一级减速器设计方案教材Word文件下载.docx

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η总=η带×

η3轴承×

η齿轮×

η联轴器×

η滚筒

=0.95×

0.983×

0.98×

0.99×

0.96

=0.8328

（2）电机所需的工作功率：

P工作=FV/（1000η总）

=2500×

2.0/（1000×

0.8328）

=6.0038KW

3、确定电动机转速：

计算滚筒工作转速：

n筒=60×

1000V/πD

=60×

1000×

2.0/（π×

460）

=83.0374r/min

按机械设计使用手册推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I’a=3~5。

取V带传动比I’1=2~4，则总传动比理时范围为I’a=6~20。

故电动机转速的可选范围为n’d=I’a×

n筒=（6~20）×

83.0374=489.22~1660.75r/min

符合这一范围的同步转速有750、1000、1500r/min。

根据容量和转速，由有关手册查出有二种适用的电动机型号：

因此有三种传支比方案，综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第2方案比较适合，则选n=1000r/min 

。

4、确定电动机型号

根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y160M-6。

其主要性能：

额定功率：

7.5KW，同步转速1000r/min,满载转速970r/min，额定转矩2.0。

质量120kg。

三、计算总传动比及分配各级的传动比

1、总传动比：

i总=n电动/n筒=970/83.0374=11.681

2、分配各级伟动比

（1）据机械设计使用手册，取齿轮i齿轮=5（单级减速器i=3~5合理）

（2）∵i总=i齿轮×

I带

∴i带=i总/i齿轮=11.6814/5=2.3362

四、运动参数及动力参数计算

1、计算各轴转速（r/min）

nI=n电机=970r/min

n

=nI/i带=970/2.3362=415.2041（r/min）

=n

/i齿轮=415.2041/5=83.0408（r/min）

2、计算各轴的功率（KW）

P

=P工作=6.0038KW

=P

×

η带=6.0038×

0.95=5.7036KW

η轴承×

η齿轮=5.7036×

0.98

=5.4777KW

3、计算各轴扭矩（N·

mm）

T

=9.55×

106P

/n

106×

6.0038/970

=59109.5N·

mm

5.7036/415.2041

=131187N·

5.4777/83.0408=623996N·

五、传动零件的设计计算

1、皮带轮传动的设计计算

（1）选择普通V带截型

由课本《机械设计基础》P218表13-8得：

kA=1.2

PC=KAP=1.2×

7.5=9.0KW

由课本机械设计基础P219图13-15得：

选用B型V带

（2）确定带轮基准直径，并验算带速

由《机械设计基础》P219图13-15得，推荐的小带轮基准直径为125~130mm

由《机械设计基础》P219表13-19得

则取dd1=130mm>

dmin=125

dd2=n

·

dd1=（970/415.2041）×

130=303.7mm

由课本《机械设计基础》P219表13-9，取dd2=315mm

实际从动轮转速n2’=n

dd1/dd2=970×

130/315

=400.32r/min

转速误差为：

（n

-n2’）/n

=（415.2041-400.32）/415.2041=0.036<

0.05（允许）

带速V：

V=πdd1n

/（60×

1000）

=π×

130×

970/（60×

=6.602m/s

在5~25m/s范围内，带速合适。

（3）确定V带基准长度Ld和中心矩a

初步选取中心距

a0=1.5（d1+d2）=1.5×

（130+315）=667.5mm

取a0=750mm，符合0.7（dd1+dd2）≤a0≤2（dd1+dd2）

由课本《机械设计基础》P220得带长：

L0=2a0+1.57（dd1+dd2）+（dd2-dd1）2/4a0

=2×

750+1.57（130+315）+（315-130）2/（4×

750）

=2210mm

根据课本《机械设计基础》P212表（13-2）对B型带

取Ld=2500mm

根据课本《机械设计基础》P220式（13-16）得：

a≈a0+（Ld-L0）/2=750+（2500-2210）/2

=750+145

=895mm

（4）验算小带轮包角

α1=1800-57.30（dd2-dd1）/a

=1800-57.30（315-130）/895

=1800-11.8

=168.20>

1200（适用）

（5）确定带的根数

根据课本《机械设计基础》P214表（13-3）

P0=2.08KW

根据课本《机械设计基础》P216表（13-5）

△P0=0.30KW

根据课本《机械设计基础》P217表（13-7）

Kα=0.97

根据课本《机械设计基础》P212表（13-2）

KL=1.03

由课本《机械设计基础》P218式（13-15）

得Z=PC/[P0]=PC/（P0+△P0）KαKL

=9.0/[（2.08+0.30）×

0.97×

1.03]

=3.8

取4根

（6）计算轴上压力

由课本《机械设计基础》P212表13-1查得q=0.17kg/m，由式（13-17）单根V带的初拉力：

F0=500PC[（2.5/Kα）-1]/ZV+qV2

=（500×

9.0）[（2.5/0.97）-1]/（4×

6.602）+0.17×

6.6022N

=276.19N

则作用在轴承的压力FQ，由课本《机械设计基础》P221式（13-18）

FQ=2ZF0sinα1/2=2×

4×

276.19sin（165.60/2）

=2192.09N

2、齿轮传动的设计计算

（1）选择齿轮材料及精度等级

考虑减速器传递功率，所以齿轮采用软齿面。

小齿轮选用40Cr调质，齿面硬度为217~286HBS。

大齿轮选用45钢，调质，齿面硬度197~286HBS；

根据课本《机械设计基础》P168表11-2初选7级精度。

由课本《机械设计基础》P166图11-1查得：

σHlim1=720MpaσHlim2=600Mpa

σFlim1=610MpaσFlim2=470Mpa

由课本P171《机械设计基础》表11-5，通用齿轮和一般工业齿轮，按一般可靠度要求选取安全系数SH=1.0

[σH]1=σHlim1/SH=720/1.0Mpa

=720.0Mpa

[σH]2=σHlim2/SH=600/1.0Mpa

=600Mpa

按一般可靠度选取安全系数SF=1.25

[σF]1=σFlim1/SF=610/1.25Mpa

=488.0Mpa

[σF]2=σFlim2/SF=470/1.25Mpa

=376.0Mpa

（2）按齿面接触疲劳强度设计

转矩T1

T1=9.55×

P/n

6.0038/415.2041=138092N·

确定有关参数如下：

传动比i齿=5

取小齿轮齿数Z1=24。

则大齿轮齿数：

Z2=iZ1=5×

24=120

实际传动比I0=120/24=5

传动比误差：

i-i0/I=5-5/5=0%<

2.5%可用

齿数比：

u=i0=5

由课本《机械设计基础》P175表11-6

取φd=0.9

由课本《机械设计基础》P169表11-3

取载荷系数k=1.2

由课本《机械设计基础》P171表11-4

取弹性系数ZE=188

对于标准齿轮ZH=2.5

故得：

d1≥[（2KT1×

（u+1）×

（ZEZH）２）/（φd×

ｕ×

[σH]2）]1/3=[（2×

1.2×

138092×

（5+1）×

（188×

2.5）2/（0.9×

5×

5882））]1/3=65.60mm

模数：

m=d1/Z1=65.60/24=2.7mm

根据课本《机械设计基础》P57表4-1取标准模数：

m=3mm

确定有关参数和系数

分度圆直径：

d1=mZ1=3×

24mm=72mm

d2=mZ2=3×

120mm=360mm

齿顶圆直径:

da1=m（Z1+2）=3×

（24+2）=78mm

da2=m（Z2+2）=3×

（120+2）=366mm

齿宽：

b=φdd1=0.9×

72mm=64.8mm

取b1=70mmb2=65mm

中心距a=（d1+d2）/2=（72+360）/2=216mm

（3）校核齿根弯曲疲劳强度

根据齿数Z1=24,Z2=120

由课本《机械设计基础》P173图（11-8）和（11-9）所得

齿形系数YFa和应力修正系数YSa

YFa1=2.75YSa1=1.58

YFa2=2.14YSa2=1.83

将求得的各参数代入式

σF1=（2kT1/bm2Z1）YFa1YSa1

=2×

138092/（70×

32×

24）×

2.75×

1.58Mpa

=95.24Mpa<

[σF]1=488.0Mpa

σF2=σF1YFa2YSa2/YFa1YSa1=95.24×

2.14×

1.83/（2.75×

1.58）Mpa=85.84Mpa<

[σF]2=376.0Mpa

故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够

（4）计算齿轮的圆周速度V

V=πd1n

/60×

1000=3.14×

72×

415.2041/（60×

=1.56m/s

对照课本《机械设计基础》P168表11-2可知选用9级精度适合

六、轴的设计计算

输入轴的设计计算

1、轴的结构设计

（1）轴上零件的定位，固定和装配

单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩和大筒定位，则采用过渡配合固定

①②③④⑤⑥

1、按扭矩初算轴径

（1）选材：

选用45#调质，硬度217~255HBS

（2）估计最小处轴径d1

根据课本《机械设计基础》P245（14-2）式，并查表14-2，取c=115

d1≥C（P/n）1/3=115（5.7035/415.2041）1/3mm=27.54mm

考虑有键槽，将直径增大5%，则

d1=27.54×

（1+5%）mm=28.92

∴选d1=30mm

（2）确定轴各段直径和长度

①段：

d1=30mm长度取L1=6