二級減速器直齒圓柱齒輪減速器課程設(shè)計說明書

1、<p>　　目 錄</p><p>　　一 課程設(shè)計任務(wù)書 2 二 設(shè)計要求 3</p><p>　　三 設(shè)計步驟

2、4</p><p>　　傳動裝置總體設(shè)計方案 4</p><p>　　電動機的選擇 5</p><p>　　確定傳動裝置的總傳動比并分配傳動比 7</p><p>　　計算傳動

3、裝置的運動和動力參數(shù) 8</p><p>　　齒輪的設(shè)計 10</p><p>　　軸的設(shè)計 15</p><p>　　聯(lián)軸器的設(shè)計

4、 20</p><p>　　滾動軸承的設(shè)計 21</p><p>　　鍵的設(shè)計 23</p><p>　　潤滑密封的設(shè)計

5、 23</p><p>　　箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 24</p><p>　　四 設(shè)計總結(jié) 27</p><p>　　五 參考資料 2

6、9</p><p><b>　　一 課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p><b>　　1.課程設(shè)計題目：</b></p><p>　　設(shè)計帶式運輸機傳動裝置（簡圖如下）</p><p><b>　　1二級減速器</b></p><p><b>

7、;　　2運輸帶</b></p><p><b>　　3聯(lián)軸器</b></p><p><b>　　4電動機</b></p><p><b>　　5滾筒</b></p><p>　　2、已知條件：1、工作情況：連續(xù)單向運轉(zhuǎn),載荷較平穩(wěn)；2、工作環(huán)境：室內(nèi)，灰塵較大

8、，環(huán)境最高溫度35°C；3、滾筒效率：ηj=0.96（包括滾筒與軸承的效率損失）；4、動力來源：電力，三相交流，電壓380/220V；</p><p>　　5、檢修間隔期：4年1次大修，2年1次中修，半年1次小修；6、制造條件及生產(chǎn)批量：一般機械廠生產(chǎn)制造，小批量；7、允許運輸帶工作速度誤差為±5%。</p><p><b>　　3原始數(shù)據(jù)：</

9、b></p><p><b>　　二. 設(shè)計要求</b></p><p>　　1.減速器裝配圖一張(A1)。</p><p>　　2.CAD繪制軸、齒輪零件圖各一張(A3)。</p><p>　　3.設(shè)計說明書一份。</p><p><b>　　三 設(shè)計步驟</b>&l

10、t;/p><p>　　傳動裝置總體設(shè)計方案</p><p>　　本次設(shè)計數(shù)據(jù)：第32組數(shù)據(jù)：</p><p>　　運輸帶工作拉力F（kN）：3.5</p><p>　　運輸帶工作速度v(m/s):1.2</p><p>　　滾 筒 直 徑D(mm):400</p><p>　　每日工作時間T(h):

11、8</p><p>　　使用折舊期（y）：8</p><p>　　根據(jù)以上條件，決定采用普通齒輪傳動。因為齒輪傳動具有外廓尺寸小，傳動精度高，工作壽命長等優(yōu)點。又因為有較大的傳動比，采用兩級閉式齒輪傳動。實際工作環(huán)境，要求箱體的長度較小，所以采用二級展開式圓柱齒輪傳動。</p><p><b>　　電動機的選擇</b></p>&

12、lt;p>　　1）.選擇電動機的類型</p><p>　　按工作要求已知條件，選用三相籠型異步電動機，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380v，Y型。</p><p><b>　　.選擇電動機的容量</b></p><p>　　電動機所需工作功率按公式（1），即</p><p><b>　　，</b><

13、/p><p><b>　　由公式（2），即</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　因此，</b></p><p>　　由電動機至運輸帶的總效率為</p><p><b>　　，</b></p&

14、gt;<p>　　式中，分別代表卷筒，深溝球滾動軸承，七級精度的一般齒輪，彈性聯(lián)軸器，齒式聯(lián)軸器的傳動效率。</p><p>　　由《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》表1-7知，</p><p>　　所以，電動機所需的工作功率為</p><p><b>　　.確定電動機轉(zhuǎn)速</b></p><p><b>

15、　　卷筒工作轉(zhuǎn)速為</b></p><p>　　按《機械設(shè)計課程設(shè)計指導書》表一推薦的傳動比合理范圍，二級展開式圓柱齒輪減速器傳動比，故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為：</p><p>　　符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000、1500r/min.。</p><p>　　根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》查出有三種適合的電動機型號，因此有三種方案，如

16、表所示。</p><p>　　綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量等因素，可見第1方案比較適合。所以，選擇電動機型號為Y132S-4，其主要性能為：</p><p>　　確定傳動裝置的總傳動比并分配傳動比</p><p><b>　　總傳動比</b></p><p><b>　　.分配傳動比</b>

17、</p><p>　　考慮潤滑等條件的影響，取，（根據(jù)《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》p196查得）</p><p><b>　　所以計算求得，</b></p><p>　　4.計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)</p><p>　　該傳動裝置從電動機到工作機共有三軸，依次為1,2,3軸。.</p><p>&

18、lt;b>　　各軸轉(zhuǎn)速：</b></p><p><b>　　1軸：</b></p><p><b>　　2軸：</b></p><p><b>　　3軸：</b></p><p><b>　　卷筒軸：</b></p>&l

19、t;p><b>　　各軸的輸入功率</b></p><p><b>　　1軸：</b></p><p><b>　　2軸：</b></p><p><b>　　3軸：</b></p><p><b>　　卷筒軸：</b><

20、/p><p><b>　　各軸的輸入轉(zhuǎn)矩為</b></p><p>　　電動機的輸入轉(zhuǎn)矩為：</p><p><b>　　1軸：</b></p><p><b>　　2軸：</b></p><p><b>　　3軸：</b></p

21、><p><b>　　卷筒軸：</b></p><p>　　運動和動力參數(shù)計算結(jié)果整理于下表：</p><p><b>　　5.齒輪的設(shè)計</b></p><p>　　高速極大小齒輪的設(shè)計</p><p>　　選定齒輪的類型、精度等級、材材料及齒數(shù)</p><

22、p>　　按運動簡圖所示的傳動方案，選用圓柱直齒齒輪傳動。</p><p>　　運輸機一般為工作機，速度不高，故選用7級精度。</p><p>　　材料選擇。由《機械設(shè)計》表6.1選擇小齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為260HBS，大齒輪為45鋼（正火），硬度為210HBS，二者材料硬度差為50HBS。</p><p><b>　　選齒輪齒數(shù)。<

23、/b></p><p>　　(5)按軟齒面齒輪非對稱安裝查表6.5，取齒寬系數(shù)</p><p>　　2) 初步設(shè)計齒輪主要尺寸</p><p>　　(1) 設(shè)計準則:先由齒面接觸疲勞強度計算，再按齒根彎曲疲勞強度計算。兩者比較校核。</p><p>　　(2) 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計，即</p><p><

24、b>　　試選載荷系數(shù)。</b></p><p>　　由課本P117表6.3查得材料系數(shù)。</p><p>　　由課本圖P110圖6.8（b）按齒面硬度查得：</p><p>　　小齒輪的接觸疲勞強度極限；</p><p>　　大齒輪的接觸疲勞強度極限。</p><p><b>　　計算應(yīng)力循

25、環(huán)次數(shù)：</b></p><p>　　確定接觸疲勞許用應(yīng)力：</p><p><b>　　，所以，</b></p><p><b>　　2>.計算</b></p><p>　?、? 試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值。</p><p><b>

26、　　齒數(shù)比</b></p><p><b>　　其中，，，</b></p><p><b>　　計算圓周速度。</b></p><p><b>　　計算齒寬。</b></p><p><b>　　確定載荷系數(shù)K</b></p>&

27、lt;p>　　由表6.2查的,由7級精度齒輪，取,由硬齒面，取</p><p>　　按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑</p><p><b>　　計算模數(shù)</b></p><p>　　查標準模數(shù)系列，取模數(shù)</p><p><b>　　小齒輪齒數(shù)</b></p><p

28、><b>　　大齒輪齒數(shù)</b></p><p><b>　　計算分度圓直徑</b></p><p><b>　　計算中心距</b></p><p><b>　　計算齒輪寬度</b></p><p><b>　　取，。</b>&

29、lt;/p><p><b>　　齒高h </b></p><p><b>　　按齒根彎曲強度校核</b></p><p>　　彎曲強度的校核公式 </p><p><b>　　確定公式中各值：</b></p><p>　　小齒輪的彎曲疲勞強度極限；</

30、p><p>　　大齒輪的彎曲強度極限；</p><p>　?、?計算大、小齒輪的并加以比較；</p><p><b>　　校核計算：</b></p><p>　　齒輪傳動的幾何尺寸：</p><p><b>　　6.軸的設(shè)計</b></p><p><

31、;b>　　1）選擇軸的材料</b></p><p>　　選擇軸的材料為45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其機械性能由表11.1和表11.4查得</p><p><b>　　，，</b></p><p>　　2）求作用在齒輪上的力</p><p>　　3）初步確定軸的最小直徑</p><p>　

32、　先按公式（11.2）初步計算軸的最小直徑。（根據(jù)《機械設(shè)計》表11.3選C=110）</p><p>　　1軸：考慮鍵槽的影響，所以</p><p>　　輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑。為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。又因為所取電動機型號為Y132S-4，其軸徑為所以必須選軸孔直徑系列包括D=38mm的聯(lián)軸器,聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩，查《機械設(shè)計》表

33、10.1，取，則：</p><p>　　按照計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》選用LX3型,其公稱轉(zhuǎn)矩為1250000N·mm,許用轉(zhuǎn)速為4700r/min。半聯(lián)軸器得孔徑，故取=35mm；半聯(lián)軸器長度L=82mm。</p><p><b>　　4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　根據(jù)軸向定位的要

34、求確定軸的各段長度和直徑</p><p>　　為了滿足辦聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-2軸端右端需制出一軸肩，故取2-3段的直徑為40mm</p><p>　　初步選擇滾動軸承。因軸承只受徑向力的作用，故可以選用深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)=40mm，由《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》表6-1查得，選取6309深溝球滾動軸承（GB/T 276-1994）。其尺寸為，故45mm；而。</p>

35、;<p>　　3).由小齒輪尺寸可知，齒輪處的軸端5-6的直徑，。取，取，，，。</p><p>　　(2).軸上零件的軸向定位</p><p>　　聯(lián)軸器與軸的軸向定位均采用平鍵連接。按由《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》表4-1查得A類平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為。滾動軸承與軸的軸向定位是由過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。</p><p>

36、　　(3).確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p>　　參考《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》表1-27，取軸端圓角。</p><p><b>　　求軸上的載荷</b></p><p>　　首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計算簡圖。在確定軸承的支點位置時，對于6309型深溝球軸承，其支點就是軸承寬度B的中點。因此，作為簡支梁的軸的支撐跨距。根據(jù)軸的計算簡圖做出

37、軸的彎矩圖和扭矩圖。</p><p>　　從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面C是軸的危險截面。現(xiàn)將計算處的截面C處的、及的值列于下表。</p><p>　　按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度</p><p>　　進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面C）的強度。根據(jù)上表數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計算應(yīng)力 <

38、;/p><p>　　前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由課本P288表11.2查得</p><p><b>　　因此，故安全。</b></p><p><b>　　聯(lián)軸器設(shè)計：</b></p><p><b>　　1）高速軸聯(lián)軸器</b></p><p>

39、　　因為高速軸直接與電動機的輸出軸相連，又因為電動機選擇的型號為Y132S-4，可以查的電動機的輸出軸徑為。所以聯(lián)軸器孔徑必須包含38mm，且應(yīng)選擇彈性聯(lián)軸器。軸的最小直徑根據(jù)，聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩，查《機械設(shè)計》表10.1，取，則：</p><p>　　查《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》表可選LX3彈性聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為1250N·m,半聯(lián)軸器得孔徑，故取=35mm；半聯(lián)軸器長度L=82mm，半聯(lián)軸器與軸配合的

40、轂孔長度。。</p><p><b>　　2）低速軸聯(lián)軸器</b></p><p>　　因為低速軸直接與滾筒軸相連，作為輸出軸。，聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩，查《機械設(shè)計》表10.1，取，則：</p><p>　　，查《機械設(shè)計課程設(shè)計》表13.3可選HL6彈性聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為3150N·m,半聯(lián)軸器得孔徑，故半聯(lián)軸器長度L=142mm。&

41、lt;/p><p><b>　　8.滾動軸承的設(shè)計</b></p><p>　　選擇低速軸軸承的一對深溝球6315滾動軸承。</p><p>　　根據(jù)滾動軸承型號查《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》表6-1得到，和。</p><p><b>　　Cr=112kN</b></p><p>　

42、　Cor=76.8kN</p><p>　?。?）畫軸的受力簡圖。</p><p>　?。?）求軸承徑向支反力、</p><p>　　（a）垂直平面支反力、</p><p>　　= =1657.674N</p><p>　　==2051.427N</p><p>　?。╞）水平面支反力、<

43、/p><p><b>　　==80.574N</b></p><p><b>　　==561.47N</b></p><p><b>　　（c）合成支反力、</b></p><p>　　==1659.631N</p><p>　　==2126.876N<

44、;/p><p>　?。?）計算軸承的當量載荷、</p><p><b>　　由于Fa=0</b></p><p>　　查[1] 表13-5 ：X1＝1.41,Y1＝0</p><p>　　查[1]表13-6取載荷系數(shù) 1.1</p><p>　　P1＝fPFr1=1.1×1659.631=

45、1825.5941N</p><p>　　查[1] 表13-5 ：X2＝1 ,Y2＝0</p><p>　　P2＝fPFr2＝1.1×2126.876=233.95636N</p><p><b>　?。?）校核所選軸承</b></p><p>　　由于兩支承用相同的軸承，故按當量動載荷較大的軸承P2計算，查

46、[1]表13-6取載荷系數(shù) 1 ，查[1]表13-4取溫度系數(shù) 1 ，計算軸承工作壽命：</p><p>　　==x=4198311.9h>(8×300×8)h=19200h</p><p>　　結(jié)論：所選的軸承滿足壽命要求。</p><p><b>　　9. 鍵聯(lián)接設(shè)計</b></p><p&

47、gt;　　聯(lián)軸器與輸入軸間鍵的選擇及校核</p><p>　　軸徑，輪轂長度，查手冊，選A型平鍵，其尺寸為</p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　現(xiàn)校核其強度：,，</b></p><p>　　查表12.1得，因為，故鍵符合強度要求。</p><p

48、>　　10. 潤滑密封設(shè)計</p><p>　　對于二級展開式圓柱齒輪減速器，因為傳動裝置屬于輕型的，且轉(zhuǎn)速速較低，所以軸承采用脂潤滑，箱體內(nèi)選用L-AN22號潤滑油，裝至規(guī)定高度。油的深度為64。</p><p>　　從密封性來講為了保證機蓋與機座連接處密封，凸緣應(yīng)有足夠的寬度，連接表面應(yīng)精刨，密封的表面要經(jīng)過刮研。而且，凸緣連接螺柱之間的距離不宜太大，并均勻布置，保證部分面處的密

49、封性。軸承端蓋采用凸緣式軸承端蓋，易于加工和安裝。因為輸出軸、輸入軸轉(zhuǎn)速都較低，故二者均可采羊毛氈圈密封，輸出軸選用氈圈75，輸入軸選用氈圈40.</p><p>　　11.箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計</p><p>　　減速器的箱體采用鑄造（HT200）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪佳合質(zhì)量，</p><p>　　大端蓋分機體采用配合.</p><p&g

50、t;　　1. 機體有足夠的剛度</p><p>　　在機體為加肋，外輪廓為長方形，增強了軸承座剛度</p><p>　　2. 考慮到機體內(nèi)零件的潤滑，密封散熱。</p><p>　　因其傳動件速度小于12m/s，故采用侵油潤油，同時為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH大于40mm</p><p>　　為保證機蓋與機座連接處密

51、封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗糙度為</p><p>　　3. 機體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性.</p><p>　　鑄件壁厚為10mm，圓角半徑為R=5。機體外型簡單，拔模方便.</p><p>　　4. 對附件設(shè)計</p><p>　　A 視孔蓋和窺視孔</p><p>　　在機蓋頂部開有窺

52、視孔，能看到 傳動零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進行操作，窺視孔有蓋板，機體上開窺視孔與凸緣一塊，有便于機械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強密封，蓋板用鑄鐵制成，用M8緊固</p><p><b>　　B 油螺塞：</b></p><p>　　放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機體外壁

53、應(yīng)凸起一塊，由機械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。</p><p><b>　　C 油標：</b></p><p>　　油標位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。</p><p>　　油尺安置的部位不能太低，以防油進入油尺座孔而溢出.</p><p><b>　　D 通氣孔：</b>

54、</p><p>　　由于減速器運轉(zhuǎn)時，機體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達到體內(nèi)為壓力平衡.</p><p><b>　　E 位銷：</b></p><p>　　為保證剖分式機體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機體聯(lián)結(jié)凸緣的長度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度.</p><p

55、><b>　　F 吊鉤：</b></p><p>　　在機蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運較重的物體。</p><p>　　減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸如下：</p><p><b>　　四 設(shè)計總結(jié)</b></p><p>　　我們這次機械設(shè)計課程設(shè)計是做《帶式運輸機用的二級圓柱齒輪減速器》。

56、在兩個星期的設(shè)計過程中，讓我明白一個簡單機械設(shè)計的過程，知道一個設(shè)計所必須要準備些什么，要怎樣去安排工作，并學習機械設(shè)計的一般方法，掌握機械設(shè)計的一般規(guī)律；也通過課程設(shè)計實踐，培養(yǎng)了我綜合運用機械設(shè)計課程和其他先修課程的理論與生產(chǎn)實際知識來分析和解決機械設(shè)計問題的能力；學會怎樣去進行機械設(shè)計計算、繪圖、查閱資料和手冊、運用標準和規(guī)范。還有就是激發(fā)了我的學習興趣，能起到一種激勵奮斗的作用，讓我更加對課堂所學內(nèi)容的更加理解和掌握。</

57、p><p>　　這次機械課程設(shè)計中，我遇到了很多問題，但同學討論和老師 指導起到了很大的作用，這就是團隊的精神。自己在設(shè)計中所遇到的困難，讓我明白要做好一個機械設(shè)計是一件不容易的事，必須有豐富的知識面和實踐經(jīng)驗，還必須有一個好的導師。設(shè)計讓我感到學習設(shè)計的緊張，能看到同學間的奮斗努力，能讓大家很好地回顧以前所學習的理論知識，也明白只有在學習理論基礎(chǔ)上才能做設(shè)計，讓我以后更加注重理論的學習并回到實踐中去。還這次自己沒有

58、很好地把握設(shè)計時間的分配，前面?zhèn)鲃臃桨冈O(shè)計和傳動件設(shè)計時間太長，而在裝配草圖設(shè)計、裝配工作圖設(shè)計時間太緊，還有就是在裝配草圖設(shè)計中遇到一些尺寸不是很確定，而減慢了AutoCAD工程制圖的速度，這也很好讓我們更加掌握AutoCAD工程制圖的操作。這是自己設(shè)計思維不太嚴謹，沒有很好地熟悉一些理論知識，沒有過此類設(shè)計的經(jīng)驗；在設(shè)計過程中自己也做了一些重復的計數(shù)，很多往往是一個參數(shù)所取不正確或沒有太在意一些計數(shù)，而在尺寸計算校核才發(fā)現(xiàn)問題，而白

59、白花了重復工作的時間，但也能讓我更加深刻一些設(shè)計的過程，積累了一些設(shè)計的經(jīng)驗。</p><p>　　這次機械設(shè)計課程設(shè)計是我們一次進行的較長時間、較系統(tǒng)、 較全面的工程設(shè)計能力訓練，很好地提高了我們實踐能力和運用綜合能力的水平。我們可以通過設(shè)計，明白到學習的內(nèi)容的目的，更加明確大學學習的目標方向，能激起學生學習激情，也讓我們有學習的成就感，希望以后有更多合適實訓教學安排。</p><p>

60、<b>　　參考資料</b></p><p>　　《機械設(shè)計》 武漢理工大學出版社 主編 楊明忠 朱家誠 </p><p>　　《機械原理》 高等教育出版社 主編 鄭文緯 吳克堅 </p><p>　　《畫法幾何及機械制圖》 武漢理工大學出版社 主編 董