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1、单级圆柱减速器结构设计第1章 传动装置的总体设计1.1 传动方案的确定单级圆柱减速器的传动方案如图所示1-电动机；2-带传动；3-减速器；4-联轴器；5-输送带；6-带轮1.2 电动机的选择1. 选择电动机的类型选用系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。电动机的输出功率按式计算：式中，为电动机轴至卷筒轴的传动装置总效率。由式，由表，取带传动效率，滚动轴承效率，8级精度齿轮传动效率，弹性联轴器效率，则故因载荷平稳，电动机额定功率之需率大于即可，按表中系列电动机技术数据，选电动机的额定功率为3. 确定电动机转速卷筒轴作为工作轴，其转速为：按表推荐的各传动机构传动比范围：带传动比范围，单机
2、圆柱齿轮传动比范围则总传动比范围为，可见电动机转速的可选范围为符合这一范围的同步转速有和三种，为减少电动机的重量和价格，由表选常用的同步转速为的系列电动机，其满载转速为，电动机的安装结构形式以及其中心高，外形尺寸，轴伸尺寸等均可由表，中查到。1.3 计算传动装置的总传动比和分配各级传动比1. 传动装置总传动比2. 分配传动装置各级传动比由式，为使带传动的外廓尺寸不致过大，取传动比则齿轮传动比1.4 计算传动装置的运动和动力参数1. 各轴转速由式轴：轴：工作轴：2各轴输入功率有式轴：轴：工作轴：各州输入转矩由式轴：轴：工作轴：电动机轴输出转矩：将以上算得的运动和动力参数列表如下：轴名参数电动机轴
3、 轴 轴工作轴转速1440676.05150150功率5.0154.81444.646624.6转矩33.2668.009295.834292.867传动比2.134.51效率0.960.9650.99第2章 传动件的设计计算1.1 减速器外传动的设计减速器外传动只有带传动，故只需对带传动进行设计。设计步骤设计说明与设计计算内容设计结果确定计算功率由表8-6查得；则；由小带轮的转速和设计功率，由图8-2选用A型普通V带。；选用A型普通V带确定大带轮基准直径由表8-7采用最小带轮基准直径，可选小呆轮直径。则大带轮基准直径由表9.3选取标准值 与计算值重合，实际传动比，实际转速为：误差为，符合要求
4、。合适验算带速 =7.54 合适确定带实际中心距以及基准长度 根据，初步确定中心距，即为了使结构紧凑，取偏低值，由式得；由表8-8选却基准长度；由式（9.20）得实际中心距为 合适校验小带轮包角由式（9.3）得 ； ；合适确定带根数基本额定功率功率增量带长度修正系数包角系数由式得查表8-9得单根V带所能传递的功率，功率增量为计算功率增量查表8-10得；查表8-11得由式（9.15）计算功率增量查表9.4=0.91查图9.12=0.95代入取5根使用A型带根计算初拉力及轮轴上的压力查表8-13得A型普通V带的每米长质量，根据单根V带的初拉力为 由式（9.24）可得作用在轴上的压力带轮结构设计；由
5、于带速采用HT150.轮缘结构尺寸查表9.5基准宽度基准线上槽深基准线下槽深，槽间距槽边距最小轮缘厚圆角半径带轮宽外径轮槽角由于，所以采用孔板式。采用HT150材料带轮采用孔板式设计结果选用5根A普通 V带，中心距，大带轮直径，轴上压力1.2 减速器内传动的设计计算减速器采用直齿圆柱齿轮传动，步骤计算与说明主要结果1选择齿轮材料，热处理工艺以及精度等级由1按表选择齿轮的材料为钢调质热处理，硬度为;大齿轮选用45钢正火热处理，硬度为。因为是普通减速器，由1查表选择8级精度，由1查表得齿面粗糙度为。小齿轮：45钢调质,230HBS;大齿轮:45钢正火,180HBS2.确定设计准则由于该齿轮为闭式齿
6、轮传动，且两吃乱均为齿面硬度小于等于的软齿面，齿面点蚀是其主要失效形式。应先按齿面接触疲劳强度进行设计计算，确定吃乱的主要参数和尺寸，然后再按弯曲疲劳强度校核齿根的弯曲强度。按齿面接触疲劳强度设计3按齿面接触疲劳强度设计确定有关参数：转矩载荷系数K由1查表取齿宽系数和齿数因单级直圆柱齿轮为对称布置，而齿轮表面又为软齿轮，由1查表取小齿数z1取为28，则大齿所以实际齿数比许用接触应力由1查图查的齿轮的接触疲劳极限：由1查表查得安全系数由于齿轮的应力循环次数：查图得由式齿轮模数的选取由1查表11.3取标准模数确定中心距取整得中心距4主要尺寸计算分度圆直径:齿宽取5按齿根弯曲疲劳强度校核许用弯曲应力
7、由1查图查得由1查表查得安全系数由1查图查得弯曲疲劳寿命系数:由式可得齿型系数，应力修正系数11.13，弯曲应力6验算齿数由1查表可知，选8级精度是合适的。选8级精度是合适的。7齿轮的润滑方式查1P230,因为此齿轮是闭式齿轮, 所以采用浸油润滑采用浸油润滑8几何尺寸计算及绘制齿轮零件工作图以大齿轮为例：齿顶圆直径：查1P229, ，采用腹板式齿轮采用腹板式齿轮第3章 轴的设计1.1 高速轴的设计与计算步骤计算与说明主要结果1选择轴的材料，热处理确定许用应力由已知条件可知该减速器传递的功率小，对材料无特殊要求，故选用45钢并经正火处理。由1 查得强度极限，再由1许用弯曲应力以及强度极限：许用弯
8、曲应力：2按扭转强度估算最小轴径根据1 得.又由1式（16.2）得考虑到轴的最小直径处要安装联轴器，会有键槽存在，故需将估算的轴直径加大取为。由于轴上作用的弯矩臂转矩小，故C取较小值，由2 圆整后取标准直径圆整后标准直径3确定轴的装配方案，以及轴上主要零件的位置和固定方式将圆柱齿轮轴布置在箱体内部中央；轴承对称安装在齿轮两侧；轴的轴向位置由左右轴承盖来限制，轴的外伸端安装联轴器。由于轴承对称安装于齿轮的两侧，则其左边轴承用封油环以及端盖来固定，右轴承有封油环右端面来定位，轴承的周向固定采用过盈配合。轴承的外圈位置由轴承盖顶住，这样轴组建的周向位置即可完全固定。4确定各轴段的直径（代表轴头，代表
9、安装毡圈的轴颈，代表安装轴承的轴颈，代表轴头，代表轴环，代表轴端）轴段直径最小。由于齿轮没有轴向力存在，因此选用深沟球轴承。同时为了能在轴段上安装轴承，轴段和轴段必须满足轴承内径的标准，查2 故取轴段的直径为。由于轴段的圆周速度较低，约为，故采用毛毡圈式密封，所以轴段必须满足毛毡圈的内径的标准，且需满足联轴器的轴向固定，查2 取。轴段和轴段同样用于固定封油环，查2 得采用齿轮轴设计，轴段最小直径轴段装毡圈的轴段装挡油环轴承的轴段，齿轮轴定位轴承的轴段5确定各轴段的长度齿轮的齿宽为，为保证齿轮固定可靠，轴段和轴段的长度取，为保证齿轮端面与箱体内壁部相碰，齿轮端面与箱体间应留有一定的间距，通常，查
10、2 得；为箱体内壁至轴承端面的距离，由于该轴承采用润滑并设挡油环取则轴段的长度为轴承的长度+2，由于装配要求轴段要小于轴承的长度。轴承选用6207深沟球轴承查2 由于左右两个轴承采用对称安装，所以轴段的距离等于；轴段。由2 可知轴段由外伸轴上旋转零件的端面至相邻轴承脸盘的连接螺栓的扳手空间，螺钉连接式轴承端盖的厚度，轴承座的长度以及轴承的长度,箱体内壁至轴承端面的距离决定.，由于轴段处安装带轮，需要较大的安装空间，所以，查2 得。由轴承座长度查2,我们采用的螺栓为,所以，令轴段安装大带轮，已知大带轮的宽度为44mm，所以轴段可取封油换固定端轴承的长度安装左轴承的轴段的长度安装右轴承的轴段的长度
11、齿轮轴的长度安装毡圈的轴段的长度安装带轮的轴段的长度键连接带轮在轴上的周向固定是采用普通平键连接，查2 查得轴段上键槽的尺寸为。受力分析轴承反力的作用点距轴承外圈大端面的距离，则由图可知画轴的受力简图在水平面上的支承反力在垂直平面上的支承反力轴承A的总支承反力轴承B的总支承反力弯矩 画弯矩图在水平面上，齿轮所在轴截面为在垂直平面上，齿轮所在轴截面为合成弯矩，齿轮所在的轴截距为校核轴的强度因齿轮轴在左轴承A处弯矩较大，且轴颈较少，因此此截面为危险截面。其抗弯截面系数为抗扭截面系数为弯曲应力为 扭剪应力为弯扭合成强度进行校核计算，对于单向转动的转轴，转矩按脉动循环处理，故取修正系数，则当量应力为以
12、查得，满足的条件，故设计的轴有足够的强度。校核键强度带轮处的键的挤压应力为取键，轴及齿轮的材料都为钢，参考3 得，故强度足够轴的结构工艺要求对于安装轴承的轴段采用磨削加工，由于在轴承的一端固定均采用挡油环，所以磨削的余量足够，不需要加工出越程槽。为了便与装配，轴端因制成倒角，为了加工倒角的方便，我们统一取C2，为了减少应力集中，轴径过度处应制有圆角，查2 ，同样为了加工倒角的方便，我们统一取R2螺钉紧固轴端挡圈的选择查查2 选择螺钉以及号圆柱销，圆柱销的定位尺寸为121.2 低速轴的设计计算步骤计算与说明主要结果1选择轴的材料，热处理确定许用应力由已知条件可知该减速器传递的功率小，对材料无特殊
13、要求，故选用45钢并经正火处理。由1 查得强度极限，再由1许用弯曲应力以及强度极限：许用弯曲应力：2按扭转强度估算最小轴径根据1 得.又由1式（16.2）得考虑到轴的最小直径处要安装联轴器，会有键槽存在，故需将估算的轴直径加大取为。由于轴上作用的弯矩臂转矩小，故C取较小值，由2 圆整后取标准直径圆整后标准直径3确定轴的装配方案，以及轴上主要零件的位置和固定方式将齿轮布置在箱体内部中央；轴承对称安装在齿轮两侧；轴的轴向位置由左右轴承盖来限制，轴的外伸端安装联轴器。齿轮等零件从右端依次装入，齿轮的左端用轴环定位，右端用挡油环固定。齿轮的周向固定采用平键连接，同时为了保证齿轮与轴有两号的对中性，故采用的配合。由于轴承对称安装于齿轮的两侧，则其左轴承用轴环来固定，右轴承有挡油环右端面来定位，轴承的周向固定采用过盈配合。轴承的外圈位置由轴承盖顶住，这样轴组建的周向位置即可完全固定。4确定各轴段的直径（代表轴头，代表安装毡圈的轴颈，代表安装轴承的轴颈，代表轴头，代表轴环，代表轴端）轴段直径最小。由于齿轮没有轴向力存在，因此选用深沟球轴承。同时为了能在轴段上安装轴承，轴段和轴段必须满足轴承内径的标准，查2 故取轴
