二級(jí)展開式斜齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說明書(表格式)

電機(jī)的選擇計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算與說明結(jié)果選擇電機(jī)類型根據(jù)工作要求和工況，選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)選擇電機(jī)容量工作及輸入功率PW=3.15KW從電機(jī)到工作機(jī)的總效率分別為η∑=η12η24η32η4式中η1、η2、η3、η4分別為聯(lián)軸器、軸承、齒輪傳動(dòng)，卷筒的傳動(dòng)效率。取手冊中的η1=0.99,η2=0.98,η3=0.97，η4=0.96，則：η∑=0.992×0.984×0.972×0.96=0.817所以電機(jī)所需的功率為Pd=eqEQ\f(PW,η∑)==3.86KWPW=3.15KW鈀=eq3.86KW_3.選擇電機(jī)轉(zhuǎn)速相關(guān)手冊推薦的傳動(dòng)比合理，二級(jí)圓柱齒輪減速機(jī)驅(qū)動(dòng)比ⅰ∑′=8～40，而工作機(jī)的輸入速度因此，電機(jī)轉(zhuǎn)速可以選擇左右滿足此圓的同步轉(zhuǎn)速分別為750r/min、1000r/min、1500r/min、3000r/min四種。綜合考慮尺寸、質(zhì)量和由于價(jià)格因素，為了使傳動(dòng)裝置緊湊，決定同步速度為1000轉(zhuǎn)/分鐘電機(jī)。手動(dòng)選擇電機(jī)型號(hào)Y132M1-6它的滿載速度是960960(2)計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比ⅰ∑，分配傳動(dòng)比計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算與說明結(jié)果計(jì)算總傳動(dòng)比運(yùn)動(dòng)學(xué)總齒輪比=11.572、配電傳動(dòng)比，考慮潤滑條件，為了使兩個(gè)大齒輪的直徑相近，因此，高速級(jí)的傳動(dòng)比取為低速檔的傳動(dòng)比為：=4.02=2.88(3)計(jì)算傳動(dòng)各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算與說明結(jié)果1.各軸速度我軸Ⅱ軸Ⅲ軸=960238.8832、各軸輸入功率Ⅰ軸==3.86KW×0.99=3.82KWⅡ軸==3.82KW×0.98×0.97=3.63KWⅢ軸==3.63KW×0.98×0.97=3.45KW=3.82KW=3.63KW=3.45KW每個(gè)軸的輸出輸入扭矩電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩為(4)高速斜圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算與說明結(jié)果1.選擇精度等等級(jí)、材料和齒數(shù)1）運(yùn)輸機(jī)為通用工作機(jī)，速度不高，故選用8級(jí)精度2）材料選擇。小齒輪材料選自第八版《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-140cr（調(diào)質(zhì)），硬度280HBS，大齒輪材質(zhì)為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，兩者的硬度差為40HBS。3）選擇小齒輪的齒數(shù)z1=24，大齒輪的齒數(shù)z2=z1=24×4.02=96.48，取z2=97，則齒輪比.符合要求5)選擇螺旋角和主螺旋角。7級(jí)精度小齒輪材料是40cr（調(diào)質(zhì)）齒輪材質(zhì)為45鋼（調(diào)質(zhì)）z1=24z2=97牙齒連接觸控強(qiáng)度設(shè)計(jì)(1)確定公式的每個(gè)計(jì)算值1)試選2)計(jì)算小齒輪傳遞的扭矩3)從表10-7中選擇齒寬系數(shù)=1.04）材料彈性的影響系數(shù)為189.8，由表10-6得到從圖10-30中選擇面積系數(shù)=2.433。6)由圖10-26可知，，則1.67。7）小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限由圖10-21d=600MPa求得齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限=550MPa。8)通過公式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。==9)由圖10-19，取接觸疲勞壽命系數(shù)=0.93；=0.9610）計(jì)算消除疲勞的許用應(yīng)力（以失效率為1%，安全系數(shù)s=1）==(2)設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算小齒輪分度圓直徑時(shí)取較小值==40.36計(jì)算圓周速度3）計(jì)算齒寬b和模量4）計(jì)算齒寬高比5)計(jì)算垂直重合度6)計(jì)算負(fù)載系數(shù)根據(jù)工況，查表10-2，得到使用系數(shù)=1.0。根據(jù)v=2.0m/s，7級(jí)精度，動(dòng)載荷系數(shù)=1.08，由圖10-8求得；查表10-3=1.4由表10-4由插值法求得=1.417從圖10-13可以看出=1.34。因此，負(fù)載系數(shù)7)由實(shí)際載荷系數(shù)修正后的分度圓直徑由公式10-10a求得8)計(jì)算法向模量=40.36=2.0b=40.36=1.63=3.67=1.903=2.14=44.47=1.80按齒根彎曲抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)(1)確定計(jì)算參數(shù)1)計(jì)算負(fù)載系數(shù)2)由圖10-20c可知，小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限為500MPa；大齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限=400MPa。3)由圖10-18，取彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.87，=0.94。4)計(jì)算全疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.45）根據(jù)縱向重合度=1.903，由圖10-28得到螺旋角的影響系數(shù)=0.88。6）計(jì)算等效齒數(shù)=26.272=106.1847）檢查齒形系數(shù)由表10-5插值法計(jì)算=2.592,=2.1758）檢查應(yīng)力修正系數(shù)由表10-5插值法計(jì)算=1.596,=1.7959)計(jì)算齒輪的尺寸并進(jìn)行比較。大齒輪價(jià)值大。(2)設(shè)計(jì)計(jì)算由于軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)，主要失效是齒面疲勞點(diǎn)沖蝕取=1.5，可滿足抗彎強(qiáng)度。但為了滿足接觸疲勞強(qiáng)度，由接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的指數(shù)圓直徑=44.47計(jì)算所需的齒數(shù)。然后取=29，則=2.03=310.71=268.57=26.272=106.184=1.25=29=1134.幾何尺寸的計(jì)算(1)計(jì)算中心距將中心距離四舍五入到110。(2)根據(jù)圓角中心距校正螺旋角因?yàn)閿?shù)值變化不大，所以參數(shù)等不需要修改。(3)計(jì)算跳動(dòng)齒輪和小齒輪的分度圓直徑(4)計(jì)算齒輪寬度四舍五入后取=45；=50=109.76=14°29'13"44.932175.07344.93=45=50(5)低速斜圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算與說明結(jié)果1.選擇齒輪精度等級(jí)材料和齒數(shù)1）選擇7級(jí)精度。2）材料選擇。根據(jù)第八版《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-1，小齒輪材質(zhì)為40cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材質(zhì)為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，兩者的硬度差為40HBS。3)選擇小齒輪的齒數(shù)z1=24大齒輪的齒數(shù)，取，則齒輪比可以滿足要求。4)選擇螺旋角和主螺旋角。7級(jí)精度小齒輪材質(zhì)為40cr（調(diào)質(zhì)）大齒輪材質(zhì)為45鋼（調(diào)質(zhì)）z1=24z2=692.齒面連接接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)(1)確定公式的每個(gè)計(jì)算值1)試選2)計(jì)算小齒輪傳遞的扭矩選擇齒寬系數(shù)=1.0由表10-6可知，材料彈性的影響系數(shù)為189.85)從圖10-30中選擇面積系數(shù)ZH=2.433。6)由圖10-26可知，，則7)由圖10-21d可知，小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為600MPa；齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限=550MPa。8)通過公式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。=60×238.8×1×(2×8×365×5)=4.184×1089)由圖10-19，取接觸疲勞壽命系數(shù)=0.94；=0.9510）計(jì)算消除疲勞的許用應(yīng)力（以失效率為1%，安全系數(shù)s=1）(2)設(shè)計(jì)計(jì)算1)計(jì)算小齒輪分度圓的直徑==64.932)計(jì)算圓周速度3）計(jì)算齒寬b和模量=1.0×64.93=64.93=2.634）計(jì)算齒寬高比=2.25×2.63=5.92=11.005)計(jì)算垂直重合度=0.318×1.0×24×tan14°=1.9036)計(jì)算負(fù)載系數(shù)根據(jù)工況，查表10-2，得到使用系數(shù)=1.0。根據(jù)v=0.81m/s，7級(jí)精度，動(dòng)載荷系數(shù)=1.04由圖10-8求得；查表10-3=1.4由表10-4由插值法求得=1.422從圖10-13可以看出=1.32。因此，負(fù)載系數(shù)=1.0×1.04×1.4×1.422=2.077)由實(shí)際載荷系數(shù)修正后的分度圓直徑由公式10-10a求得=70.758)計(jì)算法向模量=2.86.=64.93=0.81=64.93=2.63=5.92=1.903=2.07=70.75=2.863.按壓牙根抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)(1)確定計(jì)算參數(shù)1)計(jì)算負(fù)載系數(shù)=1.0×1.04×1.4×1.32=1.92從圖10-20c可知，小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限為500MPa；大齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限=400MPa。3)由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.94,=0.95。4)計(jì)算全疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4=335.71=271.435）根據(jù)縱向重合度=1.903，由圖10-28得到螺旋角的影響系數(shù)=0.886）計(jì)算等效齒數(shù)=26.272=75.537）檢查齒形系數(shù)按表10-5的插值法=2.592,=2.2298）檢查應(yīng)力修正系數(shù)由表10-5插值法計(jì)算=1.596,=1.7619)計(jì)算齒輪的尺寸并進(jìn)行比較。=0.01232=0.01446大齒輪價(jià)值大。(2)設(shè)計(jì)計(jì)算=1.91由于采用軟齒面的閉式齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)，主要失效是齒面的疲勞點(diǎn)蝕。，取=2，可以滿足抗彎強(qiáng)度。但是，為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，齒數(shù)應(yīng)按接觸疲勞強(qiáng)度=70.75計(jì)算的分度圓直徑計(jì)算。然后=34.32取=34，然后=2.88×34=97.92，取=1.92=335.71=271.43=26.272=75.53=1.91=34=984.幾何計(jì)算(1)計(jì)算中心距=136.04將中心距離四舍五入為136。(2)根據(jù)圓角中心距校正螺旋角=13°58′11″因?yàn)閿?shù)值變化不大，所以參數(shù)等不需要修改。(3)計(jì)算跳動(dòng)齒輪和小齒輪的分度圓直徑=70.06=201.94(4)計(jì)算齒輪寬度：=1×70.06=70.06四舍五入后取=70；=75=136.04=13°58′11″70.06201.9470.06=70=75(6)齒輪的主要參數(shù)高速低速齒數(shù)291133498中心距109.76136.04正常模量1.52端面模量1.5792.553螺旋角13°29′13″13°58′11″法向壓力角端壓角20°35′11″20°40′27″齒寬b50457570齒根高度系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值11附錄高度因子0.9680.971附加系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值0.250.25等效齒數(shù)26.272106.18426.27275.532分度圓直徑44.89181.10970.06201.94附錄高度1.52根高1.8752.5牙齒全高3.3754.5附錄直徑47.93178.0774.06205.94根圓直徑41.18171.3265.06196.94(7)中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算與說明結(jié)果1.確定軸最小直徑因?yàn)閭鬟f的功率不大，對(duì)重量和機(jī)構(gòu)沒有特殊要求，所以選用45鋼。調(diào)質(zhì)處理，取C=112取=30=302、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的裝配方案如下1）查手冊取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度等級(jí)單列圓錐滾子軸承30307.它的尺寸是d×D×T=35×80×22.75。因此。軸承用拋油環(huán)定位。2)取。齒輪肩部定位，肩部高度h=(0.07-0.1)=3。領(lǐng)寬b≥1.4h=8。左端齒輪寬度B1=75，為了使導(dǎo)油板端面可靠地壓住齒輪軸II-III段尺寸應(yīng)略短于齒輪寬度取=72，也比B2=45取=42。齒輪端面與體壁的距離△2≥=8取為△2=12.5，滾動(dòng)軸承與壁之間應(yīng)有距離s=104)確定圓角和倒角查表1-27，軸端倒角為C1.6，套環(huán)兩側(cè)圓角為R=2，其余為圓角R=2軸承30307d×D×T=35×80×22.75軸端倒角為C1.6衣領(lǐng)兩側(cè)圓角R=2剩下的幾輪R=23.按鍵選擇齒輪與軸的圓周定位采用平鍵連接。按選擇A型平鍵，其b×h=12×8鍵長L=63，鍵槽與軸肩的距離為6，同時(shí)為了保證齒輪與軸的良好對(duì)中，齒輪的選擇和軸如下。b×h×L=12×8×32，鍵槽與軸肩的距離為7。齒輪和軸配合為。A型平鍵高速級(jí)：b×h×L=12×8×63低速階段：b×h×L=12×8×364、中間軸的校準(zhǔn)為了使中間軸上的軸向力相互抵消，高速級(jí)上小齒輪為順時(shí)針方向，大齒方向盤是左撇子。在低速階段，小齒輪為左旋，大齒輪為右旋。作用在齒輪上的力：高速低速所以水平方向：=1656N+4139N-3112N=2673N將每個(gè)力移動(dòng)到軸的中心，產(chǎn)生額外的彎矩垂直方向：=1552N-623N-429.1N=499.9N那么，B截面的彎矩C型截面彎矩扭矩從彎矩圖和扭矩圖可以看出，C段是危險(xiǎn)段。根據(jù)彎曲和扭轉(zhuǎn)的聯(lián)合應(yīng)力檢查軸的強(qiáng)度：檢查時(shí)，通常只檢查軸上承受最大彎矩和扭矩的部分（危險(xiǎn)部分）由于軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭剪應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取=0.6。C截面總彎矩軸的計(jì)算應(yīng)力之前選擇的軸的材料是45鋼，調(diào)質(zhì)處理，從表中找到.，所以是安全的。1656.48N622.72N428.15N4139.31N1552.24N1026.68N3122N2673N3746535976499.9N429.1牛134076.3-24870202137.8-63762.3T=14500035.8k，安全5.密鑰檢查普通平鍵連接的強(qiáng)度條件為：其中是鍵、軸、齒輪中最薄弱的材料的許用應(yīng)力，所以=100~120MPa由于二檔鍵比一檔短，其他參數(shù)相同，只需檢查二檔鍵即可安全。75.56、軸承的檢查選用圓錐滾子軸承，選用正規(guī)安裝，縮短支撐距離。1)求軸承上的徑向力2)求軸承上的軸向力推導(dǎo)出軸向力，Y=1.9，e=0.31，所以：施加軸向載荷，所以軸承1被壓縮，軸承2被松開。然后3)求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷查表：1軸承x=1，Y=02軸承x=0.4,Y=1.9由于軸承在運(yùn)動(dòng)中的輕微沖擊，取=1.24)檢查軸承壽命只需檢查軸承2,()軸承具有基本額定動(dòng)載荷，因?yàn)闈M足生活要求。27193151716829142882932633403292002113492,滿足生活要求(8)高速軸設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算與說明結(jié)果1.確定軸的最小直徑因?yàn)楦咚佥S是齒輪軸，所以材質(zhì)和小齒輪一樣，都是40cr。C=112。軸上有鍵槽，計(jì)算值增加3%，=18.28=18.282.選擇聯(lián)軸器根據(jù)傳動(dòng)裝置的工況，提出了HL型彈性銷聯(lián)軸器。計(jì)算扭矩為了：HL1型聯(lián)軸器可以滿足手冊中ML4型聯(lián)軸器傳遞扭矩的要求(Tn=140N·m>Tc)。其軸孔直徑d=(24～40)mm，能滿足電機(jī)的軸徑要求。半聯(lián)軸器長度L=114mm，半聯(lián)軸器和軸配合孔輪轂的長度最終決定了減速機(jī)高速軸的軸伸直徑ML4型聯(lián)軸器d=(24～40)L=1143、軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的組裝方案如下1）為滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，I-II軸段右端需要做一個(gè)臺(tái)肩，所以II-III截面的直徑；左端使用軸端擋圈定位，根據(jù)軸端直徑，取擋圈直徑D=32。保證軸端擋圈沒有壓在軸的截面上，I-II段的長度應(yīng)該比L1短，現(xiàn)在就拿。2）軸承的初步選型。由于軸承同時(shí)受到徑向力和軸向力的作用，請(qǐng)參考工作要求并根據(jù)手冊，檢查0基本間隙組，標(biāo)記準(zhǔn)精密單列圓錐滾子軸承30306在所以：3）軸承端面應(yīng)與箱壁保持一定距離。軸承面到外殼壁距，齒輪端面到壁的距離。為了保護(hù)為證明軸承端蓋的拆裝和軸承加注潤滑脂的方便性，取端蓋半聯(lián)軸器的距離為30mm。所以4)用擋油板定位軸承，取出。至今初步確定了軸的每一段的直徑和長度。5)確定圓角和倒角查表1-27，軸端倒角為C1.6，IV、VI截面倒圓角為R=2。其余圓角R=1軸承30306軸的尺寸如左圖所示軸端倒角為C1.6IV和VI部分四舍五入R=2其余圓角R=14.按鍵選擇齒輪與聯(lián)軸器的圓周定位采用平鍵連接。按選擇A型平鍵，b×h=8×7鍵長L=40，鍵槽與軸肩的距離為3A型平鍵b×h=8×7鍵長L=70(9)低速軸設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算與說明結(jié)果1.確定軸的最小直徑因?yàn)閭鬟f的功率不大，對(duì)重量和機(jī)構(gòu)沒有特殊要求，所以選用45鋼。調(diào)質(zhì)處理，取C=112。取K=1.3聯(lián)軸器的計(jì)算扭矩：38.82.選擇聯(lián)軸器根據(jù)計(jì)算出的扭矩小于聯(lián)軸器的公稱扭矩，從=38.8查表中選擇GYH6型聯(lián)軸器，其標(biāo)稱扭矩為900。半聯(lián)軸器孔徑d1=40,半聯(lián)軸器長度L=112m，軸孔長度L1=84。GYH6型聯(lián)軸器d1=40L=112L1=84三、軸的結(jié)構(gòu)軸的裝配方案如下：1）為滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，需要在VII-VIII軸段的左端做一個(gè)臺(tái)肩，所以VI-VII段的直徑；左端定位有軸端擋圈，擋圈取軸端直徑D=50。為保證軸端擋圈不壓在軸段上，VII-VIII段長度應(yīng)小于L1，現(xiàn)取。2）軸承的初步選型。由于軸承同時(shí)受到徑向力和軸向力的作用，根據(jù)工作要求和手冊，檢查0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度等級(jí)單列圓錐滾子軸承30310等所以3）軸承端面應(yīng)與箱壁保持一定距離。軸承面到外殼壁距，齒輪端面到壁的距離。為了保護(hù)為證明軸承端蓋的拆裝和軸承加注潤滑脂的方便性，取端蓋半聯(lián)軸器的距離為30mm。所以4)取。齒輪的右端有一個(gè)軸環(huán)，軸環(huán)的高度h=(0.07-0.1)=5。領(lǐng)寬b≥1.4h=8。左端塞油盤定位，齒寬B2=70，以使導(dǎo)油板端面壓緊齒輪軸II-III段的尺寸應(yīng)略短于齒輪的寬度，因此取=67，至這已經(jīng)初步確定了軸的每一段的直徑和長度。5)確定圓角和倒角查表1-27，軸端倒角為C1.6，軸環(huán)左側(cè)倒圓角R=5，軸環(huán)右側(cè)倒角側(cè)面倒圓R=4,II和V截面倒圓R=4,其他倒圓R=2軸承30310軸的尺寸如左圖所示軸端倒角為C2衣領(lǐng)左側(cè)圓角R=2衣領(lǐng)右側(cè)倒圓R=2二節(jié)四舍五入R=3V段修圓R=2剩下的幾輪R=24鍵選擇聯(lián)軸器與軸的圓周定位用平鍵連接。按選擇A型平鍵，b×h=16×10鍵長L=56，鍵槽到軸肩的距離為8A型平鍵b×h=16×10鍵長L=56(10)箱體結(jié)構(gòu)及減速機(jī)附件設(shè)計(jì)姓名象征減速機(jī)形式與尺寸關(guān)系齒輪減速機(jī)車身壁厚8蓋壁厚度