減速器設(shè)計(jì)說明書

1、見任務(wù)書原件二、 電動機(jī)的選擇計(jì)算按工作要求條件選用三相異步交流電動機(jī)，封閉式扇冷式結(jié) 構(gòu)，Y系列。1、 選擇電動機(jī)功率滾筒所需的有效功率：Pw fv3i（x）0 65 2.01 5kw 1000 1000傳動裝:11:的總效率:n n0?ni?n： ?n3?n4查表179確定個部分效率如下:皮帶傳動效率：no 0.95齒輪嚙合效率：m 0.97 （齒輪精度為8級）滾動軸承效率：112 0.99 （球軸承）聯(lián)軸器效率：n30.99滾筒效率：n40.96傳動總效率：II 0.95 0.9720.9940.990.960.816Pw2.015所需電動機(jī)功率：Pr= n 0.816查設(shè)計(jì)資料表27-

2、1,可選丫系列三相異步電動機(jī)Y100L2-4型，額定功率H=3kw或選丫系列三相異步電動機(jī)丫 132S-6型，額定 功率Fo=3kw均滿足R Pro2、選取電動機(jī)的轉(zhuǎn)速、a心占十十、擊60V60 0.65 一，,滾同軸轉(zhuǎn)速：n w41.4r/ minnD 3.14 0.3現(xiàn)以同步轉(zhuǎn)速為1500r/min及1000r/min兩種方案進(jìn)行比較，由表271查得電動機(jī)數(shù)據(jù)，計(jì)算總傳動比列于表1中。表1：電動機(jī)數(shù)據(jù)及傳動比Pw=n = Pr =P=3kw no=142Or/mi ni 9 =i帶=i減=i 12= I 23=Po= kwn o=1420r/mi nT0=R= kw ni=507r/m i

3、n Ti=P2= 8kwn 2=minT2=Pa= n 3=min Ta= NmP4二n 4=minT4= NmPc= ddi=100mmV=sdd2=280mm I-44*- - 市一a=Ld=1600mma 1=158。Po=比較兩種方案，方案1的減速器傳動比更適合，由表272查得 Pi= P2= po / = Z=2Fo=155NQ=Ni=1X1098N=X 10hi565.6 MPah2566.7 MPaZh=a 0.3Ze 189.8J MPaZ =Zh =a=125mm 乙=24Z2=98 m=2 di= d2=V=s b=40 Ka = K/ =K B =Ka =K= dal =

4、 da2 =萬案號電機(jī)型號額定功率同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動比1Y100L2-4150014202Y132S-61000960表2:電動機(jī)型號為Y100L2-4,其主要性能如下電動機(jī)額定功率Po/ kw3電動機(jī)軸伸長度E/mm1 60電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n o/(r/min1420電動機(jī)中心高H/mm100電動機(jī)軸伸直徑D/mm28堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩T/二、傳動裝置的運(yùn)動及動力參數(shù)計(jì)算1、分配傳動比總傳動比：i2-1420 34.3nw4i.4根據(jù)設(shè)計(jì)資料表17-9可知i帶=24取i帶2.8則減速器的傳動比：i/343 12.25i 帶 2.8對減速器傳動比進(jìn)行分配時，為使兩級傳動浸油深度相近，且 避

5、免中間軸大齒輪齒頂圓與低速軸不想碰， 取雙級齒輪減速器高速級的傳 動比：h2 J.35 i 減=則低速級的傳動比：i 減 12.25 I 23=.m2 4.0672、各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計(jì)算。軸:0軸即電動機(jī)軸Fo=R =no=142Or/mi nC 2.469 103To=9.559.55 16.61N mno1420I軸：1軸即減速器高速軸r=r nOi=R n=x =n尸6 cc 507r / minl 帶 2.8丁 cR ce 2.346 1 03zTi=9.55 9.5544.18N m6507U軸:U軸即減速器中間軸B =Ri 9n #112= xx =ni 507 c / f

6、4.067 1246r/minT2=9.559.55第-172.66N mri2124.6川軸：川軸即減速器的低速軸rb =R2 en 1 en 2=xx =L” Y能如/minI233.012Tb=9.55 尸 9.55 2粵界-499.1 N m ns41.4W軸：W軸即傳動滾筒軸F4=FB !1 2 ! 3=XX =n4= n 3=minT 4=9.5? 9.55 2耳羋一一489.1 N m n441.4將上述計(jì)算結(jié)果匯總?cè)缦耫b1 =db2 =a at1 =aat2 =a =3 =z嚴(yán)z |JZH =H =乙1二Zv2=YFa1 =YFa2 =Ysa1 =Ysa2 =(T Fiimi

7、 =230MPa (T Flim2=21 OMPaf 1F2=300MPaT F1 =T F2=8Ni=x 10N=x107s h| 1=S h| 2=1/ T7?表三：各軸運(yùn)動及動力參數(shù) az =ZE=JMPaZh =a =155mm m =乙二30Z2=91di=d2=v=ska =K=b=氐=Ka =K=dal =da2=03t=db1 =db2=a at1 =a at2 = a = B =乙二Zb =B b=ZH =(Th =Zv1 =軸序號功率/KW轉(zhuǎn)速/(r/min)轉(zhuǎn)矩T/ N - m傳動形式傳動比效率01420市傳動I507齒輪傳動n齒輪傳動)聯(lián)軸器IV四、傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1

8、、帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算1 ）確定設(shè)計(jì)功率Pc由教材書表4- 4查得工作狀況系數(shù)K=計(jì)算功率：Pc=KxP=X =2 ） 選取V帶型號根據(jù)尸c和n。由圖4-12確定，因R、n。工作點(diǎn)處于A型區(qū)，故選 A型V帶。3）確定帶輪基準(zhǔn)直徑cU dd2選擇小帶輪直徑ddi由表4-5和表46確定，由于占用空間限制不嚴(yán)格，取ddAdmin對傳動有利，按表4-6取標(biāo)準(zhǔn)值，取dd=100mm驗(yàn)算帶速V , nddi nn 100 1420 V= =s60 1000 60 1000在5一25m/s之間，故合乎要求。Zv2=Yb =丫尸(T F1 =T F2=300MPaT Fi=149MPaT F2 =Ft=1794N

9、Fr=669NFa=400NRih=787 NRHF847NS =s =s =s =R1 =980NR2=1470NAi=0A2=400NR=1176NP2 =Leh-年Tp =Tc= N m確定從動輪基準(zhǔn)直徑cLdd2=i 帶 dd=2.8 100=280mm 查教材表 4-6 取 dd2 =280mm實(shí)際從動輪轉(zhuǎn)速必和實(shí)際傳動比i不計(jì)&影響，右算得門2與預(yù);E轉(zhuǎn)速相差5%為允許。dd2 280 221 *B * -*MB MBddi 1004)確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度Ld初定中心a。因沒有給定中心距，故按教材書式4 25確定按：(d di+dd2) ao 2(d d計(jì)血)得：X( 100

10、+280) a0 2X (100+280)266mm a0 760mm取 ao =500mm確定帶的計(jì)算基準(zhǔn)長度L:按教材式4.26 :2I c 冗 /.、(dd2 ddi)Lc - 2ao +( dd1 +叼2 ) +24a.n280 100 2=2X 5004(100+280) +24 500=1 613 mm取標(biāo)準(zhǔn)Ld查教材書表4-2取Ld=1600 mo確定中心距aLc Ld.1600 1613a=ao +=500+=m22a調(diào)整范圍:amin=3Ld =5)驗(yàn)算包角ai按教材書式428得：gc 1200符合要求6)確定帶根數(shù)ZPc 按教材書式4-29 ： Z -取Z=2根Po 1.3

11、67)確定初拉力F。：查教材書表4-1 : q=0.1kg/mP 25按教材書式 4-30 : F-500。( . -1)+q v2VZ Ka=500X2716(2.51)0.17.427.42 0.95=155N8)計(jì)算軸壓力Q按教材書式 4-31 : Q=2FZsin % =2X 155X2Xsin 15 - 229)確定帶輪結(jié)構(gòu)小帶輪dd(2.53)ds,采用實(shí)心結(jié)構(gòu)大帶輪采用孔板式結(jié)構(gòu)d1=X 26=查設(shè)計(jì)資料表 7-8 得 e=15 , f=10 , he=12,S =6, =340,ba=11mmhamin =帶輪的寬度:B= (z-1 ) e+2f= (2-1 )X15+2X10

12、=35mm五、高速級斜齒柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算原始數(shù)據(jù)：電動機(jī)的輸出功率小齒輪轉(zhuǎn)速：507r/min傳動比：單向傳動，工作載荷有輕微沖擊，每天工作8小時，每年工作300天，預(yù)期工作10年1、選擇齒輪材料，確定精度等級及許用應(yīng)力小齒輪為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查教材書表51 :齒面硬度為240HB大齒輪為45鋼，正火處理，查教材書表5-1 :齒面硬度為200HB選齒輪精度等級為8級(GB10095-88)。查教材圖5-16 (b):小齒輪齒面硬度為240HB時，九簡580MPa大齒輪齒面硬度為200HB時，丹阮550MPa計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：由教材書式5 33得：8Ni=60r) ijLh=60X 507X

13、1X(10X8X 300)= X 10mN7.3 108-8N2=X10i 4.067查教材書圖517得：Zni , Zn2由教材書式5-29得：Zxi Zx21.0取Zw=, SHmin=, ZLVR 0.92(精加工齒輪)由教材書式5-28確定疲勞許用應(yīng)力:(X Hliml曾L ssHminZN1ZX1ZWZLVR=5801.06 1.0 1.0 0.92 =1.0XH 2- ZN2ZX2Z WZLVR-sHmin匚 12 1, Co 0.92 = (.0因?yàn)樯? (u+1) 3：里_ ZhZe 乙 Z 2 (|) aU CH3： 1,2 441802.44 189.8 0.987=4.0

14、67 1 2 0.3 4.067565.6圓整?。篴=125mm估算模數(shù)： mn= a=取標(biāo)準(zhǔn)值：mn=2mm小齒輪齒數(shù):2acos 2 125 cos13mn(u 1)2 (4.067 1)Z2 uZ 1取乙 24, Z2 98實(shí)際傳動比：i宴與鄰4.08 乙 24i 產(chǎn) i4.08 - 4.067傳動比誤差：Ai100% 100% 理4.067=% 5%在允許范圍內(nèi)修正螺旋角：叫篁=arccos 2 125二12。34 41 與初選B=13f妾近，Zh , Z可不修正。齒輪分度圓直徑：&=cos B cos12.578_mnz22 98_cos B cos12.578圓周速度：Y ndn=

15、n49.182 3 507 =s60 1 0360 1 033、校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度由教材書表5-3,電動機(jī)驅(qū)動，輕微沖擊，查得Ka =按V乙匚-240.31, 8級精度查教材書圖5-4 (b)得100100動載系數(shù)Kv =齒寬 b= (baa = x 125=取 b=40mm按一=，低速軸的剛性較大，二級傳動中齒輪相對于軸di49.180承為非對稱布置查教材書圖5-7 (a)得：Kb =按8級精度查教材書表5.4得：Ka-按教材書式5.4計(jì)算載荷系數(shù)：K=Ka KvKb Ka 1.25 1.024 1.06 1.2 1.628計(jì)算重合度 a, B齒輪齒頂圓直徑：dal =di +2hamn=

16、+2XX 2=da2 =C)2+2hamn =+2XX 2=端面壓力角：at arctan ( nn)arctan(5-0)=cosBCOS12.578齒輪基圓直徑：dbi =di cos a t= x =db2 =d2cosa t =x =端面齒頂壓力角:aati =arccosdb1_ = arccos46.15653.180a at2 =arccosdb2=arccosda2188.475204.810-tan a t)+Zs(tan a at2 -tan a t) 24(ta n29.782 2ta n20.452)+98(ta n23.264 ta n20.452 )B_bsin B

17、 _40 sin 12.578nm n2n由教材書式5-43計(jì)算:1/1 ,=：1.349由教材書式5.42計(jì)算:Zb cos B cos12.578由教材書式5-41計(jì)算Zh基圓螺旋角:B b =arctan(tan B cos at)=arctan x)2COS11.808Z 1 2cos B b /H= cosatsin a=cos20.452 sin20.452由教材書式5.39計(jì)算齒面接觸應(yīng)力(thr 72KT,u 1=ZH ZE ZgZB=xxxx ; 2 44180 1.628 4.067 1 ：4049.18024.067= yB_ 12.578 _P 3120 120由教材書

18、式5.48計(jì)算Y、，0.75cos23b 0.75cos 211.808Y =+=+& 1.349J a查教材書圖 5-18b 得： (rFHmi 230MPa %m2210MPa查教材書圖5-19得：Yni Yn2?。篩 ST 2。, S Fmin14由教材書式5-32,因?yàn)閙=2v5,所以取W=Y2=計(jì)算許用齒根彎曲應(yīng)力*1 TYsTYni Yxi = 23O4201.0 1.0 =sFmin1 .4*2(TFIim2YSTYN2YX2 = 210 2.0 1 g 1 ,0=300MpasFmin1 .4由式5-44計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力=2KT1 Y Y Y YAF1 ,Fa1 sal h 3

19、bd im n2 1.628 44180c” cc=2.65 1.58 0.79 0.940 49.262 2= F1 =安全2.24 1.81 2.65 1.58= 升 2=300MPa 安全5、齒輪主要幾何參數(shù)Z.24, Z2 98, u=, m=2mmB=12 34 41di=, d2=, da1 =, da2 =du =di - 2 (ha c )mn = x2X( +)=df2 =d2 - 2 (ha c )mn=X 2X( +)=a=25mm 齒寬：bi =45mrp b2=40mm六、低速級斜齒柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算已知：傳動功率P2=，小齒輪轉(zhuǎn)速ri2=min,傳動比i=u=、選擇齒

20、輪 材 料,確定精度等級及許用應(yīng)力小齒輪為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查教材書表5-1 :齒面硬度為240HB大 齒輪為45鋼，正火處理，查教材書表5.1 :齒面硬度為200HB選齒 輪精度等級為8級(GB10095-88)。查教材書圖5-16 ( b):小齒輪齒面硬度為240HB時，九訕1 580MPa大齒輪齒面硬度為200HB時，550MPa(對于工業(yè)用齒輪，通常按MC線取值)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：由式5 33得：Ni=60n2jLh=60XX 1X(10x8X300)= x 1088N2 = M 2 24 10 =X1 07|i 3.012查教材書圖5-17得：Zni , Zn2由教材書式5-29得:

21、ZxiZx2l.O取 Zw=, SHmin=, ZlVR 0.92 (精加工齒輪)由式5-28確定疲勞許用應(yīng)力:hthhHlim1 zN1zx1zWzLVR sHmin因?yàn)檎? 確定中心距a小齒輪轉(zhuǎn)矩:Ti=172660N mm初選KtZn由教材書式,暫取螺旋 角542得：Z.cos13由教材書表5-5 得：Ze= .MPa由教材書式5-41計(jì)算Zh估取an=20端面壓力角:tan a n arcta n（）cosarcta n（tan 20）20.4829 cos13基圓螺旋角:2cos 琉2 COS12.2035ZHcos atsin at COS20.4829sin20.4829580

22、1.12 1.0 1.0 0.92 =1.0:H,im2 ZaZaZwZlvrsHmin550 1.19 1.0 1.0 0.92 =1.0訶2,所以計(jì)算中取Oh=詢1 = 2、按接觸疲勞強(qiáng)度由式5-39計(jì)算中心距a：a ，（U + 1）3.aUKTi ZhZe zz3=3.012 11.0 1726602 0.353.01222.44 189.8 0.987597.6圓整?。篴=155mm估算模數(shù)：nT=a =取標(biāo)準(zhǔn)值:小齒輪齒數(shù):2acos B = 2 155 cos13mn(u 1)=2.5 -(3.0121)Z2 UZ 1 =x =取乙30, Z291實(shí)際傳動比:Z2 913.03乙

23、30傳動比誤差:3.012-3.03 100% 0.7%v 5%3.012在允許范圍內(nèi)修正螺旋角:cmnZi Z2B =arccos2a2.5 30+91=arccos =12 37，44 f,2 155與初選B =13。接近,Zh , Zb可不修正齒輪分度圓直徑:mnZi 2.5 30 d 1 =cos B cos12.628mnZa 2.5 91d2cos B cos12.628圓周速度:nd 1 ni n 76.86 124.6二=s60 103 60 1033、校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度由表5-3,電動機(jī)驅(qū)動，輕微沖擊，查得Ka =VZ, 0.50 300.151001008級精度查教材書圖

24、5-4 (b)得動載系數(shù)Kv =齒寬 b= aa = x 155=取 b=55b 55按-上二二，低速軸的剛性較大，二級傳動中齒輪相對于軸承di76.86為非對稱布置查教材書圖5.7 (a)得： =按8級精度查表54得：Ka =按式5.4計(jì)算載荷系數(shù)：K = Ka Kv Ka = XXX =計(jì)算重合度 azJ齒輪齒頂圓直徑：dai=di+2hamn=+2XX =da2=d2+2halTln=+2XX =端面壓力角：tan antan20 at arctan() arctan()=tcos Bcos12.628 0齒輪基圓直徑：dbi =di cos a t = X =0db2 =dz cos

25、a t =X =端面齒頂壓力角：a an =arccos=arccos 72-00 =dai81.86db2218.43a at2 =arccos=arccos =da2233.141 a= Z2 (tan 1 -tan u)+zs(tan 旬2-tan 明=2 n_bsin B _ 54.25 sin12.63_ B nm n2.5 n由教材書式5-43計(jì)算：Zu - J = J (69 k由教材書式 5-42 計(jì)算：Zb Jcos B Vcosl 2.628 =由教材書式541計(jì)算Zh基圓螺旋角：B b =arctan(tan B cos a t)=arctan x)Zh2cos pb2c

26、os11.86cos atsin at ; cos20.46 sin20.46由教材書式5-39計(jì)算齒面接觸應(yīng)力6h.2KTi u 1 zJbd2 172660 1.58 3.012 1=XXXX 55 76.861-58-172660 2.56 1.63 0.677 0.8655 76.86 23.012=%= 安全4、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度取 Zvi=32, Zv2=98,查教材書圖 5-14 得：Yfhi =，乙 2查教材書圖515得：Y； a1=, Y.32由教材書式5-47計(jì)算丫，因丫 p=1-nf *o 12毋2120由教材書式5-48計(jì)算丫290.75cos pb 0.75cos

27、211.861.677與高速級齒輪相同 1 =328.6MPa,6f2 =300MPa由教材書式5-44計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力6 F1 =f. ,1 YFa1 Ysa1 YSYpbd 1m=149MParpi安全YFa2Y； a2 2.26 1 .80F1 YFalYsal 2.54 1.64=S,滿足要求，所以III剖面疲勞強(qiáng)度滿足要求。b、IV剖面疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核因軸單向轉(zhuǎn)動，彎曲應(yīng)力為對稱循環(huán)變應(yīng)力。扭剪應(yīng)力按脈動循環(huán)處理。根據(jù)教材附表查取應(yīng)力集中系數(shù)，絕對尺寸影響系數(shù)和表面質(zhì)量系數(shù)。查得：Ka 1.76, Kt 1.54,(T 0.91,-0.89, B0.95,0.21則:a_da 叭

28、 d.m268*76 12.56 00.91 0.95ST TaTTm1551 546.28 0.21 6.280.89 0.95S=%10.48 12.14SS,滿足要求，所以IV剖面疲勞強(qiáng)度滿足要求。八滾動軸承的選擇和壽命驗(yàn)算1、滾動軸承的選擇減速器中的軸承承受較小的徑向載荷，可采用深溝球軸承。高速軸上按課程設(shè)計(jì)教材表21-1標(biāo)準(zhǔn)可得軸直徑35mm選取軸承代號6207o中間軸端在直徑40mm可得軸承代號6208o低速軸安裝軸承處直徑55mm可得軸承代號6211。2、高速軸滾動軸承壽命驗(yàn)算已知：軸的直徑d=35mm該軸承所承受的軸向載何Fa=400N軸轉(zhuǎn) 速 n=507r/min,工作有輕度

29、沖擊，初選深溝球軸承6207,要求軸承 預(yù)期壽命 24000ho 1）計(jì)算支反力Ri, R2和軸向合理Fa由前面計(jì)算得知：R,h 787N合成支反力:2）程設(shè)計(jì)教材表農(nóng) JRihR2V =J7872 5842 =980NR2 Jr2h R： v = J8472 1 2102=1470NpA=Fa=400N確定軸承的承載能力，查課21-1,查得6207軸承:Cr (動)=Cr。(靜)3）計(jì)算當(dāng)量動載荷故：A= Fa=400N A=0因?yàn)椋篈：4000.029,確定 e=C。靜）13500由：A2 4ooO.27 e= F?1270所以：X? = , 丫2 =軸承承受輕度載荷沖擊，按教材書表9-1

30、7取fd=,接教材書表9-4得ft=1 ,因?yàn)檩S承不承受力矩載荷，故 frn=1 OF2fdfn (X2R2Y%) 1.2 1 (0.56 1470 1.99 400) 1943.04N106 ftC Ll()h =60n P1061 1980034784h60 507 1943.04因?yàn)?Lwh =3478424000h,故 6207 軸承適用。九、鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算大帶輪裝在局速軸軸端，需用鍵進(jìn)行周向;E位和傳遞轉(zhuǎn)矩。由前 面設(shè) 計(jì)計(jì)算得知：V帶帶輪材料為45鋼，軸的材料為45鋼，輪轂長 為33mm 傳遞轉(zhuǎn)矩T=44180N mm1 .選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸。選擇最常用的圓頭（A型）平鍵，因?yàn)樗哂薪Y(jié)構(gòu)簡單，對中性好，裝拆 方便等優(yōu)點(diǎn)。鍵的截面尺寸由鍵所在軸段的直徑d由標(biāo)準(zhǔn)中選定，鍵的 長度由輪轂的寬確定，查課程設(shè)計(jì)教材表20-1得兩個鍵為：b h =8X 7, L =28mm2 .鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算普通平鍵的主要失效形式是鍵，軸和輪轂三個零件中較弱零件的壓潰。由于帶輪材料是鋼，許用擠壓應(yīng)力由表 3-1查得% =100MPa鍵的工作長度：l=L一=28-=24mm由式 3-1 得：（Tp = 4TL=4 44180=v%=100MPa 安全p dhl 26 7 28p十聯(lián)軸器的選擇和驗(yàn)算在減速器低