一级减速器课程设计(斜齿).doc

一、电动机的选择计算步骤计算及说明计算结果1、 电动机类型和结构形式的选择。2、 确定电动机的功率。3、确定电动机的转速。 按照已知工作要求和条件，选用Y型全封闭笔型三相异步电动机。由 ， 得： 又由电动机至工作机之间的总功率为： =式中、分别为带传动、齿轮传动、出轮传动的轴承、联轴器、滚筒轴的轴承及滚筒的效率。查机械设计基础课程设计表2.3可得：0.96 、 0.97 、 0.99、=0.99、=0.99、 =0.96，则= =0.85所以滚筒轴的工作转速为：按推荐的合理转动比范围，取V带传动的传动比24，单级齿轮传动比35，则合理总传动比的范围为620,固电动机转速的可进范围为： =（620） (659.42198)r/min 查机械设计基础课程设计附表2.1可知符合这一范围的同步转速有750r/min、1000r/min、1500r/min，再根据计算的容量，有两种适用的电动机型号，其参数见下表电动机的型号额定功率/KW满载转速/(r/min)Y132M265.5960Y132S45.51440Y160M25.5720 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量，选择满载转速为1440r/min的Y132S4型电动机。0.854.9KW109.9r/min(659.42198) r/min二、传动比的分配计算步骤计算及说明计算结果1、 计算传动装置的总传动比。2、 确定传动装置中带轮及齿轮的传动比由选定的电动机的满载转速和工作机的主动轴的转速可得传动装置的总传动比为传动比的分配原则根据V带传动的传动比取值范围，初步取V带传动比，则齿轮的传动比为.413.1=4.4三、计算传动装置的运动和动力参数计算步骤计算及说明计算结果1、 各轴转速。2、 各轴的输入功率。3、 各轴输入转矩。I轴 r/min轴 r/min滚筒轴 r/min式中：为电动机的满载速度，单位为r/min;、分别为、轴的转速，单位为r/min，轴为高速轴，轴为低速轴;为电动机至轴的传动比，为轴至轴的传动比。轴 KW轴 KW轴 =4.42KW式中：为电动机的输出功率，单位为KW;、分别为、轴的输入功率，单位为KW，轴为滚筒轴，、分别为带传动、齿轮传动、齿轮传动的轴承及联轴器的效率。电动机的输出转矩为轴轴名参数轴 =403.64N轴 =391.65 N 式中：、分别为、轴的输入转矩，单位为；为电动机的输出转矩，单位为。运动和动力参数的计算结果如下表：电动机轴轴轴滚筒轴转速n/(r/min)1440480109109输入功率P/KW5.54.74.514.42输入转矩T/()32.593.6403.64391.65传动比3441效率0.850.960.98480r/min109r/min109r/min4.7KW4.51KW4.42KW403.64N四、带传动的设计设计步骤计算及说明计算结果1、 确定计算功率2、 选择V带型号3、 确定带轮基准直径、4、 验算带速5、 确定带的基准长度和实际中心距6、 校验小带轮的包角7、 确定V带根数8、求初拉力F0及带轮轴上拉力FQ设计结果 已知减速器每日工作24h，查机械设计基础表9.21及式（9.16），可知，则由，及减速器的工作条件，查机械设计基础图8.12选用A型普通V带。根据表8.6和图8.12选取，且 ，则大带轮直径为 按表8.3选取标准值，则传动比、从动轮的实际转速分别为从动轮的转速误差率为 在以内，为允许值。带速在525m/s范围内。带轮的中心距应满足的范围是即按结构设计要求初定中心距由式（9.19）得 = 2853.2mm由表9.4选取基准长度由式（9.20）得实际中心距啊为= =973mm中心距的变动范围为 =mm=931mm =mm=1057mm由公式得 = =由式得: 根据132mm，查表8.9用内插法得 P0= = =2.224KW取由式（8.11）得由表8.18查得根据传动比,查表，则由表8.4查得带长度修正系数，由图8.11查得包角系数，得普通V带根数： =2.77圆整得Z=3由表8.6查得A型V带的每米长质量q=0.10kg/m，根据式（8.19）得单根V带的初拉力为： 由式8.20可得作用在轴上的压力FQ为： 选用3根A2800GB/T115441997的V带，中心距为a=973mm,带轮直径dd1=132mm,dd2=400mm,轴上压力FQ=171.9N7.15KWdd1=132mm400mmi=3.03v=9.95m/sa=973mmZ=3N五、齿轮传动的设计设计步骤计算及说明计算结果1、选择齿轮材料及精度2、按齿轮接触疲劳强度设计3、按齿根弯曲疲劳强度校核4、齿轮的受力分析5、验算齿轮的圆周速度选用软齿面齿轮组合，小齿轮选用45钢调质处理，硬度为217255HBS，大齿轮选用45钢正火，硬度为169217HBS。因为是普通减速器，由表10.21选用8级精度。根据1）、转矩T1： 2）、载荷系数K、齿数Z和齿宽系数：由表10.11取K=1.1 因为是软齿面传动，取，则：初选螺旋角单量齿数为：3）、接触疲劳许用应力：按图10.24查得，由表10.10查得 由图10.27得由式 4)、计算模数mn、螺旋角和中心距a：因为两齿轮材料都选用45钢，由表10.12查得，故 由表10.3取标准模数mn=2mm圆整后取5）、计算主要尺寸：分度圆直径：齿宽：经圆整取， 齿顶高：齿根高：齿数比u：u=i=4.4由式（10.24）得出，如则校核合格。确定有关系数与参数：1）、许用弯曲应力：由图10.25查得，由表10.10查得由图10.26查得，由式10.14得： 2）、齿形系数：查表10.13得：，3）、应力修正系数:查表10.14得，故 9 齿根弯曲强度校核合格。圆周力：径向力：轴向力： =1.45m/s由表10.22可知，选8级精度是合适的。大齿轮的结构：当齿轮的齿顶圆直径时，可以采用腹板式结构，综上所述，低速齿轮（大齿轮）采用腹板式齿轮。K=1.1Z1=28Z2=123 u=4.4六、轴的设计高速轴的设计设计步骤计算及说明计算结果1、 选择轴的材料，确定许用应力2、按扭转强度估算轴径3、设计轴的结构4、按弯扭合成强度校核轴径由已知条件知道减速器传动的功率属中小功率，对材料无特殊要求，故选用45钢并经过调质处理，由表14.7查得强度极限，再由表14.2查得许用弯曲应力。根据表14.1得C=107118，又由式（14.2）得考虑到轴的最小直径处要安装V带轮，会有键槽存在，故将估算直径加大3%5%，取为23.626.6mm。由设计手册取标准直径。校核高速齿轮是否做成齿轮轴根据已知条件，高速齿轮与带轮的链接选取C型键联接，根据课程设计手册附表5.14选取；当圆柱齿轮的齿根至键槽底部的距离时，应将齿轮与轴做成一体，称为齿轮轴，高速齿轮的齿根圆直径，齿根到至键槽底部的距离为：，所以高速齿轮和轴是齿轮轴。由于设计的是单级减速器，可将齿轮布置在箱体内部中央，将轴承对称安装在齿轮两侧，轴的外伸端安装V带轮。1）、确定轴上零件的位置和固定方式由于高速轴是齿轮轴，所以无需考虑齿轮的安装；轴承对称安装于齿轮的两侧，则其左轴承用轴肩定位，右轴承用套筒左端面来定位，轴承周向固定采用过盈配合。轴承的外圈用轴承盖顶住，这样轴组件的轴向位置即可完全固定。2）、确定各轴段的直径确定轴承： 所以选用6007型滚动轴承。轴的外伸端直径最小，考虑到要对安装在外伸端的带轮进行定位，轴段2上应该有轴肩，同时为能很顺利地在轴段2上安装轴承，轴段2必须满足轴承内径的标准，取，轴段3与齿轮做成齿轮轴，但考虑到轴段3对轴承的轴向定位，故应该用轴肩，所以，为了便于拆卸左轴承，根据6007型滚动轴承的安装高度，取3）、确定各轴段的长度因为高速齿轮是齿轮轴，为了保证齿轮端面与箱体内壁不相碰，齿轮与箱体内壁间应留有一定的间距，取该间距为8mm；为了保证轴承安装在箱体轴承座孔中（轴承宽度为14mm），并考虑轴承的润滑，取轴承端面距箱体内壁的距离为15mm,所以轴段3的总长度取为82mm，根据有关计算得，轴承支点距离l=126mm,根据箱体结构及带轮距轴承要有一定距离的要求，取l2=70mm,查阅有关的带轮手册取l1=58mm。1）、作水平面内的弯矩。支点反力为：弯矩：2）、做垂直面内的弯矩。支点反力：（1）、两轴承间的弯矩（中间）。（2）、齿轮右端面处的弯矩。3）、合成弯矩。 4）、求当量弯矩。 因为减速器单向运转，故可认为转矩为脉动循环变化，修正系数5）、确定危险截面及校核强度。两轴承中间位置的截面（截面）和齿轮右端面处的截面（）所受得转矩相同，但弯矩，故截面可能为危险截面，但由于，故也应对截面进行校核。截面：截面：满足的条件，故设计的轴有足够的强度。低速轴的设计设计步骤计算及说明计算结果1、选择轴的材料，确定许用应力2、设计轴的结构 由已知条件知道减速器传动的功率属中小功率，对材料无特殊要求，故选用45钢并经过调质处理，由表14.7查得强度极限，再由表14.2查得许用弯曲应力。根据表14.1得C=107118，又由式（14.2）得考虑到轴的最小直径处要安装联轴器，会有键槽存在，故将估算直径加大3%5%，取为38.1142.84mm，联轴器的转矩为：，由设计手册取联轴器HL3的标准直径，则1）、确定轴上零件的位置和固定方法。确定齿轮从轴的右端装入，齿轮的左端用轴肩(或轴环)定位，右端用套筒固定，这样，齿轮在轴上的轴向位置被完全固定。齿轮的周向固定采用平键连接。轴承对称安装于齿轮的两侧，其轴向用轴肩固定，周向采用过盈配合。2）、确定各轴段的直径。轴段1（外伸端）直径最小，考虑到要对安装在轴段1上的联轴器进行定位，轴段2上应该有轴肩，轴段2上安装的是轴承，故应满足轴承内径的标准，试选6010型滚动轴承，根据： 所以选用6010型滚动轴承， ，轴承左端用轴肩定位，又是轴头，按标准轴头值取，按同样地方法确定轴段5,6的轴径值，3）、确定各轴段的长度。 由于齿轮宽度为55mm，所以轮毂长度为60mm，为了保证齿轮固定可靠，所以轴段4的长度应略短于齿轮轮毂长度，取，轴段5是轴环，根据公式得，轴段5、6总长度为26mm，为保证轴承安装在安装在轴承孔座上（轴承宽度为16mm），同时要满足两齿轮的啮合度和齿轮的润滑，轴段3为，两轴承的距离为， 根据箱体结构及联轴器距轴承盖要有一定的距离的要求，取，由于在轴段1上安装的是HL3型联轴器，所以，轴段7安装的是轴承，取；在轴段1、4上分别加工出键槽，使两键槽处于轴的同一圆柱母线上，键槽的长度比相应的轮毂宽度小约510mm，键槽的宽度按轴径查手册得到。七、键的选择设计步骤计算及说明计算结果根据轴的结构，高速轴和齿轮做成了齿轮轴，故只有轴段1有键槽存在，由于高速轴是和带轮连接的，所以选用普通C型键，根据该轴段的长度（）及直径值（），根据课程设计手册附表5.14选取。低速轴的与齿轮是分开的，还和联轴器相连接，所以根据有关条件查得，轴段4选用普通A型键，轴段1选用。键C8750GB/T10962003键16 1050GB/10962003键C128100GB/T10962003八、滚动轴承的选择设计步骤计算及说明计算结果根据有关数据，高速轴选用6007型滚动轴承；低速轴选用6010型滚动轴承6007型滚动轴承6010型滚动轴承九、 联轴器的选择设计步骤计算及说明计算结果根据有关数据，选用HL3型弹性联轴器。HL3型弹性联轴器十、减速器箱体的设计设计步骤计算及说明计算结果1、箱座壁厚2、箱盖壁厚3、箱盖凸缘厚度4、箱座凸缘厚度5、箱座底凸缘厚度6、地脚螺栓直径7、地脚螺栓直径8、轴承旁连接螺栓直径9、盖与连接螺栓直径10、连接螺栓的间距11、定位销直径12、至外箱壁距离13、到凸缘边缘距离14、外箱壁至轴承座端面的距离15、齿轮顶圆与内箱壁间的距离16、齿轮端面与内壁间的距离17、箱盖、箱底肋厚18、轴承端盖外径19、轴承旁边连接螺栓距离20、轴承旁凸台半径由公式得，所以。由公式得，所以。根据两齿轮的中心距可知，当时，查设计手册查得标准值，取查设计手册表4.2得到。查设计手册表4.2得