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）

题    目二级斜齿圆柱齿轮减速器
$ @' O! U0 W' ?# {5 M: Y9 i
9 Z' `3 Y* V+ ]0 ^# ?. h$ D课程名称  机械设计基础
院（系、部、中心）机械工程学院
专    业  工业工程
班    级               
3 j/ d6 k3 d- i0 ^% |学生姓名               
设计地点               
指导教师               
' Z7 |7 g7 x) g( r& k1 Z6 A, u

8 [3 M2 g0 d8 F2 v/ O# d: p设计起止时间：2009年12月24号至2010年1月20号
9 Y% b4 ]5 Q! ^2 N
4 j# {! f" a2 S  v3 \( {7 F* D

目录
4 A7 A" s: o- L" T4 I: ?1 前言 3
2 设计任务书 3
% ]  n- T1 R: F8 c; t' J3传动方案的分析和拟定（附传动方案简图） 4
: T2 @3 d/ x, s3 B$ P: x4  电动机的选择 4
% P; \: n( I( T9 d4.1 电动机功率选择 4
3 v3 L/ V% n; \: R6 c4.2 电动机转速选择 4
0 p/ g6 p3 Y% n- ~5 G/ l8 Q% n4.3 总传动比计算和分配各级传动比 5
3 E. C& r. x) ?5 传动装置运动和动力参数计算 5
& J* j$ w* B5 z* T3 a; m# F2 n$ H5.1 各轴转速的计算 5
5.2 各轴功率的计算 5
5.3 各轴扭矩的计算 5
# @9 D, @8 M' p: W6 传动零件的设计计算 5
6.1 高速级齿轮传动的设计计算 5
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
7轴的设计计算 8
+ W# Z# {% [8 k0 i3 ]. g! }7.1高速轴最小轴径计算 8
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
7 G, h* e; K2 `7.3 中间轴的设计计算 11
8滚动轴承的选择和计算 11
# `) n# n3 t  W: [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联轴器的选择 12
9.1 输入轴联轴器的选择 12
9.2 输出轴联轴器的选择 12
9 _9 {( [7 @3 v6 e/ h3 i10键联接的选择和计算 12
) G, L4 {! M! L, Z4 e* |% U" L( m10.1高速轴和中间轴上键联接的选择 12
10.2 低速轴上键联接的选择和计算 12
" ?- m, e( o6 s3 p+ K" x+ n  W11润滑方式、润滑剂牌号及密封装置的选择 13
) u0 ^  o) o9 E' I7 M11.1 润滑方式 13
11.2  润滑油牌号 13
11.3密封装置 13
12其他技术说明 13
, ~3 I& M% F4 [6 x+ W3 N13 结束语 13
设计小结： 13
7 g* b9 s/ V6 \7 K参考资料 14


( u9 C/ d8 t( t; c& L5 g1 前言
  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。
! J) K& y) ~' L# H" W2 设计任务书
机械设计基础课程设计任务书
0 ~& s" V! z6 g- B4 W  W专业         班级         设计者         学号        
) L* F$ z1 }- p  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
   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）。
7 v* O% x. h/ F' ]! K4 q! D
   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。
" Y% S2 i2 j5 e- v3 n7 S* _原始数据：
输送带有效拉力F=2800N
" a+ D0 D% T8 L' r, B7 `2 |输送机滚筒转速n=60r/min （允许误差±5%）
) X5 @! {) w/ L' J0 a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：
4 S* A$ |. r0 a! f2 B0 y8 a8 r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 Y' j" C9 z( h3 `+ c7 i          2、零件图2张（低速轴及上面大齿轮，3号或号图纸）
          3、设计计算说明书一份
6 E- Q3 C6 z( g: B设计期限：2009年12月24日至20010年1月20日
颁发日期：2009年12月23日
! ^" j: D* n* D6 W; Y$ v; g" g3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。
& V. u/ X+ ]: q# C2 s

- z0 y1 U6 v8 c* B8 f# `) z5 g* }5 J& A! ^6 j4  电动机的选择
4.1 电动机功率选择
1 g& i: B$ ^/ ]: X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。
选择电动机功率Ped
    设：工作机（卷筒）所需功率PW
% z# @; i% n& f    卷筒效率ηW
. q$ j" N0 M) h( z7 O) I5 M    电机至卷筒轴Ⅲ的传动总效率ηa（减速器效率）
+ z! k( D9 G( i% ]+ y    电机需要的功率Pd

' C. ]7 v* `* y3 [/ e
取
3 u# {2 r0 n* v/ |& z& e4 z8 \4.2 电动机转速选择
2 G" B8 j; Y; w; s, P( t   查手册取
' {/ k, w8 G$ P选定电机为Y112m-4
  @( M. T1 {( B' l* ~: ]4.3 总传动比计算和分配各级传动比
, M9 a! t  J% S5 E5 {1 \; N        
5 传动装置运动和动力参数计算
" D  l: {8 e4 T( P1 K0 e# v' c 5.1 各轴转速的计算
' ~' u) c% N4 }" D1 k. H


, R/ t, m, G6 C! \  {6 F 5.2 各轴功率的计算
* C0 h# \/ h0 B; {# G* c- L
) F$ w- z; R" d( E; }0 Z. @


5.3 各轴扭矩的计算
$ Y; n% E* t7 I. K8 {
$ m6 @+ B9 [- r! F' \6 ]
) L; y  P0 i, y! E+ k" m

6 传动零件的设计计算
; y8 o  J  F/ V6 ?0 o) J  g* q 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
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。
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。
( Y6 ^  r; y- x7 v/ s2 r3 ?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
# g4 l; w* |0 @& {5 m0 {4 B取小齿轮的齿数 ，中间轴大齿轮齿数  取
- D/ [0 o3 |3 i5 D+ g: _初选螺旋角
! E! S% e9 b# m- n/ }* n查表11.19取
1 A( I+ B" |& }4 J% n9 o% y查表11.11取
2 q9 s$ e' U9 \: Y2 u查图11.23得   
查表11.23的
( B6 d. C; q$ Y$ f: G   
/ o1 F+ M# ?6 k7 W0 d& K   
' b$ v1 D' u* o: H$ }查图11.26的   
. x/ }: M/ o9 q由式（11.15）的
               

7 E. ?0 _. U/ ~7 f2 S; L4 _   取
    圆整后取
圆整中心距后确定螺旋角
  `" D1 l, a. ]' C' @& D; y  k主要尺寸计算
   
   
4 W# N8 Y  y4 j6 N     取   
: }3 c+ d2 M7 U" p% f4 l2 N/ @' |$ E6.2 低速级齿轮传动的设计计算
8 Y  m2 o4 B/ G  \- b8 C0 S' h& J" U选用45钢调质，硬度为217～255HBS
5 I" M" d: h$ b5 {/ S7 y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。
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。
因两齿轮均为钢质齿轮，可应用式（11.36）求出 值。
# V% |& e- r2 L. a* k% y: @确定公式内的各计算值
查表11.10取K=1.1
7 K$ S" \- S+ m* N6 x4 _9 c# W6 u# k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
; p6 S* c8 N6 p; T查表11.11取
9 [1 m% u' I$ O- M7 S- u8 R) Q查图11.23得   
7 b1 \4 z- E. t$ U  d7 k; L* Z查表11.23的
   
   
' N3 _* Q8 y4 Y6 u; q! ~+ f8 o; h查图11.26的   
$ u& \3 G4 e# F' @由式（11.15）的
               

8 \3 V3 M: g' Y- I. @   取
    圆整后取
3 u( F7 Q. T0 C$ N) f圆整中心距后确定螺旋角
' j7 ?7 G+ u  e4 v主要尺寸计算
   
6 t" [+ U: m4 d   
     取   
6 n+ i; I. K2 l7 p/ s- A9 G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。
1 c% h: r3 s; ?& d7轴的设计计算
7.1高速轴最小轴径计算
$ F7 m9 i  s: e, i$ ^ 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）
( Q* t0 s/ s7 F; M0 k6 n根据表16.2的C=107～118  又由式（16.2）得
* [2 {2 m( e; a0 m- A$ U
, U1 _' @1 X) T1 G. D4 o联轴器有键槽加大3%～5%的15.07～16.94mm。 取最小轴径20mm。
  }5 O: q5 f' X# n: @: H$ e7.2低速轴的设计计算
根据表16.2的C=107～118  又由式（16.2）得
4 M2 \: G; s' Z: P
联轴器有键槽加大3%～5%的42.29～47.54mm。 取最小轴径45mm。
* W. c& a- ]0 x% Q! E; U0 [$ Y7.2.1低速轴的结构设计
& [- \  ?: d3 @8 g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。
7 j0 Q5 B% w& _" V1 U& B 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

9 ]/ |; ]2 V# ~# F! R! s  ^0 G( _
$ {& i* }1 F; F& C: v4 R0 Z, s1 T
* _5 X- |( n" |: U

7.2.2低速轴的弯扭组合强度校核
9 y/ w& a7 S+ j0 a/ s画轴的受力图
5 ~) o4 |% R! l2 i% f! X
计算轴上受力



0 ~, A, q  \: z4 m8 o计算轴承处支反力
" N3 x$ P8 G6 c3 B4 h" Y4 _

. ^8 W% i, ?9 B; p9 [2 T/ g
- |- {6 b% _, D9 ~
2 q% o' x# [8 o+ h" n计算危险截面弯矩

$ P! N8 ?3 ^" i+ k$ a1 Q

       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。
* Y; E6 {* ]2 l3 ^" I* }! X7.3 中间轴的设计计算
      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
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 j6 r  z) C8 r4 J! j" E* b8.2 低速轴上滚动轴承的选择和计算
  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。

! @& t! Y5 b: |4 B
  查表17.7得，      
   
  所以A端压紧，B端放松。
      
, S0 P. J+ V/ T: w+ x2 a7 @1 V  对A端，    对B端，
. s4 h3 p4 K. g# e, w     
5 V2 Z$ h3 ?2 d2 ~. J" g% x查表17.10得，         
查表17.11得，
6 K: G2 T+ I9 w6 @   
& \! B  F- I  e! C   
$ W# m( D# j7 `1 A' A; A2 q查手则得7211C轴承Cr=52800N.取ε=3，
! B+ g) n) o4 P. @& W   
5 i5 a& Q, m( A: u5 C4 [" t轴承要求寿命为 250×10×15=37500h. 所以轴承满足要求。
* d; U4 I) _+ A& m7 f9联轴器的选择
4 {) V- N9 ~, ~- x" [0 q  _9.1 输入轴联轴器的选择
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 。
# ^% ^/ @  J  T0 i$ @9.2 输出轴联轴器的选择
* A. P- i' S- z) ^8 |3 S) @1 i  ^   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 。
10键联接的选择和计算
1 X9 p! A' [  I: q! R10.1高速轴和中间轴上键联接的选择
  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）。
( G1 O1 |, e3 P+ ~  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）。
& {1 n! c) [4 R; q* s6 A5 }10.2 低速轴上键联接的选择和计算
% X8 ?! R. C6 F' z; a! {/ N   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：
2 |/ i9 o- y6 |% d, q   
2 R# B! B& U. g7 G: h6 n& g   
/ v: G" l$ W  D" Q查表8.2得， （铸铁）    （钢）
& |! Q9 b2 k) U$ i' c6 l所以键联接满足强度要求。
2 ]$ ]4 r. x6 p6 B/ @0 I; e' B11润滑方式、润滑剂牌号及密封装置的选择
   11.1 润滑方式
    齿轮的润滑
    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。
! {! \! i& W$ T' r, F    滚动轴承的润滑
    采用飞溅润滑，需开设油沟。
    11.2  润滑油牌号
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 e: |+ q: r7 D" d11.3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。
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。
12其他技术说明
: z$ _4 v/ Y2 h+ @4 v" z   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）；
2.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；
0 O3 d  s# ?; a- j. z4.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；
4 i7 n- ^2 ]7 d- O5.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
    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；
3 G: z: ?+ Q! J    （2）各联接件、紧固件、联接密封可靠，无松动现象；
$ D* i' h8 u  P- Y7 T1 v* s9 L% c    （3）滚动轴承轴向间隙应调整正确，运转时温升不超过20°C；
; ~$ P. E7 {) C, O) u) k- q3 P    （4）齿轮啮合运转时平稳、正常，无冲击震动及过高噪音；
6.在空载试验合格的条件下，才允许进行负荷试验；
13 结束语
/ F; C3 f# b5 o4 g& ^% j+ N设计小结：
$ @7 P3 @. A4 {3 x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。
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
  《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