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小模数齿轮减速器设计教材
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小模数齿轮减速器设计教材
精美课程设计
小模数齿轮减速器设计
学院
班级
姓名
学号
二〇一二年九月
目录
一、
设计任务--------------------------------------------------------
3
二、
传动装置总设计-----------------------------------------------
4
三、
方案选择与解析-----------------------------------------------
5
1、
传动比的分配---------------------------------------------------
5
2、
计算传动装置的运动参数------------------------------------
6
3、
齿轮的设计-------------------------------------------------------
7
一级齿轮的设计-----------------------------------------------
7
二级齿轮的设计-----------------------------------------------
9
三级齿轮的设计-----------------------------------------------
11
4、
轴与轴承的设计------------------------------------------------
13
初估轴径--------------------------------------------------------
13
以轴III为例说明如何设计---------------------------------
13
5、
键的设计与校核------------------------------------------------
14
6、
联轴器设计------------------------------------------------------
15
7、
箱体结构设计---------------------------------------------------
15
8、润滑与密封--------------------------------------------------------
17
9、装置图设计--------------------------------------------------------
17
四、
心得与领悟-----------------------------------------------------
20
五、
参照文件--------------------------------------------------------
21
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一、设计任务
精美机械课程设计题目:
小模数齿轮减速器设计
设计要求:
模数≤1mm
传动比i=100
传动精度7级
给定微型电机:
额定功率P=90W
转速n=2800/min
d=9
设计内容:
减速器装置图1张;
部件工作图2(传动部件、轴);
设计计算说明书1份。
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二、传动装置总设计
计算项目
过程及说明
计算结果
传
1、
蜗杆传动
采用圆柱齿轮转动
动
蜗杆传动可以实现较大传动比,
但效率较低,并且采用
方
锡青铜为资料,成本太高;
案
2、
圆锥齿轮传动
分
圆锥齿轮加工困难,只有在需要改变轴的部署方向时采
析
用,并放在高速级,限制传动比;
3、
链式传动
链式传动运转不均匀,有冲击,不适于高速传动
4、
圆柱齿轮传动
圆柱齿轮制造简单,经济合用,宽泛应用于实质制造中,
减
2、分流式
由本设计给定的相
速
关参数,知运动载
器
荷不大,不需重视
形
考虑变形,故采用
式
张开式更为理想
选
择
分流式齿轮有对于轴承对称部署,载荷沿齿宽分布
均匀,受载情况较好
2、张开式
张开式齿轮有对于轴承非对称部署,承受载荷时
轴的波折变形会使载荷沿齿宽分布不均,但其结构
简单,应用宽泛。
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三、方案选择与解析
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计算项
过程及说明
目
1、传动
总的传动比为i=100,
比的分
单级减速器的传动比常用范围是
配
故初步定为三级张开式设计。
查阅相关手册获取最优传动比为
3~6
i1=4,i2=5,i3=5。
计算结果
i1=4,i2=5,i3=5
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n1
nm
2800r/min
n
2800
n2
1
700r/min
i1
4
2、计
n
n2
700
3
140r/min
i2
5
算传
n3
n3
140
i3
28r/min
5
动装
置的
p1
pd
W
运动
p2
p1
参数
p3
p2
p4
p3
各轴输出效率
pI'pI
PII'
PII
PIII
'
PIII
PIV
'
PIV
各轴输入转矩
电动机输出转矩
T
d
10
3
pd
10
2Nmm
nm
·
各轴输入转矩TI
TdI
7
102N·mm
TII
TI
II
III
iI
102
4
·mm
TIII
TII
II
III
iII
103
5
·mm
TIV
TIII
II
III
iIII
103
5
104N·mm
查表知
弹联轴器效率
这里取1
转动轴承效率为
,这里取
油润滑7级精度圆柱齿轮传动效率为
p1
P2
P3
P4
pI'
PII'
PIII'
PIV'
TI
102N·mm
TII
103N·mm
TIII
·mm
TIV
104N·mm
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计算项过程及说明计算结果
目
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2、计
算传
动装
置的
运动
TI'·mm
TII'
103N·mm
TIII'
103N·mm
TI'TI
TIV'
104N·mm
·mm
TII'
TII
103N·mm
TIII'
TIII
·mm
TIV'
TIV
104N·mm
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参数
综上,运动和动力参数结果以下表
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轴名
功率P(W)
转矩T(N·m)
输入
输出
输入
输出
电动机
90
×102
轴I
×102
×102
轴II
×103
×10
3
轴III
×103
×103
轴IV
×104
×104
转速n
(r/min)
2800
2800
700
140
28
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3、齿
轮的
设计
1、一级齿轮的设计
1)、选择资料,确定许用应力
小轮采用45钢调制,硬度为230HBS
大论采用45钢正火,硬度为200HBS
查表得:
lim1
570Mpa,
lim2
540Mpa
Flim1
190MPa,Flim2
180MPa
查表得齿轮强度的安全系数:
,SF
,
故许用接触应力
lim1
lim
2
H1
H
H2
H
S
S
许用波折应力
[F1]
Flim1
[
F2
]
Flim2
SF
SF
由于硬度小鱼350HBS,属软齿面,主要无效形式是齿面点蚀,因此先依照齿面接触疲倦强度设计,尔后校核齿痕波折疲倦强度。
(2)、计算中心距、齿宽、模数
336
2
中心距:a
(u1)
KT1
3
u
H
①HH2
。
②查表选载荷系数
③小轮转矩:T’=297N·mm。
④~,故可取,
⑤由于原动机为电动机,传动评委,齿轮在两轴承之间不对称部署,齿轮为直齿,传动精度为7,故取
⑥ui12
故中心距a≥
确定基本参数,计算主要尺寸①齿数:取z1=20,z2=uz1=80
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②确定模数,
m(z1z2)≥,故m≥
2
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查表可取
③确定中心距
由于
m(z1
z2)
a=30mm
因此a=30mm
小齿轮:
2
④齿宽:b=
a=×30mm=9mm
分度圆直径:
d1mz1
12mm
为补偿尺寸误差,可取b1=15mm,b2=9mm
齿宽
⑤计算齿轮几何尺寸
b1=15mm
小齿轮:
分度圆直径:d1mz1
12mm
齿顶高:
ha1ha*m
第一级
压力角
=20°
齿根高:
齿轮设
齿顶高:
ha1
ha*m
计
hf1=
(ha*
*
齿根高:hf1
c)m
齿顶圆直径:
齿顶圆直径:da1
d1
2ha1
da1=
齿根圆直径:
齿根圆直径:df1
d1
2hf1
df1=
大齿轮:
大齿轮:
分度圆直径:d2
mz2
48mm
分度圆直径:
d2mz2
48mm
压力角
=20°
齿顶高:ha2
ha*m
齿宽:
b=9mm
1
*
*
齿顶高:
齿根高:hf2
(ha
c)m
*
齿顶圆直径:da2
d2
2ha2
ha2ham
齿根高:
齿根圆直径:df2
d2
2hf2
hf2=
(4)校核波折强度
齿顶圆直径:
2kT1YF1
其中k=,YF1
YF2
da2=51mm
F1
2z1
齿根圆直径:
bm
b1=9mm
z=20
df2=
F1=<
F1,(安全)
YF2
(安全)
F2=F1·
=<
F2
YF1
(5)设计齿轮结构,绘制齿轮工作图。(见附件)
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