二級圓柱斜齒輪減速器設計報告(一)

1.引言
   二級圓柱斜齒輪減速器的計算機輔助機械設計，計算機輔助設計及輔助制造（CAD/CAM）技術是當今設計以及制造領域廣泛采用的先進技術，通過本課題的研究，將進一步深入地對這一技術進行深入地了解和學習。
2.減速機設計要求
 (1)螺旋筒軸上功率=3.2 kw，轉速=36 r/min
 (2)工作情況：三班制     單向     連續(xù)運轉載荷
 (3)使用折舊期：10年
 (4)工作環(huán)境：室外    灰塵較大    環(huán)境最高溫度35 ℃
 (5)動力來源：三相交流電壓380 / 220 V
 (6)檢修間隔期：三年大修     二年中修     半年小修
 (7)制造條件及生產批量：一般機械廠     單件生產
3.減速器的總體設計
3.1 傳動裝置的總體設計
3.1.1 擬訂傳動方案
 本傳動裝置用于帶動螺旋筒軸，工作參數(shù)：螺旋筒軸上功率P=3.2 kw，工作轉數(shù)n=36 r/min，在室外工作（環(huán)境最高溫度35 ℃），載荷平穩(wěn)，三班制，連續(xù)單向運轉，使用壽命10年。本設計擬采用二級圓柱斜齒輪減速器（展開式），傳動簡圖如下圖所示。

傳動裝置簡圖
螺旋筒軸   2—傳動斜齒輪   3—二級圓柱齒輪減速器   4—聯(lián)軸器   5—電動機
3.1.2 電動機的選擇
（1）選擇電動機的類型
 按工作條件和要求，選用一般用途的Y系列三相異步電動機。
（2）選擇電動機的功率
 螺旋筒軸所需的功率P=3.2kw
 電動機所需的功率P= P／
 ==0.98*0.99*0.99=0.90
 P=3.78 kW
 查表，選取電動機的額定功率P=4 Kw。
（3）選擇電動機的轉速
 螺旋筒軸轉速n=36 r/min由表推薦的傳動比的合理范圍，取二級圓柱齒輪減速器的傳動比=8~40，故電動機轉速的可選范圍為：
 n= n=（8~40）×36=288~1440 r/min
符合這范圍的電動機同步轉速有750、1000、1500、3000 r/min四種，現(xiàn)以同步轉速1000 r/min和1500 r/min兩種常用轉速的電動機進行分析比較（查表）
綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格、傳動比及市場供應情況，選取比較合適的方案，現(xiàn)選用型號為Y132M1—6，其主要安裝尺寸如下：
中心高：H=132 mm
外型尺寸：L×（AC×AD）×HD=508×（270+210）×315 mm
軸伸尺寸：D=38 mm，E=80 mm
裝鍵部分尺寸：F×G×D=10×33×38 mm
底腳安裝尺寸：A×B=216×140 mm
地腳螺栓孔直徑：K=12 mm
3.1.3 確定傳動裝置的傳動比及其分配
減速器總傳動比及其分配：
減速器總傳動比i=n／n=960／36=26.667（n為滿載轉速）
高速級傳動比i==5.88，i= ii，所以i=i/ i=4.54
得：i=5.88，i=4.54，所以高速級傳動比為i=5.88，低速級傳動比為i=4.54，
實際總傳動比= ii=5.88*4.54=26.70
螺旋筒軸實際轉速= n／=960／26.70=35.96 r/min
滾筒轉速誤差=0.1%＜5%，合適。
3.1.4 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)
（1）各軸的輸入功率
 電動機軸：P=3.78 kW
 軸Ⅰ（高速軸）P= P=3.78×0.99×0.99×0.98= 3.63 kW
 軸Ⅱ（中間軸）P= P=3.78×0.99×0.99×0.98
 =3.52 kW
 軸Ⅲ（低速軸）P= P=3.78×0.90=3.40 kW
（2）各軸的轉速
電動機：n=960 r/min
軸Ⅰ：n= n=960 r/min
軸Ⅱ：n= n/ i=960/5.88=163.27 r/min
軸Ⅲ：n= n /i=960/26.70=35.96 r/min
（3）各軸的輸入轉矩
 電動機軸：T=9550=9550×3.78/960≈37.60 Nm
 軸Ⅰ：T=9550=9550×3.63/960≈36.11 Nm
 軸Ⅱ：T=9550=9550×3.52/163.27≈205.89 Nm
 軸Ⅲ：T=9550=9550×3.40/35.96≈902.95Nm
上述計算結果匯總表
 輸入功率（kW） 轉速n（r/min） 輸入轉矩（Nm） 傳動比 效率 
電動機軸 3.78 960 37.60 1 0.96 
軸Ⅰ 3.63 960 36.11   
    4.7 0.97 
軸Ⅱ 3.52 163.27 205.89   
    3.6 0.97 
軸Ⅲ 3.40 35.96 902.95   
3.2 傳動零件的設計計算
3.2.1 高速級齒輪傳動設計
（1）選擇齒輪類型、材料、精度以及參數(shù)
    ① 選用斜齒圓柱齒輪傳動
     ② 選用齒輪材料：選取大小齒輪材料均為45鋼，調質后表面淬火，齒面硬度HRC=40~50，取平均值HRC=45。
    ③ 選取齒輪為7級精度（GB10095—88）
    ④ 選取小齒輪齒數(shù)Z=18，Z=Z=5.88×18≈106
（2）按齒根彎曲疲勞強度設計
 設計公式m≥mm
   ① 確定計算參數(shù)
    （a）初選載荷系數(shù)K=1.5，初選螺旋角β=13°
    （b）轉矩T=36.11×10 Nmm
 （c）選取齒寬系數(shù)=0.8
 （d）＜2，取Y=0.7，Y=0.86
 （e）查取齒形系數(shù)和應力校正系數(shù)Y=2.57，Y=2.21
 Y=1.60，Y=1.78
 （f）查取材料彎曲疲勞強度極限：查圖得，大小齒輪均為==380 Mpa
 （g）計算應力循環(huán)次數(shù)N
       N=60 njL=60×960×10×24×360=4.977×10
       N==8.464×10
 （h）查得彎曲強度計算壽命：=0.90
（i）計算彎曲疲勞許用應力[]：
 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，Y=2.0 []==380*0.88*2/1.4=477.71Mpa
 []===380*0.90*2/1.4=488.57 Mpa
 （j）計算大小齒輪的值，并加以比較：
 =0.00861， =0.00805
 小齒輪比值較大，說明小齒輪彎曲疲勞強度較弱，故以此為計算依據。
 ② 設計計算
 （a）計算法面模數(shù)，把各參數(shù)代入公式得：
 ≥≥≈1.4 mm
 （b）計算小齒輪分度圓直徑
 ==1.4×18=25.2 mm
   （c）計算齒輪圓周速度
 =1.27 m/s
   （d）計算載荷系數(shù)：查得工況系數(shù)=1；按=1.27 m/s，7級精度，查圖得動載荷系數(shù)=1.08；斜齒輪傳動取.2；查得齒向載荷分布不均勻系數(shù)=1.24，
         所以： =1×1.08×1.2×1.24=1.607
  （e）按實際載荷系數(shù)校正所計得的法面模數(shù)
         ，取標準模數(shù).5
        
    （f）計算中心距 a=mm
         取a=160mm
    （g）計算β角度
     =arccos=14°21′36″
 (h)計算分度圓直徑 mm，mm
    （i）計算齒寬mm，取mm，mm
 （3）校核齒面接觸疲勞強度
      公式≤[MPa

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