构设计.doc

编号

无锡太湖学院
毕业设计（论文）

题目： 自动切管机及送料机构设计

信机 系 机械工程及自动化专业

学 号： 　　　 　　　　
学生姓名：
指导教师： （职称：副教授 ）
（职称： ）

2013年5月25日
V
无锡太湖学院本科毕业设计（论文）
诚 信 承 诺 书

本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 自动切管机及送料机构设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。

班 级： 机械96
学 号： 0923267
作者姓名：
2013 年 5 月 25 日

无锡太湖学院
信 机　系 机械工程及自动化专业
毕 业 设 计论 文 任 务 书
一、题目及专题：
1、题目　　 自动切管机及送料机构设计 　　
2、专题　 　
二、课题来源及选题依据
课题来源于生产实际。
切管机在许多制造行业中占有举足轻重的地位，他可以将传统的手工作业转变成批量生产，其生产效率可以大幅度提高，工人劳动强度显著降低，更为重要的是产品质量有了显著的提高。因此在许多制造行业中切管机得到了广泛的应用。
某机车车辆厂，每天都要切割大量50～60 mm材料为Q235的金属管，现需设计制造一台切管机。
1.切管尺寸范围：50～60 mm。
2.切管力：F=3500N。
3.切管时滚筒转速：70r/min。
三、本设计（论文或其他）应达到的要求：
1.通过该设计使学生熟悉机械设计的一般思路。
2.使学生掌握机械设计的方法和技巧。
3. 通过设计巩固机械制图、金属材料、机械设计基础等课程的知识。
4.完成自动切管机方案设计、主要部件的参数计算。
5.完成标准件的选用。
6.完成零、部件图8张以上。
7.完成自动切管机总装图1张。
8.撰写毕业说明书一份。
①计算正确完整，文字简洁通顺，书写整齐清晰。
②论文中所引用的公式和数据应注明出处。
③论文字数不少于1.5万字。
四、接受任务学生：
机械96 班 　　姓名
五、开始及完成日期：
自2012年11月12日 至2013年5月25日
六、设计（论文）指导（或顾问）：
指导教师　　　　　　　签名
签名
　　　　　　　签名

教研室主任
　　　　　　〔学科组组长研究所所长〕　　　　　　　签名
　　 　　系主任 　　　　　　签名
2012年11月12日

摘 要
自动切管机主要用于加工各种用途的管件，包括各种材料的金属管件，本次设计的自动切管机及送料机构所加工的管件主要是直径在 60～70mm之间。本论文设计的自动切管机及送料机构，能自动切管和送料达到自动加工金属管件的目的。完成的工作主要是自动切管机中圆锥齿轮减速器、切管机棍筒、机架及自动送料机构工作方案的设计。其中，切管机的工用原理是：电动机通过V带传动，圆锥齿轮减速箱、开式齿轮传动到一对棍筒，然后带动金属管的旋转，获得切割时的主运动。同时，圆盘刀片向下移动，实现管子的切割工作。其中包括确定切管机设计方案的制定、传动装置的设计和计算（包括电动机的选择、拟定传动方案、各轴转速、功率和转矩的计算、传动机构的设计与计算等）。根据已有的经验公式，对上述各项进行了详细的计算和强度校核之后，确定了各个零件之间的尺寸位置。最后绘制切管机装配图、部件图以及部分零件图。
本设计所完成的切管机主要用于车间中对60～70mm管件的切管加工，对提高生产效率，减轻工人的劳动强度有着积极的意义。

关键词：切管机；减速器；棍筒

Abstract

Automatic cutting machine mainly being used in processing various functional tube parts ,primarily includes varieties material`s metals tube parts . This time the designed automatic cutting machine and conveying mechanism essentially process the tube parts which diameter between 60~70mm.The task of this time designed automatic cutting machine and conveying mechanism , automatic pipe cutting and feeding mechanism to achieve automatic processing of metal pipe fitting objective. The main work is the automatic pipe cutting bevel gear machine reducer, pipe cutting machine roller, frame and the automatic feeding programme of work organization design. Among them, pipe cutting machine working principle is: the motor through driving V, bevel gear reducer, gear transmission to a pair of roller, and then drive the metal tube rotary, obtain the main movement during cutting. At the same time, move down the disc blade, cutting the pipe. Including the determination of design and calculation formulation, transmission pipe cutting machine design scheme (including the choice of motor, the proposed transmission scheme, the shaft speed, power and torque calculation of the transmission mechanism, design and calculation.).According to the already experienced--formula,the mutual dimension among each components being fixed .Finally ,draw the assemble chart; components chart as well as portion spare parts chart.
The designed of pipe cutting machine is mainly used for pipe processing of 60 ~ 70mm pipe cutting workshop, to improve production efficiency, is of positive significance to reduce the labor intensity of workers.

Key words: pipe cutting machine; reducer; drum sticks

目 录
摘 要 IV
Abstract V
目 录 VI
1 绪论 1
1.1课题的意义、目的、研究范围 1
1.2国内外的发展概况 1
1.3本课题应达到的要求 2
2 自动切管机设计方案的拟定 3
2.1 自动切管设计方案的分析 3
2.1.1 切管方案的拟定 3
2.1.2 切管方案的比较 4
2.2 切管方案的确定 4
3 自动切管机传动装置的设计 5
3.1 传动装置的分析 5
3.1.1 棍筒传动装置方案的初步拟定 5
3.1.2 各传动装置方案的比较 6
3.2 棍筒传动装置方案的确定 6
4 切管机传动装置的计算 7
4.1 电动机的选择 7
4.1.1 电动机的类型和结构分析 7
4.1.2 选择切管机电动机的功率 7
4.1.3 确定切管机电动机的转速 8
4.2 计算总传动比及分配各级的传动比 8
4.3 运动参数及动力参数计算 9
4.3.1 各轴转速计算 9
4.3.2 各轴输入功率计算 9
4.3.3 各轴输入转矩计算 9
5 切管机传动零件的设计计算 11
5.1 V带轮传动的设计计算 11
5.2 圆锥齿轮传动的设计计算 13
5.3 圆柱齿轮传动的设计计算 16
6 自动切管机轴的设计计算 19
6.1 主动轴设计计算 19
6.2 锥齿轮输出轴设计计算 21
6.3 惰轮轴设计计算 24
6.4 棍筒轴设计计算 25
7 键联接的选择及计算 26
7.1 电机与电动机带轮联接采用平键连接 26
7.2 主动轴与减速器机带轮联接采用平键连接 26
7.3 锥齿轮输出轴与小圆柱齿轮联接采用平键连接 26
7.4 锥齿轮输出轴与大锥齿轮联接采用平键连接 27
7.5惰轮轴与惰轮联接采用平键连接 27
7.6 棍筒输出轴与大圆柱齿轮联接采用平键连接 27
8 滚动轴承设计 28
8.1 主动轴的轴承设计计算 28
8.2 输出轴的轴承设计计算 29
9 减速机箱体结构设计 31
10 密封及润滑的设计 33
10.1 密封 33
10.2 润滑 33
11 自动送料机构工作方案设计 34
11.1自动送料装置的总体设计及工作原理 34
11.2主要组成部分的设计计算 34
11.2.1驱动的设计和计算 34
11.2.2轴向运动的传动机构设计和计算 35
11.2.3夹具的设计和计算 35
11.2.4控制系统的选择 35
11.2.5 电动机的选择 35
11.2.6机架的设计 36
11.2.7其他部分的设计 36
12 结论与展望 37
12.1结论 37
12.2不足之处及未来展望 37
12.2.1 不足之处 37
12.2.2 未来展望 37
致 谢 38
参考文献 39
附 录 40
YEJ系列电磁制动三相异步电动机安装及外形尺寸 40
附录二 40
YEJ系列电磁制动三相异步机技术数据 40
附录三 41
常见机械传动的主要特性 41

43

自动切管机及送料机构设计
1 绪论
机械制造业在国民经济中起着重要的作用的基础产业。随着时代的发展，人们在想方设法改善自己的生存条件和生活水平，正是因为这一点，并推动机械制造业生产的快速发展，人们在超前进到一个更高的精度，效率更高，成本更低，更人性化的方向发展。数控技能床，加工中心，柔性制造系统，集成制造系统，虚拟制造，敏捷制造，和其他不断出现的先进制造技术和在新的先进生产模式的新提高企业的生产能力和市场适应能力，产品性能大幅提高，机械制造行业呈现激烈的国际竞争中高速发展的势头。
1.1课题的意义、目的、研究范围
传统的工业生产中，长期使用相对落后的手工切割金属管操作，进行批量生产，不仅是劳动密集，生产效率不高，质量差的产品，合格率，导致成本高。随着机械制造业的快速发展和人民的要求越来越高，产品，工厂，以提高生产效率，生产精度，降低生产成本，因此自动切管机的需求已是迫在眉睫。
自动切管机在制造业中占有举足轻重的地位，因为自动切管机可以被转换成传统的手工生产，自动化生产，大大提高了生产效率，劳动强度已大大降低，产品质量已显着改善，以满足精度要求的产品。特别是在汽车制造业，石油，冶金和许多其他制造业，管道切割机具有自动送料机构已被广泛使用。
自动切管机切割机和送料机构的设计主要是设计用于金属管道切割。其主要内容是在切管机，切割机构和齿轮箱和其相关联的部分的进给机构，其中主要包括传输的设计和计算;整体结构的设计，检查设计计算的研究设计和设计，并通过获得的数据，系统的总装配图，然后绘制相关零件图;最后切管机，自动送料机构组合，实现自动化生产的目的。
1.2国内外的发展概况
机械制造业的快速发展，传统的手工工作已经不能满足今天的产品精度高，效率高，成本低，发展，自动化在许多领域取得了很好的效果，自动化已经深入人心。所以自动切管机诞生了。有许多切管机，车床主要管道切割机，锯床型管道切割机，大型通风管道切割机，微型切割机，切管机微电脑，微电脑切带机，微管切割机，微电脑切片机，微电脑带机，微电脑切带机，微剪彩机，微电脑松紧带切割机，微电脑切膜机，粘扣带圆角切割机，微型切割机，FFC软电缆切割机，切片自动化配套设备。

图1.1 车床切断金属示意图

图1. 2 弓锯切割金属示意图

图1.3 砂轮片切割机
车床切割机操作工件旋转，翻不动，切割表面质量，可以取得非常理想的状态，但效率较低，多芯片，不易折断，特别是大型加工噪声的切割材料，把寿命不长，切有限由床料的长度。高温，在组织切口的变化。锯切割机类工作工件不旋转，噪音，大口径管材切割，锯片刀的直径增大，面对中心切料歪斜，平行度低，加工表面质量好，加工材料时，会丢失，尤其是在粗切，将有一小片的一侧的前板坯料，影响下道工序的定位，以及从头开始的手可能。轮切管机工作产生较大的火花，有很大的噪音，切割表面质量差，加工时，材料丢失。
1.3本课题应达到的要求
通过自动切管机，送料机构设计，使钢60-70mm的自动切管机，自动处理。喂奶后自动切管机，自动切管材料，切割完成上下料，自动送料，继续切割循环工作。可以达到传统的手工工作，投入批量生产，实现自动化生产，大大提高生产效率，大大降低了劳动强度的目的。

2 自动切管机设计方案的拟定
2.1 自动切管设计方案的分析
设计是一个项目，旨在校准的繁琐，复杂的工作，可以组织的大方向，有序，高效的执行。在最大程度上，减少抗工人，误差和偏差的工作过程中，使所生产的产品，它应该是能够实现良好的任务，它应该达到实现的功能。
2.1.1 切管方案的拟定
根据传统切割金属管的方法和改进方法现拟定以下几种方案：
方案一：
使用车床，通过切断刀的进给运动来切断金属管；
其工作原理图如图2.1所示：

图2.1 车床切断刀切断金属管原理图
方案二：
使用砂轮切割机，通过砂轮片的高速旋转来切断金属管；
其工作原理图如图2.2所示：

图2.2 砂轮切割金属管原理图

方案三：
使用切管机，通过棍筒旋转碾压的方法来切断金属管；
其工作原理图如下：

图2.3 棍筒旋转碾压割断金属管原理图
2.1.2 切管方案的比较
方案一程序需要切断的金属管的机器上，只占用一个共同的工具，同时夹紧需要一定的时间，则处理效率不高，夹紧过程中很容易变形，该金属管的夹紧。低生产率和容易顺坏管，但可用于直接输送机的送料。
方案二轮需要同时通过摇臂旋转饲料切割金属管，其结构简单，使用方便，生产效率高，而且切割时砂轮磨损大，容易损坏。因此，这种解决方案是只适用于小批量的间歇生产，大规模生产不能满足。
方案三的金属管，同时旋转圆盘刀片不断地向下移动，为了达到目的切割管道，机器结构简单，工作可靠，能满足大量切管的目的。其结构简单，也不需要加强，以方便自动处理管。
2.2 切管方案的确定
基于以上的分析和比较，生产的实际需求和设计要求，设计选择方案三的设计。
切割原理是由一电动机的输入运动和力，通过减速齿轮机构驱动旋转滚筒棒，用棒之间的缸和管道，管旋转驱动的切削工具的主运动，并通过刀片的摩擦切割机制进给运动，达到切割金属管。

3 自动切管机传动装置的设计
3.1 传动装置的分析
发送装置是运动和功率之间的数据传输远程兼实现其他效果的移动设备，其功能如下：
如图1所示，能量分布;
2，速度的变化;
3，运动形式的改变。
该驱动装置是机器的主要组成部分。。
3.1.1 棍筒传动装置方案的初步拟定
根据设计要求现拟定以下几种传动方案：
方案一：涡轮蜗杆-圆柱齿轮传动，其示意图如图3.1所示：

图3.1 涡轮蜗杆-圆柱齿轮传动
方案二：二级圆柱齿轮传动，其示意图如图3.2所示：

图3.2 二级圆柱齿轮传动
方案三：圆锥齿轮-圆柱齿轮传动，其示意图如图3.3所示：

图3.3 圆锥齿轮-圆柱齿轮传动
3.1.2 各传动装置方案的比较
方案一：该蠕虫 - 圆柱齿轮，其结构紧凑，传动比大，传动平稳，噪音低，但在长期连续运行的条件下，由于效率低蜗轮，功率损耗，适用于负载较小，间歇工作的情况下，往往需要更昂贵的耐磨材料，具有良好的耐磨性和良好的润滑装置，因而成本较高。
方案二：采用两个圆柱齿轮传动，其承载能力和调速范围大，传动比恒定，可靠，效率高，寿命长。但其制造和安装精度高，吵闹，和更高的成本，而设计宽度尺寸较大。
方案三：使用锥齿轮 - 圆柱齿轮传动，其承载能力和调速范围大，传动比恒定，可靠，效率高，寿命长。同时设计宽度更小的尺寸也是适合于长期连续运行。但是，其处理成本也较高。

3.2 棍筒传动装置方案的确定
工作机，以满足性能要求的传输方案，传动机构可以是不同的类型，在不同的组合和排列顺序的组合物。合理的解决方案，应确保运行可靠，结构简单，体积小，易加工，成本低，传动效率高，使用维修设施。当使用计划往往是难以满足这些要求，因此，确保重点的要求。
上述比较分析传输方案的基础上，考虑合理的传输方案，所以这种设计选择方案三，用于传输的要求。 ]是通过滑轮由电机带动，然后通过锥齿轮的锥齿轮和惰轮驱动杆管进行传输，从而达到切割金属管的目的。

4 切管机传动装置的计算
4.1 电动机的选择
选择电机，您必须了解电机，每个电机的出厂铭牌，标用电机的主要技术参数。因此，合理选择电动机，电动机将比较这些特点，在设计中应选择电机类型，结构，动力和速度，并在目录中找到它的类型和大小。
4.1.1 电动机的类型和结构分析
电动机交流电动机和直流电动机两种。由于直流电动机需要直流电源的结构较复杂，价格较高，维护相对不便，因此不应该使用没有特殊的要求。
一般工业用三相交流电源，所以没有特殊的要求，通常选择三相交流电机。三相交流异步电动机具有结构简单，可靠，价格便宜，维修方便等，因此被广泛使用。交流电机的异步和同步电机的类别。异步电动机鼠笼伤口两个，其中一个普通的鼠笼式感应电机应用最。设计荷载的变化，由于其规模较小，所以使用三相笼型异步电动机，封闭结构，电压为380V，因为有时需要快速停止，频繁启动，所以使用YEJ系列。
4.1.2 选择切管机电动机的功率
工作所需的电动机功率：

计算公式：
—工作机工作所需的电源，是指主动侧杆管工作机所需要的功率，kW;；
—电机工作机的主动侧杆缸效率。
工作机所需工作功率，由机器的工作阻力和机器的运动参数（如：线速度、转速和角速度）计算求得。
在本设计中，设计任务给定的管道切割机的工作参数，切削力：F=3500N，棍筒转速：n=70r/min，切管尺寸范围：50～60mm。现初步选取棍筒直径为D滚=80mm，两棍筒中心距a=100mm，刀片直径为D刀=80mm进行计算。
根据公式：

其中：
F—切割刀片工作机的工作阻力，N；
v—工作机刀片的速度，m/s；
n—棍筒的转速，r/min；
r—工作机棍筒的半径，mm；
D滚—工作机棍筒的直径，mm。
传动装置的总效率表示组成传动的各个装置部分运动副效率之乘积，即

其中：、、...分别为每一传动副（带、齿轮）、每对轴承的效率。
传动副的效率数值可按附录一选取。
查附录一，取带传动效率，滚动轴承传动效率，开式圆柱齿轮传动效率，圆锥齿轮传动效率。
故总效率

将以上数值代入公式，得：

4.1.3 确定切管机电动机的转速
棍筒的工作转速为n=70r/min;
按附录一推荐的传动比合理范围，取V带传动的传动比，二级圆锥—圆柱齿轮减速器传动比，则总传动比合理范围为，故电动机转速的可选范围为：

符合这一范围的同步转速有750r/min，1000r/min，1500r/min和3000r/min。
据的力量和速度，有三个附录II适用电机型号，所以有4个齿轮传动比的方案，如表4-1中所示。
表4-1 传动比方案
方案
电动机型号
额定功率
KW
电动机转速v(r/min)
传动装置的传动比
同步转速
满载转速
总传动比
V带传动比
减速器
1
YEJ90S-2
1.5
3000
2840
40.57
3.5
11.59
2
YEJ90L-4
1.5
1500
1400
20
2.9
6.9
3
YEJ100L-6
1.5
1000
940
13.43
2.6
5.16
考虑到电机和传动装置的尺寸，重量，价格，和皮带传动，齿轮减速比，同时考虑到锥齿轮的大小，所以选择方案三。因此，所选的电机模型YEJ100L-6，其主要性能如表4-1所示。
表4-2 YEJ100L-6的主要性能
型号
额定功率
满 载 时

转速r/min
电流 A
效率 %
功率因素
YEJ100L-6
1.5
940
4.0
77.5
0.74
6.0
2.0
2.0
主要外形和安装尺寸如表4-2所示。
4.2 计算总传动比及分配各级的传动比
1、总传动比电940/7013.43；
2、分配各级传动比：
根据附录一，合理的V带轮传动比为2~4，二级圆锥—圆柱齿轮传动比为5~6，故取V带轮传动比为2.64，则二级圆锥—圆柱齿轮传动比为u齿轮=ia/i=13.43/2.64=5.09(符合)。
对于圆锥—圆柱齿轮减速器，可取圆锥齿轮传动比为i1=0.25i，并尽量使i1≤3，最大允许到4，以使圆锥齿轮直径最小。但同时考虑到圆柱齿轮的尺寸，综合考虑两种因素，决定取i1=3.9，则i2总=5.09/3.9=1.3，现拟定i2=3，i3=1/2.3。
表4-3 YEJ100L-6的外形和安装尺寸

中心高H
外形尺寸
底角安装尺寸
地脚螺栓孔直径
轴伸尺寸
装键部位尺寸

A×B
K
D×E
F×G
100
405×282.5×245
160×140
12
28×60
8×24
4.3 运动参数及动力参数计算
4.3.1 各轴转速计算
Ⅰ轴
Ⅱ轴
惰轮
棍筒
4.3.2 各轴输入功率计算
轴Ⅰ
轴 Ⅱ
惰轮的轴
棍筒的轴
4.3.3 各轴输入转矩计算
电动机需要的轴输出转矩：

轴 Ⅰ
轴
惰轮轴为
棍筒轴为

5 切管机传动零件的设计计算
5.1 V带轮传动的设计计算
1、确定计算功率需要为：
初步拟定该切管机工作寿命是10年，两班制的工作制度。
根据参考文献[1]表8-7可查得，其工作情况系数，

2、选择V带：
根据、，查参考文献[1]图8-11 选用A型V带。
确固定皮带轮速度参考直径和验证：
从参考文献[1]表8-6和8-8，以基准的马达皮带轮直径

带速合适。
3、计算大轮的基准直径：

根据文献[1]表8-8，圆润。
4，确定V形皮带的中心距为基准长度：
根据
初定中心距

从参考文献[1]表8-2与参考长度选举。
5，计算实际中心距离：：

6、电机滑轮包角：

7、计算带的根数：
根据 ，
利用插值法，查参考文献[1]表8-4a得
根据 ，
查参考文献[1]表8-4b得
利用插值法，根据文献[1]表8-5得
使用考文献[1]表8-2得

故取根。
8、计算V带的初拉力的最小值：
从参考文献[1]表8-3可以查得 A型V带长度是质量

9、计算压轴力：

10、V带轮的尺寸计算：
1) 电动机带轮需要的尺寸的计算：
从上面计算可以听知，电动机带轮为A型，其直径为
查表，得：
bd=11.0，hamin=2.75，hfmin=8.7，e=15±0.3，fmin=9，=34°
轮毂宽度 B=(z-1)e+2f≥(2-1)×15+2×9≥33mm，取B=35mm
轮毂外径 da=dd+2ha=106+2×2.75=111.5mm
轮毂孔径 由电动机输出轴尺寸决定，由表4-3，得d孔=28mm，键槽宽b=8mm。
2) 减速器机带轮的尺寸计算：
由上面计算可知，减速器机带轮为A型，其直径为
查参考文献[1]表8-10，得：
bd=11.0，hamin=2.75，hfmin=8.7，e=15±0.3，fmin=9，=38°
轮毂宽度 B=(z-1)e+2f≥(2-1)×15+2×9≥33mm，取B=35mm
轮毂外径 da=dd+2ha=280+2×2.75=285.5mm
3) 结构选择：
电动机带轮：
∵2.5 dd≤dd1≤300mm
∴采用腹板式结构。
减速器机带轮：
∵dd2≤300mm，且D1-d1≥100mm
∴采用孔板式结构。
5.2 圆锥齿轮传动的设计计算
1、选择齿轮类型，精度等级，材料和牙齿;
从参考文献[1]表10-8理查德，通用减速机的精度水平是68，减速机的精度等级为7。
从参考文献[1]表10-1选择小齿轮材料40Cr钢（淬火），硬度280HBS，大齿轮材料为45钢（淬火和回火），硬度240HBS。
选小齿轮齿数z1 =21,大齿轮齿数z2 =齿×z1 =3.9×21= 81.9，取z2 =82。
则齿数比为。
2、齿面接触强度设计；
试选载荷系数Kt=1.3
取齿宽系数
由参考文献[1]表10-6查的材料的弹性影响系数
从文献[1]图10-21d的齿的表面硬度的小齿轮接触疲劳强度极限调查
，
大齿轮的接触面的疲劳强度极限
由参考文献[1]式10-13可得应力的循环次数为：
=60×356×1×(2×8×10×365)=1.247×109
=3.194×108
由参考文献[1]图10-19取接触面的疲劳寿命系数为：k HN1=0.92，k HN2=0.95
可计算失效概率是1%，安全系数S=1
[]1==0.92×600=552Mpa
[]2==0.95×550=522.5MPa
试计算小齿轮的分度圆直径d1t
根据

=51.80mm

模数m t=d1t/z1=51.80/21=2.47
计算其载荷系数：
根据，7级精度，由参考文献[1]图10-8查的动载系数 k v=1.05，
查参考文献[1]表10-3，得齿间载荷分配系数
由参考文献[1]表10-2查得使用系数
由参考文献[1]表10-9查得

故载荷系数
按实际载荷系数校正所算得的分度圆的直径为：

计算模数 m =d1/z1=55.22/21=2.63mm。
3、齿根弯曲强度的设计
由参考文献[1]图 10-20c查得小齿轮弯曲疲劳强度的极限值，大齿轮的弯曲疲劳强度极限
由参考文献[1]图10-18取弯曲疲的劳寿命系数k FN1=0.85，k FN2=0.88
取其设计弯曲疲劳安全系数为S=1.4
[]1==0.85×500/1.4=303.57Mpa
[]2==0.88×380/1.4=238.86Mpa

节圆锥角：

当量齿数：

根据参考文献[1]表10-5用插值法可以查得 Y Fa1=2.73，Y Sa1=1.57
Y Fa2=2.06，Y Sa2=1.97

可得

=2.09mm
另外考虑到小圆锥齿轮的尺寸不宜太小，因此取m =3mm。
4、几何计算：
锥距离计算： R= =126.98mm
节圆直径： d1 = mz1 = 63 mm
d2 = mz2 = 246 mm
平均节圆直径： d m1 = d1(1-0.5) = 52.6mm
d m 2 = d2 (1-0.5) = 205.4mm
齿宽： B=R=0.33×126.98=41.9mm
齿顶圆直径： da1=m(z1+2cosδ1)=68.8mm
da2=m(z2+2cosδ2)=247.49mm
齿根圆直径： df1=m(z1-2.4cosδ1)=56.02mm
df2=m(z2-2.4cosδ2)=244.21mm
5、受力分析如图5.1所示：

图5.1 锥齿轮受力分析示意图
Ft1=-Ft2=2T1/dm1=2×35.01/52.6=1.33kN
Fa1=-Fr2= Ft tanαsinδ1 =1.33××=0.12kN
Fr1=-Fa2= Ft tanαcosδ1 =1.33××=0.469kN
6、结构设计：
小圆锥减速器齿轮：
∵齿根圆到键槽底部的距离e<1.6mt时，齿轮与轴形成为一体。
初步估计e<1.6mt，所以把齿轮和轴做在一起。
大圆锥齿轮：
∵160mm<da2= 247.49mm<500mm
∴采用腹板式结构的齿轮。
其腹板宽度C≈(3~4)m=9~12mm，
又∵常用齿轮的C值不应小于10mm，
故取C=12mm。
锥齿轮的边缘上的腹板D0≈da-(10~14)m=205.79~217.39，现取D0=210mm；
圆锥齿轮腹板下缘D3≈1.7 D4；(D4为轴径)
圆锥齿轮轮毂宽度l≈(1~1.2)D4；
圆锥齿轮腹板孔中心圆D1≈ ( D0+D3)/2；
圆锥齿轮腹板孔径D2≈(0.25~0.35)( D0-D3)。
5.3 圆柱齿轮传动的设计计算
1、选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数：
由参考文献[1]表10-8查得，通用减速器精度等级为68，取减速器精度等级为7。
由参考文献[1]表10-1选择小齿轮材料为QT600-2，硬度为300HBS，大齿轮材料为QT600-2，硬度为300HBS。
选小齿轮齿数z1 =17，大齿轮齿数z2 =齿×z1 =1.3×17=22.1，取z2 =22。
则齿数比为。
2、齿面接触强度设计：
试选载荷系数Kt=1.1
取齿宽系数
由参考文献[1]表10-6查的材料的弹性影响系数
由参考文献[1]图10-21(a)按齿面硬度查的小齿轮接触疲劳强度的极限，大齿轮的接触疲劳强度极限
由参考文献[1]式10-13计算其应力循环的次数
=60×91.3×1×(2×8×10×365)=3.199×108
=2.472×108
由参考文献[1]图10-19取接触疲劳寿命的系数k HN1=0.96，k HN2=0.98
取其失效的概率为1%，安全系数S=1
[]1==0.96×700=672Mpa
[]2==0.98×700=686MPa
试计算小齿轮分度圆直径d1t
根据：

=51.96mm

模数： m t=d1t/z1=51.96/17=3.06mm
齿高： h=2.25mt=2.25×3.06=6.87mm
b/h=51.96/6.87=7.57
计算其载荷系数
根据，7级精度，由参考文献[1]图10-8查的动载荷系数k v=1.03，
查参考文献[1]表10-3，得齿间载荷分配系数
由参考文献[1]表10-2查得使用系数
由参考文献[1]表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮为非对称布置时
由b/h=7.57，查参考文献[1]图10-13得
故载荷系数
按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径

计算模数 m =d1/z1=55.48/17=3.26mm
3、齿根弯曲强度设计
由参考文献[1]图10-20(a)查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲疲劳强度极限。
由参考文献[1]图10-18取弯曲疲劳寿命系数k FN1=0.87，k FN2=0.89
取弯曲疲劳安全系