一級斜齒圓柱齒輪減速器通用模板

1、 計(jì)算過程及計(jì)算說明一、傳動方案擬定題目：設(shè)計(jì)一臺冶金、礦山用帶式輸送機(jī)傳動裝置中的一級展開式漸開線圓柱齒輪減速器（1） 工作條件：皮帶式輸送機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，有輕微的振動，兩班制工作，使用年限10年，總傳動比允許相對誤差小于5%。每年工作300天。（2） 原始數(shù)據(jù)：輸送帶拉力F=1900N；帶速V=1.00m/s；滾筒直徑D=330mm。二、電動機(jī)選擇1、電動機(jī)類型的選擇： Y系列三相異步電動機(jī)（工作要求：連續(xù)工作機(jī)器）2、電動機(jī)功率選擇：（1）傳動裝置的總功率：總=帶4齒輪軸承齒輪聯(lián)軸器筒=0.950.9840.980.990.96= 0.8 (2) 電機(jī)所需的工作功率：P d =FV/1000

2、總=19001.00/10000.8=2.375KW3、確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速：計(jì)算滾筒工作轉(zhuǎn)速：n筒=601000V/D=6010001.00/330=57.9r/min 按課程設(shè)計(jì)任務(wù)書推薦的傳動比合理范圍，取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比范圍Ia=24。取V帶傳動比I0=24，則總傳動比理時范圍為Ia=416。故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=Ian筒=（416）-=327.561510.24r/min，符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750 r/min、1000 r/min、和1500r/min。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由指導(dǎo)書附表10查出有三種適用的電動機(jī)型號，其技術(shù)參數(shù)及傳動比的比較情況見下表：表1 傳動比方案

3、傳動比方案電動機(jī)型號額定功率（KW）電動機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）傳動裝置的傳動比同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動比V帶傳動減速器1Y160M1-847507209.422.3642Y132M1-64100096012.572.5153Y112M-441500144018.853.7754、確定電動機(jī)型號綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、重量以及帶傳動和減速器的傳動比，可知方案-比較合適（在滿足傳動比范圍的條件下，有利于提高齒輪轉(zhuǎn)速，便于箱體潤滑設(shè)計(jì)）。因此選定電動機(jī)型號為-，額定功率為Ped =-KW，滿載轉(zhuǎn)速n電動=-r/min。三、計(jì)算總傳動比及分配各級的傳動比1、總傳動比：i總=n電動/n筒=1440/

4、81.89=17.582、分配各級傳動比（1） 據(jù)指導(dǎo)書P7表1，取齒輪i齒輪=5（單級減速器i=36之間取3.15、3.55、4、4.5、5、5.6合理，為減少系統(tǒng)誤差，取整數(shù)為宜）（2） i總=i齒輪i帶i帶=i總/i齒輪=四、運(yùn)動參數(shù)及動力參數(shù)計(jì)算1、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速（r/min）nI=n電動/ i帶=nII=nI/ i齒輪=2、計(jì)算各軸的功率（KW）PI=Pd帶=PII=PI齒輪軸承齒輪=3、計(jì)算各軸扭矩（Nmm）Td = 9550Pd / n電動=TI=9550PI/nI=TII=9550PII/nII=五、標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選擇齒輪材料及精度等級和齒數(shù) 考慮減速器傳遞功

5、率不大，按課本P191表10-1及10-4選，以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用-鋼，表面淬火，齒面硬度為-。大齒輪選用-鋼，表面淬火，齒面硬度-；一般齒輪傳動，選用-級精度。齒面精糙度Ra1.63.2m。取小齒輪齒數(shù)Z1=-。則大齒輪齒數(shù)：Z2= i齒Z1=5-=（2）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由課本P216式（10-17）mn12.4 (kT1/dZ12 YFS/ FP) 1/3 確定有關(guān)參數(shù)如下：載荷系數(shù)k 由課本P196 取k=-初選螺旋角=- 小齒輪傳遞扭矩T1 T1=9550P1/n1= 由教材表10-7 取齒寬系數(shù)d= 齒根彎曲疲勞極限Flim，由課本P207圖10-20查得：Flim1

6、=-Mpa Flim2=-Mpa 許用彎曲應(yīng)力FPFP1=1.4Flim1=-Mpa FP2=1.4Flim2=-Mpa 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)Zv Zv1=Z1/cos3= Zv2=Z2/cos3= 復(fù)合齒形系數(shù)YFS ：YFS1=， YFS2= YFS1/ FP1= YFS2/ FP2=計(jì)算法面模數(shù)得：mn12.4 (kT1/dZ12 YFS/ FP) 1/3 =按機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，取mn=-mm（3）確定齒輪傳動主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算中心距：a=mt（Z1Z2）/ 2= mn（Z1Z2）/ 2 cos=圓整a=-mm精確計(jì)算螺旋角 =arccos mn（Z1Z2）/2a=計(jì)算分度圓直徑d1=mtZ1=

7、 mn Z1 / cos= d2= mtZ2= mn Z2 / cos=計(jì)算齒寬b2=b=dd1= b1=b2+（510）mm=輪齒的受力分析： Ft=2T1/d1= Fr=Ft tann/cos= Fa=Ft tan= Fn=Ft/cosncos=驗(yàn)算齒輪圓周速度 V齒=d1n1/601000=由課本P197表10-4選齒輪傳動精度等級8級合宜(4)校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 由課本P201式（10-6）得 H=20.8103E kT1/bd12（i齒1/ i齒）1/2HP確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)傳動尺寸影響系數(shù)E 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 E=1齒輪接觸疲勞極限Hlim 由課本P209圖10-21查得：Hlim

8、1=-Mpa Hlim2 =-Mpa許用接觸應(yīng)力HPHP1= 0.9Hlim1 =-Mpa HP2= 0.9Hlim2 =-Mpa 校核計(jì)算 H=20.8103E kT1/bd12（i齒1/ i齒）1/2六、減速器的潤滑（1）齒輪的潤滑V齒=-m/s-m/s，采用浸油潤滑，浸油高度h約為1/6大齒輪分度圓半徑，取為-mm。侵入油內(nèi)的零件頂部到箱體內(nèi)底面的距離H=-mm。（2）滾動軸承的潤滑由于軸承周向速度為-m/s-m/s，所以采用潤滑脂潤滑。結(jié)構(gòu)上增設(shè)檔油盤（3）潤滑油的選擇由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，齒輪選用全損耗系統(tǒng)用潤滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用-潤滑油。軸承選用-號通用鋰基潤滑脂

9、。（4）密封方法的選取選用凸緣式悶蓋易于調(diào)整，采用氈圈密封圈實(shí)現(xiàn)密封。密封圈型號按所裝配軸的直徑確定為（F）B25-42-7-ACM，（F）B70-90-10-ACM。軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1）輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力由于設(shè)計(jì)的是單級減速器的輸入軸，旋轉(zhuǎn)方向假設(shè)左旋，屬于一般軸的設(shè)計(jì)問題，選用-鋼，硬度-，抗拉強(qiáng)度b=-Mpa，彎曲疲勞強(qiáng)度-1=-Mpa。-1= -Mpa2、估算軸的基本直徑根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，取A=110dA (PI/ n1)1/3=考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則d1=-(1+5%)mm=由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選d1=-mm2）

10、輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力由于設(shè)計(jì)的是單級減速器的輸入軸，屬于一般軸的設(shè)計(jì)問題，選用-鋼，硬度-，抗拉強(qiáng)度b=-Mpa，彎曲疲勞強(qiáng)度-1=-Mpa。-1= -Mpa2、估算軸的基本直徑根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，取A=105dA (P/ n)1/3=考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則d2=-(1+5%)mm=-mm由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選d2=-mm九、滾動軸承的選擇根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命L=536524=43800小時（1）輸入軸軸承的選擇由題目工作條件查課本P320表13-4和13-5選擇載荷系數(shù)fP=-，溫度系數(shù)ft=-已知軸頸d1=-mm，轉(zhuǎn)速n1=-r/min，初選7305B型角接觸球

11、軸承，基本額定動載荷Cr=- kN，基本額定靜載荷Cor=-kN，e0=-。（2）、輸出軸軸承的選擇由題目工作條件查課本P320表13-4和13-5選擇載荷系數(shù)fP=-，溫度系數(shù)ft=-已知軸頸d2=-mm，轉(zhuǎn)速n2=-r/min，初選-型角接觸球軸承，基本額定動載荷Cr=-kN，基本額定靜載荷Cor=-kN，e0=-。十、聯(lián)軸器的選擇已知輸出軸軸徑d2=-mm，P=-KW，n=-r/min。因?yàn)槭菧p速器低速軸和工作機(jī)軸相連的聯(lián)軸器，轉(zhuǎn)速低，傳遞轉(zhuǎn)矩較大，根據(jù)傳動裝置的工作條件擬選用剛性固定式凸緣聯(lián)軸器，根據(jù)輸出軸軸徑，擬選YL7型凸緣聯(lián)軸器，由課本P352公式計(jì)算扭矩為：KT=-9550-/

12、-=-因Tn=- NmTc=-Nm，所以選-型凸緣聯(lián)軸器，Tn=- NmTc=-Nm，軸端直徑-mm，采用內(nèi)嵌套筒方式銜接輸出軸（d1=-mm）。十一、軸的強(qiáng)度計(jì)算3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）軸上零件的定位，固定和裝配 單級減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，靠平鍵和過盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定。兩軸承分別以軸肩和大筒實(shí)現(xiàn)軸向定位，靠過盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定，軸通過兩端軸承實(shí)現(xiàn)軸向定位。大帶輪輪轂靠軸肩、平鍵和螺栓分別實(shí)現(xiàn)軸向定位和周向固定。（2）確定軸各段直徑和長度工段：d2=-mm 長度取決于聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)和安裝位置，根據(jù)聯(lián)軸器計(jì)算選擇，選取-型-型凸緣聯(lián)

13、軸器L1=-mm。h=（23）c 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，取c=1.5mmII段:d2=d1+2h=-+2（13）1.5=-mmd2=-mm初選用-型角接觸球軸承，其內(nèi)徑為-mm,寬度為-mm。（轉(zhuǎn)入輸出軸軸承選擇計(jì)算） 考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。而且兩對軸承箱體內(nèi)壁距離一致，（L軸1=L軸2）取套筒長為-mm，通過密封蓋軸段長應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應(yīng)有一定矩離而定，為此，取該段長為-mm，安裝齒輪段長度應(yīng)比輪轂寬度小-mm,故II段長：L2=III段直徑d3=d2+2h=L3=b2-2=段直徑d4= d3=d2+2h=長度與右面的套筒相同，即L4=-

14、mm考慮此段滾動軸承右面的定位軸肩，應(yīng)便于軸承的拆卸，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)查取由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得安裝尺寸da=-mm，該段直徑應(yīng)取：d5=-mm。因此將段設(shè)計(jì)成階梯形，左段直徑為-mm。段直徑d6=-mm. 長度L6=-mm由上述軸各段長度可算得軸支承跨距L= (3)按彎矩復(fù)合進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算已知分度圓直徑d2=-mm，TII=-NmFt=-KN，F(xiàn)r=-KNFa=-KN，F(xiàn)n=-KN求徑向力Fr351=- N 因?yàn)樵撦S兩軸承對稱，所以：LA=LB=-mm(1)繪制軸受力簡圖（如圖a）（2繪制水平面彎矩圖（如圖b）軸承支反力：RHA= RHB = Ft/2=-N由兩邊對稱，知截面C的彎矩也對稱。截面C在水平面彎

15、矩為MHC= RHA L/2= (3)繪制垂直面彎矩圖（如圖c）(左旋)RVA= Fr/2FXd1/2 L=RVB = Fr/2-FXd1/2L=截面C左側(cè)的彎矩為MVC1= RVA L/2=截面C右側(cè)的彎矩為MVC2= RVB L/2= (4)繪制合成彎矩圖（如圖d）截面C左側(cè)的合成彎矩為MC1=(MHC2+MVC12)1/2=截面C右側(cè)的合成彎矩為MC2=(MHC2+MVC22)1/2=(5)繪制扭矩圖（如圖e）轉(zhuǎn)矩：T=9.55（P1/n1）106= (6)按彎扭合成進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 按脈動循環(huán)：=-d10（Mc2(T) 2）1/2/-11/3=d3=-mmd該軸強(qiáng)度足夠。（7

16、）進(jìn)行疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核 齒輪軸中間截面由鍵槽引起應(yīng)力集中，所受載荷較大，應(yīng)對其進(jìn)行疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核。 截面有關(guān)系數(shù)：=0.1（屬中碳鋼） =1（鍵槽中段處） =1.523 K=2.906 K =2.145（由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，按配合H7/r6查得） W=d3/32=-mm3 WT=2W=-mm3 S= - (由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊查得) S=-1/( KM/W)20.75(K)T/ WT 21/2SS =-,軸的強(qiáng)度滿足要求。十二、軸承校核計(jì)算假設(shè)軸承僅受徑向載荷R1和R2，由斜齒齒輪受力分析公式可得：Ft=2000T1/d1=Fr=Fttgat= Fttgan/cos=FX=Fttg=1）求兩軸

17、承的徑向載荷R1、R2因軸承對稱齒輪分布，故R1=R2=Fr/2=-N2）求兩軸承的軸向載荷A1、A2兩軸承反向排列且滿足FxS2S1，由課本公式得A1= FxS2 S2= e0R2A2= S2估算：假設(shè)e0=0.47，由課本表15-4得A/Cor=0.12，計(jì)算A1= FxS2=-N， A2= S2=- N A1/Cor=，A2/Cor=逼近： 用插值法求當(dāng)A1/Cor=-時對應(yīng)的e=-，取e0=- A/Cor=- A1/Cor=故取 e1=-同理插值取 e2=- A/Cor=-得A2/Cor=3）計(jì)算軸承的當(dāng)量動載荷P1、P2A1/R1=，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊機(jī)械設(shè)計(jì)手冊查得X1=-，Y1=-P

18、1=fP（X1 R1Y1 A1）=A2/R2= 查得X2=-，Y2=-P2=fP（X2 R2Y2 A2）=-P1P2 取P= P1=-4）計(jì)算軸承壽命Lh，取=3（球軸承）得 Lh = 16667 /n（ftCr/P）3=十三、鍵的選擇與強(qiáng)度計(jì)算由于齒輪和軸材料均為鋼，故取P=100Mpa1、輸入軸與大帶輪輪轂聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接軸徑d1=-mm,L1=-mm查課本P106表6-1得，選用-型平鍵，得：b=-mm，h=-mm，鍵長范圍L=-mm。鍵長取L=L1（510）=-mm。鍵的工作長度l=Lb=-mm。強(qiáng)度校核：由P106式6-1得p=4T1/dhl=所選鍵為：鍵2、輸入軸與齒輪聯(lián)接采用平鍵

19、聯(lián)接軸徑d3=-mm,L3=-mm查課本P106表6-1得，選用A型平鍵，得：b=-mm，h=-mm，鍵長范圍L=-mm。鍵長取L=L（510）=-mm。鍵的工作長度l=Lb=-mm。強(qiáng)度校核：由P106式6-1得p=4T1/dhl=所選鍵為：鍵-3、輸出軸與齒輪2聯(lián)接用平鍵聯(lián)接軸徑d3=-mm,L3=-mm查課本P106表6-1得，選用-型平鍵，得：b=-mm，h=-mm，鍵長范圍L=-mm。鍵長取L=L3（510）=-mm。鍵的工作長度l=Lb=-mm。強(qiáng)度校核：由P106式6-1得p=4T2/dhl=所選鍵為：鍵-4、輸出軸與聯(lián)軸器聯(lián)接用平鍵聯(lián)接軸徑d1=-mm,L1=-mm查課本P10

20、6表6-1得，選用-型平鍵，得：b=-mm，h=-mm，鍵長范圍L=-mm。鍵長取L=L1（510）=-mm。鍵的工作長度l=Lb=-mm。強(qiáng)度校核：由P106式6-1得p=4T2/dhl=所選鍵為：鍵-十四、減速器箱體設(shè)計(jì)由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊查得機(jī)座壁厚：=0.025a1=-取=-mm機(jī)蓋壁厚：1=-mm機(jī)座凸緣厚度：b=1.5機(jī)蓋凸緣厚度：b1=1.51機(jī)座底凸緣厚度：b2=2.5地腳螺釘直徑：df=0.036a12=地腳螺釘數(shù)目：n=軸承旁連接螺栓直徑：d1=0.75 df =機(jī)蓋與機(jī)座連接螺栓直徑：d2=（0.50.6）df=連接螺栓d2的間距：l=軸承端蓋螺釘直徑：d3=（0.40.5）d

21、f=窺視孔蓋螺釘直徑：d4=（0.30.4）df=定位銷直徑： d=（0.70.8）d2=軸承旁凸臺半徑：R1=C2=凸臺高度：h=畫圖時確定外機(jī)壁至軸承座端面距離：l1=C1C2（812）=大齒輪頂圓于內(nèi)機(jī)壁距離：11.2=齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離：2=機(jī)蓋、機(jī)座肋厚：m10.851=-；m0.85=-mm軸承端蓋外徑：D1=d2（55.5）d3=D2=d2（55.5）d3=軸承端蓋凸緣厚度：t=（11.2）d3=軸承旁邊連接螺栓距離：sD2 盡量靠近，不干涉Md1和Md3為準(zhǔn)十五、其他技術(shù)說明（略）窺視孔蓋板 A=-mm， A1=-mm通氣器 由于在室內(nèi)使用，選通氣器（一次過濾），采用M201

22、.5油面指示器 選用游標(biāo)尺M(jìn)16油塞螺釘 選用M161.5啟蓋螺釘 選用M10定位銷 選用8吊環(huán) 箱體上采用起吊鉤結(jié)構(gòu)，箱蓋上采用起吊耳環(huán)結(jié)構(gòu)十六、設(shè)計(jì)小結(jié)1、 設(shè)計(jì)時優(yōu)先選擇國家標(biāo)準(zhǔn)第一系列的參數(shù)；2、 為了方便后期潤滑方式的設(shè)計(jì)，電機(jī)轉(zhuǎn)速可適當(dāng)選大一些，經(jīng)濟(jì)方面成本也較低。后期計(jì)算軸承只能選擇潤滑脂潤滑，原因是軸承圓周速度小于4m/s，造成這一現(xiàn)象的原因是電機(jī)轉(zhuǎn)速在傳遞到軸承之前先經(jīng)過V帶一級減速，所以輸入軸轉(zhuǎn)速減低。3、對于斜齒計(jì)算，齒輪中心距圓整到以0和5結(jié)尾，然后精確計(jì)算螺旋角。4、 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算如果參考書上例題，一定要使小齒輪分度圓直徑和輸入軸齒輪段軸徑滿足e2mt。具體參數(shù)可參考指導(dǎo)書P69頁說明。否則軸的結(jié)構(gòu)、材料將發(fā)生改變。5、 軸承選擇應(yīng)先于軸的強(qiáng)度校核，直齒推薦采用深溝球軸承，斜齒