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一级标准直齿圆柱齿轮减速器设计

作者：纪成美

来源：《价值工程》2011年第08期

摘要：根据实际，学院工厂要生产一批单级标准直齿圆柱齿轮减速器，传动功率P＝10Kw，电动机驱动，主动轴转速n＝960rpm,传动比i＝4,单向运转，闭式，载荷平稳，使用寿命10年，单班工作制，要求完成装配图、零件图有主动轴、从动轴、主动齿轮、从动齿轮、及编写主动轴和从动轴数加工艺。

Abstract: According to the actual, Yantai Engineering & Technology College plan to produce a number of single level standard spur gear reducer, whose transmission power P = 10Kw, active shaft speed of motor drives n = 960rpm, gear ratio i = 4, one-way operation, closed, stable load, and service life is10 years, single shift working system. It required that assembly drawings and part drawings have the processing technologies of driving shaft, driven shaft, driving gear, driven gear, and the preparation of driving shaft and driven shaft. 关键词：传动装置；圆柱齿轮

Key words: transmission device；cylindrical gear

中图分类号：TH13文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）08-0056-01

1拟定传动方案及机构简图

机构简图如图1所示。如何合理布置传动顺序，可按下列原则加以配置：①带传动与齿轮传动同时应用时，应尽可能布置在高速级，使之在传递相同功率时，转速较高，扭矩较小，结构较紧凑。②蜗杆传动应布置在高速级，使其工作齿面有较高的相对滑动速度，以利于形成润滑油膜，提高效率和承载能力，延长寿命，同时也可获得较小的结构尺寸。③圆锥齿轮因精度等级较高的圆锥齿轮制造较困难，应限制其圆周速度。 2确定减速器的类型

减速器的类型很多，选定的类型为一级直齿圆柱齿轮减速器。 3电动机的选择

①选择电动机的类型：根据生产实际性选择Y系列三相交流异步电动机。②电动机功率的计算：根据题目要求选用同步转速为1000/min的电动机。因此，电动机型号为Y180L-6，其额定功率为15kw，满载转速970rpm，基本符合题目所需要求。③计算总传动比及分配各级

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传动比：传动比的计算：选定电动机后，根据电动机的额定转速n及工作机轴转速nw，计算传动装置的总传动比：i＝n/nw。分配各级传动比：传动装置总传动比i是各级传动比的连乘积。

4传动零件的设计计算 4.1 齿轮的选择及设计计算

4.1.1 选择齿轮材料几精度等级小齿轮选用45钢调质，硬度为220～250HBS；大齿轮选用45钢正火，硬度为170～210HBS。精度等级选8级精度，要求齿面粗糙度Ra≤3.2～3.6μm。 4.1.2 按齿面接触疲劳强度设计因两齿轮均为钢质齿轮，可用公式求出d1值。确定有关参数与系数：①T1；②载荷系数K，查表取K＝1.1；③齿数z和齿宽系数ψd；小齿轮的齿数z1取为25，则大齿轮的齿数z2＝100。因单级齿轮传动为对称布置，而齿轮齿面为软齿面，选取ψd＝1。④许用接触应力[бH]。

4.1.3 主要尺寸计算：d1＝mz1＝2.5×25＝62.5mm；d2＝mz2＝2.5×100＝250mm；b＝ψd·d1＝1×62.5＝62.5mm。经圆整后取b2＝65mm；b1＝70mm；a＝1/2m（z1+z2）＝1/2×2.5×（25+100）mm＝156.25mm

4.1.4 按齿根弯曲疲劳强度校核由公式得出бF，бF≤[бF]则校核合格。确定有关系数与参数：①齿形系数YF。查表得YF1＝2.65,YF2＝2.18。②应力修正系数YS。查表得YS1＝1.19,YS2＝1.80。

4.1.5 验算齿轮的圆周速度v：v＝πd1n1/60×1000＝π×62.5×960/60×1000＝3.13m/s。由此可知，选8级精度是合格的。 4.2 从动轴的设计计算

4.2.1 选择轴的材料，确定许用应力由题条件知减速器传递的功率属中小功率，对材料无特殊要求，故选用45钢并经调质处理。由表查得强度极限бB＝650MPa，再由表得许用弯曲应力[б-1b]＝60MPa。

4.2.2 按扭转强度估算轴径根据表得C＝118～107。又由公式得：考虑到轴的最小直径处要安装联轴器，会有键槽存在，故将直径加大10％～20％，取为25.74～30.96mm。由设计手册取标准直径d1′＝30mm。

4.2.3 设计轴的结构并绘制结构草图由于设计的是单级减速器，可将齿轮布置在箱体内部中央，将轴承对称安装在齿轮两侧，轴的外伸端安装半联轴器。1）确定轴上零件的位置和固定方式。要确定轴的结构形状，必须先确定轴上零件的装配顺序和固定方式。齿轮从轴的右侧装入，齿轮的左侧用轴肩定位，右侧用套桶固定。这样齿轮在轴上的轴向位置完全确定。齿轮

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的轴向固定采用平键连接。轴承对称安装于齿轮的两侧，其轴向用轴肩固定，轴向采用过盈配合固定。2）确定各轴段的直径。如图2所示，轴段①（外伸端）直径最小，d1′＝30mm；考虑到要对安装在轴段①上的联轴器进行定位，轴段②上应有轴肩，同时为能很顺利地在轴段②上安装轴承，轴段②必须满足轴承内径的标准，故取轴段②的直径d2′＝35mm；用相同的方法确定轴段③、④的直径d3′＝40mm,d4′＝50mm；为了便于拆卸左轴承,取d5′＝35mm。3）确定各轴段的长度。齿轮轮毂宽度为70mm，为保证齿轮固定可靠，轴段③的长度应略短于齿轮轮毂宽度，取为68mm;为保证齿轮端面与箱体内壁不相碰，齿轮端面与箱体内壁间应留有一定的间距，取该间距为15mm；为保证轴承安装在箱体轴承座孔中（轴承宽度为18mm），并考虑轴承的润滑，取轴承端面距箱体内壁的距离为5mm，所以轴段④的长度取22mm，轴承支点距离l＝128mm；根据箱体结构及联轴器距轴承盖要有一定距离的要求，取l′＝75mm；查阅有关的联轴器手册取l″＝70mm；在轴段①、③上分别加工出键槽，使两键槽处于轴的同一圆柱母线上，键槽的长度比相应的轮毂宽度小约5～10mm,键槽宽度按轴段直径查手册得到，取10mm。4）选择轴的结构细节，如圆角倒角退刀槽等的尺寸。 参考文献:

[1]关阳.机械零件设计指导.辽宁：科学技术出版社，1985. [2]张锦明.机械设计基础课程设计指导书.东南大学出版社，2009. [3]陈立德.机器设计.上海：上海交通大学出版社，2000.