减速箱计算公式等.docx

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减速箱计算公式等

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/（1000yw）=3400·0.72/1000·0.94=2.6KW

3.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=0.9

P0=2.9KW

4.工作轴转速：

nw=6x10000/（3.14D）=60000/（3.14x430）=44.4r/min

5.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-2

6.排速比：

总速比i总=1440/44.4=32.4

链传动推荐单级传动比2—5

圆柱斜齿轮推荐单级传动比2—3

初定i链=2

I齿1=I齿2=4

7.计算各轴转速：

nI=1440r/min

nII=360r/min

nIII=90r/min

n工作=45r/min

8.计算各轴转矩:

TI=9550P/nI=20N·m

TII=9550P/nII=79.6N·m

TIII=9550P/nIII=318N·m

T工作=9550P/n工作=640.9N·m

9.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）

10．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40HBS。

2）精度等级选用7级精度；

3）试选小齿轮齿数z1=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

按式（10—21）试算，即

dt

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。

T1=5.81076*104NM.

（3）由表10－7选取尺宽系数φd=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σHlim1=650MPa；大齿轮的解除疲劳强度极限σHlim2=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）

N1=60n1jLh=60×473.33×1×（2×8×300×8）=1.09055×108

N2=N1/u=1.09055×108/3.678=2.965×107

（7）由图10－19查得接触疲劳寿命系数KHN1＝0.948；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

[σH]=1＝

＝0.948×650MPa＝616.2MPa

[σH]2＝

＝0.99×550MPa＝544.5MPa

=（[σH]+[σH]）/2=（616.2+544.5）/2=580.36Mpa

2）计算

（1）试算小齿轮分度圆直径d1t

d1t≥

=43.469mm

（2）计算圆周速度

v=

=

=1.0733m/s

（3）计算齿宽b及其模数mnt

b=φd*d1t=1×43.469mm=43.469mm

mnt

1.7574

h=2.25mnt=2.25*1.7574mm=3.9542mm

b/h=43.469/3.9542=10.993

（4）计算重合度。

（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；KHα=KHβ=1

查表10-2得KA=1.0、

查表10-4，用插值法查的7级精度，小齿轮相对支撑为非对称布置时KHβ=1.418

由b/h=10.993,KHβ=1.418插图10-13得KFβ=1.38

固载荷系数为：

K=KAKVKHαKHβ=1×1.05×1×1.418=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=

=44.7613mm

（7）计算模数mn

mn=

3．按齿根弯曲强度设计

由式m≥

1）确定计算参数

由图10-20c，查得小齿轮的弯曲疲劳轻度极限σFE1=550mpa,大齿轮σFE2=400mpa。

由图10-18取疲劳寿命系数KFN1=0.92,KFN2=0.98

（3）查表10-28得螺旋角影响系数

.根据

。

（4）计算当量齿数

（5）计算弯曲疲劳许用应力取S=1.4

[σF1]=

=

=361.429Mpa

[σF2]=

=

=280Mpa

（4）计算载荷系数

K=KAKVKFαKFβ=1×1.05×1.1×1.38=1.5939

（5）查取齿型系数

由表10－5查得YFa1=2.6；Yfa2=12.186

（6）查取应力校正系数

由表10－5查得Ysa1=1.595；Ysa2=1.787

（7）计算大小齿轮的

并加以比较

=

=0.01147

=

=0.01395

大齿轮的数值大。

2）设计计算

mn≥

=1.3005mm

就近圆整为标准值（第一系列）为mn=1.5分度圆直径d1=44.7613mm

则

z1=d1cos

/mn=44.7613*cos140/1.5=28.954，

取z1=28z2=u*z1=3.678*24=106.662取107齿

4．几何尺寸计算

（1）计算中心距

a=

=

=105.123mm

将中心距圆整为105mm

（2）按圆整后的中心距修正螺旋角。

因值改变不多，故参数

等不必修正。

（3）计算大小齿轮的分度圆直径。

d1=z1mn/cos

=29*1.5/cos13043’45”=44.781mm

d2=z2mn/cos

=107*1.5/cos13043’45”=165.225mm

（4）计算齿宽

1*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。

2）精度等级选用7级精度；

3）试选小齿轮齿数z1=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（10—21）试算，即

dt

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。

T1=2.0526*105NM.

（3）由表10－7选取尺宽系数φd=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σHlim1=650MPa；大齿轮的解除疲劳强度极限σHlim2=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）

N1=60n1jLh=60×128.69×1×（2×8×300×8）=2.965×108

N2=N1/u=2.965×108/3=9.883×107

（7）由图10－19查得接触疲劳寿命系数KHN1＝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

[σH]=1＝

＝0.972×650MPa＝631.8MPa

[σH]2＝

＝0.99×550MPa＝544.5MPa

=（[σH]1+[σH]2）/2=（631.8+544.5）/2=587.75Mpa

2）计算

（1）试算小齿轮分度圆直径d1t

d1t≥

=55.974mm

（2）计算圆周速度

v=

=

=0.3772m/s

（3）计算齿宽b及其模数mnt

b=φd*d1t=1×55.974mm=43.469mm

mnt

2.263

h=2.25mnt=2.25*2.263mm=5.0917mm

b/h=55.974/5.0917=10.993

（4）计算重合度。

（5）计算载荷系数K

已知载荷平稳，所以取KA=1

根据v=0.3772m/s,7级精度，由图10—8查得动载系数KV=1.03；KHα=KHβ=1.1

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b/h=10.993,KHβ=1.4206插图10-13得KFβ=1.399

固载荷系数为：

K=KAKVKHαKHβ=1×1.03×1.1×

（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=

=57.303mm

（7）计算模数mn

mn=

3．按齿根弯曲强度设计

由式m≥

1）确定计算参数

1.由图10-20c，查得小齿轮的弯曲疲劳轻度极限σFE1=550mpa,大齿轮σFE2=400mpa。

2.由图10-18取疲劳寿命系数KFN1=0.969,KFN2=1

3.查表10-28得螺旋角影响系数

.根据

。

4计算当量齿数

（5）计算弯曲疲劳许用应力取S=1.4

[σF1]=

=

=380.679Mpa

[σF2]=

=

=285.714Mpa

5计算载荷系数

K=KAKVKFαKFβ=1×1.03×1.1×1.399=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=1.734

（8）计算大小齿轮的

并加以比较

=

=0.01089

=

=0.01357

大齿轮的数值大。

2）设计计算

mn≥

=1.982mm

就近圆整为标准值（第一系列）为mn=2分度圆直径d1=57.303mm

则

z1=d1cos

/mn=57.303*cos140/2=27.8，

取z1=31z2=u*z1=3*31=93取93齿

4．几何尺寸计算

（1）计算中心距

a=

=

=127.8mm

将中心距圆整为128mm

（2）按圆整后的中心距修正螺旋角。

因值改变不多，故参数

等不必修正。

（3）计算大小齿轮的分度圆直径。

d1=z1mn/cos

=31*2/cos14021’41”=64mm

d2=z2mn/cos

=93*2/cos14021’41”=192.010mm

（4）计算齿宽

1*64=64mm

圆整后取B2=65mm,B1=70mm.

12.链传动设计

小链轮齿数（自定）Z1=23

传动比i=3

大链轮齿数Z2=23x2=46

（2）选取链节距

初定中心距

=32p

链节数

=136

传动功率

（根据《机械零件》

）

链节距根据

由《机械零件》图14.17查出选用08A滚子链

取p=12.7mm

（3）确定实际中心距

中心距

=412mm

（4）计算作用轴上载荷

链速

有效拉力

轴上载荷

≤

（

是08A单排链极限位伸载荷）

故此链轮为单排式结构

（5）链轮直径

大链轮直径

小链轮直径

（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8。

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：

圆周力Ft=

径向力Fr=

轴向力

2、各力方向判断如下图：

3、支座反力分析：

（1）、定跨距测得：

；

；

（2）、水平反力：

（3）、垂直反力：

4、当量弯矩：

（1）、水平弯矩：

（2）、垂直面弯距：

（3）、合成弯矩：

当转矩T=300000N

；取

得：

当量弯矩：

5、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[1]P339得轴的强度校核公式12-3

其中：

1因为轴的直径为d=45mm的实心圆轴，故取

②因为轴的材料为45

钢、调质处理查[1]P330取轴的许用弯曲应力为：

[

]=60Mpa

6、结论：

故轴强度足够、安全。

（三）、滚动轴承

①、根据轴承型号6208查[4]P383表8-23取轴承基本额定动载荷为：

C=29500N；基本额定静载荷为：

因为：

根据

的值查[1]P298表10-10,利用差值法求得e=0.184;X=0.56;Y=2.362

②、

由[1]P298表10-10查得X=0.56;Y=2.362

根据轴承受中等冲击查[1]P298表10-9取轴承载荷系数为:

③、

由[1]P298表10-10查得X=1;Y=0

根据轴承受中等冲击查[1]P298表10-9取轴承载荷系数为:

④、因为是球轴承，取轴承寿命指数为：

由[1]P297轴承寿命公式10-2a得：

=

故轴承使用寿命足够、合格。