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减速器设计计算及安装1、摘要:如图所示，设计带式输送机减速器的高速级齿轮传动。已知输入功率P1=10KW，小齿轮转速n1=960r/min，齿数比u=3.2，由电动机驱动，工作寿命15年（设每年工作300天），带式输送机工作平稳，转向不变。2、前言1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1.1按图所示的方案，选用直齿圆柱齿轮传动1.2运输机一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB10095—88）1.3材料选择。按理论我们可以选择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。1.4选小齿轮齿数Z1=24，大齿轮齿数Z2=uz1=3.2×24=76.8，取Z2=77。3、齿轮选择及计算3.1安齿面接触强度设计由于设计计算公式进行试算，即ｄ2≥2.32√K1T1Φｄ3u±1u𝑎（ZEσ）23.2确定公式内的各计算数值3.2.1试选载荷系数Kt=1.33.2.2计算小齿轮传递的转矩T1=95.5×105P1/960N×㎜=9.948×104N×㎜3.2.3按表格选取齿宽系数Φｄ=13.2.4按表查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPａ1/23.2.5安手册齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限δHlim1=600MPａ；大齿轮的接触疲劳强度极限δHlim2=550MPａ；3.2.6按手册计算应力循环次数N1=60n1jLh=60×960×1×（2×8×300×15）=4.147×109N2=4.147×109/3.2=1.296×1093.2.7按手册查得接触疲劳寿命系数KHN1=0.90；KHN2=0.953.2.8计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，得出：〔δH〕1=KHN1δhlim1𝑆=0.9×600MPａ=540MPａ〔δH〕2=KHN2δhlim2𝑆=0.95×550MPａ=522.5MPａ3.3计算3.3.1计算小齿轮分度圆直径ｄ1ｔ，代入〔δH〕中较小的值ｄ1ｔ≥2.32√KtT1yu+1Φdu3(ZE〔δH〕)2=2.32×√1。3∗9.948∗1042𝑎×4.23.2×(189.8522.5)2㎜=65.396㎜3.3.2计算圆周速度UU=πd1tn160×1000=π×65.396×96060×1000m/s=3.29m/s3.3.3计算齿宽bb=Φdd1ｔ=1×65.396㎜=65.396㎜3.3.4计算齿宽与齿高之比b/h模数mｔ=d1ｔ/ｚ１=65.396/24=2.725㎜齿高h=2.25mt=2.25×2.725㎜=6.13㎜b/h=65.396/6.13=10.693.3.5计算载荷系数根据U=3.29m/s，7级精度，由手册查出动载荷系数KV=1.12；直齿轮，假设KAFt/b＜100N/㎜。查得KHa=KFa=1.2；查得KA=1；小齿轮相对支承非对称布置时，KHβ=1.12+0.18（1+0.6Φd2）Φd2+0.23×10-3b将数据代入后得KHβ=1。12+0.18（1+0.6×12）×12+0.23×10-3×65.396=1.423；由b/h=10.67，KHβ=1.423，查手册得KFβ=1.35；故载荷系数K=KAKKVKHaKHβ=1×1.12×1.2×1.432=1.9133.3.6按实际载荷系数校正所算的分度园直径，ｄ1=ｄ1t√K/Kt3=65.396×√1.913/1.33㎜=74.38㎜2.7计算模数mm=ｄ1/Z1=74.38/24㎜=3.10㎜3.4按齿根弯曲强度计算得出弯曲强度的设计公式为m≥√2KT1Φｄｚ23（YFaYSa【σF】）3.4．1确定公式内的各计算数值3.4.2由手册查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限σFE1=500MPa；大齿轮的弯曲疲劳强度极限σFE2=380MPa；3.3.3手册查得弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.85，KFN2=0.88；3.3.4计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4；由式得【σF】1=KFN1σFE1S=0.85×5001.4MPa=303.57MPa【σF】2=KFN2σFE2S=0.88×3801.4MPa=238.86MPa3.3.5计算载荷系数KK=KAKVKFaKFβ=1×1.12×1.2×1.35=1.8143.3.6查取齿形系数手册查得YFa1=2.65；YFa2=2.226。3.3.7查取应力校正系数查得YSa1=1.58；YSa2=1.764比较后可以知道大齿轮的数值大。3.4设计计算m≥√2×1.8149.948×10³1×24²3×0.01644㎜=2.176㎜对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数2.176并就近圆整为标准值m=2.5㎜，按接触强度算得的分度圆直径ｄ1=74.38㎜，算出小齿轮齿数Z1=ｄ1m=74.382.5=30大齿轮齿数Z2=uｚ1=3.2×30=96，取ｚ2=96。这样设计出道德齿轮传动，既满足了齿根曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。3.5几何尺寸计算3.5.1计算分度园直径ｄ1=ｚ1m=30×2.5㎜=75㎜ｄ2=ｚ2m=96×2.5㎜=240㎜3.5.2计算中心距a=（ｄ1＋ｄ2）/2=（75+240）/2=157.5㎜3.5.3计算齿轮宽度B=Φdｄ1=1×75=75㎜取B2=75㎜，B1=80㎜3.6验算Ft=2T1ｄ1=2×9.948×10³75N=2652.8NKAFtb=1×2652.875N/㎜=35.37N/㎜100N/㎜合适4、箱体工件划线方法4.1箱体工件的划线，除按照一般划线时确定划线基准和进行找正借料外，还应注意以下几点：4.1.1第一划线位置，应该是选择待加工表面和非加工表面比较重要和比较集中的位置，这样有利于划线时能正确找正和及早发现毛坏的缺陷，既保证了划线质量，又可减少工件的翻转次数。4.1.2箱体工件划线，一般都要划出十字校正线，在四个面上都要划出，划在长或平直的部位。一般常以基准孔的轴线作为十字校正线。在毛坏面上划的十字校正线，经过刨削加工后再次划线时，必须以已加工的面作为基准面，原十字校正线必须重划。4.1.3为避免和减少翻转次数，其垂直线可可利用角铁或角尺一次划出。4.1．4某些箱体，内壁不需加工，而且装配齿轮等零件的空间又较小，在划线时要特别注意找正箱体内壁，以保证加工后能顺利装配。4.2箱体划线齿轮减速箱箱体由箱盖和箱座组成，其剖分面与轴承孔的中心重合。两个轴承孔是箱体的关键部位，尺寸精度和位置精度都要求较高，划线时必须划准并保证有足够的加工余量。箱盖与箱座是依靠螺栓紧固在一起的，故剖分面与紧固面之间的厚度必须均匀，并保证其应有的尺寸精度。箱盖和箱座上都有圆弧，其内部是装大齿轮的，划线时要保证它与内壁之间有足够的空隙。此箱休划线要分为四次：第一次为毛坯划线，先划出箱盖和箱座的剖分面加工线；待剖分面加工后，第二次划紧固螺栓孔和定位销孔的加工线；将箱盖与箱体结合为一体后，第三次为划两侧面加工线；两侧面加工后，第四次为划各轴承孔的加工线。4.2．1．第一次划线将箱盖放在平台上，用千斤顶支撑在紧固面上，用划线盘找正紧固面的四角，使其与平台平行。根据两个轴承孔的凸台外缘，检查孔是否有足够的加工余量；检查圆弧是否有足够的尺寸；两侧是否倾斜。如果相差较大，应借正剖分面的加工线，使各孔都有适当的加工余量，然后划出剖分面加工线。箱座的划线方法与箱盖相仿，用划线盘找正紧固面的四角，同样要检查各轴承孔是否有足够的加工余量，和是否基本正确，然后划剖分面加工线，并按尺寸划出底面的加工线。4.2．2．第二次划线箱盖的第一划线位置。用划针盘按箱盖上下内壁找正，使其与平台平行，用90。角尺找正剖分面，使其与平台垂直，然后划出对称中心线再以为基准，按尺寸在剖分面上划出两条螺孔的中心线。箱盖的第二划线位置，用90˙角尺分别划剖分面找正，使其与平台垂直。在箱盖下部的紧固面上取其中点，划出最下端一个螺孔中心线，然后按尺寸依次向上划出其余各螺孔的中心线。并用圆规划各螺孔和定位销孔的圆周线。经过钻孔加工后，再按箱盖配划箱座上的螺孔加工线。4.2．3．第三次划线用螺栓和定位销将箱盖与箱座结合为一体后进行第三次划线。用90˙角尺找正箱座已加工的底面，使其与平台垂直；用划线盘找正宽的毛坯平面，使其与平台基本平行。根据三个轴承孔两端凸台的高低和中部凸起的加强筋，划出中心线（基准），然后按尺雨寸划出箱体上下两侧面的加工线。4.2．4．第四次划线划线前，先在各轴承孔中装入中心塞块。用90˙角尺分别按箱体已加工的底面和侧面找正，使其与平台垂直。根据轴承孔的凸台外圆，划出此孔的中心线，然后按尺寸划出轴承孔的中心线；按尺寸划出轴承孔的中心线。再用直尺对准箱体的剖分面，在中心塞块上划出两个孔的中心连线，此连线与以上两根中心线相交所得的交点，即为两个轴承孔的中心。最后，按尺寸划出各孔的加工圆线4.3装配工艺规程的基本知识4.3.1．装配工序的划分零件是构成机器（或产品）的最小单元。若干个零件结合成机器的某一部分，无论其结合形式和方法如何，都称为部件。把零件装配成部件的方法称为部件装配，简称部装。直接进入机器（或产品）装配的部件称为组件；直接进入组件装配的部件称为一级分组件；直接进入一级分组件装配的部件称为二级分组件；以此类推。机器愈复杂，分组件的级数也愈多。任何级的分组件都是由若干低一级的分组件若干零件组成，但最低级的分组件则只是由若干个单独零件所组成。可以单独进行装配的部件称为装配单元，在制订装配工艺规程时，每个装配单元通常可作为一道装配工序。任何一个产品，一般都能分成若干个装配单元，若干道装配工序。把零件和部件（组件和分组件）装配成最终机器（或产品）的过程称为总装配；简称总装。根据机器的复杂程度，在制订工艺规程时可划分为1工序，2工序，3工序………等。每一道工序的装配都必须有基准零件或基准部件，他们是装配工作的基础，部件装配或总装配都是从它这里开始的。它的作用是连接需要装在一起的零件或部件，并决定些零件或部件之间的正确相互位置。4.4装配的组织形式根据装配产品的尺寸，精度和生产批量的不同，装配的组织形式有固定装配和移动装配。固定装配被装配产品是固定在一个或几个组内完成的装配式，称作固定装配。4.4.1集中装配，从零件装配成部件和产品的全部过程均由一个人成一个组来完成。这种形式工人技术平要求较高，装配周期长，适用于装配精度较高的单件小批生产。4.4.2分散装配，是把产品装配分为部装和总装，分配给个人或各小组来完成。这种形式装配工人密度增加，生产效率较高，装配周期短，适用于成批生产。4.4.3移动装配装配工序是分散的，被装配产品经传送工具移动，一个工人或一组工人只完成一定工序的装配形式。这种形式装配工人技术水平要求较低，适用于大批大量生产。按传送节奏可分为以下两种。4.5减速器的装配工艺分析工艺规程的编制4.5.1减速器的装配技术要求4.5.1.1零件和组件必须正确安装在规定的位置上，不得装入图样未规定的垫圈，衬套之类的零件。（1）固定联接件必须保证将零件或组件牢固地连接在一起。（2）旋转机构必须能灵活地转动，轴承间隙合适，润滑良好，润滑油不得有渗漏现象。（3）各轴线之间应有正确的相对位置。（4）啮合零件，如蜗轮副，齿轮副必须符合图样规定的技术要求。4.5.2减速器的装配工艺过程装配的主要工作是：零件的清冼，整形和补充加工，零件预装，组装和调整等。现以减速器为例来说明部件装配的全过程。4.5.2.1零件的清洗，整形和补充加工为了保证部件的装配质量，在装配前必须对所要装的零进行清洗，整形和补充加工。（1）零件的清洗主要是清除零件表面的防锈油，灰尘，切屑等污物。（2）零件的整形主要是修锉箱盖，轴承盖等铸件的不加工面，使其外形与箱体结合部外形一致。同时，修锉零件上的锐角，毛刺，碰撞而产生的印痕等