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1、1.传动方案的拟定 减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来 降低转速和增大转矩以满足各种工作的机械的需要。减速器按 照传动形式不同可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星减速器； 按照传动的级数可分为单级和多级减速器；按照传动的布置形 式又可分为展开式、分流式和同轴式。 本次课程设计拟定展开式减速器，根据工作机的转速要求选 择二级齿轮传动。同轴式减速器横向尺寸较小，但轴向尺寸和 重量较大，且中间轴较长、刚度差，沿齿宽载荷分布不均匀。 展开式结构简单，高速级齿轮布置在远离输入端，这样轴在转 矩作用下产生的扭转变形和在载荷作用下产生的弯曲变形可部 分的相互抵消，以减缓沿齿宽载荷分布不均的现
2、象，一般适用 于载荷比较均匀的场合。 传动方案简图如下： 二级展开式圆柱齿轮减速器 2.电动机的选择 2.1 计算负载功率效率、电机功率 记工作机实际需要的输入功率 Pw，工作机实际需要的电 动机输入功率为 Pd，则： 其中为总的效率，w 为工作机的效率,由指导书 P4 表 1-5,卷筒效率为 0.96。则： w 1800 2.5 4.6875 10001000 0.96 w Fv PKW 由指导书 P4 表 1-5，有弹性元件的挠性联轴器效率为 0.99，球轴承效率为 0.99（一对） ；很好跑合的 7 级精度齿轮 传动（油润滑）效率为 0.98。 总的效率为： 1 1232 =0.99 0
3、.99 0.98 0.99 0.98 0.99 0.99=0.9133 联轴器轴轴承高齿轴轴承低齿轴轴承联轴器 则工作机所需的电动机输出功率为： KW P Pd1323. 5 9133 . 0 6875 . 4 w 工作机转速n（r/min）: 6000600002.5 n91.82r / min 520 v D 2.2 选择电机型号 电动机一般是选择 Y 系列三相异步电动机，标准电动机的容 量由额定功率表示，所选电动机的额定功率应等于或稍大于工 作机工作要求的功率，容量过低工作机不能正常工作，容量过 大则增加了成本，造成浪费。电机同步转速多选用同步转速 1500r/min 或 1000r/m
4、in，同一功率的电机通常有几种转速可供 Pd=5.1323KW n=91.82r/min 选择，按照工作机转速要求和合理的传动比范围，采用电机轴 直接和联轴器 相连，推算电机转速的可选范围： ，nniii)5533(n 3 2 1 d 计算得在 826.38 r/min2295.5r/min 之间，因此可选用 d n 1500 r/min 的电动机。 根据同步转速，查指导书 P173 表 12-1，由 Pd=5.1323KW ，选择额定功率为 5.5KW 的电动机，进一步确定电机的额定（满 载）转速、型号。 电机型号：Y132S-4 安装形式：B3 由指导书 P174 表 12-3，所选电机输
5、出轴轴径 D=38mm 所选电机主要技术参数如下： 由指导书 P176 表 12-6，所选三相异步电动机的参考比价为 3.09。 2.3 确定电机的结构尺寸 由指导书 P174 表 12-3，电机主要结构尺寸如下： 机座号级数DEFGMNPS 130S43880103326 5 230j 6 30014.5 T凸缘 孔数 ACADHEL 44275210315475 3.传动系统的运动和动力参数计算 电动机型号 额定功率 /KW 满载转速/ r/min 额定转矩 质量/Kg Y132S-45.514402.368 电机型号： Y132S-4 3.1 传动比的分配 普通圆柱齿轮传动单级传动比常取
6、 35 总传动比68.15 82.91 1440 i 21 i i n nm 高速级传动比7 . 4i5 . 13 . 1i1 低速级传动比3 . 3i 1 2 i i 3.2 各轴运动和动力参数的计算 电机轴： 转速：=1440 r/min m n 功率： Pd=5.5KW 转矩： d 5. 5 T9550955036. 4757 1440 d m P NmNm n 高速轴： 转速： n1=1440r/min 功率： P1= Pd 1 1 =5.5 0.99 0.99=5.3906 联轴器轴轴承 转矩： 1 1 1 5. 3906 T9550955035. 7498 1440 P NmNm
7、n 中间轴： 转速n2= = r/min =306.3830r/min 1 1 i n 7 . 4 1440 功率： P2= P1 *=5.3906*0.99*0.98KW=5.2299KW 高齿轴轴承 2 转矩： 2 2 2 5. 2299 T95509550163. 0167 306. 3830 P NmNm n 低速轴： i15. 68 转速：n3= = r/min =92.84r/min 12i i nm 3.3*7.4 1440 功率：P3= P2 * =5.2299*0.99*0.98KW=5.0741KW 低齿轴轴承 3 转矩： 3 3 3 5. 0741 T9550955052
8、1. 9295 92. 84 P NmNm n 工作机轴： 转速： n4= n3=92.84r/min 功率： 43联轴器2 5. 07410. 995. 0233*PPKW 转矩： =521.9295N m 4 T 3 T 各轴的运动和动力参数如下表所示： 轴 号转速 n/(r/min)功率 P/Kw转矩 T/(N.m) 电机轴14405.536.4757 轴14405.390635.7498 轴306.38305.2299163.0167 轴92.845.0741521.9295 工作机轴92.845.0233521.9295 4.传动零件的设计计算 本次设计未采用带传动，因此传动零件的设
9、计为箱体内齿轮 传动的设计计算。 4.1 高速级齿轮的设计计算 已知输入功率 P15.3906KW，小齿轮转速 n1=1440r/min， 齿数比 u=4.7，由电动机驱动，工作年限 8 年（设每年工作 300 个工作日） ，两班制（16h） ，带式输送机工作平稳，转向不变。 4.1.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 （1） 、按图所示传动方案，选用 斜齿圆柱齿轮，压力角为 取 20 ，螺旋角 取 14 （2） 、带式输送机为一般工作机 斜齿轮 器，参考课本 P205 表 10-6，选择 7 级精度 （3） 、材料选择，由表 10-1，选择小齿轮材料为 45 钢（调质） ，平均取齿面硬度
10、为 240HBS，大齿轮材料为 HT350，平均取齿 面硬度为 200HBS。 （4） 、初选小齿轮齿数z125，则大齿轮齿数 z2=uz1=4.725=117.5，圆整，取 z2118 4.1.2. 按齿面接触疲劳强度计算 （1）由式（10-1）试算小齿轮的分度圆直径，即： 2 1 3 1 21 HEH t t dH Z Z ZK Tu d u 1)确定公式中各参数值 试选载荷系数 KHt=1.3 由教材 P203，图 10-20，查取区域系数 ZH=2.433 由教材 P206 页表 10-7，圆柱齿轮的齿宽系数d1 计算小齿轮传递的转矩： 1 1 5. 3906 T9550955035.
11、 7498 1440 m P NmNm n 由表 10-5，查得材料的弹性影响系数 12 162 E ZM Pa 计算接触疲劳强度用重合度系数 Z t=arct an(t an / cos)arct an(t an 20 / cos14 )20. 562 ooo n * 111 arccoscos/ (2cos) arccos25cos 20. 562 / (252cos14 ) 29. 6748 atan oo o zzh * 222 arccoscos/ (2cos) arccos118cos 20. 562 / (1182cos14 ) 22. 9061 atan oo o zzh 11
12、22 0000 = z(t ant an)z(t ant an) / 2 25 * (t an 29. 6748t an 20. 5602 )118*(t an 22. 9061t an 20. 562 ) / 2 1. 6653 attatt 7 级精度 小齿轮 240HBS 大齿轮 200HBS z125 z2118 KHt=1.3 ZH=2.433 d1 T1=35749.8N/mm 12 162 E ZM Pa 1 t an/125t an14 /1. 9841 d z 441. 66531. 9841 (1)(11. 9841) 331. 6653 =0. 6524 z 计算螺旋角系
13、数 0 coscos140. 985z 接触疲劳许用应力 H 由教材 P221，图 10-25d，查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳许 用极限分别为： l i m1 550 H M Pa l i m2 340 H M Pa 计算应力循环次数 9 11 98 21 606014401(283008)3. 317810 /3. 317810 / 4. 77. 07510 h Nnj L NNu 由教材 P208 图 10-23，查得接触疲劳寿命系数： 1 0. 92 H N K 2 0. 98 H N K 取失效概率为 1%，安全系数 S=1 1l i m1 1 0. 92550 506 1 H NH
14、H K M PaM Pa s 2l i m2 2 0. 98340 333. 2 1 H NH H K M PaM Pa s 取最小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力 333. 2 H M Pa 2）试算小齿轮分度圆直径： 1. 6653 1. 9841 0. 6524z 0. 985z 2 1 3 1 2 3 21 21. 335749. 8118 / 2512. 4331620. 65240. 985 1118 / 25333. 2 40. 2416 HE H t t dH Z Z Z Z K Tu d u m m （2）调整小齿轮的分度圆直径 1）计算实际载荷系数前的准备 圆周速度 v 1
15、1 40. 24161440 3. 034/ 601000601000 t d n ms 齿宽 b 1 140. 241640. 2416 dt bdm m 2）计算实际载荷系数 H k 由 P192，表 10-2 查得使用系数1 A k 根据，7 级精度，由教材 P194 表 10-8 得， 3. 034/ms 动载系数 1. 13 v k 齿轮的圆周力 1 1 1 2235749. 8 1776. 76 40. 2416 t t T FN d ，查教材 1 1776. 761 44. 15/ m m P2,所以按轴承 1 的受力大小验算 3 66 2 101050500 6060 83.0453431.3475 572260 h h
