課程設(shè)計---圓錐-圓柱斜齒輪二級減速器

1、<p>　　課 程 設(shè) 計</p><p>　　課程名稱 機(jī)械設(shè)計 </p><p>　　專業(yè)、班級 </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　日

2、 期 2008.12.22—2009.1.9</p><p><b>　　課程設(shè)計成績評定表</b></p><p>　　注：指導(dǎo)教師簽字處由指導(dǎo)教師親筆簽名。</p><p>　　《機(jī)械設(shè)計》課程設(shè)計任務(wù)書</p><p>　　專業(yè)：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 班級： 姓名：

3、學(xué)號：</p><p><b>　　一、設(shè)計題目</b></p><p>　　設(shè)計用于帶式運輸機(jī)的圓錐——圓柱齒輪減速器</p><p>　　二、原始數(shù)據(jù)(H4)</p><p>　　運輸帶工作拉力 F = 2500 N</p><p>　　運輸帶工作速度 v = 1.60 m/s&l

4、t;/p><p>　　卷筒直徑 D= 280 mm</p><p><b>　　三、工作條件</b></p><p>　　連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作時有輕微振動，使用期限為10年，小批量生產(chǎn)，單班制工作，運輸帶速度允許誤差為5%。</p><p><b>　　四、應(yīng)完成的任務(wù)</b></

5、p><p>　　1、減速器裝配圖一張（A0圖或CAD圖）</p><p>　　2、零件圖兩張（A2圖或CAD圖）</p><p><b>　　五、設(shè)計時間</b></p><p>　　2008年12月22日至2009年1月9日 </p><p><b>　　六、要求</b><

6、;/p><p>　　1、圖紙圖面清潔，標(biāo)注準(zhǔn)確，符合國家標(biāo)準(zhǔn)；</p><p>　　2、設(shè)計計算說明書字體端正，計算層次分明。</p><p>　　七、設(shè)計說明書主要內(nèi)容</p><p><b>　　1、內(nèi)容</b></p><p>　?。?）目錄（標(biāo)題及頁次）；</p><p&g

7、t;<b>　?。?）設(shè)計任務(wù)書；</b></p><p>　?。?）前言（題目分析，傳動方案的擬定等）；</p><p>　?。?）電動機(jī)的選擇及傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算；</p><p>　?。?）傳動零件的設(shè)計計算（確定帶傳動及齒輪傳動的主要參數(shù)）；</p><p>　?。?）軸的設(shè)計計算及校核；</p&

8、gt;<p>　?。?）箱體設(shè)計及說明</p><p>　?。?）鍵聯(lián)接的選擇和計算；</p><p>　?。?）滾動軸承的選擇和計算；</p><p>　?。?0）聯(lián)軸器的選擇；</p><p>　?。?1）潤滑和密封的選擇；</p><p>　?。?2）減速器附件的選擇及說明；</p>

9、<p><b>　?。?3）設(shè)計小結(jié)；</b></p><p>　　（14）參考資料（資料的編號[ ]及書名、作者、出版單位、出版年月）；</p><p><b>　　2、要求和注意事項</b></p><p>　　必須用鋼筆工整的書寫在規(guī)定格式的設(shè)計計算說明書上，要求計算正確，論述清楚、文字精煉、插圖簡明、書寫

10、整潔。</p><p>　　本次課程設(shè)計說明書要求字?jǐn)?shù)不少于6-8千字（或30頁），要裝訂成冊。</p><p><b>　　沈陽工程學(xué)院</b></p><p><b>　　機(jī)械設(shè)計制造教研室</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p

11、>　　1、設(shè)計任務(wù)有關(guān)數(shù)據(jù)- 1 -</p><p>　　2、選擇電動機(jī)- 1 -</p><p>　　3、傳動零件的設(shè)計計算- 4 -</p><p>　　4、箱體設(shè)計及說明- 10 -</p><p>　　5、軸的設(shè)計計算及校核- 12 -</p><p>　　6、鍵聯(lián)接的選擇和計算- 14 -&

12、lt;/p><p>　　7、滾動軸承的選擇和計算- 15 -</p><p>　　8、聯(lián)軸器的選擇- 17 -</p><p>　　9、潤滑和密封的選擇：- 17 -</p><p>　　10、減速器附件設(shè)計- 18 -</p><p>　　參考資料- 18 -</p><p>　　1.設(shè)

13、計任務(wù)有關(guān)數(shù)據(jù)</p><p>　　1.1工作條件：帶式輸送機(jī)，連續(xù)單向傳送，載荷平穩(wěn)，空載啟動，小批量生產(chǎn)。單班制工作，運輸帶允許誤差為5%。</p><p>　　1.2已知數(shù)據(jù)：運輸帶工作拉力F=2.5KN，輸送帶工作速度V=1.6，卷筒直徑直徑D=280mm。</p><p>　　1.3確定傳動方案：機(jī)械傳動裝置一般由原動機(jī)，傳動裝置，工作機(jī)和機(jī)架部分組成，二

14、級減速器由兩組齒輪傳遞組成。根據(jù)傳動特點，設(shè)計二級斜齒輪減速器如圖：</p><p><b>　　2.選擇電動機(jī)</b></p><p><b>　　2.1選擇電動機(jī)：</b></p><p>　　2.1.1選擇電動機(jī)的類型：按工作要求，選擇Y系列全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機(jī)。電壓為380V。</p>&

15、lt;p>　　2.1.2選擇電動機(jī)容量：</p><p>　　電動機(jī)所需工作效率為</p><p><b>　　工作機(jī)所需功率</b></p><p>　　傳動裝置的總效率： </p><p>　　其中，聯(lián)軸器A效率為，滾動軸承的傳動效率，圓錐齒輪傳動，圓柱齒輪的傳動效率，角接觸球軸承傳動效率為，聯(lián)軸器B傳動效率為

16、，傳動滾筒效率為。</p><p><b>　　所以，有</b></p><p>　　所需電動機(jī)功率因為載荷平穩(wěn)，故電動機(jī)額定功率略大于即可。根據(jù)Y系列電動機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)，選電動機(jī)額定功率kw。</p><p>　　2.2確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速</p><p><b>　　滾筒工作轉(zhuǎn)速：</b></p&g

17、t;<p>　　通常，聯(lián)軸器的傳動比為1，二級圓錐-圓柱齒輪減速器傳動比，故總傳動比為。有。符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1000，1500兩種。綜合考慮，電動機(jī)和傳動裝置的尺寸和重量，價格等因素，選用1500同步轉(zhuǎn)速。</p><p><b>　　具體參數(shù)如下：</b></p><p>　　2.3計算傳動裝置總傳動比</p><p>

18、　　總傳動比。分配傳動裝置各級傳動比，取聯(lián)軸器傳動比=1。則減速器的傳動比。要便于加工，故圓錐-圓柱高速級傳動比 ，所以低速級傳動比。 </p><p>　　2.4計算傳動裝置各軸的運動和動力參數(shù)</p><p><b>　　0軸（電動機(jī)軸）</b></p><p><b>　　1軸（高速軸）</b></p>

19、<p><b>　　2軸（中間軸）</b></p><p><b>　　3軸（低速軸）</b></p><p><b>　　4軸（滾筒）</b></p><p><b>　　各軸運動參數(shù)</b></p><p>　　3.傳動零件的設(shè)計計算<

20、;/p><p><b>　　3.1傳動齒輪設(shè)計</b></p><p>　　3.1．1高速級圓錐直齒輪參數(shù)設(shè)計</p><p>　　3．1.1.1選擇齒輪材料及精度等級</p><p>　　（1）材料選擇：由表10.1查得，選取小齒輪材料為合金鋼40Cr（調(diào)質(zhì)），其硬度為280HBS,大齒輪材料為45號鋼(調(diào)質(zhì)),硬度為24

21、0HBS,兩者硬度相差40 HBS。</p><p>　?。?）精度等級選擇：精度選擇為8級。</p><p>　　3.1.1.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計</p><p>　?。?）初選齒數(shù)：初選小齒輪數(shù)z=18，大齒輪數(shù)z=uz=183.3=59.</p><p>　?。?）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T=32.6</p><p>　

22、　（3）選取載荷系數(shù)：初選K=1.6</p><p><b>　?。?）取齒寬系數(shù)=</b></p><p>　　（5）確定彈性影響系數(shù)：根據(jù)表10.6查得Z=189.8MP</p><p>　?。?）確定區(qū)域載荷系數(shù)：根據(jù)圖10.30標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪傳動力Z=2.5</p><p>　　（7）根據(jù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)公式求應(yīng)力

23、循環(huán)次數(shù)</p><p>　　=60=60=1.66</p><p><b>　　===5</b></p><p>　　查圖10.19疲勞壽命系數(shù)曲線可知=0.94，=0.96；查圖10.21(d)得小齒輪的接觸疲勞硬度為=600，大齒輪的接觸疲勞硬度=550。</p><p>　?。?）計算接觸疲勞許用應(yīng)力，取安全系數(shù)

24、：=1.0，失效概率為1%。</p><p>　　==0.94=564，=0.96</p><p>　　（9）計算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值</p><p><b>　　=2.92。</b></p><p>　　（10）計算齒輪的圓周速度</p><p><b>　　，</b

25、></p><p>　　其=68.8=58.5</p><p>　?。?1）計算載荷系數(shù)</p><p><b>　　查表10.2得。</b></p><p>　　由10.8查V=4.41，8級精度，得2，取。</p><p>　　依據(jù)大錐齒輪兩端支承，小錐齒輪作懸臂布置，由表10.9得軸承

26、系數(shù)，</p><p><b>　　由公式得。</b></p><p><b>　　接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)：</b></p><p>　?。?2）按實際載荷系數(shù)校正分度圓直徑</p><p>　　。模數(shù)，取標(biāo)準(zhǔn)值m=4。</p><p>　?。?3）齒輪相關(guān)參數(shù)</p>

27、<p><b>　　小齒輪分度圓直徑</b></p><p><b>　　大齒輪分度圓直徑</b></p><p>　?。?4）圓整確定齒寬：。</p><p><b>　　圓整取，</b></p><p>　　3.1.1.3按齒跟彎曲疲勞強(qiáng)度校核</p&g

28、t;<p>　?。?）確定彎曲疲勞強(qiáng)度系數(shù)</p><p>　?。?）計算當(dāng)量齒數(shù)：</p><p>　　查表10.5得 </p><p>　?。?）計算疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　圖10.18得彎曲疲勞壽命系數(shù)， </p><p>　　取安全系數(shù)S=1.4</p>

29、<p>　　由圖10.20得彎曲疲勞極限 </p><p>　?。?）校核彎曲強(qiáng)度：</p><p>　　滿足強(qiáng)度要求，故所選參數(shù)合適。</p><p>　　3.1.2低速級圓柱斜齒輪參數(shù)設(shè)計</p><p>　　3．1.2.1選擇齒輪材料及精度等級</p><p>　?。?）選用斜齒面齒輪<

30、/p><p>　　（2）運輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用8級精度（GB10095--88）</p><p>　?。?） 材料選擇，由表10.1選擇小齒輪材料為合金鋼40Cr(調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS。大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))，硬度為240HBS。二者材料硬度差為40HBS</p><p>　?。?）選小齒輪齒數(shù)=30，故大齒輪=120。選取螺旋角，初選為<

31、;/p><p>　　3.1.2.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計</p><p>　?。?）試選載荷系數(shù)Kt=1.6</p><p>　?。?）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩</p><p>　　（3）由表10.7選取齒寬系數(shù)，由圖10.30選取區(qū)域系數(shù)。</p><p>　　由圖10.26可查 所以可得</p><p&g

32、t;　?。?）由表10.6查得材料的彈性影響系數(shù)=189.8Mpa</p><p>　?。?）由圖10.21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=600。大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=550。</p><p>　?。?）由式10.13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</p><p>　　=60=60=0.502</p><p><b>　　===1

33、.26</b></p><p>　?。?）查圖10.19接觸疲勞壽命系數(shù)曲線可知=1.04，=1.1</p><p>　?。?）計算接觸疲勞許用應(yīng)力，取安全系數(shù)：=1.0，失效概率為1%。</p><p>　　==1.04=624，</p><p><b>　　=1.1</b></p><

34、p><b>　　所以，</b></p><p>　?。?）試算小齒輪分度圓直徑，有公式</p><p><b>　　=</b></p><p>　?。?0）計算齒輪的圓周速度</p><p>　?。?1）計算齒寬b以及模數(shù)</p><p><b>　　（12）

35、計算重合度</b></p><p>　?。?3）計算載荷系數(shù)K</p><p>　　已知使用系數(shù)，根據(jù)V=1.31，8級精度，得。</p><p><b>　　由表10.3查得。</b></p><p>　　由表10.4得。 由圖10.13得</p><p><b>　　接

36、觸強(qiáng)度載荷系數(shù)：</b></p><p>　?。?4）按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式10.10a得</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　?。?5）計算模數(shù)</b></p><p>　　3.1.2.3按齒面彎曲強(qiáng)度設(shè)計</p><

37、;p>　?。?）由圖10.20得小齒輪彎曲疲勞極限 </p><p><b>　　大齒輪彎曲疲勞極限</b></p><p>　　圖10.18得彎曲疲勞壽命系數(shù)， </p><p>　　（2）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4</p><p>

38、;　　（3）確定彎曲疲勞強(qiáng)度系數(shù)</p><p>　?。?）跟據(jù)縱向重合度，從圖10.28可查螺旋角影響系數(shù)</p><p>　?。?）計算當(dāng)量齒數(shù)：</p><p>　　查表10.5得 </p><p>　?。?）計算大小齒輪的</p><p>　　該數(shù)值大齒輪的數(shù)值大</p><p

39、><b>　?。?）設(shè)計計算；</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　對比計算結(jié)果，由于齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù)與根據(jù)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù)相差不多。故取，可滿足全部強(qiáng)度。用接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑來計算齒數(shù)。</p><p><b>　　則，</b&g

40、t;</p><p>　　3.1.2.4圓柱斜齒輪幾何尺寸計算</p><p><b>　　（1）中心距計算：</b></p><p>　　將中心距圓整為160mm。</p><p>　?。?）按圓整后的中心距修正螺旋角</p><p>　　由于值改變不多，故其余參數(shù)不予修正。</p>

41、<p>　?。?）計算大小齒輪的分度圓直徑</p><p><b>　?。?）確定齒輪寬度</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　圓整取，。到此，傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計完畢。</p><p>　　4. 箱體設(shè)計及說明</p><p>　　4.

42、1減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　5、軸的設(shè)計計算及校核</p><p><b>　　5.1軸上零件布置</b></p><p>　　以低速軸為例，低速軸上安裝一個齒輪，一個聯(lián)軸器，齒輪安裝在箱體的左端。兩個軸安裝在箱體的軸承座孔內(nèi)，聯(lián)軸器安裝在箱體的右側(cè)。根據(jù)原理，初步設(shè)計，如圖：</p><p>　　5.2軸

43、的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計：</p><p>　　確定A段為接聯(lián)軸器端，則，A段為最細(xì)端。已知輸出軸上的功率轉(zhuǎn)速為，轉(zhuǎn)矩。大齒輪直徑為。</p><p>　　確定軸的最小直徑，選取軸的材料為45號鋼，調(diào)制處理。根據(jù)式15.3有。所以，</p><p>　　因為此軸段上有一個鍵槽，故，在原有基礎(chǔ)上加5%。</p><p>　　為了使A段的軸直徑與聯(lián)軸器相適

44、應(yīng)，根據(jù)許用轉(zhuǎn)矩來確定的聯(lián)軸器TL7的軸孔直徑為（40-48）mm。所以A端直徑為。半聯(lián)軸器長度為L=112mm，聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為84mm，故，軸段長為110mm。</p><p>　　軸段B直徑應(yīng)該在A的基礎(chǔ)上加上兩倍的軸肩高度，，有，考率到安裝密封圈，取，軸段C要安裝角接觸球軸承，直徑要與軸承配合，取。同一根軸的兩個軸承在一般情況下是同一型號，有，采取軸肩定位，加上擋油盤，取軸肩高度h=3mm，&l

45、t;/p><p>　　取圓角R=2mm，所以安裝齒輪處的軸承直徑為</p><p>　　綜合考慮，取各段長度為，，，，，，。</p><p>　　5.3軸的強(qiáng)度校核：</p><p>　　5.3.1軸的受力分析</p><p>　　根據(jù)彎矩，扭矩圖，可知齒輪處為最危險：</p><p>　　強(qiáng)度滿足

46、要求，故設(shè)計合理，采取此方案。</p><p>　　5.3.2其他兩個軸的設(shè)計：</p><p>　　根據(jù)相同原理，可設(shè)計輸入軸如下圖：</p><p>　　其中間軸設(shè)計如下圖：</p><p>　　6、鍵聯(lián)接的選擇和計算</p><p>　　6.1選擇鍵的尺寸：</p><p>　　低速軸在軸

47、段A和軸段F上各安裝一個鍵，按一般的情況下，使用A型普通平鍵聯(lián)接。查取GB1096-79，有：</p><p><b>　　取用鍵1：，，。</b></p><p><b>　　取用鍵2：，，。</b></p><p>　　標(biāo)記為：鍵1：GB/T1096. 鍵</p><p>　　鍵2：GB/T10

48、96. 鍵</p><p>　　6.2校核鍵的強(qiáng)度：</p><p>　　軸段A上安裝一個聯(lián)軸器，聯(lián)軸器的材料為鑄鐵，載荷性質(zhì)為輕微沖擊，查表：。軸段F上安裝的是一個齒輪，齒輪的材料為鋼，載荷性質(zhì)為輕微沖擊。。靜聯(lián)接校核擠壓強(qiáng)度：</p><p><b>　　軸段A：。</b></p><p><b>　　軸段

49、B：。</b></p><p>　　所選的鍵滿足條件，故采用此鍵。</p><p>　　6.3其余鍵的選擇：</p><p>　　7、滾動軸承的選擇和計算</p><p>　　7.1軸承型號的選擇：</p><p>　　低速軸受軸向力和徑向力，故選取角接觸球軸承。選擇型號為7011C型。</p>

50、<p>　　7.2軸承強(qiáng)度的校核:</p><p>　　7.2.1求軸承受到的力</p><p>　　軸承受力分析如下圖：有</p><p><b>　　，所以可以得出：</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　所以

51、，</b></p><p>　　7.2.1根據(jù)軸承壽命計算公式校核：</p><p><b>　　年</b></p><p>　　符合使用要求，故采用。</p><p>　　7.3其余軸承的選擇:</p><p>　　根據(jù)相同原理，可得：</p><p><

52、;b>　　8.聯(lián)軸器的選擇</b></p><p>　　8.1輸出軸聯(lián)軸器類型選擇：</p><p>　　為了隔離振動和沖擊，選用彈簧套柱銷聯(lián)軸器。</p><p><b>　　8.2載荷計算：</b></p><p>　　公稱轉(zhuǎn)矩T=377。查表14.1，得。</p><p>

53、<b>　　所以，</b></p><p>　　從GB4323-84中查得TL7型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其許用轉(zhuǎn)矩為500.許用的最大轉(zhuǎn)矩為3600，故選用此種聯(lián)軸器。（軸孔直徑為40-48）。</p><p>　　8.3輸入軸聯(lián)軸器的選擇：</p><p>　　根據(jù)相同原理及考慮到電動機(jī)的軸伸直徑問題，選用TL6型彈性套柱銷聯(lián)軸器。</p&

54、gt;<p>　　9、潤滑和密封的選擇：</p><p><b>　　9.1齒輪的潤滑：</b></p><p>　　采用浸油潤滑，由于低速級周向速度為109.1，所以浸油高度約和一個齒高相平，取為15mm。</p><p>　　9.2滾動軸承的潤滑：</p><p>　　根據(jù)軸承的速度，采取脂潤滑的方式。

55、</p><p>　　9.3潤滑脂/油的選擇：</p><p>　　考慮到該裝置用于小型設(shè)備，齒輪的潤滑油,選用L-AN15潤滑油。軸承的潤滑脂選用鈉基潤滑脂。 </p><p>　　9.5密封方法的選?。?lt;/p><p>　　選用凸緣式端蓋易于調(diào)整。采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實現(xiàn)密封，密封圈型號按所裝配軸的直徑確定，軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按

56、用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。</p><p>　　10、減速器附件設(shè)計</p><p><b>　　10.1通氣器：</b></p><p>　　由于在室內(nèi)使用，選通氣器（一次過濾），采用M18×1.5</p><p>　　10.2油面指示器：</p><p><b>　　選用桿

57、式油標(biāo)M16</b></p><p><b>　　10.3起吊裝置：</b></p><p>　　采用箱蓋吊耳、箱座吊耳</p><p><b>　　10.4放油螺塞：</b></p><p>　　選用外六角油塞及墊片M16×1.5</p><p>&l

58、t;b>　　參考資料</b></p><p>　　[1]《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》.高等教育出版社. 王昆，何小柏，汪信遠(yuǎn)主編. 1995年12月第一版；</p><p>　　[2]《機(jī)械設(shè)計（第七版）》.高等教育出版社. 濮良貴，紀(jì)名剛主編. 2001年7月第八版；</p><p>　　[3]《簡明機(jī)械設(shè)計手冊》.同濟(jì)大學(xué)出版社. 洪鐘德主編. 200

59、2年5月第一版；</p><p>　　[4]《減速器選用手冊》.化學(xué)工業(yè)出版社. 周明衡主編. 2002年6月第一版；</p><p>　　[5]《工程機(jī)械構(gòu)造圖冊》.機(jī)械工業(yè)出版社. 劉希平主編；</p><p>　　[6]《機(jī)械制圖（第四版）》.高等教育出版社. 劉朝儒，彭福蔭，高治一編. 2001年8月第四版；</p><p>　　[7