减速器设计计算及说明

总体方案设计设计计算及说明主要结果运动参数设计设计计算及说明主要结果（一）电动机的选择1、工作机主轴转速nW2、工作机的工作功率P3、传动装置总效率η齿式联轴器（1个）η8级精度锥齿轮传动（1个）η8级精度圆柱斜齿轮（1个）η滚子轴承（3对）η总效率：η4、电动机额定功率PP所选电动机的额定功率Pe≥Pe'，取Pe（二）传动比分配传动装置的总传动比：i一般高速级圆锥齿轮的传动比约取i三、主要零件的计算设计计算及说明主要结果（一）高速级齿轮（锥齿轮）设计计算1、选择材料和热处理方法，确定许用应力参考机械设计教程得知，直齿锥齿轮加工难于磨，较少采用硬齿面齿轮传动，为提高承载能力，降低加工成本，对于一些载荷较大、结构尺寸有限制而缺少硬齿面加工条件的场合，可采用中硬度齿面，若两齿轮齿数比较大（u>5）时，亦可采用硬齿面小齿轮和软齿面大齿轮的组合。本齿轮传动为高速级，载荷较大，设计传动比i1=5.5,则参考表6-1初选材料。小齿轮：17CrNiMo6，渗碳淬火，54~62HRC；大齿轮：37SiMn2MoV，表面淬火，50~55HRC。根据小齿轮齿面硬度58HRC和大齿轮齿面硬度54HRC，按图6-6MQ线查得齿面接触疲劳极限应力为：σHlim1=1500MPa，按图6-7MQ线查得轮齿弯曲疲劳极限应力为：σFE1=850MPa，按图6-8a查得接触寿命系数ZN1=0.91，按图6-8b查得接触寿命系数YN1=0.87，其中NN再查表6-3，取最小安全系数：SHmin=1.2于是σσσ设计计算及说明主要结果σ2、分析失效、确定设计准则由于要设计的齿轮传动是闭式齿轮传动，且为硬齿面齿轮，最大可能的失效是齿根疲劳折断；也可能发生齿面疲劳。因此，本齿轮传动可按轮齿的弯曲疲劳承载能力进行设计，确定主要参数，再验算齿面接触疲劳承载能力。3、按轮齿的弯曲疲劳承载能力计算齿轮主要参数根据式m≥确定计算载荷：小齿轮转矩TK查表6-7，考虑本齿轮传动是斜齿圆柱齿轮传动，电动机驱动，载荷平稳，轴承相对齿轮不对称布置，取载荷系数K=1.6，则K由于锥齿轮加工精度较低，尤其大直径齿轮精度更难于保证，φR=bR=0.3，初选z1=20，zz查图6-16，得两轮复合齿形系数为YF1=4.38，设计计算及说明主要结果Y将YF2m≥=查表6-10取标准模数m=2mm，则d4、选择齿轮精度等级齿轮圆周速度v=查表6-9，并考虑该齿轮传动的用途，选择8级精度。5、精确计算计算载荷KK=F查表6-4，KA=1；查图6-9齿轮传动啮合宽度b=查表6-6得设计计算及说明主要结果K经表面硬化的直齿轮，K查表6-5，φd=1.0K=KK6、验算轮齿接触疲劳承载能力σ区域系数查图6-13，标准齿轮ZH=2.5，弹性系数查表6-8得ZEσ轮齿弯曲疲劳承载能力足够。8、斜齿圆柱齿轮传动几何尺寸计算主要结果设计计算及说明主要结果（二）低速级齿轮（斜齿圆柱齿轮）设计计算1、选择材料和热处理方法，确定许用应力参考表6-1、6-2初选材料。小齿轮：37SiMn2MoV，调质，263~294HBW；大齿轮：45钢，正火，162~217HBW。根据小齿轮齿面硬度270HBW和大齿轮齿面硬度210HBW，按图6-6MQ线查得齿面接触疲劳极限应力为：σHlim3=740MPa，σHlim4=400MPa；按图6-7MQ线查得轮齿弯曲疲劳极限应力为：按图6-8a查得接触寿命系数ZN3=1.06，按图6-8b查得接触寿命系数YN3=0.87，其中NN再查表6-3，取最小安全系数：SHmin=1.0于是σσσσ2、分析失效、确定设计准则由于要设计的齿轮传动是闭式传动，且大齿轮是软齿面齿轮，最大可能的失效是齿面疲劳；但模数过小，也可能发生轮齿疲劳折断。因此，本齿轮传动可按齿面接触疲劳承载能力进行设计，确定主要参数，再验算轮齿的弯曲疲劳承载能力。3、按齿面接触疲劳承载能力计算齿轮主要参数根据式d因属减速传动，u=i确定计算载荷：小齿轮转矩TK查表6-7，考虑本齿轮传动是斜齿圆柱齿轮传动，电动机驱动，载荷平稳，轴承相对齿轮不对称布置，取载荷系数K=1.2，则K初选β=15°，则Zβ=cos15°=0.98。区域系数查图6-13,ZH=2.43因小齿轮的许用齿面接触疲劳应力值较小，故将[σH4da=取a=210mm,按经验式mn=0.007~0.02a，取z取z3=27，设计计算及说明主要结果β=arccos4、选择齿轮精度等级d齿轮圆周速度v=查表6-9，并考虑该齿轮传动的用途，选择8级精度。5、精确计算计算载荷KK=查表6-4，KA=1；查图6-9齿轮传动啮合宽度b=F查表6-6得：KK查表6-5，φd=1.0K=KK6、验算轮齿接触疲劳承载能力设计计算及说明主要结果σ7、验算轮齿弯曲疲劳承载能力由z3=27，zz查图6-16，得两轮复合齿形系数为YF3=4.11，YF4=3.95，查图6-20σσ轮齿弯曲疲劳承载能力足够。8、斜齿轮圆柱齿轮传动几何尺寸计算主要结果四、减速器的润滑、密封及装油量的计算设计计算及说明主要结果（一）轴承的润滑方式高速级线速度：v低速级线速度：v根据轴径的速度，轴承可以用润滑油或润滑脂润滑。在闭式减速器中，齿轮圆周速度v<2m/s时，宜用润滑脂润滑；当齿轮圆周速度1、流体润滑油（稀油）润滑当齿轮的圆周速度v<12m/s（1）飞溅润滑：当齿轮圆周速度v>1.5~2m/s（2）刮板润滑：当齿轮圆周速度很低（v<1~2m/s2、润滑脂润滑一般当d×n<2×105时（d为滚动轴承内径，mm；故高速级轴承宜采用油润滑，低速级轴承宜采用脂润滑。综合考虑，本方案轴承全部采用脂润滑。设计计算及说明主要结果（二）密封方式1、箱体密封箱体联接表面应光洁，重要的联接面还要经过刮研；装配时应涂一层水玻璃或密封胶，不允许在接合面加垫片，以免破坏滚动轴承与孔的正确配合。2、轴承的密封滚动轴承的密封有外部和内部密封两种：（1）外部密封：安装在减速器外伸轴与轴承端盖间，使轴承与外界隔绝，以防润滑剂泄出和有害物质进入；本减速器设计时，采用了唇形密封圈进行外部密封。（2）内部密封：对于脂润滑轴承，为防止轴承空腔中的润滑脂漏入箱体油池内和箱内的润滑油浸入轴承腔，在轴承向着箱体内部的一面安装了封油环；对于油润滑轴承，当小齿轮直径小于轴承座孔时，需要在轴承内部安装挡油环，当齿轮直径比轴承座孔大时，不必装挡油环。综合考虑本方案各轴承处均安装挡油环。（三）装油量计算根据课程设计指导书经验，圆柱齿轮浸入油里的深度约为1~2个齿高为宜，圆锥齿轮的浸油深度应为0.5~1个齿宽，速度高时可浅些但均应≥10mm。而多级传动时，应保证两级齿轮中的两个大齿轮都浸在油里，低速级大齿轮浸油深度不超过其齿顶圆半径的13油池应保持一定的深度，以免齿轮运转时将箱底的沉积污物（磨屑、杂物等）激起带入齿轮啮合区。一般浸