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二級(jí)圓柱斜齒輪減速器設(shè)計(jì)報(bào)告(一)
1.引言
二級(jí)圓柱斜齒輪減速器的計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及輔助制造（CAD/CAM）技術(shù)是當(dāng)今設(shè)計(jì)以及制造領(lǐng)域廣泛采用的先進(jìn)技術(shù)，通過(guò)本課題的研究，將進(jìn)一步深入地對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行深入地了解和學(xué)習(xí)。
2.減速機(jī)設(shè)計(jì)要求
(1)螺旋筒軸上功率=3.2 kw，轉(zhuǎn)速=36 r/min
(2)工作情況：三班制 單向 連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)載荷
(3)使用折舊期：10年
(4)工作環(huán)境：室外 灰塵較大 環(huán)境最高溫度35 ℃
(5)動(dòng)力來(lái)源：三相交流電壓380 / 220 V
(6)檢修間隔期：三年大修 二年中修 半年小修
(7)制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠(chǎng) 單件生產(chǎn)
3.減速器的總體設(shè)計(jì)
3.1 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)
3.1.1 擬訂傳動(dòng)方案
本傳動(dòng)裝置用于帶動(dòng)螺旋筒軸，工作參數(shù)：螺旋筒軸上功率P=3.2 kw，工作轉(zhuǎn)數(shù)n=36 r/min，在室外工作（環(huán)境最高溫度35 ℃），載荷平穩(wěn)，三班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，使用壽命10年。本設(shè)計(jì)擬采用二級(jí)圓柱斜齒輪減速器（展開(kāi)式），傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如下圖所示。
傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖
螺旋筒軸 2—傳動(dòng)斜齒輪 3—二級(jí)圓柱齒輪減速器 4—聯(lián)軸器 5—電動(dòng)機(jī)
3.1.2 電動(dòng)機(jī)的選擇
（1）選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型
按工作條件和要求，選用一般用途的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。
（2）選擇電動(dòng)機(jī)的功率
螺旋筒軸所需的功率P=3.2kw
電動(dòng)機(jī)所需的功率P= P／
==0.98*0.99*0.99=0.90
P=3.78 kW
查表，選取電動(dòng)機(jī)的額定功率P=4 Kw。
（3）選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速
螺旋筒軸轉(zhuǎn)速n=36 r/min由表推薦的傳動(dòng)比的合理范圍，取二級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比=8~40，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：
n= n=（8~40）×36=288~1440 r/min
符合這范圍的電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速有750、1000、1500、3000 r/min四種，現(xiàn)以同步轉(zhuǎn)速1000 r/min和1500 r/min兩種常用轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行分析比較（查表）
綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格、傳動(dòng)比及市場(chǎng)供應(yīng)情況，選取比較合適的方案，現(xiàn)選用型號(hào)為Y132M1—6，其主要安裝尺寸如下：
中心高：H=132 mm
外型尺寸：L×（AC×AD）×HD=508×（270+210）×315 mm
軸伸尺寸：D=38 mm，E=80 mm
裝鍵部分尺寸：F×G×D=10×33×38 mm
底腳安裝尺寸：A×B=216×140 mm
地腳螺栓孔直徑：K=12 mm
3.1.3 確定傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比及其分配
減速器總傳動(dòng)比及其分配：
減速器總傳動(dòng)比i=n／n=960／36=26.667（n為滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速）
高速級(jí)傳動(dòng)比i==5.88，i= ii，所以i=i/ i=4.54
得：i=5.88，i=4.54，所以高速級(jí)傳動(dòng)比為i=5.88，低速級(jí)傳動(dòng)比為i=4.54，
實(shí)際總傳動(dòng)比= ii=5.88*4.54=26.70
螺旋筒軸實(shí)際轉(zhuǎn)速= n／=960／26.70=35.96 r/min
滾筒轉(zhuǎn)速誤差=0.1%＜5%，合適。
3.1.4 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)
（1）各軸的輸入功率
電動(dòng)機(jī)軸：P=3.78 kW
軸Ⅰ（高速軸）P= P=3.78×0.99×0.99×0.98= 3.63 kW
軸Ⅱ（中間軸）P= P=3.78×0.99×0.99×0.98
=3.52 kW
軸Ⅲ（低速軸）P= P=3.78×0.90=3.40 kW
（2）各軸的轉(zhuǎn)速
電動(dòng)機(jī)：n=960 r/min
軸Ⅰ：n= n=960 r/min
軸Ⅱ：n= n/ i=960/5.88=163.27 r/min
軸Ⅲ：n= n /i=960/26.70=35.96 r/min
（3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩
電動(dòng)機(jī)軸：T=9550=9550×3.78/960≈37.60 Nm
軸Ⅰ：T=9550=9550×3.63/960≈36.11 Nm
軸Ⅱ：T=9550=9550×3.52/163.27≈205.89 Nm
軸Ⅲ：T=9550=9550×3.40/35.96≈902.95Nm
上述計(jì)算結(jié)果匯總表
輸入功率（kW） 轉(zhuǎn)速n（r/min） 輸入轉(zhuǎn)矩（Nm） 傳動(dòng)比 效率
電動(dòng)機(jī)軸 3.78 960 37.60 1 0.96
軸Ⅰ 3.63 960 36.11
4.7 0.97
軸Ⅱ 3.52 163.27 205.89
3.6 0.97
軸Ⅲ 3.40 35.96 902.95
3.2 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算
3.2.1 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)
（1）選擇齒輪類(lèi)型、材料、精度以及參數(shù)
① 選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)
② 選用齒輪材料：選取大小齒輪材料均為45鋼，調(diào)質(zhì)后表面淬火，齒面硬度HRC=40~50，取平均值HRC=45。
③ 選取齒輪為7級(jí)精度（GB10095—88）
④ 選取小齒輪齒數(shù)Z=18，Z=Z=5.88×18≈106
（2）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)公式m≥mm
① 確定計(jì)算參數(shù)
（a）初選載荷系數(shù)K=1.5，初選螺旋角β=13°
（b）轉(zhuǎn)矩T=36.11×10 Nmm
（c）選取齒寬系數(shù)=0.8
（d）＜2，取Y=0.7，Y=0.86
（e）查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)Y=2.57，Y=2.21
Y=1.60，Y=1.78
（f）查取材料彎曲疲勞強(qiáng)度極限：查圖得，大小齒輪均為==380 Mpa
（g）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N
N=60 njL=60×960×10×24×360=4.977×10
N==8.464×10
（h）查得彎曲強(qiáng)度計(jì)算壽命：=0.90
（i）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力[]：
取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，Y=2.0 []==380*0.88*2/1.4=477.71Mpa
[]===380*0.90*2/1.4=488.57 Mpa
（j）計(jì)算大小齒輪的值，并加以比較：
=0.00861， =0.00805
小齒輪比值較大，說(shuō)明小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度較弱，故以此為計(jì)算依據(jù)。
② 設(shè)計(jì)計(jì)算
（a）計(jì)算法面模數(shù)，把各參數(shù)代入公式得：
≥≥≈1.4 mm
（b）計(jì)算小齒輪分度圓直徑
==1.4×18=25.2 mm
（c）計(jì)算齒輪圓周速度
=1.27 m/s
（d）計(jì)算載荷系數(shù)：查得工況系數(shù)=1；按=1.27 m/s，7級(jí)精度，查圖得動(dòng)載荷系數(shù)=1.08；斜齒輪傳動(dòng)取.2；查得齒向載荷分布不均勻系數(shù)=1.24，
所以： =1×1.08×1.2×1.24=1.607
（e）按實(shí)際載荷系數(shù)校正所計(jì)得的法面模數(shù)
，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù).5
（f）計(jì)算中心距 a=mm
取a=160mm
（g）計(jì)算β角度
=arccos=14°21′36″
(h)計(jì)算分度圓直徑 mm，mm
（i）計(jì)算齒寬mm，取mm，mm
（3）校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度
公式≤[MPa
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