减速器设计计算说明书

1、机械设计计算说明书一、目录：二、设计任务书：三、前言：四、电动机的选择，传动系统的运动学和动力学计算：1、电动机的选择依据电动机计算功率确定其类型、额定功率及额定转速。Pm P0Pw Fv / 1000wFv1000(23联轴器 )( 滑动轴承 平带 )滑动轴承 平带带齿轴承55000.432.838(kW)1000(0.960.9720.9930.99)(0.980.98)取 Pm3.0kW选同步转速 1500r/min电机，查 P 指 295 表 8-169得：型号额定功率（ kW）满载转速（ rpm）堵转转矩 / 额定转矩最大转矩 / 额定转矩Y100L2-43.014302.22.22

2、、分配全系统的传动比。 电机满载转速：nm1430 r / min 工作轴转速：nw601000v601000 0.4318.250(r/ min)D3.14 450 总传动比：i总nm143078.36nw18.250又 i高1.45i低 ， i带3， i总i 带i 高i 低 i 低i 总4.24 ， i高1.45i低 1.45 4.24 6.151.45i 带3、运动参数计算减速器各轴所传递的功率、扭矩、转速。nm1430，n476.6777.51，n77.51476.67n18.28n3ni高6.15i低i带4.240.96，2.83 0.96 2.72(kW )O带P POO齿轴承0.

3、990.970.9603 ， 2.720.96032.61(kW )PP齿轴承 0.99 0.970.9603， PP 2.610.96032.51(kW )PO2.832.72TO9550955018.90( Nm ) ， T9550P9550nm1430n54.50( N m) ，476.67P2.61P2.51T95509550321.58( N m) ，T955095501311.30( N m)n77.51n18.28参数轴电机轴（ O）高速轴（）中间轴（）低速轴（）转速 n（ rpm）1430476.6777.5118.28功率 P（ kW）2.832.722.612.51转矩 T

4、（ N m）18.9054.50321.581311.30传动比 i36.154.24五、传动零件的设计计算：1、三角皮带设计计算（1）确定计算功率：（通过查 P 书 151 表 8-6 得 KA=1.2）PcaK AP01.22.833.40(kW )（2）选取普通 V 带带型： A 型。（通过查 P 书 152 图 8-8 ）（3）确定带轮基准直径：（通过查 P 书 145 表 8-3 和 P 书 153 表 8-7 ）主动轮基准直径：dd 190 mm从动轮基准直径：dd 2id d1390270mmdd2280mm验算带速： vd1 n13.1490 14306.74(m / s) 2

5、5m / s （根据 P 书 146 式 8-13 ）101000601000合格。（4）确定普通 V 带的基准长度：（已知 a0700mm ）Ld 2a0(d dd d ) (dd1dd ) 2/ 4a0212290) 2 /( 4 700)2 700(3.14/ 2)(90280)(2801994(mm)由 P 书 142 表 8-2 ，选带的基准长度Ld2000mm实际中心距aa0( LdLd ) / 2700( 20001994) / 2703(mm) zPca3.402.77 （根据 P书 154 式 8-22 ）( P0P0 ) K a K L(1.07 0.17) 0.961.0

6、3取 z 3（5）计算预紧力：（根据 P 书 155 式 8-23 ）F0Pca2.5qv23.402.51) 0.10 6.742139.41（ P 书155 式500(1)500(zvK a3 6.740.968-23 ）（6）验算主动轮上的包角： （根据 P 书 144 式 8-6 ）d d1dd 257.5164.5120，合格。1180a（7）计算作用在轴上的压轴力： （根据 P 书 155 式 8-24 ）F p164.5828.822zF0 sin2（8）计算带轮宽度：（根据 P 书 157 表 8-10 ）B( z 1)e 2 f(31) 1521050(mm)2、各级齿轮设计

7、计算（1）材料选择：小齿轮为 45 钢，调质处理；大齿轮为45钢，常化处理。精度等级8 级。（2）高速级齿轮组：初选 z1 20 ，15左右。 z2 iz1 6.15 20 123由表 10-6 知 ZE189.8 。K t1.6 ，图 10-30 选取区域系数Z H2.40由图 10-26 ， 10.76 ，20.92 ，120.760.921.68许用接触应力：N 1 60n1 jL n60476.671 (1016300)2.7610 9N 2 60n2 jL nN1 / 6.154.50108由图 10-19K HN10.965， K HN 20.94 ，由图 10-21 知，H li

8、m 1 650MPa ， H lim 2 580MPa H1K HN1H lim 1598，H 2K HN2H lim 2556.8ssH1 H 2577.4H22K t T1u 1ZHZE2由公式 dct38.00mm3u H d圆周速度：vdct n10.95m / s601000齿宽 b 及模数 mntbd dct54.34mm,d1.43 mntdct cos24.11mm ， b / h 13.13 ,1.84mm ， h 2.25mntz10.3184dz1tg2.44载荷系数 K ： K A1， v0.92m / s ， 8 级精度，由图 10-8 得 K V1.1， K H1.

9、986 ，由图 10-13 得 K F1.80 ，表 10-3 得 K HK F1.4KKAKV KH KH3.06按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径d1dct 3 K / K t347.17mm模数 mntd1 cos2.28z1若按齿根弯曲强度设计载荷系数KK AKV KF KF2.77纵向重合度2.44 ，由图 16-28 得螺纹角影响系数Y0.875当量齿数：ZV1z12.2119 ， ZV2z2136.48cos3cos3查齿形系数，表 10-5 得： YF 12.72 ， YF 2 2.14应力校正系数，表 10-5 得： Y1.57 ， Y1.83S 1S 2由大小齿轮的YF1

10、YS 1 得KFN10.9 ， K FN20.92F 1取 s 1.4K FN1FE 1244.29 ， K FN2FE 2211.6 F1F 2ss大小齿轮的YF YS并比较F YF 1YS 10.01748，YF 2YS 20.01851 ，大齿轮较大，查图10-28 得F 1F 2mn2KT1Y cos2YF YS1.223d z12F 圆整得 mn2.0mm ，满足弯曲强度，为了同时满足接触强度，计算分度圆直径，d145.93 来计算 z1d1 cos22.78mn z1 22 ， z2136计算几何尺寸：计算中心距：( z1z2 ) mn163.57 ，圆整后取 165mm。a2co

11、s按圆整后中心距修正螺旋角：( z1z2 )mn15 32 46arccos2a计算大小齿轮的分度圆直径d1z1mn45.67mm， d2z2 mn282.33mmcoscos齿宽 bd d165.30mm ，圆整后 B170mm ， B265mm（3）低速级齿轮组：初选 z120 ，15 左右。 z2 iz1 84.80由表 10-6 知 ZE189.8 。K t1.6 ，图 10-30 选取区域系数Z H2.40由图 10-26 ，10.76 ，2 0.84，121.60许用接触应力：N160n jLn2.231081N 2 60n2 jL nN1 / 4.245.26 107由图 10-

12、19K HN 10.96 ， K HN 20.99 ，由图 10-21 知，H lim 1650MPa ，H lim 2580MPa H1K HN1H lim 1624MPa ， H 2K HN2H lim 2574.2ssH1 H 2599.1 ，1.43H2d2由公式32K t T1u 1ZH ZEmmdctuH 76.2d圆周速度：dct n10.31m / sv100060齿宽： bd d ct80.01mm模数： mntd ct cos8.28mm ， b / h 9.66,3.68mm， h 2.25mntz10.318 d z1tg1.79载荷系数 K ： K A1， v0.31

13、m/ s ， 8 级精度，由图 10-8 得 K V1.03 ， K H1.50 ，由图 10-13 得 K F1.42 ，表 10-3 得 K HK F1.4KKAKVKH KH2.163按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径d1d ct 3 K / K t84.26mm模数 mntd1 cos4.07z1若按齿根弯曲强度设计载荷系数KK AKV KF KF2.05纵向重合度1.79 ，由图 16-28 得螺纹角影响系数Y0.875当量齿数： ZVz122.19 ， ZV2z294.22cos3cos31查齿形系数，表 10-5 得： Y2.72 ， Y2.20F 1F 2应力校正系数，表 1

14、0-5 得： Y1.57 ， Y1.78S 1S 2由大小齿轮的YF 1YS 1 得KFN10.9 ， K FN20.92 F1取 s1.4 FK FN1FE1252.43 ， K FN2FE 2218.5 1F 2ssYF YS计算大小齿轮的并比较F YF 1YS 10.0169 ，YF 2YS 20.0179，大齿轮较大，查图10-28 得F 1 F2mn2KT1Ycos2YF YS3.23d z12 F 圆整得 mn4.0mm ，满足弯曲强度，为了同时满足接触强度，计算分度圆直径，d184.26 来计算 z1d1 cos20.35mn z120 ， z285计算几何尺寸：计算中心距：(

15、z1z2 ) mn218.75 ，圆整后取 220mm。a2cos按圆整后中心距修正螺旋角：arccos ( z1z2 ) mn16 28 482a计算大小齿轮的分度圆直径d1z1mn83.43mm ， d2z2 mn354.57mmcoscos齿宽 bd d187.60mm ，圆整后 B190mm， B285mm六、轴的设计计算及校核：1、高速轴的设计计算及校核（1）按扭转强度估算最小直径： （查 1 表 15-3 ）PdA0 3 n21.47mmd25mm（2）轴的弯扭合成应力校核：已知 Fp828.8N ， Ft2T 2386.7N ， dr20 ，15 3246d FrFt tann

16、/ cos901.7 N ， FaFt tan664N ， MFa d / 215162.4NFNV1162Fr M111.5F p1621142.6N6060FrM(16260 111.5) F pFNV21621069.7N60弯矩计算：M 1VFNV16068556 N mm ， M 2V M 1V M 53392.6N mm MFp111.5 92711 .2Nmm水平面：FNH1162Ft1741.6N ， FNH 2Ft FNH 1 645.1N222M1HMM 1MM 2M2 H160FNH 1104496 Nmm22124977 N mm1VM 1 H22117347 Nmm2

17、VM 2H弯扭强度较核：22M 1（ T）13.56MPa 60MPaW安全。2、中间轴的设计计算及校核（1）按扭转强度估算最小直径： （查 1 表 15-3 ）PdA0 3 n38.16mmd40mm（2）轴的弯扭合成应力校核：dr20 ，15 32 46Ft12T12278.0N ， Ft 22T2 7708.9Nd1d 2 FrFttann / cos863.67 N ， Fr2Fttann / cos2926.04 N112Fa1Ft1 tan633.72 N ， Fa2Ft2 tan2280.58 NFNV15792.7N ， FNV2(89.574.5) Ft174.5Ft 241

18、96.16 N6289.574.5FNH1(62 89.5) Fr2M 1M 262Fr13726 N6289.574.5M 1Fa1d1 / 2 ， M 2Fa 2d2 / 2 FNH274.5Fr1 M 1M 2(89.574.5)Fr11154.6N6289.574.5弯扭强度较核：M2（21T）52.3MPa60MPaW安全。（3）轴的疲劳强度精确校核：综合考虑弯矩、扭矩、尺寸突变等因素的影响，得出小齿轮的侧面为危险截面。抗弯截面系数：W0.1 311059.2d抗扭截面系数：WT0.2d 322118.4弯矩： M548571N mm扭矩： T321580N mm弯曲应力：bM /

19、W49.63MPa扭转切应力：TT /WT14.54MPa轴的材料为45#钢，调质处理查 1 表 15-1 知B640MPa ，1275 MPa ，T155MPa截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数为，由 1表 3-2得 r / d0.033 ， D / d 1.125由 1表 3-1得2.52，1.84 ， q0.77 ， q 0.84故有效应力集中系数为：k1 q (1)2.17 ， k1 q (1) 1.71由 1附图 3-2 ， 3-3查得：0.76 ，0.85由 1附图 3-4 查得质量系数：0.92轴颈表面强化处理即Q1，求得综合系数k1k1K1 2.90， K1 2.10取碳钢

20、特性质数0.1 ，0.05计算安全系数：S11.91， S16.14KmKmScaS S2.941.5SS22安全。3、低速轴的设计计算及校核（1）按扭转强度估算最小直径： （查 1 表 15-3 ）d A0 3P59.36mm d63mmn（2）轴的弯扭合成应力校核：MFad / 2387935 NmmFt2T7396.6NdFaFttan2188.2NFrFttann / cos2807.5Nn20，16 28 48FNH1M75.5Fr771.8N ， FNHM 152.5Fr3579.3N152.575.52152.575.5M 1H117699.5Nmm ， M 2 H270236.

21、6N mm垂直面：FNV175 .5Ft2449.3N ，FNV2152.5Ft4947.3N152.575.5152.575.5M 1VM 2V74.5FNV 2 373520 N mmM 12M 2V2mm ， M 2M2M2M 1H391625 N2 H2V461025.7N mm弯扭强度较核：2（2M 1T）19.22MPa60MPaW安全。七、轴承的选择和计算：1、确定轴承的润滑方式：高速级大齿轮速度低速级大齿轮速度采用脂润滑。vdt n10.95m / s 2m / s100060vdt n20.31m / s 2m / s1000602、高速轴轴承的选择和计算：高速轴选择7306

22、C，由 2 表 8-144可得 D72mm， B19mm ， da39mm ， C16mm ，r1.5mmFr12FNV122FNV22FNH12082.96 N ， Fr2FNH 21249.2NFa664N轴向力 C020.4kN ， C27kN由 e0.4 得 Fd1eFr1833.2N ， Fd 2eFr2499.7N Fd 2Fae1163.7NFd1 Fa1FaeFd 21163.7N ， Fa2Fd 2499.7NFa1 / C00.059N ， Fa2 / C00.024 N由 1 表 13-5 查得 e10.43N ， e2 0.40NFde1Fr895.7N ， Fde2

23、Fr499.7 N1122 Fd 2Fae1163.7NFd 2 Fa1FaeFd 21163.7N ， Fa2Fd 2499.7N求当量动载荷：Fa1 / Fr10.56e1 ， Fa2 / Fr20.40e2查 1 表 13-5 得 X10.44 ， Y11.30， X21，Y2 0查 1 表 13-6 得 f p1.5 Pfp( X FY F)3644N ，Pfp( XFr2Y F) 1873.8N11 r11a1222a2根据 1公式 13-4得1063C14222.86h7.96年LhP60n符合要求。3、中间轴轴承的选择和计算：中间轴选择7308C，由 2 表 8-144可得 D9

24、0mm， B23mm ， da49 mm ， C20mm ，r2mmFr12FNV122FNV22FNH16887.56 N ， Fr2FNH24352.11NFa1646.86N轴向力 C033.4kN ， C41.4kN由 e0.4得 Fd1eF2755.02N ， Fd 2eF1740.84 Nr1r 2 Fd 2Fae3387.70Fd1 Fa1FaeF3387.70 N ， Fa2F1740.84Nd 2d 2Fa1 / C 00.101N ， Fa2 / C 00.052N由 1 表 13-5 查得 e10.46 N ， e2 0.43NFde1Fr3518.27 N ， Fde2

25、 Fr1871.47 N1122 Fd 2Fae3518.27 NFd1 FaFaeFd23518.27N ， Fa2Fd1871.41N12求当量动载荷：Fa1 / Fr10.51e1 ， Fa 2 / Fr20.43e2查 1 表 13-5 得 X10.44 ， Y11.20， X21，Y2 0查 1 表 13-6 得 f p1.5 Pfp( X1Fr1Y F)10878.65N ， Pfp( X2Fr2Y F) 6528.16N11 a122a2根据 1 公式 13-4 得1063CLh11851.23h60nP符合要求。4、低速轴轴承的选择和计算：低速轴选择7215C，由 2 表 8-

26、144可得 D130mm， B25mm ， d a84mm ， C22mm ，r1.5mmFr12FNV122FNV22FNH12568 N ， Fr 2FNH 26106 NFa2188.2N轴向力 C059.6kN ， C65.5kN由 e0.4 得 Fd1eFr11027.2N ， Fd2eFr22442.4 N Fd 2Fae4630.6NFd 2 Fa1FaeFd 24630.6N ， Fa2Fd22442.4NFa / C00.078N ， Fa/ C0 0.041N12由 1 表 13-5 查得 e10.45N ， e2 0.42 NFd1e1Fr11155.6N ， Fd 2e

27、2 Fr 22564.5N Fd2Fae4752.7 NFd1 FaFaeFd24752.7N ， FaFd2564.5N122求当量动载荷：Fa1 / Fr11.85e1 ， Fa 2 / Fr20.42e2查 1 表 13-5 得 X10.44 ， Y11.25， X21，Y2 0查 1 表 13-6 得 f p1.5 Pfp( X1Fr1Y F)10606N ， Pfp( X2Fr2Y F ) 9159N11a122 a 2根据 1 公式 13-4 得106C3Lh21511.9 2.45年60nPh符合要求。八、键连接的选择：（1）高速轴与带轮之间的键连接选择：8 7mm，键长 45mm。（2）中间轴与高速级大齿轮之间的键连接选择：14 9m，键长 56mm。（3）中间轴与低速级小齿轮之间的键连接选择：14 9m，键长 80mm。（4）低速轴与低速级大齿轮之间的键连接选择：22 14m，键长 70mm。（5）低速轴与联轴器之间的键连接选择：18 11mm，键长 125mm。九、联轴器的选择和校核：联轴器的选择见2 表 8- ， 8-164 。TcaK A T1.51311.301966 N m所以选 YL13YLD13