机械课程设计一级直齿圆柱齿轮减速器设计说明书(2)

机械设计 一级直齿圆柱齿轮减速器

nm960??19.538 （1） 总传动比 i?nw49.136（2） 分配各级传动比

各级传动比与总传动比的关系为i=i1i2。根据V带的传动比范围i1=2 ~5 ，初选i1＝4，则单级圆柱齿轮减速器的传动比为i2=4.885，符合圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围i2=3~5（8级精度），且符合了在设计带传动和一级圆柱齿轮减速器组成的传动装置中，应使带传动比小于齿轮传动比，即i带

4、计算传动装置的运动和动力参数 （1） 计算各轴输入功率

① 0轴（电动机轴）的输出功率为：

P0=Ped=5.50kW

②1轴（减速器高速轴）的输入功率：从0轴到1轴，经过V带传动和一个联轴器，所以：

PW0.96=5. 28kW1?Ped?带=5.50k?③ 2轴（减速器低速轴）的输入功率：从1轴到2轴，经过一对轴承，一

对齿轮传动，一对齿轮啮合传动，所以：

P?承?齿=5.28kW?0.99?0.98=5.12kW 2?P1④ 3轴（滚筒轴）的输入功率：从2轴到3轴，经过一对轴承，一个联轴器，所以：

P?联=5.12kW?0.99?0.99=5.02kW 3?P2?承（2） 计算各轴转速

① 0轴（电动机轴）的转速：

n?n i n m?960r/m960r?min?1n1?nm/i1??240r?min?1

4② 1轴（减速器高速轴）的转速：

③ 2轴（减速器低速轴）的转速：

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1142r0?m?in?1n2?n1/i2?mn/1ii??49.136r?mi n 24?4.885④ 3轴（滚筒轴）的转速：

n3?n2?n1/i2?mn/960r?m?i1n?1ii??49.136r?m i n124?4.885（3） 计算各轴转矩 ① 0轴（电动机轴）的转矩：

00n/0? M0?955P5.kW595?50?960r/min5N4?.m7 1 4

③ 1轴（减速器高速轴）的转矩：

01n/1? M1?955P5.2kW895?50?240r/minN21?m0 .1④ 2轴（减速器低速轴）的转矩：

02n/2? M2?955P5.1kW295?50?49.13r0/min99N5?.m2 37④ 3轴（滚筒轴）的转矩：

03n/3? M3?955P5.0kW295?50?49.13r0/min97N5.?m8 0把上述计算结果列于下表： 参数 轴名 轴0（电动机轴） 轴1（高速轴） 输入功率 （kW） 5.5 5.28 转速(r/min) 960 240 输入转矩 （N.m） 54.714 4 210.1 4.885 轴2（低速轴） 轴3（滚筒轴） 5.12 49.130 5.02 表三

995.237 975.80 1 0.99 0.98 0.96 传动比 传动效率 7

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二、 传动零件的设计

1、 箱外传动件设计（V带设计） （1）计算设计功率Pd

Pd?KAPed

根据V带的载荷有轻微振动，两班工作制（16小时），查《机械设计》表8-7查的工作情况系数KA＝1.2。

即Pd?KAPed?1.2?5.5kW?6.6kW （2）选择带型

普通V带的带型根据传动的设计功率Pd和小带轮的转速n1按《机械设计》P157表8-11选取。根据算出的Pd＝6.6kW及小带轮转速n1＝960r/min ，查图得：d d=125~280mm可知应选取B型V带。 （3）确定带轮的基准直径并验证带速

由《机械设计》表8-8普通V带轮的基准直径系列查得，小带轮基准直径为125~140mm（ddmin=125mm），则取dd1= 140mm> ddmin.（dd1根据P157表8-8查得）

i1?dd2?4,所以 dd2=140?4=560mm dd1由《机械设计》P157表8-8查“V带轮的基准直径”，得dd2=560mm ① 误差验算传动比：i误=dd2560 ??4.04 （?为弹性滑动率）

dd1(1??)140?(1?1%)误差i?i误?i14.04?4?100%??100%?1.0%＜5% 符合要求 i14② 带速 v=?dd1n60?1000???140?96060?1000?7.03m/s

满足5m/s

（4）确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角

由《机械设计》公式8-20得，0.7?dd1?dd2??a0?2?dd1?dd2? 可得0.7（140+560）?a0?2（140+560）

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即490?a0?1400，选取a0=900mm

所以有：

(dd2?dd1)2???(560?140)2?Ldo?2a0?(dd1?dd2)???2?900?(140?560)?mm?2948mm?24a024?900??

由《机械设计》P146表8－2，查得v带的基准长度为：Ld＝2800mm

L?Ldo280?02948?900??826m实际中心距 a?a0?d m22d?dd1560?140a1?180o?57.3o?d2?180o?57.3o??150.86o＞120o

a826符合要求。 （5）确定带的根数z

根据dd1= 140mm和n=1000r/min，查《机械设计》表8-4a和表8-4b，取单根普通V带的基本额定功率和单根普通V带额定功率的增量分别为：P1=2.10KW，△P1=0.30KW

由《机械设计》P155表8-5查得包角修正系数，取Ka=0.92 由《机械设计》P146表8-2查得带长修正系数，KL＝1.05 则带的根数z?Pd6.6??2.84

(P(2.10?0.30)?0.92?1.051??P1)KaKL所以z取整数为3根 （6）确定带轮的结构和尺寸

根据V带轮结构的选择条件，Y132M2-6型电机的主轴直径为d=38mm； 由《机械设计》P161 ，“V带轮的结构”判断：当3d＜dd1(140mm)＜300mm，可采用H型孔板式或者P型腹板式带轮，这次选择H型孔板式作为小带轮。

由于dd2>300mm，所以宜选用E型轮辐式带轮。

总之，小带轮选H型孔板式结构，大带轮选择E型轮辐式结构。 （7）确定带的张紧装置

选用结构简单，调整方便的定期调整中心距的张紧装置。 （8）计算单根V 带的初拉力的最小值（F0）min

由《机械设计》表8-3得B型带的单位长度质量 q=0.18Kg/m.

(F0)min?500?Ped(2.5?K?)(2.5?0.92)?6.6?qv2?500??0.18?7.032?277.62NK?zv0.92?3?7.03

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（9）计算压轴力

已知B型带的初拉力F0＝277.62N, ?1=150.80o，z=3，则

?F??2zFosi1n2?=?2150o.803?277.62sin2 N=1612.42N（10）带轮的材料 选用灰铸铁，HT200。

2、 减速器内传动件的设计（齿轮传动设计） （1）选择齿轮材料、热处理方法及精度等级

① 齿轮材料、热处理方法及齿面硬度

因为载荷中有轻微振动，传动速度不高，传动尺寸无特殊要求，属于一般的齿轮传动，故两齿轮均可用软齿面齿轮。

查《机械设计》P191表10-1：小齿轮选用45号钢，调质处理，硬度236HBS；大齿轮选用45号钢，调质处理，硬度为190HBS。

② 精度等级初选

减速器为一般齿轮传动，圆周速度不会太大，根据《机械设计》P197表10-4，初选8级精度。

（2）按齿面接触疲劳强度设计齿轮

由于本设计中的减速器是软齿面的闭式齿轮传动，齿轮承载能力主要由齿轮接触疲劳强度决定，其设计公式为： d1?3(①??

确定载荷系数K

3.53ZE??H?)2KM1?u?1??d?u 因为该齿轮传动是软齿面的齿轮，圆周速度也不大，精度也不高，而且齿轮相对轴承是对称布置，试选载荷系数Kt=1.3。 ②??

小齿轮的转矩

M1?9550P1/n1?9550?③ 接触疲劳许用应力 ??P??5.28kW?210.1N?m?210100N?mm

240r/min?HlimSHmimKHN

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