减速器相关计算.docx

1、减速器相关计算1.减速器的概述减速器原理减速器是指原动机与工作机之间独立封闭式传动装置。此外，减 速器也是一种动力传达机构， 利用齿轮的速度转换器， 将马达的问转数减速到所 要的回转数， 并得到较大转矩的机构。 降速同时提高输出扭矩， 扭矩输出比例按 电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速器额定扭矩。减速器的作用减速器的作用就是减速增矩，这个功能完全靠齿轮与齿轮之间 的啮合完成，比较容易理解。减速器的种类很多，按照传动类型可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星减 速器以及它们互相组合起来的减速器 ; 按照传动的级数可分为单级和多级减速器 按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速器、 圆锥齿轮减速器和圆锥一圆

2、柱齿轮减速器 按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式减速器。(1)蜗轮蜗杆减速器的土要特点是具有反向自锁功能，可以有较大的减速比， 输人轴和输出轴不在同一轴线上， 也不在同一平面上。 但是一般体积较大， 传动 效率不高，精度不高。(2)谐波减速器的谐波传动是利用柔性元件可控的弹性变形来传递运动和动 力的，体积不大、精度很高，但缺点是柔轮寿命有限、不耐冲击，刚性与金属件 相比较差。输入转速不能太高。(3)行星齿轮减速器行星减速器一般用于在有限的空间里需要较高的转矩时， 即小体积大转矩，而且它的可靠性和寿命都比正齿轮减速器要好。(4)展开式两级圆柱齿轮减速器展开式两级圆柱齿轮减速器是两级

3、减速器中 最简单、应用最广泛的一种。(5)两级圆锥 - 圆柱齿轮减速器单级圆锥齿轮减速器及两级圆锥 - 圆柱齿轮减 速器用于需要输人轴与输出轴成 90D配置的传动中。(6)同轴式两级圆柱减速器同轴式两级圆柱减速器的径向尺寸紧凑， 但径向尺 寸较大。减速器的种类繁多，如今应用于各个领域，总体的发展趋势如下：1高水平、高性能。圆柱齿轮普遍采用渗碳淬火、磨齿，承载能力提高 4倍以上，体积小、重量轻、噪声低、效率高、可靠性高。2积木式组合设计。 基本参数采用优先数， 尺寸规格整齐， 零件通用性和互 换性强，系列容易扩充和花样翻新，利于组织批量生产和降低成本。3型式多样化，变型设计多。摆脱了传统的单一的

4、底座安装方式， 增添了空 心轴悬挂式、浮动支承底座、电动机与减速器一体式联接，多方位安装面等不同 型式，扩大使用范围。齿轮减速器应用范围广泛，例如，内平动齿轮传动与定轴齿轮传动和行星齿 轮传动相比具有许多优点，能够适用于机械、冶金、矿山、建筑、轻工、国防等 众多领域的大功率、大传动比场合，能够完全取代这些领域中的圆柱齿轮传动和 蜗轮蜗杆传动，因此，内平动齿轮减速器有广泛的应用前景。2.传动方案的拟定设计带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器，如图 2.11.工作条件：使用年限10年，工作为1班制，载荷平稳，单向传动，室内工作2.原始数据：运输带曳引力F=1500N,运输带速度v=1.1m/s

5、,滚筒直径D=220m。2.2电动机的选择1.电动机类型选择：丫系列三相异步电动机。 (1)传动装置总效率n总，=0.96x0.98-x0.97x0.99x 0.9(5 = 0.85式中，n轴承 V带轮效率，n联轴器 齿轮效率，n滚筒 滚筒效率。2.电动机功率选择:式中，Pd电动机所需工作效率.3.确定电动机转速：60x 1000x v 60x 1000x 1.1 . 心宀、丹* = = = 95.5 厂 niin （.2_3）浪简 jrxP x220 /式中，n滚筒一滚筒转速。根据【1】P69表2-5中提供的合理的传动比范围，取 V带传动比1=24, 一级圆柱齿轮传动比lc=36,则合理传动

6、比i=624,故电动机转速的可选范 围为 nd=i*n 滚筒=5732292 r/min。4.确定电动机型号符合这一范围的同步转速有 750r/min , 1000r/min , 1500r/min。则由【1】P171表2.11查出三种适合的电动机型号。表1.1电动机选择万案电动机型号额定功率电动机转速1Y100L2-42.214302Y112M-62.29403Y132S-82.2710综合考虑电动机的转速、价格等，2、3方案的转速低，价格较高，故选取Z方1。2.3计算总传动比及分配各级的传动比1.总传动比计算(2-4)= 14.9?式中，i总总传动比，n电动机电动机转速。2.分配各级传动比

7、齿轮传动比i齿轮，V带轮传动比i带，取i齿轮=4, - 位=常轮X % ;=374/瞎乾2.4运动参数及动力参数计算1.计算各轴转速殆=傀邮I =143(h;5un= %/* = 1430/ = 3 82.4/? minF 八 74n 驾/ 彳*2霭=95. min7加 /4 2.计算各轴功率R = P、= 1.94KW=2? =L94x0.96 = 1.86KW& = x q怡章 x 耳齿枪=1 居6 x 0.98 x 0.96=1.75KW3.计算各轴扭矩95知览 7?_9乃0疋1000 1.94 14309550 1000x1.86382.4= 46451Ar*?/w9550x1000x

8、15595.5= 175000Af-/7/w2.5传动零件的设计计算2.5.1皮带轮传动的设计计算1.确定计算功率 由【2】P137表7-4查得K= 1.27 = x7?1=L2xl.S6 = 2323/F式中，Pea计算功率。2.确定V带截型根据Pca及查【2】P137图7-11确定用Z型带。3.确定带轮基准直径（1） 查【2】P138表7-5取小带轮直径dd1=75mm 1（2） 验算带速vx x /； jt x75 x 1430 . * =片 6 7/7 S60x1000 60x1000(2-8)(3)计算大带轮直径dd2J =/x/iix(l-)= 3.73x75x0.9S = 274

9、+2z(2-9)查【2】表 7-5 dd2=280mm实际传动比/ =| 么=E =3.81 心 x(1y) 75x0.98(2-10)传动比误差3,81-3.733*733.确定带长及中心距(1)初取中心距ao0/7仏+心)冬勺冬2厲+血)24S. 5 1206.确定V带的根数查【3】表14.1-13&=0.91，查【3】表 14.1-15 K1=1.16，查P1=0.35 Pi=0.03。2.3230.38x0.91 1.16= 5.797.确定初拉力F0/： = 500x(-1) + /? =593.V(213)(2-14)(2-15)(2-16)3】表 14.1-17b取，6根(2-1

10、7)8.计算带轮轴所受压力Qa 156 9|Q=2sin = 2x6x59.3siii 厶亠=697212.5.2齿轮传动的设计计算1 选择齿轮的材料及精度等级设计的齿轮传动是闭式传动，通常采用软齿面。(1)小齿轮45钢调质，齿面平均硬度260HBS。(2)大齿轮45钢正火，齿面平均硬度200HBS。精度等级：运输机是一般机器，速度不高，故选 8级精度，初选v =2m/ s2.参数选择(1)小齿轮齿数Zi=22，大齿轮齿数 乙=i*Zi=88，齿轮传动比u=4。(2)计算传动误差 i = 0%。(3)查【2】P75表5-13取?d=1 (对称布置)。3.计算小齿轮转矩中，PI轴功率4.确定载荷

11、系数K查【2】P66 图 5-10(a) K a=1.05。(3) 齿向载荷分布系数K B 查【2】P68图5-13取。KB =1.29(4)齿间载荷分配系数K.(2-21)查【2】P69图5-15取Ka=1.22(5)载荷系数K只=只不属皿=1x1,05 1.29xL22 = 1655.按齿面接触疲劳强度设计(1)求许用接触应力c H查【2】P76图5-23取接触疲劳极限c Hm1 =700MPa,c Hm2 =560MPa,查【2】P77表5-15取安全系S Him仁S Him2=1(2) 弹性系数 查【2】P71表5-12取Z E =189.8咖林如(3) 节点区域系数 查【2】P71图

12、5-18取。Z H = 2.5(4)重合度系数Z(5)所需小齿轮直径d1(6)验算圆周速度(7)修正小齿轮直径查【2】P66 图 5-10( a)取 K v =1.027.确定传动尺寸(1 )确定模数m(3)中心距adx = 22 = 44/m=択二、=2xS8 = 1 了 6刃/(2-29)(4)确定齿宽(4)确定齿宽bi b2l -員Omw * by - 44ww8.齿根弯曲疲劳强度校核(1)求许用弯曲应力c F(2)查【2】P79图5-26取寿命系数Yni=YN=1,查【2】P78图5-25取弯曲疲劳极 限 c Flim1=290MPa c Flim2 =220MPa查【2】P79 图5

13、-27 取尺寸系数 Y xi =Yq =1 , 查【2】P77 表5-15 取安全系数 S Flimi =SFlimi =1.5。(3)齿型系数 丫 Fa1Y 卩32查【2】P73 图5-21 取丫 Fa1=2.75 , 丫 Fa2 =2.75。(4) 应力修正系数Y Sa1, Y Sa2 , 查【2】P74图5-22取，Y Sa1 =1.57 , 丫 Sa2 =1.78.(5)重合度系数丫(6)校核齿根弯曲疲劳强度c F故弯曲强度足够。2.6轴的设计计算261从动轴设计1.选择轴的材料确定许用应力P165 表 9-1 oc s= 650 MPa ,弯曲疲劳极限b c轴的材料为45钢，调制处理

14、，查【2】 抗拉强度极限c b =MPa抗拉屈服极限-1 b =60 MPa2.按扭转强度估算轴的最小直径一级齿轮减速器的低速轴为转轴， 从结构上考虑，输出端轴径应最小，最小/ 118x1.75/955 =31.;考虑键槽影响以及联轴器孔径系列标准，取 d=32mm3.齿轮上作用力计算p 7电7=9.55x106-=9.55x|10s= 1752V*wn 1 95.5巧=2% 二 2 x 1 了 刃%76 = 19886* (2-35)/； = /；taii20 = 723.8Ar (2-36)式中，T 齿轮作用力，Ft圆周力，Fr径向力4.轴的结构设计(1)联轴器的选择可采用弹性圆柱销联轴器，查【1】P130表2-83，取型号为HL2联轴器：32X82GB5014-85(2)确定轴上零件的位置与固定方式在一级减速器中，将齿轮置于箱体中央，轴承对称分布，轴外伸端安装联轴 器，齿轮靠轴肩和套筒实现轴向定位，靠平键以及过盈配合实现周向固定，