中北大学机械设计之单级斜齿圆柱齿轮减速器.docx

一、 电动机的选择1. 选择电动机的类型按工作要求和条件，选用三项异步电动机，封闭式结构，电压380V，Y系列。原始数据：卷筒转速 n=85 rpm；卷筒所需功率 8.0 KW。电动机所需功率：Pd=Pw/ηa（其中：Pd为电动机功率，Pw为负载功率，ηa为总效率）2. 电动机功率的选择η=η13*η2η3*η42*η5 =0.983*0.95*0.97*0.992*0.96 =0.8160（η1为轴承效率；η2为开式齿轮效率；η3为闭式齿轮效率；η4为联轴器效率；η5为卷筒效率）折算到电动机的功率为：Pd=Pw/ηa=8.0/0.8160=9.8kw3. 确定电动机型号按推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I3=3~6，一级开式传动I2=3~7，则总传动比合理范围为Ib=9~42。电动机转速可选范围为nd=Ib*n筒=（9~42）*85=765~3570r/min，符合这一范围i额的同步转速有1000、1500r/min。根据容量和转速，由有关手册查出有两种使用的电动机型号：因此有两种传动比方案。综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，则选择n=1000r/min。4. 确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y160M1-6。主要性能：额定功率：11kw，满载转速970r/m，额定转矩2.0，质量147kg。二、 确定传动装置的总传动比和分配传动比1. 减速器的总传动比为：Ia=nw/n=970/85=11.412. 分配传动装置传动比：??根据推荐，取闭式齿轮I3 =3.5（单级减速器I=3~6合理）??因为I总=I2*I3所以I2=I总/I3=11.41/3.5=3.26三、 运动参数及动力参数计算：1. 计算各轴的转速：1轴的转速：n1=nw=970r/min2轴转速：n2=n1/3.5=970/3.5=277.143轴的转速：n3=n2=277.144轴的转速：n4=n3/4.85=277.14/3.26=85.012. 各轴的输入功率电动机轴输入功率：P1=Pd*η联轴器=9.8*0.99=9.7021轴上齿轮的输入功率：P2=P1*η轴承=9.702*0.98=9.512轴输入功率：P3=P2*η闭式齿轮=9.51*0.97=9.222轴输出功率：P4=P3*η轴承=9.22*0.98=9.043轴输入功率：P5=P4*η联轴器=9.04*0.99=8.953轴上齿轮功率：P6=P5*η轴承=8.95*0.98=8.774轴输入功率：P7=P6*η开式齿轮=8.77*0.95=8.333. 各轴的转矩电动机的输出转矩：Td=9550*Pd/nw=9550*9.8/970=96.48T1=Td*η联轴器=96.48*0.99=95.52T2=T1*I3*η轴承*η闭式齿轮=95.52*3.5*0.98*0.97=299.64T3=T2*η轴承=299.64*0.98=293.65T4=T3*η联轴器=293.65*0.99=290.71T5=T4*I2*η开式齿轮*η轴承=290.71*3.26*0.95*0.98=882.32四、 传动零件的设计计算1. 齿轮传动设计计算（1） 选择齿轮材料及精度等级小齿轮用40Cr，调质，齿面硬度260HBS；σHlim1=700Mpa；σFE1=240Mpa；大齿轮用45钢，调质，齿面硬度230HBS；σHlim2=580Mpa；σFE2=200Mpa(P296课本表19-1);由P303表19-3=1.1； =1.3；[]=/=636MPa ； []=/=527.3MPa[]=/=185MPa ； []=/=153.85MPa（2）分析失效并确定设计准则由于本设计的齿轮传动是闭式软齿面传动，其主要失效形式为齿面点蚀，因此其设计准则为：先按齿面接触强度设计公式确定传动的尺寸，再按轮齿弯曲强度公式进行校核。（3）按齿面接触强度设计公式计算齿轮主要参数，得1． 确定公式内有关量的数值小齿轮转矩TITI=95.52选取齿轮为8级的精度制造，取载荷系数KA=1.3，（P298表19-2）；齿宽系数=0.4；（表19-6）计算中心距：5选定模数齿数和螺旋角一般:,初选:则.选为88.由得:取标准模数：,则:取整：则:满足要求.6计算齿轮分度圆直径小齿轮:mm大齿轮:7齿轮宽度得大齿轮宽度:,取小齿轮宽度:8校核齿轮弯曲疲劳强度查课本图11-12,得:查课本图11-13,得: ，所以两齿轮齿根弯曲疲劳强度满足要求,此种设计合理. 〈9〉验算齿轮的圆周速率，因为8级精度斜齿轮传动最大圆周速度10m/s由旧版书P200表11-4可知，选8级精度齿轮是合适的。〈10〉齿轮的基本参数如下表所