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二级直齿圆柱齿轮减速器设计
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2011-06-06
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速器的类别、品种、型式很多,目前已制定为行(国)标的减速器有40余种。减速器的类别是根据所采用的齿轮齿形、齿廓曲线划分;减速器的品种是根据使用的需要而设计的不同结构的减速器;减速器的型式是在基本结构的基础上根据齿面硬度、传动级数、出轴型式、装配型式、安装型式、联接型式等因素而设计的不同特性的减速器。 与减速器联接的工作机载荷状态比较复杂,对减速器的影响很大,是减速器选用及计算的重要因素,减速器的载荷状态即工作机(从动机)的载荷状态,通常分为三类:
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、 减速器的设计计算:
(一)总体参数设计计算
一、总体结构布置设想:
确定减速器内壁净宽:根据工作范围和实用性能,首先,选择减速器形式和装配形式,
确定总体尺寸(长、宽、高、中心矩)根据中心矩设计高、低速级齿轮,根据齿轮宽度
和减速器宽度尺寸,分布齿轮安装位置,确定齿轮间、齿轮与箱壁间的间隙
确定支撑点间矩:
初选轴承,根据箱体净宽,确定轴承与箱体侧壁间隙,从而确定支撑点间矩
设计轴:
根据轴的计算公式先计算出最小轴径,然后根据优先数标准值,取标准轴径,再根据轴
上零件孔径和宽度设计轴的结构
先计算高速轴,再计算中轴,最后计算低速轴。
确定减速器高度与轴处孔径:
根据轴承外径、齿轮齿顶圆直径,查《起重机设计手册》确定减速器高度、长度与轴孔
处直径
确定其他结构:
根据减速器形式选择视孔尺寸、油针组件、放油装置等
二、箱体结构:
箱体是减速器重要零件,它是由箱盖和底座组成,为了满足减速器能正常工作应满
足以下要求:
具有足够的刚度
箱体要求承受由于传动零件啮合并通过轴及轴承而作用的载荷,所以在箱体外部,尤
其是轴承孔处常用加强筋可增加箱体散热面积,凸台便于螺栓和螺母,有足够的支撑面
积同时,轴承孔的两旁螺栓应当比别处稍大的直径,并尽可能靠近轴承孔
保证安装精度
为了保证轴线相互位置的正确,箱体上的轴承孔要镗削精确,同一轴线上所有轴承
孔设计成相同直径的通孔为了精确固定箱盖和底座,并使螺栓不受横向载荷,可在部分
面的凸缘上打两个锥形定位销,箱体上要有锥销孔
保证箱体部分面的紧密性
应将部分面刮平,并在装配前涂上洋干玻璃或水玻璃,但不能加垫片,以免破坏轴
承孔精度轴承采用飞溅法润滑油沟应引向轴承室润滑油经过轴承滚动后进入油池
易于检查轮齿啮合情况
为了便于检查轮齿的啮合情况及向箱内加油,在箱盖设有观察孔观察孔应在啮合处
附近
底座应有除油装置
为了排除脏油和清洗油池底部,在底座上设有排油孔,沿排油孔的方向倾斜,平时
排油孔用油塞堵住
搬运装置
为了提升箱盖或搬运整个机械,在箱体上应设有提升钩或吊环
铸造箱体的结构尺寸见下表:
1
符号 名称 尺寸 符号 名称 尺寸
底座壁厚
箱体外臂至螺栓中心线间矩离
箱盖壁厚
箱体底座外臂至中心线矩离
底座上部凸缘厚度
螺栓孔的钻孔深度
箱盖凸缘厚度
齿顶圆与箱体的内壁最小间隙
底座下部凸缘厚度
齿轮端面与箱体内壁最小间隙
底座加强经厚度
底座上部或下部凸原宽度
底盖加强经厚度
轴承分部圆直径
地脚螺栓直径
轴承座突出部分直径
轴承旁连接螺栓
吊环螺栓直径
底座与盖连接螺栓
相连接部分尺寸
轴承改固定螺栓
孔直径
视孔盖固定螺栓
三、减速器附件
.油面指示器
油面指示器是用来检查油池内油面高度,此减速器决定用油尺
.排气装置
减速器在工作时,气产生高温而使箱体内的压力增大降低使用寿命,采用排气装置以
便使箱体内受热膨胀的空气排出,排气孔均在侧面
.观察孔盖
观察孔平时用盖盖住,为了避免飞溅的油外渗,盖与箱体之间应当加垫,为了加油
时过虑润滑油,观察孔处装置过滤网
.轴承盖的作用
遮盖轴承室,以阻止润滑油外漏,并防止杂物进入轴承,而且用轴承盖的内端固定
轴承外围和承受轴向力,有透盖,闷盖,根据结构选用
四、减速器润滑
.润滑
减速器齿轮圆周速度 采用油池润滑,并保证中间轴齿轮轮齿浸入油中,以保证
飞溅润滑
.润滑方式
为保证传动零件与轴承同时润滑,采用飞溅润滑
.润滑油选择
一般减速器采用 !",!"机诫油根据圆周速度及载荷情况确定所许黏度润滑油
2
五、初选减速器
.根据 #$ 转%分 $应选 型减速器
.减速器基本尺寸确定
根据中心矩为 查《起重机设计手册》中册
表 得,渐开线齿基
本尺寸见下表:
型号
& &
&
' (
)
*(公斤)
+
"
参数计算:
)各轴功率 :电机
$,-(已知)
效率 .: .
联轴器
$++;.
齿轮
$+;.
轴承
$++(查《机械设计课程设计》
+
表
)
$
.
总
(查《机械设计课程设计》 表 ")
/ 轴:
$
.
联
.
轴
$0++0++$,-
轴:
$.
轴
.
齿
$0++0+$,-
:
$
.
轴
.
齿
$0++0+$,-
)各轴转速(#): 1
总
$1
高
$1
低
$查《起重机设计手册》中册
表 得:
/ 轴 #$2
轴 #$#%1
高
$%$2
3 轴 #$#%1
低
$%$2
)各轴的扭矩(4): 4$+%#(5)已知
4$+%#$+0%$5
4$+%#$+0%$5
4$+%#$+0%$5
)各轴效率:
.$.
联轴器
6.
轴承
$++0++$+
.$.
轴承
6.
齿轮
$++0+$+
.$.
轴承
6.
齿轮
$++0+$+
根据以上计算结果列出减速器参数表:
轴 功率
(,-)
转速
#(2)
扭矩
4(5)
传动比 1 效率
/
+
+
3 +
(二)齿轮装配图设计
一、设计高速级两齿轮:
.定齿轮类型、精度等级、材料及齿数:
)按所选传动方案,选用斜齿圆柱吃齿轮传动
)考虑此减速器的功率不大,故大、小齿轮材料 7,小齿作调质处理 '8,大
齿作正火处理 '8,大、小齿轮再作表面淬火处理 "9
3
)选取精度等级因采用表面淬火,齿轮的变形不大,不需磨削,故初选 级精度,由
教材 表 "
)选小齿轮齿数
$,则大齿轮齿数
$1$0$ 取
$
)选取螺旋角初选螺旋角 :$;
当量齿数
为:
$ $
$ $+
按齿面接触强度设计:
由教材 ," 式:
确定公式内的各计算数值:
)试选载荷系数查《机械设计基础》表 ",$
)小齿轮传递的转矩 4$56
)由《机械设计基础》表 ",选取齿宽系数 <$
)由《机械设计基础》表 ",查得:=
>
$=
>
$
)由《机械设计基础》表 ",查得:=
8
$=
8
$
)许用弯曲应力
按《机械设计基础》图 " 查 小齿轮按 #*2 查取,得
由《机械设计基础》表 "+ 查得 8
>$
5
$#?
#
$666(666)$6
+
5$5%1$6
+
%$6
查《机械设计基础》图 " 得 =
5
$=
5
$
由《机械设计基础》公式 " 得
4
故 $
由《机械设计基础》表 取标准数值 $
) 确定中心距 & 及螺旋角
$+
将中心矩圆整为
确定螺旋角
此值与初选的值相差不大,故不必重新计算,修正
校核齿面接触疲劳强度
确定相关参数与系数:
) 分度圆直径
$
$
)齿宽
$
取
$
$
)齿数比 @
A$1$
)许用接触应力
由《机械设计基础》图 " 查得
由《机械设计基础》图 "+ 查得 8
$
由《机械设计基础》图 " 查得
5
$
5
$
由《机械设计基础》公式 " 得
$
由《机械设计基础》表 " 查得弹性系数
B
$+
故 $
5
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