哈工大机械设计课程设计减速器..

1一、传动方案拟定传动方案：图1.工作机：.图2.传动方案简要说明：传动方案如图1，原动机伸出轴通过联轴器与减速器输入轴相连。减速器输出轴通过联轴器与工作机（带式运输机）相连，使原动机的运动传递到工作机上。减速机为二级展开式圆柱齿轮减速器，通过两对减速齿轮进行减速，其中输入轴上安装第一级小齿轮（远离原动机一侧），中间轴安装第一级大齿轮和第二级小齿轮，输出轴安装第二级大齿轮。2二、电动机的选择和传动装置的运动、动力参数计算工作机输出功率kW4.2W2.12000FvP。由参考文献[1]表9.1查得齿轮传动效率97.01，滚动轴承传动效率99.02。为补偿两轴线偏移，缓冲振动，选用弹性柱销联轴器，传动效率为99.03。kW737.299.099.097.04.2223232231PP电机由参考文献[1]表14.1选择Y系列三相异步电动机Y100L2-4，同步转速1420r/min，额定功率3kW。三、传动零件的设计计算3.1确定传动比传动装置的总传动比i由选定的电动机满载转速mn和工作机主动轴转速wn确定。其中min/89.8128.014.32.16060rdvnw。所以340.1789.811420wmnni。由参考文献[1]，对于二级展开式圆柱齿轮减速器，可取214.1ii，所以取927.4340.174.14.11ii，519.3927.4340.1712iii。3.2第一级减速齿轮设计对第一对减速齿轮，考虑到斜齿轮传动平稳，适合于高速传动，因此选用斜齿圆柱齿轮。3.2.1选择齿轮材料、精度等级减速器为一般机械，大、小齿轮均采用45钢，采用软齿面。查参考文献[2]表6.2可知，45钢采用调制处理，齿面平均硬度为236HBW，正火处理齿面平均硬度可达190HBW。因此小齿轮采用调制处理，大齿轮采用正火处理，使大齿轮齿面3硬度比小齿轮齿面硬度低30~50HBW。考虑到减速器为一般机械，不需要过高精度等级，因此选用8级精度。3.2.2初算传动尺寸采用软齿面闭式传动，其设计准则是按齿面接触疲劳强度进行设计，校核齿根弯曲疲劳强度。由参考文献[2]式(6.21)得：2131)][(12HHEdZZZZuuKTd式中，1d为小齿轮分度圆直径。K为齿轮传动计算载荷，KKKKKvA。查参考文献[2]表6.3可知在原动机工作特性为均匀平稳，工作机工作特性均匀平稳的条件下，选取使用系数00.1AK。动载系数vK与节圆速度有关，由于速度未知，初选20.1vK。齿向载荷分布系数K与齿宽系数d有关。由于齿轮为非对称布置，查参考文献[2]表6.6，取0.1d。查参考文献[2]图6.12取05.1K。查参考文献[2]表6.4得齿间载荷分配系数2.1K。所以512.12.105.120.100.1KKKKKvA。电动机输出转矩mmNnPT3.184071420737.21055.91055.966，则小齿轮传递的转矩mmNTT0.1804199.099.03.18407321。u为大小齿轮齿数比，取927.41iu。由参考文献[2]表6.5查得弹性系数MPaZE8.189，初选螺旋角12，由参考文献[2]图6.15查得节点区域系数46.2HZ。初选191z，613.93927.419112izz，取942z。则端面重合度641.112cos)]941191(2.388.1[cos)]11(2.388.1[21zz，轴面重合度284.112tan190.1318.0tan138.01zd。由参考文献[2]4图6.16查得重合度系数800.0Z，由图6.26查得螺旋角系数99.0Z。许用接触应力HHNHSZlim1，查参考文献[2]图6.29e、图6.29a可知接触疲劳强度MPaH5701lim，MPaH3902lim。小齿轮1与大齿轮2的循环次数分别为91011100448.2832504114206060haLnN8911210188.4927.4100448.2iNN由参考文献[2]图6.30得寿命系数0.11NZ，07.12NZ。取安全系数0.1HS得MPaMPaSZHHNH5700.15700.1][1lim11MPaMPaSZHHNH3.4170.139007.1][2lim22取MPaHH3.417][][2，则小齿轮1分度圆直径mmZZZZuuKTdHHEd464.37)3.41799.08.046.28.189(927.41927.40.13.18407512.12)][(12232131小齿轮节圆速度smndvt/784.21000601420464.3714.310006011，则由参考文献[2]图6.7查得动载系数18.1vK与初设的1.20差别不大，不需修正。模数928.11912cos464.37cos11zdmn，取2nm。则中心距mmzzman52.11512cos2)9419(2cos2)(21。圆整为mma116，则螺旋角''38.32'3131162)9419(2arccos2)(arccos21azzmn5修正''38.32'313，发生变化的参数有30.2HZ，590.1a，544.1，80.0Z，97.0Z，计算得mmdt769.341。则模数782.119''38.32'313cos769.34nm，取2nm。中心距mmzzman116''38.32'313cos2)9419(2cos2)(21。螺旋角''38.32'3131162)9419(2arccos2)(arccos21azzmn。小齿轮分度圆直径mmmmzmdn769.3401.39''38.32'313cos192cos11。大齿轮分度圆直径mmzmdn99.192''38.32'313cos942cos22。大齿轮齿宽mmmmdbd01.3901.390.112，取mmb402，取mmb451。3.2.3校核齿根弯曲疲劳强度校核齿根弯曲疲劳强度，要满足FsSFnFYYYYdbmKT][211其中，K、1T、nm、1d值同前，mmbb402。当量齿数55.20''38.32'313cos19cos3311zzv68.101''38.32'313cos94cos3322zzv查参考文献[2]图6.20和图6.21查得，齿形系数80.21FY，25.22FY。应力修正系数54.11SY，77.12SY。由图6.22查得重合度系数74.0Y，螺旋角系数87.0Y。许用弯曲应力可由FFFFSYlim][求得。6由参考文献[2]图6.29f、图6.29b查得弯曲疲劳极限应力MPaF2201lim，MPaF1702lim由参考文献[2]图6.32查得寿命系数0.121NNYY，由表6.7查得安全系数25.1FS，所以有MPaMPaSYFFNF17625.12200.11lim11MPaMPaSYFFNF13625.11700.12lim22111111][72.5787.074.054.180.201.392403.18407512.122FSFnFMPaYYYYdbmKT222112][31.5287.074.077.125.201.392403.18407512.122FSFnFMPaYYYYdbmKT满足齿根弯曲疲劳强度。3.3第二级减速齿轮设计第二对减速齿轮采用斜齿轮传动。3.3.1选择齿轮材料、精度等级减速器为一般机械，大、小齿轮均采用45钢，采用软齿面。查参考文献[2]表6.2可知，45钢采用调制处理，齿面平均硬度为236HBW，正火处理齿面平均硬度可达190HBW。因此小齿轮3采用调制处理，大齿轮4采用正火处理，使大齿轮齿面硬度比小齿轮齿面硬度低30~50HBW。考虑到减速器为一般机械，不需要过高精度等级，因此选用8级精度。3.3.2初算传动尺寸采用软齿面闭式传动，其设计准则是按齿面接触疲劳强度进行设计，校核齿根弯曲疲劳强度。由参考文献[2]式(6.21)得：72333)][(12HHEdZZZZuuKTd式中，3d为小齿轮3分度圆直径。K为齿轮传动计算载荷，KKKKKvA。查参考文献[2]表6.3可知在原动机工作特性为均匀平稳，工作机工作特性均匀平稳的条件下，选取使用系数00.1AK。动载系数vK与节圆速度有关，由于速度未知，初选10.1vK。齿向载荷分布系数K与齿宽系数d有关。由于齿轮为非对称布置，查参考文献[2]表6.6，取0.1d。查参考文献[2]图6.12取05.1K。查参考文献[2]表6.4得齿间载荷分配系数2.1K。所以386.12.105.110.100.1KKKKKvA。小齿轮3传递的转矩mmNiTT1.8799099.098.0927.43.1840721113。u为大小齿轮齿数比，取519.32iu。由参考文献[2]表6.5查得弹性系数MPaZE8.189，初选螺旋角15，由参考文献[2]图6.15查得节点区域系数32.2HZ。初选213z，899.73519.321234izz，取742z。则端面重合度627.115cos)]741211(2.388.1[cos)]11(2.388.1[43zz轴面重合度448.115tan210.1318.0tan138.03zd。由参考文献[2]图6.16查得重合度系数810.0Z，由图6.26查得螺旋角系数981.0Z。许用接触应力HHNHSZlim3，查参考文献[2]图6.29e、图6.29a可知接触疲劳强度MPaH5703lim，MPaH3904lim。小齿轮3与大齿轮4的循环次数8分别为8103310188.48325041927.414206060haLnN8823410190.1519.310188.4iNN由参考文献[2]图6.30得寿命系数04.13NZ，18.14NZ。取安全系数0.1HS得MPaMPaSZHHNH8.5920.157004.1][3lim33MPaMPaSZHHNH2.4600.139018.1][4lim44取MPaHH2.460][][4，则小齿轮3分度圆直径mmZZZZuuKTdHHEd716.53)2.460981.081.032.28.189(519.31519.30.11.87990386.12)][(12232333小齿轮节圆速度smndvt/818.0100060843.290716.5314.310006033，则由参考文献[2]图6.7查得动载系数11.1vK与初设的1.10差别不大，不需修正。模数417.22115cos716.53cos33zdmn，取5.2nm。则中心距mmzzman9.12215cos2)7421(2cos2)(43。圆整为mma123，则螺旋角''20'6151232)7421(5.2arccos2)(arccos43azzmn螺旋角不需修正。9小齿轮分度圆直径mmmmzmdn