斜齿圆柱齿轮减速器课程设计

1、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Pd = w ,Pw =得：1000rLPd :Fv 1000 w又由电动机至工作机之间的总功率为："w="32。力 6式中“2、J L、，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9.4可得：，=0.96 、n2 =0.97 、% =0.99、"4 =0.99、"5=0.99、”=0.96,则yy2n % = 0

2、.96 m 0.97 m 0.99 父 0.99 父 0.99 父 0.96=0.86所以cFv2.1 父 103 ".8, L -Pd = = 4.5KW1000” w1000 M 0.86滚筒轴的工作转速为：n 60M1000v 60M1000M1.8 .“w =86r/minDn 父 400按推荐的合理转动比范围，取V带传动的传动比i1 =24,单级齿轮传动比i2 =35,则合理总传动比的范围为i =620,固电动机转速的可进范围 为：nd =i *nw = (620)父86n *nw =0.86Pd =4.5KW,w =86r/minnd =(5161720)r/minnd

3、= (5161720)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970r/min、1470r/min ,再根据计算的容量，后两种适用的电 动机型号，其参数见卜表电动机的型号额定功率/KW满载转速/(r/min)Y132m2 65.5960Y132M4 45.51440Y160M2 85.5720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Y132M 4型电动 机。:、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te的电动机的满载转速nm和工作机的主动轴的转速nw可得

4、传动装置的总传动比i为.nm 1440i =16.7nw 86传动比的分配原则i带 i链i齿轮根据V带传动的传动比取值范围，初步取V带传动比ii =3.6,则齿轮的传动比i2为i2-=回=4.64ii3.6i =16.7i2=4.64三、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I轴速。nm 1440nT 400 r/mini13.6nz =400r/minn轴一 ni 400，.n =- =86.2 r/mini24.64nn =86.2r/min滚筒轴nw = nn = 86.2 r/minnw = 86.2r/min式中：nw为电动机的满载速度，单位为r/min;

5、%、nn分别为I、n轴的转速，单位为r/min , I轴为高速轴，n轴为低速轴；ii为电动机至I轴的传动比，12为1轴至n轴的传动比。2、各轴的I轴输入功率。R =pd=4.5M0.96KW =4.32KWP =14.32KWn轴Pn =R h2 叫3 =4.32 父 0.97 M0.99KW =4.15 KR =4.15KWW出轴Pm =Pu 叫 叫=4.15M0.99M0.99KWPm =4.07KW=4.07KW式中：Pd为电动机的输出功率， 单位为KW;R、PPw分别为I、n、出轴的输入功率，单位为 kw, m轴为滚筒轴，”1、”2、”3、3分别为带传动、齿轮传动、齿轮传动的轴承及联轴

6、器的效率。3、各轴输电动机的输出转矩为Td = 29.8N m入转矩。Pd4.5Td -9550 d -9550乂-29.8N mnm1440I轴7=Td，i1=29.8m3.6m0.96N m=103N mn轴Tn =T i2飞=103 m 4.64m 0.97 m0.99N m=458.95N -m出轴Tm =Tn 1= 458.95 x0.99x0.99N m= 449.8N m式中：、T丁皿分别为I、n、出轴的输入转矩，单位为N，m； Td为电动机的输出转矩，单位为N m。运动和动力参数的计算结果如卜表：T1 =103N m=458.95N mTm =449.8N m'、轴数电

7、动 机轴I轴n轴滚筒轴转速 n/(r/min)144040086.286.2输入功率P/KW4.54.324.154.07输入转矩T/( N m)29.8103458.95449.8传动比3.64.641效率0.960.960.98四、带传动的设计设计步骤计算及说明计算结果1、fcE#已知减速器每日工作 24h,查机械设计基础表 9.21算功率及式(9.16),可知KA =1.3 ,则Pc =KaR =1.3X5.5KW =7.15KWPc =7.15KW选才i V由Pc =7.15KW , nm =1440r/min ,及减速器的工作条2、带型号件，查机械设计基础图9.13选用A型普通V带。

8、根据表 9.6 和 图 9.13 选 取 dd1 =125mm , 且确定带dd1 = 125mm >dd min =75mm,则大齿轮直径为3、轮基准,nm ,1440 _八直 径dd2 =dd1 =父 125mm = 450mmdd2 = 450mmni400d di、按表9.3选取标准值dd2 = 450mm,则传动比i、从动轮的d d2实际转速n分别为dd2 450 Vi = = = 3.6dd1 125nm 1440n1 =r/ min = 400r/mini3.6从动轮的转速误差率为400 400°,0,父100% =0%400在±5%以内，为允许值。nd

9、d1Q冗父 125M1440, 八，v =9.42 msv m /s 9.42m / s60 M100060 M10004、验算带带速在525m/s氾围内。速v带轮的中心距应满足的范围是0.7(dd1 +dd2)«a° «2凡1 +dd2)5、确定带即的基准402.5 <a0 <1150长度Ld和按结构设计要求初定中心距 a0 = 1000mm实际中 心距a6.校验小带 轮的包角ai由式(9.19)得(d(d di d d2 )L0 2a 0 + (d di +dd2)+24a o(450 125)2=2父1000 十一(125 +450) +-mm2

10、4x1000=2929.16mmMl 9.4选取基准长度 Ld =2800mm由式(9.20)得实际中心距啊 a为,Ld - L0a =a0 +2,2800 -2929.16 1=1000 + mm<2)=935.42mm中心距的变动范围为amin =a-0.015Ld二(935.42 -0.015 父 2800 )mm=893.42mmamax =a+0.03Ld=(935.42 + 0.03 父 2800m=1019.42mm由公式得_d on ° dd 2 -d d1 y r-7a1 180 一父57.3a心450 -125co二180 -父57.3935.42二160。

11、A120 n由式(9.22)得之一Pc _Pcz h(B +4P°)KaKL根据 dd1 =125mm, nm =1440r/min ,查表 9.11 用内插法得7计算V带 的根数z8取初拉力Fo及带轮轴 上的压力Fq(1440 -1200)(1.93-1.66),p0 =1.66 + kw = 1.9kw1460 -1200由式8.11将功午增里Ap0为E11 'APo = KbA 1<k"kb =1.0275x10，根据传动比i = 3.6查表 8.19 得 ki =1.137(1 X 即0 = 1.0275父 10 父 1440M 1ikw=0.18kw

12、1<1.1373.人由表8.4查得带长度修正系数 KL = 1.11由表8.11查得包角1系数K" =0.95得普通V带根数77.15Z = =3.26(1.9 +0.18 0.95 父 1.11取整得Z = 4由表8.6得A型V带的每米长质量q = 0.10kg/m ,根据公式8.19得单根V带的初拉力F0=型空 空1 +qv2zv 1Ka)500M 7.15 f 2.5:2 1 “cc一11-1 1 + 0.10 父 9.42 1 -163.67 N4x9.42 10.95). a由8.20得作用在轴上的压力为 Fq = 2F0 sin 一21602 父163.67 M4s

13、in N -1289.46N 2设计结果选用4根A2800GB;T11544 -1997的V 带中心距a = 925.42mm,带轮直径 dd1 =125mm, dd2 = 450mm,轴上压力Fq =1289.46N QZ =4F0 = 163.67 NFq = 1289.46 N五齿轮的设计选用闭式软齿面齿轮组合。小齿轮用45钢调质处理，硬度为217255HBS。大齿轮用45钢正火处理，硬度为 169217HBS。选择齿轮精度等级为 8级。按斜齿轮传动的设计公式可得23.17Ze KTi(u +1)、1H 1, 4duT1 =1.03 105 N *mmz1 =256 P6 4 325T1

14、 =9.55 109.55 10=1.03 10 N.mn1400m 查表 10.11 取 K =1.5因为是软齿面所以，z1 =25 则z2 =116z2 =i乙=4.64 父 25 = 116初选P =14°初选螺旋角P =140当里M数zv为Zv1=28乙25=28zv1 -3 R -cos户Z2300cos 14116Zv2二 128zv23 Rcos户由表10.20查得由图10.24查得300 cos 14b b -b d zd1-128= 1.2中d= 1.2ife故Z1a =取 a=182mm确mnN2d1 -、.Hlim1 =580MPa1Hlim 2 = 530 M

15、Pa由表10.10查得SH =1N1 =60njLn =60 400 1 5 52 5 24 =7.49Ni 7.49 1084.641.61 108查图10.27得ZNT1 - 1 .03Z NT2 - 1.1Z NT1" - H lim1 1.03 580SHMPa =597MPaZ NT2 :;:'h lim 21.1 536SHMPa =583MPa2KT1(u +1 /3.17ZE、4du=28.51mmd1 cos 128.51 0.97 一”1=1.10625由表10.3取标准模数mn = 2.5mn 乙 z225 25 1162cos140= 181.7mmm

16、n 乙- Z2=arccos= arccos2a2525 116 =14。2 182此值与初选P值相差不大，故不必重新计算SH = 108d1 = 28.51mm标准模数mn = 2.5中心距a=182mm一，口= 1408，1.6KT1YY1.6KT1COSPYY6fyf ys 2yeys E hbmndibmn 乙,mnZi2.5X25d1 =- =0 mm = 64.4mmcos P cos14 8, mnZ22.5X116occd 2 =5- =0- mm = 299mmcos P cos14 8b =轧1 =1.2 x64.4mm = 77.28mm取 b2 =80mmb1 =85m

17、mU=i=4.64由表10.13查得齿形系数YF1 =2.58YF2 =2.17由表10.14查得应力修正系数 YS1 =1.61Ys2 = 1.82 _ 50 _ '-1.61.5X1.25X10 cos14 8 殆2父 2.58 父 1.61 _85 M 2.52 X2591MPa一一 _一_5_0_'-1.6X1.551.25X10 "os14 8皿6F2 =2=19.8MPa80-2.52 乂1166F1 < 5H 1 = 597MPa齿根弯曲疲劳强度校核合格 d1nl3.1464.4400,V 一1.35 ms60 黑 100060 M1000由表10

18、.22可知8级精度是合适的d1 = 64.4mmd2 = 299mmb1 = 85mmb2 = 80mmU=4.64V =1.35ms六轴的设计低速轴有已知条件知减速器传递功率属小功率，故选用45钢调质处理。查表 14.7得强度极限6B =650MPa 。再由表14.2得许用应力6b =60MPad142mm由表 14.1 得C=107118 又由 14.2 得 d _C3 p = 107 118 3 ：；mm =38.88 42.88mr 考虑到轴的最小直径处安装联轴器，会有键槽。故将轴 的直径加大 3%5% ,取为40.4444.6mm。故取标准直 径 d1 = 42mm由于设计的是单级减

19、速器可将齿轮分别在箱体内部中 央，将轴承对称安装在齿轮两侧，轴的外伸端安装半联 轴器。d2d3d4d5d649mm50mm60mm56mm48mm确定齿轮从轴的右端装入，齿轮的左端用轴肩定位，右 端用套筒固定。齿轮的轴向固定用平键连接。轴承对称 安装与齿轮的两侧。其轴向采用轴肩固定，采用过盈配 合。轴段直径最小d1 = 42mm考虑到要对轴上的联轴 器进行定位，轴上应有轴肩，同时安装轴承，轴段 必需满足轴承内径标准，故轴直径d2 =49mm ,用相同地方法确定轴段，的直径 d3 =50mm,d4 =60mm 为了便以拆装轴承， 取深沟球轴承 6010 故 d5 = 56mm d6 = 49mm

20、齿轮轮毂宽度为80mm ,为保证齿轮牢固可定轴段的 长度应略短于齿轮轮毂宽度取为78mm,轴承宽度为16mm,轴段的长度7mm轴段为13mm.。轴段为16mm 轴段为 77mm,轴段为 110mm 故轴承支点距离 l = 136mm l'=75mm l"=110mm；在轴段和上分别加工出键槽，使两键槽处于轴的同一圆柱母线上，轴处键槽 键为C型键，键槽宽b = 12mm 键槽高h=4mm,键长l = 100mm。轴段为A型键，键槽宽b =14mm,键槽高h =4mm,键长l = 68mm按设计结果 画出轴的结构草图如图 1Ft2_52T 2 4.6 105d1 一 299N =

21、3076.9Ntan ntan 20Fr2 =Ft2n =3076.9：0 N -1154.54Ncos -cos14 8Fa2 -Ft2 *tan =3076.9 tan1408' -767.16N a2 121)画出轴的受力图如图22)作水平面内的弯矩图图3支点反力为Ft23076.9Fha=Fhbt2N =1538.45N22II 截 面 处 的 弯 矩 为M hi =1538.45 136 N mm =104614.6 N mm2卜II截面处的弯矩为M h_ =1538.45 28 N mm =43076.6 N mm3）作垂直面内的弯矩图如图4支点反力为F VAr2Fa2 ,

22、d2l1154.54 _ 767.16 乂 2992 22M136)2 -266.04NFvb =Fr2 -Fva =1154.54 7：-266.04 N -1420.58NII截面左侧弯矩为Mvi左=Fva *2l =(266.04 父136 |N/mm'、2 J=-18090.72 N mmFt2 = 3076.9NFr2 =1154.54NFa2 =767.16NFha = 1538.45NM hi =104614.6 N mmM hU = 43076.6 N mmFva = -266.04NFvb = 1420.58NMvi 左二-18090.72N mmII截回右处的弯矩为

23、一ll, 八136MVI右=Fvb 5 = 1420.58 mN；'mm = 96599.44N/mmIIII截面处的弯矩为M 丫口 = Fva 28 = 266.04 父 28 N,. mm= 7449.12 N/mm4)作合成驾矩图如图 5M = Jm2h +M 2vII截回M I左=JM 2 vi在 + M 2hi =(-18090.722 +104614.62 N/mm =106167.27N/mmMvi右=96599.44 N/mmMvU = 7449.12 N/mmM I左=10616.27N/mmM I右=142392.65N/mmM 1 = 43715.93 N/mmT

24、 =4.6父105 N/mmMeI =142393.62 N/mmM 声=Jm2vi右 +M2hi = J96599.442 十 104614.62N/mm = 142392.65 N.'mmIIII截回MJ=5M 2vU + M2hU = ,7449.122 +43076.62N/mm =43715.93 Njmm5)求扭矩图如图66 P6 4.15T =9.5510 =9.5510 父 N/mm n86.2= 4.6105 N/mm6)求文号矩因减速器单项运转，故可认为转矩为脉动循环变化，修正系数ot为0.6II截回MeI =M 2i右 +(«T 2 =由42392.65

25、2 +(0.64.6105 2 =142393.62 N/mmIIII截回Mejj = JM 2U + (aT 2 =(43715.932 +(0.6x4.6x105 ) =43719.09 N/mm7)确定危险截面及校核强度由图可看出，截面II、IIII所受转矩相同，但弯矩Mei A MeJ,且轴上还有键槽，故截面 II可能为危险截面。但由于轴径d3 >d2,故也应对IIII进行校核。MeU = 43719.09 N mmMeI、eI142393.62142393.621 1 QQ h/lDo0.1 d333 II.39 MiPa0.1 50WIIII截回M eJ43719.09437

26、19.09 .'：eMPa - 0.1 483一 0.1 d32W3.72MPaII截面查表14.2得】=60MPa ,满足露< 5】的条件,、eI =11.39MPa、山=3.72MPa故设计的轴有足够的强度，并有一定的裕量高速轴由已知条件可知减速器传递功率属小功率，对材料无特殊要求，故材料选用 45钢并调质处理。由表14.1得C =107 108,又由式14.2得P4 32d -C3= 107 108 31;0 mm = 23.65 26.08mm考虑到最小直径处要安装带轮，会有键槽存在。故d1 = 26mmd2 = 30mmd3 = 36mm将估算直径加大 3%5%。取为2

27、4.627.12mm。由设计手册取标准为d1 = 26mm。又带轮宽度为B = 63mm ,所以段长为61mm,考虑到上是安装带轮轴段上应有轴肩定位。d2 =30mm。段上要安装轴承所以轴段上应有轴肩。d3 =36mm ,为小齿轮，与d5 = 36mm相同，所以d5=36mm,与相同d6=30mm。 d6 = 30mm1、高速轴的 键2、低速轴的 键又小齿轮范度为85mm所以段长为85mm ,段长为 18mm,®£为 14mm,®£为 14mm,®£为75mm。轴段上安装 V带轮所以有键槽。键槽为 A 型键槽，长为 51mm,宽8mm

28、,深3mm。七键的选择由于高速轴是轴和齿轮在一起的实体式齿轮，轴段 处安装V带轮，所以有键槽，键为A型普通平键，键A8 M 7 M 51 GB T 1096 J根据低速轴的设计，在轴段、处都有键槽。轴段处安装联轴器所以段的键为B型普通平键：键B12M8M100，段安装齿轮所以有键，键为普通A型键，键A14M9父68八滚动轴承的选择根据轴的设计可得，高速轴上安装的是深沟球轴承6006GB/T 272-1993低速轴上安装的是深沟球轴承6010GB/T 272 -1993九联轴器的选择根据公式Tc=KT查表16.1得 K =1.3又T =449.8 N/m 算得Tc = 584.74 N/m由指导

29、书查得联轴器应选弹性柱销 HL3联轴器O高速轴A8M 7M 51键 B12M8M100键A14M 9M68深沟球轴承：6006 GB/T 272 -19936010GB/TT 272-1993弹性柱销HL3联轴器十减速器箱体的设计1、箱座壁厚d2、箱盖壁厚61由公式 5 = 0.025a + 1mm 至 8mm, a = 182mm可得 0 = 0.025m 182+1mm= 5.55mm <8mm,所以8 =8mm有公式d=0.02a+1mm ± 8mm ,可得3、箱盖凸缘厚度b161 =0.02x182 +1 = 4.64mm <8mm所以61 =8mmb1 =1.561 = 1.5父 8mm =12mm4箱座凸缘厚度 b5、箱座底凸缘b = 1.56 = 1.5父 8mm = 12mm厚度b2b2 =2.56 = 2.5 xgmm = 20mm6、地脚螺栓直径dfdf = 0.036a + 12mm = 0.036父 182 + 12mm = 18.55mm7地脚螺栓数目n由于 a = 182mm < 250 所以 n=48、轴承旁连接螺栓直径d1d1 =0.75df =0.75M18.55mm =13.91mmd1 =14mm9、盖与座连接螺栓的直径d2d2 = 0.5d