减速箱分析与计算.docx

我的设计任务为：工作拉力F： 1800 N；运输带工作速度v= 1.3 m/s；运输带滚筒直径D= 300mm注：本实验平台的参数化箱体零件适用于端盖直径均不大于130mm,两盖中心距不大于 170mm的减速箱，如超出此范围需手动改模型按照以下提示确定减速箱各零件参数：一、选择电动机1、选择电动机类型圆周速度V：v=1.3m/s工作机的功率Pw：FXV 1800X1.3looo =1000=2.34 KW电动机所需工作功率为：Pw 2.34断 7 =丽=2.81 KW工作机的转速为：60X1000V60X1000X 1.3,.n = - = 〜 八八=82.8 r minji XD n X 002、确定电动机功率，确定电动机转速.经查表按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动比ii=2~4, 一级圆柱斜齿轮减 速器传动比i2=3〜6,那么总传动比合理范围为ia=6〜24,电动机转速的可选范围为 囚=iaXn = (6X24)X82.8 = 500-1987r/mino综合考虑电动机和传动装置的尺寸、 重量、价格和带传动、减速器的传动比，选定型号为Y132Ml-6的三相异步电动 机，额定功率为4KW,满载转速nm=960r/min,同步转速1000r/min。

电动机主要外形尺寸:及相应的齿轮模数mn = dicosp/zi = 57.98Xcosl4° /28 =2.01 mm模数取为标准值m = 2 mm3.几何尺寸计算(1)计算中心距(zl+z2)nm2cos P(zl+z2)nm2cos P_ (28+82 )X2 =2Xcosl40=113.37 nun中心距圆整为a = 114 mm中心距圆整为a = 114 mm2)按圆整后的中心距修正螺旋角(zl+z2)11111(28+82 )X2P= arccos = arccos2a2X 11415.22即：p=15.223)计算大、小齿轮的分度圆直径,zlmn,zlmn28X2cos 15.22 °□58nun127X2cos. 15.22170min(4)计算齿轮宽度b = Od 义出=1 X58 = 58 mm取 b2 = 58 mm> bi = 63 mm5 .主要设计结论齿数 zi = 28> Z2 = 82,模数 m = 2 mm,压力角a = 20° ,螺旋角P = 15.22°中心距 a =114 mm,齿宽 bi=63mm、bi = 58 mmo6 .齿轮参数总结和计算六、箱体结构设计代号名称计算公式高速级小齿轮高速级大齿轮模数m2mm2mm齿数z2882螺旋角B左 15.22右 15. 22齿宽b63mm58mm分度圆直径d58mm170mm齿顶高系数ha1.01.0顶隙系数c0. 250.25齿顶高hamXha2mm2mm齿根高hfmX (ha+c)2. 5mm2. 5mm全齿高hha+hf4. 5mm4. 5mm齿顶圆直径dad+2 X ha62mm174mm齿根圆直径dfd-2 X hf53mm135mm七、轴的初步设计1、I轴设计2、II轴设计1 .输入轴上的功率Pi、转速m和转矩TiPi = 2.7 KW m = 240 r/min Ti = 107.37 Nm2 .求作用在齿轮上的力小齿轮的分度圆直径为：di 二 58 mm那么:2T12X 107.37X100058=3702.4 NFr = Ft X ~~ = 3702.4 X cos P0 cos 15.220 cos 15.22=1396.5N。

Fa = FttanB= 3702.4Xtaii 15.22O = 10073.初步确定轴的最小直径：先初步估算轴的最小直径选取轴的材料为45钢，调质处理，根据表，取Ao = 112,得：输入轴的最小直径是安装大带轮处的轴径，由于安装键将轴径增大5%,应选取:di2 = 27 mm3 .轴的结构设计图L56L78L56L78.根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1）为了满足大带轮的轴向定位要求，「II轴段右端需制出一轴肩，故取 n=HI段的直径d23 = 35 mm；左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径D = 38 mm大带轮宽度B = 63 mm,为了保证轴端挡圈只压在大带轮上而不压在轴 的端面上，故段的长度应比大带轮宽度B略短一些，现取I% = 61 mm2）初步选择滚动轴承因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，应选用单 列圆锥滚子轴承参照工作要求并根据d23 = 35 mm,由轴承产品目录中选择单 列圆锥滚子轴承30208,其尺寸为dXDXT = 40X80X 19.75 mm,故d34 = d78 = 40 mm,取挡油环的宽度为15,那么卜4 = 178 = 19.75+15 = 34.75 mm。

轴承采用挡油环进行轴向定位由手册上查得30208型轴承的定位轴肩高度 h = 3.5 mm,因此，取山5 = d67 = 47 mm3）由于齿轮的直径较小，为了保证齿轮轮体的强度，应将齿轮和轴做成一 体而成为齿轮轴所以卜6 = B = 63 mm, d56 = di = 57.807 mm4）根据轴承端盖便于装拆，保证轴承端盖的外端面与大带轮右端面有一定 距离,取［3 = 50 mm5）取齿轮距箱体内壁之距离△ =16 mm,考虑箱体的铸造误差，在确定滚 动轴承位置时，应距箱体内壁一段距离s,取s = 8mm,那么145= △+S-15 = 16+8-15 = 9 mm167= △+s-15 = 16+8-15 = 9 mm 至此，已初步确定了轴的各段直径和长度4 .轴的受力分析和校核1）作轴的计算简图（见图a）:根据30208轴承查手册得a = 16.9 mm带轮中点距左支点距离L. = (63/2+50+16.9)mm = 98.4 mm齿宽中点距左支点距离 L2 = (63/2+34.75+9-16.9)mm = 58.4 mm齿宽中点距右支点距离 L3 = (63/2+9+34.75-16.9)mm = 58.4 mm 2）计算轴的支反力:水平面支反力（见图b）：Fnhi 二FtL3L2+L3FnH2 -FtL2L2+L3_ = 58.4+58.4_ = 58.4+58.4二2220 N二2220 N垂直面支反力（见图d）：Fnvi =FiL3+Fad 1 /2-Fp(L 1+L2+L3)L2+L31668.1X58.4+1136.8X57.807/2-1233.59X(98.4+58.4+58.4)58.4+58.4= -1157.5NFnV2 =FrL2-Fadl/2+FpLlL2+L31668.1 X 58.4-1136.8 X 57.807/2+1233.59 X 98.458.4+58.4二1592 N3）计算轴的弯矩，并做弯矩图:截面C处的水平弯矩：Mh = FnhiL2 = 2220X58.4 Nmm = 129648 Nmm截面A处的垂直弯矩：Mvo = FpLi = 1233.59X98.4 Nmm = 121385 Nmm截面C处的垂直弯矩：Mvi = FnviL2 = -1157.5X58.4 Nmm = -67598 NmmMv2 = FNV2L3 = 1592 X 58.4 Nmm = 92973 Nmm分别作水平面弯矩图（图c）和垂直面弯矩图（图e）。

截面C处的合成弯矩:/ 22Mi = A/MU+MV1 = 146212 Nmm\ M V1/ 22M2= A/ Mr+MV2 = 159539 Nmm作合成弯矩图（图f）4）作转矩图（图g）5）按弯扭组合强度条件校核轴的强度：通常只校核轴上承受最大弯矩和转矩的截面（即危险截面C）的强度必要 时也对其他危险截面（转矩较大且轴颈较小的截面）进行强度校核根据公式（14-4）,取a = 0.6,那么有：_ Mca _ 7乂；+（产1）2 _ J462122+（0.6 X、28.33 X 1000）2Oca- w 一 W _0,1X57.8073MPa= 8.6MPaW[g] = 60 MPa故设计的轴有足够的强度，并有一定的裕度（注：计算W时，忽略单键槽的 影响）轴的弯扭受力图如下:7.2输出轴的设计1 .求输出轴上的功率P2、转速n2和转矩T2P2 = 2.57 KW n2 = 82.76 r/min T2 = 296.0 Nm2 .求作用在齿轮上的力大齿轮的分度圆直径为：da =270 mm那么：2T2 2X 296.0X 1000Ft = = =2192.6 Nv1270d）tan aFr = FtX——=2192.6Xtan20° /cos 15.22° = 827.05N COS PFa = Fttanp =2192.6 Xtanl5.22° = 596.54 N3 .初步确定轴的最小直径先初步估算轴的最小直径。

选取轴的材料为45钢，调质处理，根据表，取:A（）= 112,于是得输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径d⑵ 为了使所选的轴直径d时与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号联轴器的计算转矩Tea二KaT2,查表，考虑转矩变化小，故取Ka=L5,贝I」:Tea = KaT2 = 1 .5 X 296.0 = 444Nm按照计算转矩Ka应小于联轴器公称转矩的条件，查标准GB/T 4323-2002或 手册，选用LT9型联轴器半联轴器的孔径为50 mm故取出2 = 50 mm,半联轴 器与轴配合的毂孔长度为84 mmo.轴的结构设计图H8VL56L12L23L34L45L67CU t-Hru pIIIIVID 寸 P9——ID75VII.根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1）为了满足半联轴器的轴向定位要求，ITI轴段右端需制出一轴肩，故取段的直径d23 = 57 mm；左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径D =60 mm半联轴器与轴配合的毂孔长度L= 84 mm,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故I-H段的长度应比L略短一些，现取112 = 82 mm。

2）初步选择滚动轴承因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，应选用单 列圆锥滚子轴承参照工作要求并根据d23 = 57 mm,由轴承产品目录中选取单 列圆锥滚子轴承30212,其尺寸为dXDXT = 60mmXU0mm><23.75mm,故d34 =d67 = 60 mm,取挡油环的宽度为 15,那么 ％ = 23.75+15 = 38.75 mm右端滚动轴承采用挡油环进行轴向定位由手册上查得30212型轴承的定位 轴肩高度h = 4.5 mm,因此，取d56 = 69 mm3）取安装齿轮处的轴段IV-V段的直径d45 =。