少齿数齿轮减速器设计说明书

少齿数齿轮减速器设计e（e）指导教师：e[摘要]对齿轮传动装置发展趋势进行了研究,从少齿数齿轮设计的特点出发,导出了符合实际经验的计算公式，在公式中定量计入了综合滚动速度和齿面相对滑动系数对少齿数齿轮的影响，并对少齿数齿轮各项参数进行了系统的计算和校核,对减速器的箱体及附件进行了相应的结构设计。[关键词]少齿数齿轮切向变位强度计算应力计算点Thedesigningofgearwithfewteache(e)Tutor:eAbstract：Onthedevelopmenttrendofgeartransmissiondevicearestudied,fromthecharacteristicsoffewerteethedgeardesign，thecalculationformulaofpracticalexperincewasdeduced，thesynthesizedrollingspeedandtheinfluenceofrelativeslidingcoefficientoftoothsurfacewerecountedquantitativelyintheformulae，andthesystemiccalculationandcheckisusedtothedesignofgearwithfewteach，andthecorrespondingstructureofreducerboxbodywithannexaredesigned.Keywords：gearwithfewteachTangentmodificationStrengthcalculationCalculationpointofstresseI目录1．前言.................................................12．齿根弯曲强度计算公式...................错误!未定义书签。3．齿轮几何参数验算.......................错误!未定义书签。3.1设计参数................................错误!未定义书签。3.1.1齿轮副参数.........................错误!未定义书签。3.1.2小齿轮（齿轮轴）...................错误!未定义书签。3.1.3大齿轮（齿圈）.....................错误!未定义书签。3.2设计结果校核............................错误!未定义书签。3.2.1计算齿轮副有关的参数验算...........错误!未定义书签。3.2.2小齿轮的几何尺寸验算...............错误!未定义书签。3.2.3大齿轮（齿圈）几何尺寸计算.........错误!未定义书签。3.3修正设计结果............................错误!未定义书签。3.3.1设计结果...........................错误!未定义书签。3.3.2修正设计结果.......................错误!未定义书签。4．少齿数齿轮传动接触强度的验算...........错误!未定义书签。4.1接触强度的应力计算点....................错误!未定义书签。4.1.1应力计算点的确定...................错误!未定义书签。4.1.2计算点的综合曲率半径...............错误!未定义书签。4.2少齿数齿轮副滑动系数和综合滚动速度VΣ的计算错误!未定义书签。4.2.1应力计算点滑动系数的计算...........错误!未定义书签。eII4.2.2应力计算点综合滚动速度VΣ的计算...错误!未定义书签。4.3少齿数齿轮副齿面接触强度计算............错误!未定义书签。4.3.1少齿数齿轮副齿面接触强度条件.......错误!未定义书签。4.3.2许用接触应力σHP的计算.............错误!未定义书签。4.4验算实例................................错误!未定义书签。5．电动机的选择...........................错误!未定义书签。5.1选择电动机的类型........................错误!未定义书签。5.2选择电动机的功率........................错误!未定义书签。5.3选择电动机的转速........................错误!未定义书签。6．少齿数齿轮减速器设计...................错误!未定义书签。6.1各轴转速................................错误!未定义书签。6.2各轴功率................................错误!未定义书签。6.3各轴转矩................................错误!未定义书签。6.4求作用在齿轮上的力......................错误!未定义书签。6.4.1齿轮轴上齿轮所受的力...............错误!未定义书签。6.4.2大齿轮所受的力.....................错误!未定义书签。6.5初步确定轴的最小直径....................错误!未定义书签。6.6减速器装配草图的设计....................错误!未定义书签。6.7轴的结构设计............................错误!未定义书签。6.7.1齿轮轴的结构设计...................错误!未定义书签。6.7.2低速轴的结构设计...................错误!未定义书签。6.8轴承的校核..............................错误!未定义书签。eIII6.8.1求两轴承受到的径向载荷.............错误!未定义书签。6.8.2求两轴承的计算轴向力...............错误!未定义书签。6.8.3求轴承当量动载荷...................错误!未定义书签。6.8.4验算轴承寿命.......................错误!未定义书签。6.9标准件及附件的选择......................错误!未定义书签。6.9.1键的选择...........................错误!未定义书签。6.9.2箱体的设计.........................错误!未定义书签。6.9.3附件...............................错误!未定义书签。6.10总结...................................错误!未定义书签。6.11运动仿真分析...........................错误!未定义书签。致谢....................................错误!未定义书签。参考文献.................................................32e11．前言少齿数齿轮指齿数介于2～10之间的齿轮,含有少齿数齿轮的轮传动称为少齿数齿轮传动。随着科学技术的不断进步,机械传动装置向小型、轻量化方向发展,少齿数齿轮传动已经得到了越来越多的研究和应用。在少齿数齿轮传动中,由于大幅度减少了小齿轮的齿数,故其单级传动比大；在传动比一定的情况下可显著减小传动装置的体积或在体积一定的条件下可增大齿轮模数,提高轮齿的弯曲强度；在保持较大单级传动比的同时,降低传动装置的成本,提高传动效率。与普通圆柱齿轮相比较，少齿数齿轮传动在设计时有如下特点:a、采用较大的径向变位系数，以避免根切的发生。b、小齿轮的直径尺寸小。由于少齿数齿轮齿数少、直径小，常常设计成齿轮轴整体结构,齿根圆直径非常小，抗扭转强度很低;齿轮轴刚度小，滚切时毛坯的变形量较大，导致工艺系统整体刚度不高，影响齿轮的加工精度。c、为了满足连续传动要求，少齿数齿轮常采用较大的螺旋升角p和较宽的齿宽B，以提高传动的重合度。d、齿轮传动的啮合角和相对滑动系数比较大。由于选用较大的变位系数，采用了远离基圆的一段渐开线作为齿轮的齿廓曲线，在某些情况下属于节点外啮合，导致传动的啮合角和相对滑动系数均较大。e、齿轮的齿顶可能会变尖。通常情况下，变位系数取的越大，齿顶厚度就会越小，变位系数过大时甚至会出现齿顶厚小于或等于零的情况。研究表明，即使在没有出现根切现象，当小齿轮齿数在1～10的范围内时，都会出现齿顶变尖或齿顶厚为负值的情况。f、可能出现节点外啮合。少齿数渐开线齿轮传动在满足一定条件时，节点不在实际啮合线上，属于节点外啮合，即在偏于大齿轮一侧的节点外啮合。啮合过程中无纯滚动啮合点，所以齿廓间相对滑动速度(相对滑动系数大)大、磨损较严重。随着科学技术的发展，新理论、新技术不断出现。少齿数齿轮的研究主要是通过对普通齿轮增大变位系数进行理论分析，得出理论公式。然后通过试验，修正各个设计系数，得到用于生产的基础理论，然后进行实验生产，修正基础理论。现代科学技术的成就为少齿数齿轮设计提供了大量的测试数据和理论依据，尤其是电子计算机的应用，使少齿数齿轮设计开始进入计算机辅助设计和优化的阶段。将来有可能利用计算机对设计所需的大量技术资料进行检索，自动地对设计方案进行分析比e2较，从而选出最佳方案。由于少齿数齿轮减速器的研发还处在起步阶段，各方面的技术研究和理论支撑并不完善，因此本次毕业设计通过参照普通圆柱齿轮的设计方法过程并且通过查阅资料所得到的参数来设计满足要求的少齿数齿轮减速器,并参考资料对少齿数齿轮的运动仿真有了初步的了解。2.电机选择e32.1电动机选择（倒数第三页里有东东）2.1.1选择电动机类型2.1.2选择电动机容量电动机所需工作功率为：wdPP；工作机所需功率wP为：1000FvPw；传动装置的总效率为：4321；传动滚筒96.01滚动轴承效率96.02闭式齿轮传动效率97.03联轴器效率99.04代入数值得：8.099.097.099.096.02244321所需电动机功率为：kWkWFvPd52.106010008.040100001000dP略大于dP即可。选用同步转速1460r/min；4级；型号Y160M-4.功率为11kW2.1.3确定电动机转速取滚筒直径mmD500min/6.125500100060rvnw1.分配传动比（1）总传动比62.116.1251460wmnni(2)分配动装置各级传动比取两级圆柱齿轮减速器高速级传动比03.44.101ii则低速级的传动比88.203.462.110112iiie42.1.4电机端盖组装CAD截图图2.1.4电机端盖2.2运动和动力参数计算2.2.1电动机轴mNrkWnPTnnppmd81.689550min/146052.10000002.2.2高速轴mNrkWnpTnnppmd09.68146041.1095509550min/146041.101111412.2.3中间轴e5mNrrkWnpTinnppp6.2632.36210.1095509550min/2.362min/03.4146010.1097.099.052.10222011232001122.2.4低速轴mNrkWnpTinnppp8.735955076.12569.99550min/76.12588.22.36269.997.099.010.10333122332102232.2.5滚筒轴mNrkWnpTinnppp