减速器设计计算及说明.docx

减速器设计计算及说明.docx

《减速器设计计算及说明.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《减速器设计计算及说明.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

减速器设计计算及说明

一、总体方案设计

设计计算及说明

主要结果

二、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=65r/min

2、工作机的工作功率

3、传动装置总效率

齿式联轴器（1个）

8级精度锥齿轮传动（1个）

8级精度圆柱斜齿轮（1个）

滚子轴承（3对）

总效率：

4、电动机额定功率

所选电动机的额定功率，取，选择电动机型号为：

Y132S-4三相异步电动机，其额定转速=1440r/min。

（二）传动比分配

传动装置的总传动比：

一般高速级圆锥齿轮的传动比约取

设计计算及说明

主要结果

则：

输出转速：

转速误差：

=0.6%<5%

故传动比合适。

（三）运动及动力参数运算

1、计算各轴的转速

2、计算各轴的功率

3、计算各轴的输入转矩

设计计算及说明

主要结果

运动和动力参数表

轴号

输入功率P（Kw）

输入扭矩T（Nm）

输入转速n（r/min）

1

2

3

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：

，；

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，；

按图6-8b查得接触寿命系数，；

其中

再查表6-3，取最小安全系数：

，

于是

设计计算及说明

主要结果

2、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

确定计算载荷：

小齿轮转矩

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，则

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，=0.3，初选，，,

查图6-16，得两轮复合齿形系数为，,由于

设计计算及说明

主要结果

将代入计算，于是

查表6-10取标准模数，则

4、选择齿轮精度等级

齿轮圆周速度

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

查表6-4，查图6-9，。

齿轮传动啮合宽度

查表6-6得

设计计算及说明

主要结果

经表面硬化的直齿轮，

查表6-5，，减速器轴的刚度较大，

6、验算轮齿接触疲劳承载能力

区域系数查图6-13，标准齿轮，弹性系数查表6-8得，因大齿轮的许用齿面接触疲劳应力值较小，故将代入，于是

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：

，；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，；

按图6-8b查得接触寿命系数，；

其中

再查表6-3，取最小安全系数：

，

于是

2、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

因属减速传动，。

确定计算载荷：

小齿轮转矩

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，则

初选，则。

区域系数查图6-13,；弹性系数查表6-8；齿宽系数。

因小齿轮的许用齿面接触疲劳应力值较小，故将代入，得：

取a=210mm,按经验式，取，取标准模数。

取，。

设计计算及说明

主要结果

4、选择齿轮精度等级

齿轮圆周速度

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

查表6-4，查图6-9，。

齿轮传动啮合宽度

查表6-6得：

查表6-5，，减速器轴刚度较大，

6、验算轮齿接触疲劳承载能力

设计计算及说明

主要结果

7、验算轮齿弯曲疲劳承载能力

由，，得

查图6-16，得两轮复合齿形系数为，，查图6-20，得=0.90于是

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：

低速级线速度：

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，齿轮圆周速度时，宜用润滑脂润滑；当齿轮圆周速度时，轴承可选用油润滑润滑，通过在箱体上开油沟以达到润滑的目的。

1、流体润滑油（稀油）润滑

当齿轮的圆周速度时，可直接利用减速器油池的润滑油来润滑轴承。

此时，常用的润滑方式有：

（1）飞溅润滑：

当齿轮圆周速度时，靠齿轮的旋转把油池中的润滑剂飞溅起来，射至箱壁形成油雾直接进入轴承空间或由溅到箱体的油沿输油槽流至轴承。

（2）刮板润滑：

当齿轮圆周速度很低（）时，飞溅效果差，为保证轴承的用油量，可采用刮板润滑。

它是利用固定在箱体壁上的刮油板将油从旋转的轮缘上刮下来，然后沿油槽至轴承。

2、润滑脂润滑

一般当时（d为滚动轴承径，mm；n为轴承转速，r/min）或浸油齿轮的圆周速度，都可采用润滑脂润滑轴承。

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）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和箱的润滑油浸入轴承腔，在轴承向着箱体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。

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。

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。

一般浸入油池的齿轮顶圆到油池底面的距离应大于30~50mm。

另外，为保持良好的润滑和散热，油池中应维持一定的油量。

平均可按每传递1kW功率，需油量0.18~0.34升来计算，黏度大的润滑油取大值。

按油池应维持油量计算：

按所需油面高度计算油量：

设计计算及说明

主要结果