那位有课程设计同轴二级斜齿减速器说明书

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课程设计说明书（论文）
2 n: y$ @, M, W- r0 k  b3 K' M
题    目二级斜齿圆柱齿轮减速器
; a. N% N* S8 H% V  _
3 Y# |$ n! V+ f* u4 w) E  }课程名称  机械设计基础
院（系、部、中心）机械工程学院
- J. q( V0 f3 v# C/ }专    业  工业工程
班    级               
学生姓名               
设计地点               
4 |2 z! ?5 N1 Q1 x- f9 y0 |指导教师               

: p' v  x3 ^% @5 B: m
* \8 [# I6 d$ D3 G# j9 }; p设计起止时间：2009年12月24号至2010年1月20号
1 D% y) k0 }8 B+ }" Q
$ W& G) C& K8 o% e9 y" J

目录
: |/ ~8 H7 m$ i& V6 I$ c- d1 前言 3
9 N  O) ?1 H4 F0 s( p2 设计任务书 3
3传动方案的分析和拟定（附传动方案简图） 4
4  电动机的选择 4
4.1 电动机功率选择 4
4.2 电动机转速选择 4
4.3 总传动比计算和分配各级传动比 5
5 传动装置运动和动力参数计算 5
* z1 ]8 |8 M9 _% a+ r/ F- t5.1 各轴转速的计算 5
5.2 各轴功率的计算 5
. n/ D- R5 G0 x0 y5 O2 z8 X5.3 各轴扭矩的计算 5
+ ~0 O" }8 ]* \% B* ]4 X6 传动零件的设计计算 5
7 @( S( I" O' O% q2 y6.1 高速级齿轮传动的设计计算 5
8 A# {- s. l: s8 W5 ?根据表11.8，高速轴齿轮选用40Cr调质，硬度为240～260HBS 5
6.2 低速级齿轮传动的设计计算 7
) o/ m. r- ]( @7轴的设计计算 8
7.1高速轴最小轴径计算 8
5 j/ `- M" w, `3 a% k4 S+ N( ]7.2低速轴的设计计算 8
7.2.1低速轴的结构设计 9
7.2.2低速轴的弯扭组合强度校核 10
% j" B" y, @4 [, S7.3 中间轴的设计计算 11
8滚动轴承的选择和计算 11
8.1 高速轴和中间轴上滚动轴承的选择 11
8.2 低速轴上滚动轴承的选择和计算 11
9 g4 Q0 d5 u# U; {9联轴器的选择 12
" Y8 s) B# }% `% N9.1 输入轴联轴器的选择 12
9.2 输出轴联轴器的选择 12
# B* |# q7 `* v10键联接的选择和计算 12
9 K2 x) |/ {5 y" s' Q  z10.1高速轴和中间轴上键联接的选择 12
8 O. S( V  u4 w" w5 d' P10.2 低速轴上键联接的选择和计算 12
$ k$ n7 K7 u, F+ m3 t2 J5 O' L1 u11润滑方式、润滑剂牌号及密封装置的选择 13
1 P) O$ ?) n- m9 l3 Y11.1 润滑方式 13
) j; M& s% Q/ i, o11.2  润滑油牌号 13
* f2 ]/ ]5 K' m. {! N3 ]) ?11.3密封装置 13
12其他技术说明 13
13 结束语 13
: q  j1 a, ^% D  c, Y9 C设计小结： 13
参考资料 14


4 y3 A7 P" s# C/ L+ f  I1 前言
2 z. ^& b9 d" w* i; Z3 n3 {  本学期学了机械设计，在理论上有了一些基础，但究竟自己掌握了多少，却不清楚。并且“纸上学来终觉浅，要知此事需躬行”。正好学校又安排了课程设计，所以决定这次一定要在自己能力范围内把它做到最好。
2 设计任务书
机械设计基础课程设计任务书
) M+ `1 s  ]2 }& W* w专业         班级         设计者         学号        
  设计题目：带式输送机传动装置二级斜齿圆柱齿轮减速器设计
% o" A! w. i8 M; t! U  S4 ]   设计带式输送机传动系统。采用两级圆柱齿轮减速器的传动系统参考方案（见图）。

   带式输送机由电动机驱动。电动机1通过联轴器2将动力传入良机圆柱齿轮减速器3，在通过联轴器4，将动力传至输送机滚筒5，带动输送带6工作。
原始数据：
输送带有效拉力F=2800N
& D9 |' \2 m+ U- \2 ^输送机滚筒转速n=60r/min （允许误差±5%）
输送机滚筒直径D=350mm
减速器设计寿命为10年（250天/年）。
工作条件：
; ^" M! K- F8 g' `5 W两班制（15h/天），常温下连续工作；空载起动，工作载荷平稳，单向运转；三相交流电源，电压为380/220伏。
设计任务：1、减速器装配图1张（0号或1号图纸）；
          2、零件图2张（低速轴及上面大齿轮，3号或号图纸）
" [2 P" Y0 s7 S6 i$ C          3、设计计算说明书一份
设计期限：2009年12月24日至20010年1月20日
5 G2 q0 }  b. ~0 @7 |7 W% I6 F. N颁发日期：2009年12月23日
3传动方案的分析和拟定（附传动方案简图）
   题目要求设计带式输送机传动装置，二级斜齿圆柱齿轮减速器，为了提高高速轴的刚度，应是齿轮远离输入端，为了便于浸油润滑，轴需水平排放，任务书中给出的参考方案可以采用。


4  电动机的选择
4.1 电动机功率选择
因为本传动的工作状况是：载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式Y（IP44）系列的电动机。
# ~( ^/ Z/ V/ q( C; \7 L0 T4 w选择电动机功率Ped
. @( E9 F4 v4 X8 @4 w( Y8 ]+ h    设：工作机（卷筒）所需功率PW
    卷筒效率ηW
    电机至卷筒轴Ⅲ的传动总效率ηa（减速器效率）
. V/ i$ A* @) e+ N) T    电机需要的功率Pd


取
4.2 电动机转速选择
& \2 v3 A# }  I" A9 L! _4 m  S   查手册取
- {" I- I( Q  q- W9 \选定电机为Y112m-4
4.3 总传动比计算和分配各级传动比
' U: H0 ?& Y9 V1 W        
5 传动装置运动和动力参数计算
5.1 各轴转速的计算
: D0 W) A. q3 x5 y4 |  u
7 i# N# T% F" ^% G$ s% q" o0 k. {
' p% U9 X+ z& _3 m. s+ x
5.2 各轴功率的计算


5 o' q( E# M" I: m2 S
1 j! b! b1 k7 n+ Y0 b
  r) q5 e0 e# \ 5.3 各轴扭矩的计算
/ F+ a* b9 S1 J+ w0 u$ Q
& r3 G3 R9 c4 v7 D
" `; y. R6 t" t# \
1 m1 x* v- s% ?9 I  P" }
6 传动零件的设计计算
- Z) k' W9 Z+ w' v# r 6.1 高速级齿轮传动的设计计算
    根据表11.8，高速轴齿轮选用40Cr调质，硬度为240～260HBS
5 ]5 O$ U4 E& x  G因为是普通减速器，由表11.20选精度等级为8，要求齿面粗糙度Ra≤3.2～6.3μm。圆周速度小于等于10m/s。
& r9 a' M+ P9 L, p由于该减速器是闭式齿轮传动，且齿面为硬度HBS小于350的软面齿，齿面点蚀是主要的失效形式。应先按齿面接触疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的主要参数和尺寸，然后再按弯曲疲劳强度校核齿根的弯曲强度。
  B* C) v9 p& ^( z4 x; f6 V因两齿轮均为钢质齿轮，可应用式（11.36）求出 值。
! A$ _/ O8 u8 m# k确定公式内的各计算值
查表11.10取K=1.1
取小齿轮的齿数 ，中间轴大齿轮齿数  取
4 @  w/ X0 |# k  B# K* `- b* C4 F初选螺旋角
4 \# o4 q; o& L" C6 q0 ?# h查表11.19取
' |1 z9 T5 h. g. [' v0 P! f查表11.11取
: B$ a0 J1 S9 I7 S查图11.23得   
/ o8 \2 x! `1 Y+ U: \查表11.23的
   
   
查图11.26的   
由式（11.15）的
               
: @$ A: r* ?: G: c# i+ O
2 ?& {8 _5 ?$ O4 u   取
9 }4 v6 a, U, Y+ u( k+ _+ A    圆整后取
圆整中心距后确定螺旋角
主要尺寸计算
   
; T7 F4 D5 W' O; [8 [$ @/ Q   
+ |1 g) W) C0 a+ Q& j) \" _( S     取   
6.2 低速级齿轮传动的设计计算
0 Q! V/ k5 J$ t4 ~8 o选用45钢调质，硬度为217～255HBS
因为是普通减速器，由表11.20选精度等级为8，要求齿面粗糙度Ra≤3.2～6.3μm。圆周速度小于等于10m/s。
4 Z: r  j+ t6 \/ M* z由于该减速器是闭式齿轮传动，且齿面为硬度HBS小于350的软面齿，齿面点蚀是主要的失效形式。应先按齿面接触疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的主要参数和尺寸，然后再按弯曲疲劳强度校核齿根的弯曲强度。
% s7 s1 W4 W, F0 `5 G" V因两齿轮均为钢质齿轮，可应用式（11.36）求出 值。
确定公式内的各计算值
查表11.10取K=1.1
取中间轴小齿轮的齿数 ，低速轴齿轮齿数  取
初选螺旋角
查表11.19取
查表11.11取
4 w0 n2 m- ~! S$ N6 X3 \查图11.23得   
查表11.23的
   
! g/ h" d# D$ n4 n$ l$ w   
查图11.26的   
由式（11.15）的
+ |/ z3 R& V+ c9 [9 {2 ]5 L2 @  o4 e               

0 `+ k7 J7 W3 u- [   取
    圆整后取
* c  |# q2 U+ s" [圆整中心距后确定螺旋角
5 \1 i+ W3 V/ l( ?' w) I* `主要尺寸计算
8 ]( D/ o3 D0 R  Q8 h   
   
     取   
齿轮4的齿顶圆直径大于200小于500，应做成腹板式，轮毂宽度取80mm。
7轴的设计计算
7.1高速轴最小轴径计算
此减速器的功率属于中小功率，对材料无特殊要求，故选用45钢并调质处理
按扭转强度估算轴径（最小直径）
( X/ j* x% P- i- f. q5 b% V! n根据表16.2的C=107～118  又由式（16.2）得
+ v$ i5 Q# U0 f) K/ B. G: y
联轴器有键槽加大3%～5%的15.07～16.94mm。 取最小轴径20mm。
8 Y! f2 M' h' X  s/ o7.2低速轴的设计计算
0 ?4 i, T& z% l' A" V根据表16.2的C=107～118  又由式（16.2）得

联轴器有键槽加大3%～5%的42.29～47.54mm。 取最小轴径45mm。
7.2.1低速轴的结构设计
作装配简图，取齿轮与齿轮之间间距15mm，齿轮与箱体内壁间距15mm，轴承端面到箱体内壁距离5mm，上端轴颈长45mm，轴头长80mm，齿轮上端用轴环定位，下端用套筒定位，齿轮的周向固定采用平键联接，又各齿轮的宽度确定，作装配简图如下，并标出相应的尺寸关系。
齿轮轮毂宽度为80mm，为保证齿轮固定可靠，该轴颈长度应小于齿轮轮毂宽度，取为77mm。确定轴的结构如下



& |4 f7 n! S* Y! g9 D
+ J. Z+ C0 \7 n) \/ ?
7.2.2低速轴的弯扭组合强度校核
: i' G$ E. `7 Y- }. \: j画轴的受力图
+ s9 F2 n4 k8 A& B4 f7 B% \0 k
& a* D+ D+ x% k8 i( [/ g5 B计算轴上受力
# {  |( K& ]/ O3 h( V; L

; L' k; Q2 R7 s0 @9 n/ K& z
计算轴承处支反力

+ z$ p0 w$ a% a& p0 t
5 j2 M$ _% J5 P7 L* K' n1 y3 l- y  x
4 C9 P" Z- [5 E! R+ I
8 O* O! [$ t! M, e4 N# D% \0 s计算危险截面弯矩
9 O2 ?4 C( r9 F  B6 \
. l- k* g2 b7 K- O

       查表16.3得 ，满足 的条件，故设计的轴有足够的强度，并有一定的裕度。
7.3 中间轴的设计计算
      根据表16.2的C=107～118  又由式（16.2）得
5 T& q1 L) c6 M; j6 @$ _2 o
7 x  a( n; t* J" p# T  o( ~联轴器有键槽加大3%～5%的26.36～29.63mm。 取最小轴径30mm。
8滚动轴承的选择和计算
8.1 高速轴和中间轴上滚动轴承的选择
4 _3 y( y/ A( `7 Y因为是斜齿轮所以选角接触球轴承，高速轴轴颈直径25mm，中间轴轴颈直径30mm，可分别选用7205C、7206C轴承。
8 c9 \+ U# \( V* b8 N8.2 低速轴上滚动轴承的选择和计算
# H! m: ]( ~, {( h  因为是斜齿轮所以选角接触球轴承，低速轴轴颈直径55mm，可选用7211C轴承。
- Q5 J/ F' O" u  ]* V, T

  查表17.7得，      
$ H- O) f% \' L+ n) h9 j   
5 T9 l5 m1 u9 Y0 {) {3 V  所以A端压紧，B端放松。
, T1 q. z" b) V* n2 O      
* M5 K* m4 D/ r) F9 o  对A端，    对B端，
3 V+ e/ r. K7 ?& ^3 H     
查表17.10得，         
6 `' d! m: [, N' F  V查表17.11得，
0 {/ p7 Q3 `$ |6 _   
   
查手则得7211C轴承Cr=52800N.取ε=3，
   
5 g) o% E/ Q. X) Y& E" a. n轴承要求寿命为 250×10×15=37500h. 所以轴承满足要求。
9联轴器的选择
9.1 输入轴联轴器的选择
: ]4 Q+ s4 Y( m. a- q电动机Y112M-4的轴径为28mm，轴头长60mm；减速器输入轴轴头直径20mm，长42mm。所以可选用 。
, w! s8 Z& h4 ]7 d) X, K# M9.2 输出轴联轴器的选择
   减速器输出轴轴头直径45mm，长80mm，卷筒轴直径45mm，长90mm。所以可选用 。
" s0 h) J# [$ G  A8 ]! ?10键联接的选择和计算
& k* \; V5 V2 x$ c7 q10.1高速轴和中间轴上键联接的选择
$ h" Y* z5 U8 H* P% ~  高速轴上键联接用于固定联轴器的周向运动，轴头直径20mm，长42mm,且联轴器轴孔为J型，键可选用C型键。根据设计手册查得，轴的直径为17～22mm时，键的公称尺寸为6×6，键的长度可选40mm。所以选定键为  键C6×40 GB1096-79（90）。
  中间轴上键联接用于固定齿轮的周向运动，轴颈直径36mm，长为43mm、73mm。根据设计手册查得，轴的直径为30～38mm时，键的公称尺寸为10×8，键的长度可选36mm、63mm。所以选定键为  键10×36 GB1096-79（90）、键10×63 GB1096-79（90）。
10.2 低速轴上键联接的选择和计算
- g5 [+ g5 g$ ^/ g   低速轴上键联接用于固定联轴器的周向运动和齿轮的周向运动，轴头直径45mm，长80mm,且联轴器轴孔为J型，键可选用C型键;轴颈直径66mm，长为74mm。根据设计手册查得，轴的直径为44～50mm时，键的公称尺寸为14×9，键的长度可选70mm。轴的直径为65～75mm时，键的公称尺寸为20×12，键的长度可选63mm。所以选定键为             键C14×70 GB1096-79（90）、键20×63 GB1096-79（90）。
   键联接强度的校核：
9 [0 }, c1 _: C2 x   
   
  l' v) A  Z: `( L% D8 G7 v4 M查表8.2得， （铸铁）    （钢）
4 L* \# B( C  V8 r# J2 Y所以键联接满足强度要求。
$ L+ h' z/ g( y+ L, B5 t3 g11润滑方式、润滑剂牌号及密封装置的选择
# w; w% l. a+ p* a1 D9 r7 M( X: n   11.1 润滑方式
    齿轮的润滑
( R+ b0 U/ e) L) Q, i* z" c# ~) e9 a    采用浸油润滑，浸油高度约为六分之一大齿轮半径，取为25mm。再加齿轮到箱底的距离15mm，所以油深40mm。
    滚动轴承的润滑
0 K% o! a+ w3 Q7 j2 r" q  j    采用飞溅润滑，需开设油沟。
    11.2  润滑油牌号
+ g$ D9 S0 U; |4 V# D齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用L-CKC90～110润滑油
3 ^  ?& F$ ^7 H8 R/ X4 Q11.3密封装置
     选用凸缘式端盖易于调整，采用毡圈油封密封圈实现密封。
( h9 J" g! P* r密封圈型号按所装配轴的直径确定为 毡圈25JB/ZQ4606-86  毡圈55JB/ZQ4606-86。
0 u- o' C0 i2 d4 |; [0 w7 u% C6 ]$ s! W12其他技术说明
  y- Q1 c: d; `$ J# `   1.装配轴承时，应在轴承内涂上适量的ZN-4钠基润滑脂（GB492-77）；
( L3 f- X( l( b$ @: ~2 j; m4 H( e2.安装任一调整环时，滚动轴承的总轴向间隙应调整到0.4±0.2范围内；
3.机座与机盖合箱面上允许涂以密封油漆，但禁止使用任何衬垫；
4.装配好的减速器接合面间的间隙，在任何地方都不得大于0.03；
5.减速器装配好后，在机座内加以N46号机油（GB443-84），油面应维持
    在油尺二刻线中间，高速轴以600-1000转/分作空载跑合，以检查各部件
$ L/ o. l" y9 b& U* {9 P( @    工作的灵活性与可靠性；
    （1）各密封处，接合处不应有漏油、渗油现象；
    （2）各联接件、紧固件、联接密封可靠，无松动现象；
/ n/ B# G/ I: O# H5 @    （3）滚动轴承轴向间隙应调整正确，运转时温升不超过20°C；
9 [. M' ~* a9 G/ n6 `    （4）齿轮啮合运转时平稳、正常，无冲击震动及过高噪音；
# s) O: f) d( }5 H; w& w+ V" i6.在空载试验合格的条件下，才允许进行负荷试验；
. a1 ]. R% A9 U" E% Y' b13 结束语
设计小结：
通过这次设计，使我认识到上课时的内容虽然已经很很丰富，但如果没有实践的话，学习再多的理论也只是纸上谈兵，就像用到的各种符号，往往就同其它的一些符号相混，结果往往是张冠李戴。但如果书上的知识没有掌握，在设计的过程中会遇到很多麻烦，就像有许多公式记不起来，结果是弄得自己手忙脚乱，只好再从书上查找；通过这次设计，我查找资料的能力也得到了很大的提高。
! C+ q1 D% x" B% V! h这次的设计，使我也懂得所学的理论知识要做到真正的融会贯通，就必须是理论同实践相结合。在现实生活中要勤于用学过的知识分析遇到的问题。
  参考资料
3 F- I: \* K% t' l8 @  《机械工程及自动化简明设计手册》  叶伟昌 主编  谢家瀛 林岗 副主编 ，机械工业出版社   北京中兴印刷有限公司印刷，2008年2月第1版。
  《机械设计基础》  陈立德 主编  毛炳秋 张京辉 副主编，高等教育出版社   北京东光印刷厂，2004年4月第1版