减速箱计算公式等

1、1. 按已知工作要求和条件选用Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机2. 工作装置所需功率：Pw=Fw Vw心000yw）=3400 - 0.72/1000 - 0.94=2.6KW3. P0=Pw/y（y是电机轴到卷桶的传动装置总效率）Y=0.96 - 0.97 - 0.995 - 0.995 - 0.98=0.9P0=2.9KW4. 工作轴转速：n w=6x10000/（3.14D）=60000/（3.14x430）=44.4r/mi n5. 选电动机：选同步转速1440r/min,额定功率3KW的Y系列三相异步电动机电机型号是Y132M-26. 排速比：总速比i总=1440/4

2、4.4=32.4链传动推荐单级传动比25圆柱斜齿轮推荐单级传动比2 3初定i链=2I齿 1=1 齿 2=47. 计算各轴转速：nl=1440r/minnll=360r/minnIII=90r/mi nn工作=45r/m in8. 计算各轴转矩：TI=9550P/nl=20N- mTII=9550P/nll=79.6N- mTIII=9550P/nlll=318N- mT工作=9550P/n 工作=640.9N - m9. 估算轴径；各轴选材料45钢，调质处理仅估算低速轴（其余轴转矩小，只需不比低速轴细即安全）dC (Z eZ H H确定公式内的各计算数值 (1) 试选 Kt=1.5 P 112

3、3 324Yn V31810. 高速级斜齿圆柱齿轮的设计计算：有以上计算得，输入功率Pi=3kw,小齿轮转速 n1=360r/min齿数比u=2.选精度等级、材料及齿数1）材料及热处理；选择小齿轮材料为 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 40HBS2）精度等级选用7级精度；3） 试选小齿轮齿数 z仁24,大齿轮齿数z2=z1*u=24*2.3=56取Z282齿轮；2按齿面接触强度设计因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算dt按式（1021）试算，即 计算小齿轮的转矩。T1=5.81076*104NM.(

4、3) 由表10- 7选取尺宽系数 $ d=1(4) 由表10- 6查得材料的弹性影响系数ZE= 189.8Mpa(5) 由图10 21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限d Hlim1=650MPa；大齿轮的解除疲劳强度极限d Hlim2=550MPa；(6) 由式10 13计算应力循环次数(8年，每天两班制，1年按300天计算)N仁60n 1jLh=60X 473.33 X 1 X (2X 8X 300X 8) =1.09055 X 108N2=N1/u=1.09055 X 108/3.678=2.965 X 107(7) 由图10 19查得接触疲劳寿命系数 KHN仁0.948 ; KH

5、N2= 0.99(8) 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%,安全系数 S= 1，由式(10得KHN1. Iim1d H=1 =S= 0.948 X 650MPa= 616.2MPaKHN1. lim 2d H2 =S= 0.99 X 550MPa= 544.5MPah = ( d H+ d H)/2=(616.2+544.5)/2=580.36Mpa2)计算.42 1.5 5.812 101 1.709(1) 试算小齿轮分度圆直径d1t3.678 1 (189.9 2.443)3.678580.36=43.469mm(2) 计算圆周速度n d1n1 3.14 43.469 473.33v=

6、601000 =60 1000=1.0733m/s(3) 计算齿宽b及其模数mntb= $ d*d1t=1 X 43.469mm=43.469mm0d1tcos 43.469 COS14mm24mntZ11.7574b/h=43.469/3.9542=10.993(4) 计算重合度。00.318 d z-|tan0.318 24 tan 141.90287(5) 计算载荷系数K已知载荷平稳，所以取KA=1根据v=1.0773m/s,7级精度，由10 8 查得动载系数 KV=1.05; KH a =KH3 =1查表 10-2 得 KA=1.0、查表10-4，用插值法查的7级精度，小齿轮相对支撑为

7、非对称布置时KH3 =1.418由 b/h=10.993, KH 3 =1.418 插图 10-13 得 KF3 =1.38固载荷系数为：K=KAKVKH a KH3 =1 X 1.05 X 1X 1.418=1.6378(6) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式(10 10a)得(取kt=1.2-1.4 )d1 =43.4693 1.63781.5=44.7613mm(7)计算模数mnmn =dez044.7613 cos 亿1.8097mm243.按齿根弯曲强度设计22K/fa ysa、y cos ( )由式m>d z11)确定计算参数由图10-20c，查得小齿轮的弯曲疲劳轻

8、度极限d FE1=550mpa大齿轮<r FE2=400mpa由图10-18取疲劳寿命系数 KFN仁0.92,KFN2=0.98查表10-28得螺旋角影响系数丫 0.89.根据 1.9028。(4)计算当量齿数Zv1z13cos3026.273cos14z2Zv23cos3097.4275cos14(5 )计算弯曲疲劳许用应力取S=1.4KFN 1 FE1 0.92 550d F1=S=1.4=361.429MpaKFN 2 FE2 0.98 400d F2=S=1.4=280Mpa(4) 计算载荷系数K=KAKVKIF KF 3 =1 X 1.05 X 1.1 X 1.38=1.593

9、9(5) 查取齿型系数由表 10 5 查得 YFa仁2.6 ; Yfa2=12.186(6) 查取应力校正系数由表 10 5 查得 Ysa1=1.595 ; Ysa2=1.787YFa?YSa(7)计算大小齿轮的并加以比较YFa1?YSa1 2.6 1.595F 1= 361.429 =0.01147YFa2?YSa2 2.186 1.787280=0.01395大齿轮的数值大。2）设计计算mnL23 2 1.5939 5.81076 104 0.89 COS X1 2421.7090.01395=1.3005mm就近圆整为标准值（第一系列）为mn=1.5 分度圆直径d仁44.7613mm则z

10、1 =d1cos /mn=44.7613*cos140/1.5=28.954，取 z1=28 z2=u*z仁3.678*24=106.662取 107 齿4 几何尺寸计算(1)计算中心距z1 z2 mn a=2 cos:291071.5=2 105=105.123mm将中心距圆整为 105mm（2）按圆整后的中心距修正螺旋角。arccosZ1Z2 mn2a291071.5arccos 2 1050 0 ' "13.7292 134345因值改变不多，故参数 k Z1等不必修正。（3）计算大小齿轮的分度圆直径。d1=z1 mn /cos =29*1.5/cos13043 

11、9; 45” =44.781mmd 2=z2mn/ cos=107*1.5/ cos13043 ' 45” =165.225mm（4）计算齿宽b d d11*44.781=44.781mm圆整后取 B2=45mm,B1=50mm.11 低速级斜齿圆柱齿轮的设计计算：有以上计算得，输入功率 Pi=2.766kw,小齿轮转速 n1=128.693r/min齿数比u=i12=3.选精度等级、材料及齿数1）材料及热处理；选择小齿轮材料为 40C（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 40HBS2）精度等级选用7级精度；3）试选小齿轮齿数 z

12、仁24，大齿轮齿数z2=z1*u=24*3=72取Z72齿轮；2 按齿面接触强度设计因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算 按式（1021）试算，即KT1 u 1(ZeZh、2udt确定公式内的各计算数值(1)试选 Kt=1.5(2)计算小齿轮的转矩。(3)(4)(5)T1=2.0526*105NM.由表10- 7选取尺宽系数 $ d=1由表10- 6查得材料的弹性影响系数 ZE= 189.8Mpa由图10 - 21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限t Hlim2=550MPa；（8年，每天两班制，1年按300天计算）t Hlim1=650MPa；大齿轮的解除疲劳

13、强度极限(6) 由式10- 13计算应力循环次数N1=60n1jLh=60 X 128.69 X 1X (2 X 8 X 300 X 8) =2.965 X 108N2=N1/u=2.965 X 108/3=9.883 X 107(7) 由图10- 19查得接触疲劳寿命系数KHN仁0.972 ; KHN2= 0.99（8）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1 %，安全系数S= 1,由式（10- 12）得KHN1. lim1(T H = 1 =0.972 X 650MPa= 631.8MPaKHN 1. lim 2=0.99 X 550MPa= 544.5MPaH = ( T H1+ T H2)/

14、2=(631.8+544.5)/2=587.75Mpa 2）计算（1）试算小齿轮分度圆直径d1td2KT1 U(ZEzh)2H3 2 1.5 2.0526V1 1.75103. 1 (189.9 2.443)23.587.7555.974mm(2) 计算圆周速度0n d1n1 3.14 55.97 cosgv= 601000 =60 1000=0.3772m/s(3) 计算齿宽b及其模数mntb= $ d*d1t=1 x 55.974mm=43.469mmodit cos 43.469 cos14mm24mntZ12.263(4) 计算重合度。00.318 d z-|tan0.318 24 t

15、an 141.90287(5) 计算载荷系数K已知载荷平稳，所以取KA=1=KH3 =1.1b/h=10.993,根据v=0.3772m/s,7级精度，由图10 8查得动载系数 KV=1.03; KH a查表10-4，用插值法查的7级精度，小齿轮相对支撑为非对称布置时由KH3 =1.4206 插图 10-13 得 KF3 =1.399固载荷系数为：K=KAKVKHc KH3 =1X 1.03 x 1.1 x (取 kt=1.2-1.4)(6) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式(10 10a)得d1 =d1t3 1.60941.5=57.303mm(7) 计算模数mnd1C0Smn =

16、Z13.按齿根弯曲强度设计057.730 cos4242.333mm由式m>2KT12( F)2y cos1 )确定计算参数1. 由图2. 由图d FE2=400mpa3.查表10-28得螺旋角影响系数丫0.89根据1.9028。10-20C，查得小齿轮的弯曲疲劳轻度极限d FE1=550mpa大齿轮10-18 取疲劳寿命系数 KFN1=0.969,KFN2=14计算当量齿数Z13cos23L 26.273cos14(5 )计算弯曲疲劳许用应力取S=1.4Zv2z23cos7230cos1474.205KFN 1 FE1 0.969 550d F1=S=1.4=380.679MpaKFN

17、 2 FE2 1 400d F2=S=1.4=285.714Mpa5 计算载荷系数K=KAKVKa KF 3 =1 X 1.03 X 1.1 X 1.399=1.585(6) 查取齿型系数由表 10 5 查得 YFa1=2.6 ; Yfa2=2.236(7) 查取应力校正系数由表 10 5 查得 Ysa1=1.595 ; Ysa2=1.734YFa?YSa(8) 计算大小齿轮的F并加以比较YFa1?YSa1 2.6 1.595F 1= 380.679 =0.01089YFa2?YSa2 1.734 2.236F 2=285.714=0.01357大齿轮的数值大。2)设计计算522 2.0526

18、 105 0.89 COS1°21 241.70.01357=1.982mm就近圆整为标准值(第一系列)为mn=2分度圆直径d仁57.303mm则z1 =d1cos/mn=57.303*cos140/2=27.8取 z1=31 z2=u*z仁3*31=93取 93 齿4 几何尺寸计算(1)计算中心距a=乙z2 mn2 cos31 9320=2 cOs14 =127.8mm将中心距圆整为 128mm(2)按圆整后的中心距修正螺旋角。Z1 Z2 mn31 93 200 'arccos arccosos 14.361514 2141因值改变不多，故参数k zh等不必修正。(3 )计

19、算大小齿轮的分度圆直径。d1=z1 mn /cos =31*2/cos14021 ' 41” =64mmd 2=z2 mn/ cos=93*2/ cos14021'41” =192.010mm(4) 计算齿宽d d11*64=64mm圆整后取B2=65mm,B仁70mm.12.链传动设计小链轮齿数(自定)Z仁23传动比i=3大链轮齿数Z2=23x2=46初定中心距0.33 Z1(i1)p=32pLp链节数乙 Z22乙、2 P)a15 1122 32pP112 15p32p=136传动功率PoKaP1.2 0.171.23 10.17kw(根据机械零件Ka 1.2, Kz 1.2

20、3, KP 1)链节距根据 Po 0.17kw, n 1440r / min由机械零件图14.17查出选用08A滚子链 取 p=12.7mm确定实际中心距P a 4中心距LpLp2 2Z1Z2g Z2Z12 212.7413615 11222112 1522g 112 152=412mm(4)计算作用轴上载荷n1z1 p24 15 12.7v链速 60 100060 10000.08m /s(2)选取链节距 Fi有效拉力1000P1000 0.17v0.082231N轴上载荷Fq 1.2KaFi22 2231 3213N < Fq13800N(Fq 13800 N是08A单排链极限位伸载

21、荷) 故此链轮为单排式结构(5) 链轮直径d大大链轮直径.180° sinZ20454.8mm.180sin112d小小链轮直径1800sin乙061.6mm.180sin15(1)、定跨距测得：L1 68 ； L尸79 ； L3 42(6) 顶润滑方式润滑方式根据v , p可查出是油浴润滑根据机械零件链传动的传动功率一般小于100kw,速度小于15m/s，传动比小于 &选用此08A单排滚子链轮输入功率为1.7kw,速度为0.08m/s，传动比为7.5。故合格。(二)、轴的强度校核1、齿轮的力分析计算：III轴：2Tm2 3000002795.3N圆周力Ft =d4214.6

22、46Ft tann 2795.3tan 20 “c1027.683N径向力Fr =cos 2cos8 6 34轴向力FaFt tan22795.3tan8 6 34、'398.328N2、各力方向判断如下图:3、支座反力分析:(2)、水平反力:rbhFt L3L2L32795.3 4279 42970.269NRdhFt Rbh2795.3 970.269 1825.031N(3 )、垂直反力:Fr L2RdvFad 42398.328214.641027.68379279421024.26N1027.6831024.263.423N4、当量弯矩：(1)、水平弯矩:M H RBH L2

23、(2)、垂直面弯距:970.2697976651.251N mmMV1RbvL23.423 79 270.417N mmRdv L31024.26 42 43018.92N mm(3)、合成弯矩：2 TM1MHMV176651.2512270.417 276651.728飞2m2 m h m V276651.251243018.9287897.905当转矩 T=300000Nmm ；取0.6得:当量弯矩：: 2 2Me2 M2(Tin )L2287897.905(0.6X300000)200314.856 N mmMe1 Mi 76651.728 N mm5、校核强度：按扭合成应力校核轴的强度。由轴的结构简图及当量弯矩图可知截面 C处当量弯矩最大，是轴的危险截面。进行校核时，只校核轴上承受最大当量弯矩的截 面的强度，则由1P339得轴的强度校核公式12-3Me1其中: 因为轴的直径为d=45mm勺实心圆轴，故取3W 0.1 d# 因为轴的材料为45