「减速器设计及齿轮计算[参考文档]」.doc

减速器设计计算及安装1、摘要:如图所示，设计带式输送机减速器的高速级齿轮传动。已知输入功率P1=10KW，小齿轮转速n1=960r/min，齿数比u=3.2，由电动机驱动，工作寿命15年（设每年工作300天），带式输送机工作平稳，转向不变。2、前言1、 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1.1按图所示的方案，选用直齿圆柱齿轮传动1.2运输机一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB1009588）1.3材料选择。按理论我们可以选择40Cr（调质）硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。1.4选小齿轮齿数Z1=24，大齿轮齿数Z2=uz1=3.224=76.8，取Z2=77。3、齿轮选择及计算3.1安齿面接触强度设计 由于设计计算公式进行试算，即 22.323K1T1u1ua（ZE）23.2确定公式内的各计算数值3.2.1试选载荷系数Kt=1.33.2.2计算小齿轮传递的转矩 T1=95.5105P1/960N=9.948104 N3.2.3按表格选取齿宽系数=13.2.4按表查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MP1/23.2.5安手册齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限Hlim1=600MP；大齿轮的接触疲劳强度极限Hlim2=550MP；3.2.6按手册计算应力循环次数 N1=60n1jLh=609601（2830015）=4.147109 N2=4.147109/3.2=1.2961093.2.7按手册查得接触疲劳寿命系数KHN1=0.90；KHN2=0.953.2.8计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数S=1，得出： H1=KHN1hlim1S=0.9600 MP=540 MP H2=KHN2hlim2S=0.95550 MP=522.5MP3.3计算3.3.1计算小齿轮分度圆直径1，代入H中较小的值 12.323KtT1y u+1d u(ZEH)2=2.321。3*9.948*1042a4.23.2189.8522.52=65.3963.3.2计算圆周速度U U=d1tn1601000=65.396960601000m/s=3.29 m/s3.3.3计算齿宽b b=dd1=165.396=65.3963.3.4计算齿宽与齿高之比b/h模数 m=d1/=65.396/24=2.725齿高 h=2.25mt=2.252.725=6.13 b/h=65.396/6.13=10.693.3.5计算载荷系数 根据U=3.29 m/s，7级精度，由手册查出动载荷系数KV=1.12；直齿轮，假设KAFt/b100N/。查得KHa=KF a=1.2；查得KA=1； 小齿轮相对支承非对称布置时， KH=1.12+0.18（1+0.6d2）d2+0.2310-3b将数据代入后得 KH=1。12+0.18（1+0.612）12+0.2310-365.396=1.423；由b/h=10.67，KH=1.423，查手册得KF=1.35；故载荷系数 K=KAKKVKHaKH=11.121.21.432=1.913 3.3.6按实际载荷系数校正所算的分度园直径， 1=1t3K/Kt=65.39631.913/1.3=74.38 2.7计算模数m m=1/Z1=74.38/24=3.103.4 按齿根弯曲强度计算得出弯曲强度的设计公式为 m32KT12（YFaYSa【F】）3.41确定公式内的各计算数值3.4.2由手册查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限FE1=500MPa；大齿轮的弯曲疲劳强度极限FE2=380MPa；3.3.3手册查得弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.85， KFN2=0.88；3.3.4计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S=1.4；由式得 【F】1=KFN1FE1S= 0.855001.4 MPa=303.57 MPa 【F】2=KFN2FE2S= 0.883801.4 MPa=238.86 MPa 3.3.5计算载荷系数K K=KAKVKFaKF=11.121.21.35=1.8143.3.6查取齿形系数 手册查得YFa1=2.65；YFa2=2.226。3.3.7查取应力校正系数 查得YSa1=1.58；YSa2=1.764比较后可以知道大齿轮的数值大。3.4设计计算 m321.8149.948101240.01644=2.176 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数2.176并就近圆整为标准值m=2.5，按接触强度算得的分度圆直径1=74.38，算出小齿轮齿数 Z1=1m=74.382.5=30大齿轮齿数 Z2=u1=3.230=96，取2=96。 这样设计出道德齿轮传动，既满足了齿根曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。3.5几何尺寸计算3.5.1计算分度园直径 1=1m=302.5=75 2=2m=962.5=2403.5.2计算中心距 a =（12）/2=（75+240）/2=157.53.5.3计算齿轮宽度 B=d1=175=75取B2=75，B1=803.6验算 Ft=2T11=29.9481075N=2652.8N KAFtb=12652.875N/=35.37 N/100 N/ 合适4、箱体工件划线方法4.1箱体工件的划线，除按照一般划线时确定划线基准和进行找正借料外，还应注意以下几点： 4.1.1 第一划线位置，应该是选择待加工表面和非加工表面比较重要和比较集中的位置，这样有利于划线时能正确找正和及早发现毛坏的缺陷，既保证了划线质量，又可减少工件的翻转次数。 4.1.2箱体工件划线，一般都要划出十字校正线，在四个面上都要划出，划在长或平直的部位。一般常以基准孔的轴线作为十字校正线。在毛坏面上划的十字校正线，经过刨削加工后再次划线时，必须以已加工的面作为基准面，原十字校正线必须重划。 4.1.3为避免和减少翻转次数，其垂直线可可利用角铁或角尺一次划出。 4.14某些箱体，内壁不需加工，而且装配齿轮等零件的空间又较小，在划线时要特别注意找正箱体内壁，以保证加工后能顺利装配。4.2箱体划线齿轮减速箱箱体由箱盖和箱座组成，其剖分面与轴承孔的中心重合。两个轴承孔是箱体的关键部位，尺寸精度和位置精度都要求较高，划线时必须划准并保证有足够的加工余量。箱盖与箱座是依靠螺栓紧固在一起的，故剖分面与紧固面之间的厚度必须均匀，并保证其应有的尺寸精度。箱盖和箱座上都有圆弧，其内部是装大齿轮的，划线时要保证它与内壁之间有足够的空隙。此箱休划线要分为四次：第一次为毛坯划线，先划出箱盖和箱座的剖分面加工线；待剖分面加工后，第二次划紧固螺栓孔和定位销孔的加工线；将箱盖与箱体结合为一体后，第三次为划两侧面加工线；两侧面加工后，第四次为划各轴承孔的加工线。4.21第一次划线 将箱盖放在平台上，用千斤顶支撑在紧固面上，用划线盘找正紧固面的四角，使其与平台平行。根据两个轴承孔的凸台外缘，检查孔是否有足够的加工余量；检查圆弧是否有足够的尺寸；两侧是否倾斜。如果相差较大，应借正剖分面的加工线，使各孔都有适当的加工余量，然后划出剖分面加工线。箱座的划线方法与箱盖相仿，用划线盘找正紧固面的四角，同样要检查各轴承孔是否有足够的加工余量，和是否基本正确，然后划剖分面加工线，并按尺寸划出底面的加工线。4.22第二次划线 箱盖的第一划线位置。用划针盘按箱盖上下内壁找正，使其与平台平行，用90。角尺找正剖分面，使其与平台垂直，然后划出对称中心线再以为基准，按尺寸在剖分面上划出两条螺孔的中心线。箱盖的第二划线位置，用90角尺分别划剖分面找正，使其与平台垂直。在箱盖下部的紧固面上取其中点，划出最下端一个螺孔中心线，然后按尺寸依次向上划出其余各螺孔的中心线。并用圆规划各螺孔和定位销孔的圆周线。经过钻孔加工后，再按箱盖配划箱座上的螺孔加工线。4.23第三次划线 用螺栓和定位销将箱盖与箱座结合为一体后进行第三次划线。用90角尺找正箱座已加工的底面，使其与平台垂直；用划线盘找正宽的毛坯平面，使其与平台基本平行。根据三个轴承孔两端凸台的高低和中部凸起的加强筋，划出中心线（基准），然后按尺雨寸划出箱体上下两侧面的加工线。4.24第四次划线 划线前，先在各轴承孔中装入中心塞块。用90角尺分别按箱体已加工的底面和侧面找正，使其与平台垂直。根据轴承孔的凸台外圆，划出此孔的中心线，然后按尺寸划出轴承孔的中心线；按尺寸划出轴承孔的中心线。再用直尺对准箱体的剖分面，在中心塞块上划出两个孔的中心连线，此连线与以上两根中心线相交所得的交点，即为两个轴承孔的中心。最后，按尺寸划出各孔的加工圆线4.3装配工艺规程的基本知识 4.3.1装配工序的划分零件是构成机器（或产品）的最小单元。若干个零件结合成机器的某一部分，无论其结合形式和方法如何，都称为部件。把零件装配成部件的方法称为部件装配，简称部装。直接进入机器（或产品）装配的部件称为组件；直接进入组件装配的部件称为一级分组件；直接进入一级分组件装配的部件称为二级分组件；以此类推。机器愈复杂，分组件的级数也愈多。任何级的分组件都是由若干低一级的分组件若干零件组成，但最低级的分组件则只是由若干个单独零件所组成。可以单独进行装配的部件称为装配单元，在制订装配工艺规程时，每个装配单元通常可作为一道装配工序。任何一个产品，一般都能分成若干个装配单元，若干道装配工序。把零件和部件（组件和分组件）装配成最终机器（或产品）的过程称为总装配；简称总装。根据机器的复杂程度，在制订工艺规程时可划分为1工序，2工序，3工序等。每一道工序的装配都必须有基准零件或基准部件，他们是装配工作的基础，部件装配或总装配都是从它这里开始的。它的作用是连接需要装在一起的零件或部件，并决定些零件或部件之间的正确相互位置。4.4装配的组织形式根据装配产品的尺寸，精度和生产批量的不同，装配的组织形式有固定装配和移动装配。固定装配被装配产品是固定在一个或几个组内完成的装配式，称作固定装配。 4.4.1集中装配，从零件装配成部件和产品的全部过程均由一个人成一个组来完成。这种形式工人技术平要求较高，装配周期长，适用于装配精度较高的单件小批生产。 4.4.2分散装配，是把产品装配分为部装和总装，分配给个人或各小组来完成。这种形式装配工人密度增加，生产效率较高，装配周期短，适用于成批生产。 4.4.3移动装配 装配工序是分散的，被装配产品经传送工具移动，一个工人或一组工人只完成一定工序的装配形式。这种形式装配工人技术水平要求较低，适用于大批大量生产。按传送节奏可分为以下两种。4.5 减速器的装配工艺分析工艺规程的编制4.5.1减速器的装配技术要求4.5.1.1零件和组件必须正确安装在规定的位置上，不得装入图样未规定的垫圈，衬套之类的零件。（1） 固定联接件必须保证将零件或组件牢固地连接在一起。（2） 旋转机构必须能灵活地转动，轴承间隙合适，润滑良好，润滑油不得有渗漏现象。（3） 各轴线之间应有正确的相对位置。（4） 啮合零件，如蜗轮副，齿轮副必须符合图样规定的技术要求。4.5.2减速器的装配工艺过程装配的主要工作是：零件的清冼，整形和补充加工，零件预装，组装和调整等。现以减速器为例来说明部件装配的全过程。 4.5.2.1零件的清洗，整形和补充加工为了保证部件的装配质量，在装配前必须对所要装