一級(jí)減速器課程設(shè)計(jì)(斜齒)

1、一、電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算步驟計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果1、 電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式的選擇。2、 確定電動(dòng)機(jī)的功率。3、確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 按照已知工作要求和條件，選用Y型全封閉筆型三相異步電動(dòng)機(jī)。由， 得：又由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間的總功率為：=式中、分別為帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、出輪傳動(dòng)的軸承、聯(lián)軸器、滾筒軸的軸承及滾筒的效率。查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表2.3可得：0.96 、 0.97 、 0.99、=0.99、=0.99、 =0.96，則= =0.85所以滾筒軸的工作轉(zhuǎn)速為：按推薦的合理轉(zhuǎn)動(dòng)比范圍，取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比24，單級(jí)齒輪傳動(dòng)比35，則合理總傳動(dòng)比的范圍為620,固電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可進(jìn)范圍為：=（620）(6

2、59.42198)r/min 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)附表2.1可知符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min、1000r/min、1500r/min，再根據(jù)計(jì)算的容量，有兩種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，其參數(shù)見下表電動(dòng)機(jī)的型號(hào)額定功率/KW滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)Y132M265.5960Y132S45.51440Y160M25.5720 綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量，選擇滿載轉(zhuǎn)速為1440r/min的Y132S4型電動(dòng)機(jī)。0.854.9KW109.9r/min(659.42198)r/min二、傳動(dòng)比的分配計(jì)算步驟計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果1、 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比。2、 確定傳動(dòng)裝置中帶輪及齒輪的傳

3、動(dòng)比由選定的電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)的主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速可得傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為傳動(dòng)比的分配原則根據(jù)V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比取值范圍，初步取V帶傳動(dòng)比，則齒輪的傳動(dòng)比為.413.1=4.4三、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算步驟計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果1、 各軸轉(zhuǎn)速。2、 各軸的輸入功率。3、 各軸輸入轉(zhuǎn)矩。I軸r/min軸r/min滾筒軸r/min式中：為電動(dòng)機(jī)的滿載速度，單位為r/min;、分別為、軸的轉(zhuǎn)速，單位為r/min，軸為高速軸，軸為低速軸;為電動(dòng)機(jī)至軸的傳動(dòng)比，為軸至軸的傳動(dòng)比。軸KW軸KW軸 =4.42KW式中：為電動(dòng)機(jī)的輸出功率，單位為KW;、分別為、軸的輸入功率，單位為KW，軸為滾筒軸，、分別

4、為帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)的軸承及聯(lián)軸器的效率。電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩為軸軸名參數(shù)軸 =403.64N軸=391.65 N式中：、分別為、軸的輸入轉(zhuǎn)矩，單位為；為電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，單位為。運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算結(jié)果如下表：電動(dòng)機(jī)軸軸軸滾筒軸轉(zhuǎn)速n/(r/min)1440480109109輸入功率P/KW5.54.74.514.42輸入轉(zhuǎn)矩T/()32.593.6403.64391.65傳動(dòng)比3441效率0.850.960.98480r/min109r/min109r/min4.7KW4.51KW4.42KW403.64N四、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)步驟計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果1、 確定計(jì)算功率2、 選擇V帶型號(hào)3

5、、 確定帶輪基準(zhǔn)直徑、4、 驗(yàn)算帶速5、 確定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和實(shí)際中心距6、 校驗(yàn)小帶輪的包角7、 確定V帶根數(shù)8、求初拉力F0及帶輪軸上拉力FQ設(shè)計(jì)結(jié)果 已知減速器每日工作24h，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表9.21及式（9.16），可知，則由，及減速器的工作條件，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖8.12選用A型普通V帶。根據(jù)表8.6和圖8.12選取，且 ，則大帶輪直徑為 按表8.3選取標(biāo)準(zhǔn)值，則傳動(dòng)比、從動(dòng)輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速分別為從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速誤差率為在以內(nèi)，為允許值。帶速在525m/s范圍內(nèi)。帶輪的中心距應(yīng)滿足的范圍是即按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求初定中心距由式（9.19）得= 2853.2mm由表9.4選取基準(zhǔn)長(zhǎng)度由式（9.20）得實(shí)際

6、中心距啊為= =973mm中心距的變動(dòng)范圍為 =mm=931mm =mm=1057mm由公式得 = =由式得:根據(jù)132mm，查表8.9用內(nèi)插法得 P0= = =2.224KW取由式（8.11）得由表8.18查得根據(jù)傳動(dòng)比,查表，則由表8.4查得帶長(zhǎng)度修正系數(shù)，由圖8.11查得包角系數(shù)，得普通V帶根數(shù)： =2.77圓整得Z=3由表8.6查得A型V帶的每米長(zhǎng)質(zhì)量q=0.10kg/m，根據(jù)式（8.19）得單根V帶的初拉力為：由式8.20可得作用在軸上的壓力FQ為：選用3根A2800GB/T115441997的V帶，中心距為a=973mm,帶輪直徑dd1=132mm,dd2=400mm,軸上壓力FQ

7、=171.9N7.15KWdd1=132mm400mmi=3.03v=9.95m/sa=973mmZ=3N五、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)步驟計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果1、選擇齒輪材料及精度2、按齒輪接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)3、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核4、齒輪的受力分析5、驗(yàn)算齒輪的圓周速度選用軟齒面齒輪組合，小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度為217255HBS，大齒輪選用45鋼正火，硬度為169217HBS。因?yàn)槭瞧胀p速器，由表10.21選用8級(jí)精度。根據(jù)1）、轉(zhuǎn)矩T1：2）、載荷系數(shù)K、齒數(shù)Z和齒寬系數(shù)：由表10.11取K=1.1 因?yàn)槭擒淉X面?zhèn)鲃?dòng)，取，則：初選螺旋角單量齒數(shù)為：3）、接觸疲勞許用應(yīng)力：按圖10.24

8、查得，由表10.10查得由圖10.27得由式4)、計(jì)算模數(shù)mn、螺旋角和中心距a：因?yàn)閮升X輪材料都選用45鋼，由表10.12查得，故 由表10.3取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)mn=2mm圓整后取5）、計(jì)算主要尺寸：分度圓直徑：齒寬：經(jīng)圓整取，齒頂高：齒根高：齒數(shù)比u：u=i=4.4由式（10.24）得出，如則校核合格。確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù)：1）、許用彎曲應(yīng)力：由圖10.25查得，由表10.10查得由圖10.26查得，由式10.14得：2）、齒形系數(shù)：查表10.13得：，3）、應(yīng)力修正系數(shù):查表10.14得，故9齒根彎曲強(qiáng)度校核合格。圓周力：徑向力：軸向力：=1.45m/s由表10.22可知，選8級(jí)精度是合適的。大

9、齒輪的結(jié)構(gòu)：當(dāng)齒輪的齒頂圓直徑時(shí)，可以采用腹板式結(jié)構(gòu)，綜上所述，低速齒輪（大齒輪）采用腹板式齒輪。K=1.1Z1=28Z2=123u=4.4六、軸的設(shè)計(jì)高速軸的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)步驟計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果1、 選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力2、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑3、設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)4、按彎扭合成強(qiáng)度校核軸徑由已知條件知道減速器傳動(dòng)的功率屬中小功率，對(duì)材料無特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，由表14.7查得強(qiáng)度極限，再由表14.2查得許用彎曲應(yīng)力。根據(jù)表14.1得C=107118，又由式（14.2）得考慮到軸的最小直徑處要安裝V帶輪，會(huì)有鍵槽存在，故將估算直徑加大3%5%，取為23.626.6mm。由設(shè)計(jì)手冊(cè)取標(biāo)

10、準(zhǔn)直徑。校核高速齒輪是否做成齒輪軸根據(jù)已知條件，高速齒輪與帶輪的鏈接選取C型鍵聯(lián)接，根據(jù)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)附表5.14選??；當(dāng)圓柱齒輪的齒根至鍵槽底部的距離時(shí)，應(yīng)將齒輪與軸做成一體，稱為齒輪軸，高速齒輪的齒根圓直徑，齒根到至鍵槽底部的距離為：，所以高速齒輪和軸是齒輪軸。由于設(shè)計(jì)的是單級(jí)減速器，可將齒輪布置在箱體內(nèi)部中央，將軸承對(duì)稱安裝在齒輪兩側(cè)，軸的外伸端安裝V帶輪。1）、確定軸上零件的位置和固定方式由于高速軸是齒輪軸，所以無需考慮齒輪的安裝；軸承對(duì)稱安裝于齒輪的兩側(cè)，則其左軸承用軸肩定位，右軸承用套筒左端面來定位，軸承周向固定采用過盈配合。軸承的外圈用軸承蓋頂住，這樣軸組件的軸向位置即可完全固定。

11、2）、確定各軸段的直徑確定軸承：所以選用6007型滾動(dòng)軸承。軸的外伸端直徑最小，考慮到要對(duì)安裝在外伸端的帶輪進(jìn)行定位，軸段2上應(yīng)該有軸肩，同時(shí)為能很順利地在軸段2上安裝軸承，軸段2必須滿足軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)，取，軸段3與齒輪做成齒輪軸，但考慮到軸段3對(duì)軸承的軸向定位，故應(yīng)該用軸肩，所以，為了便于拆卸左軸承，根據(jù)6007型滾動(dòng)軸承的安裝高度，取3）、確定各軸段的長(zhǎng)度因?yàn)楦咚冽X輪是齒輪軸，為了保證齒輪端面與箱體內(nèi)壁不相碰，齒輪與箱體內(nèi)壁間應(yīng)留有一定的間距，取該間距為8mm；為了保證軸承安裝在箱體軸承座孔中（軸承寬度為14mm），并考慮軸承的潤滑，取軸承端面距箱體內(nèi)壁的距離為15mm,所以軸段3的總長(zhǎng)度

12、取為82mm，根據(jù)有關(guān)計(jì)算得，軸承支點(diǎn)距離l=126mm,根據(jù)箱體結(jié)構(gòu)及帶輪距軸承要有一定距離的要求，取l2=70mm,查閱有關(guān)的帶輪手冊(cè)取l1=58mm。1）、作水平面內(nèi)的彎矩。支點(diǎn)反力為：彎矩：2）、做垂直面內(nèi)的彎矩。支點(diǎn)反力：（1）、兩軸承間的彎矩（中間）。（2）、齒輪右端面處的彎矩。3）、合成彎矩。4）、求當(dāng)量彎矩。 因?yàn)闇p速器單向運(yùn)轉(zhuǎn)，故可認(rèn)為轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)變化，修正系數(shù)5）、確定危險(xiǎn)截面及校核強(qiáng)度。兩軸承中間位置的截面（截面）和齒輪右端面處的截面（）所受得轉(zhuǎn)矩相同，但彎矩，故截面可能為危險(xiǎn)截面，但由于，故也應(yīng)對(duì)截面進(jìn)行校核。截面：截面：滿足的條件，故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度。低速軸的設(shè)

13、計(jì)設(shè)計(jì)步驟計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果1、選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力2、設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu) 由已知條件知道減速器傳動(dòng)的功率屬中小功率，對(duì)材料無特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，由表14.7查得強(qiáng)度極限，再由表14.2查得許用彎曲應(yīng)力。根據(jù)表14.1得C=107118，又由式（14.2）得考慮到軸的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器，會(huì)有鍵槽存在，故將估算直徑加大3%5%，取為38.1142.84mm，聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩為：，由設(shè)計(jì)手冊(cè)取聯(lián)軸器HL3的標(biāo)準(zhǔn)直徑，則1）、確定軸上零件的位置和固定方法。確定齒輪從軸的右端裝入，齒輪的左端用軸肩(或軸環(huán))定位，右端用套筒固定，這樣，齒輪在軸上的軸向位置被完全固定。齒輪的周向固定采用

14、平鍵連接。軸承對(duì)稱安裝于齒輪的兩側(cè)，其軸向用軸肩固定，周向采用過盈配合。2）、確定各軸段的直徑。軸段1（外伸端）直徑最小，考慮到要對(duì)安裝在軸段1上的聯(lián)軸器進(jìn)行定位，軸段2上應(yīng)該有軸肩，軸段2上安裝的是軸承，故應(yīng)滿足軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)，試選6010型滾動(dòng)軸承，根據(jù)：所以選用6010型滾動(dòng)軸承，軸承左端用軸肩定位，又是軸頭，按標(biāo)準(zhǔn)軸頭值取，按同樣地方法確定軸段5,6的軸徑值，3）、確定各軸段的長(zhǎng)度。由于齒輪寬度為55mm，所以輪轂長(zhǎng)度為60mm，為了保證齒輪固定可靠，所以軸段4的長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪輪轂長(zhǎng)度，取，軸段5是軸環(huán)，根據(jù)公式得，軸段5、6總長(zhǎng)度為26mm，為保證軸承安裝在安裝在軸承孔座上（軸承寬

15、度為16mm），同時(shí)要滿足兩齒輪的嚙合度和齒輪的潤滑，軸段3為，兩軸承的距離為， 根據(jù)箱體結(jié)構(gòu)及聯(lián)軸器距軸承蓋要有一定的距離的要求，取，由于在軸段1上安裝的是HL3型聯(lián)軸器，所以，軸段7安裝的是軸承，??；在軸段1、4上分別加工出鍵槽，使兩鍵槽處于軸的同一圓柱母線上，鍵槽的長(zhǎng)度比相應(yīng)的輪轂寬度小約510mm，鍵槽的寬度按軸徑查手冊(cè)得到。七、鍵的選擇設(shè)計(jì)步驟計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)，高速軸和齒輪做成了齒輪軸，故只有軸段1有鍵槽存在，由于高速軸是和帶輪連接的，所以選用普通C型鍵，根據(jù)該軸段的長(zhǎng)度（）及直徑值（），根據(jù)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)附表5.14選取。低速軸的與齒輪是分開的，還和聯(lián)軸器相連接，所以根

16、據(jù)有關(guān)條件查得，軸段4選用普通A型鍵，軸段1選用。鍵C8×7×50GB/T10962003鍵16×10×50GB/10962003鍵C12×8×100GB/T10962003八、滾動(dòng)軸承的選擇設(shè)計(jì)步驟計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)，高速軸選用6007型滾動(dòng)軸承；低速軸選用6010型滾動(dòng)軸承6007型滾動(dòng)軸承6010型滾動(dòng)軸承九、 聯(lián)軸器的選擇設(shè)計(jì)步驟計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)，選用HL3型彈性聯(lián)軸器。HL3型彈性聯(lián)軸器十、減速器箱體的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)步驟計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果1、箱座壁厚2、箱蓋壁厚3、箱蓋凸緣厚度4、箱座凸緣厚度5、箱座底凸緣厚度6、地腳螺栓直徑7、地腳螺栓直徑8、軸承旁連接螺栓直徑9、蓋與連接螺栓直徑10、連接螺栓的間距11、定位銷直徑12、至外箱壁距離13、到凸緣邊緣距離14、外箱壁至軸承座端面的距離15、齒輪頂圓與內(nèi)箱壁間的距離16、齒輪端面與內(nèi)壁間的距離17、箱蓋、箱底肋厚18、軸承端蓋外徑19、軸承旁邊連接螺栓距離20、軸承旁凸臺(tái)半徑由公式得，所以。由公式得，所以。根據(jù)兩齒輪的中心距可知，當(dāng)時(shí)，查設(shè)計(jì)手冊(cè)查得標(biāo)準(zhǔn)值，取查設(shè)計(jì)手冊(cè)表4.2得到。查設(shè)計(jì)手冊(cè)表4.