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）
6 v5 b" ]9 \# n
题    目二级斜齿圆柱齿轮减速器
2 Q( I* k" F; S1 e
' E$ t- l( W  Y# D; r' \1 p课程名称  机械设计基础
" n9 Z' r: ^: d7 s院（系、部、中心）机械工程学院
* a8 s& _% U7 c1 ?' M专    业  工业工程
9 c) f7 ?) J% O+ f0 H4 [1 F班    级               
8 [' Y2 Y* H! n6 _9 h学生姓名               
5 `4 L% c0 Q9 F5 p1 C8 b0 h设计地点               
指导教师               
; b: f0 V. t, t0 C+ Q# T, m6 u8 {

设计起止时间：2009年12月24号至2010年1月20号
, V( ]* w4 c0 ]2 t5 u* z
  }, `4 W. g$ L; \7 T4 M8 k7 i

目录
4 A( o+ l6 |" h: h* ^. g; ~1 前言 3
5 S; Q/ f! b$ z) `5 ^* @1 B/ J' k% W2 设计任务书 3
2 ^% |0 j+ R5 F1 M4 V. f$ b3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
% j7 ~$ v' x" s7 v) T. s5 传动装置运动和动力参数计算 5
5.1 各轴转速的计算 5
5.2 各轴功率的计算 5
3 W" `: l+ o! C0 _5.3 各轴扭矩的计算 5
6 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
4 `2 w2 V' ?- f6.2 低速级齿轮传动的设计计算 7
7轴的设计计算 8
5 b3 x/ `0 b8 g& N! l7.1高速轴最小轴径计算 8
; |8 _5 N2 I: q9 a; t5 g7.2低速轴的设计计算 8
1 k  F" {- n) s5 s" T. @! e3 D7.2.1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
7.3 中间轴的设计计算 11
* B9 U! i1 B, V5 r: b* i" K8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
  ~' x- U+ ~0 ?: V- _! e9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
( k6 N/ N' C) s3 J6 }& c10键联接的选择和计算 12
10.1高速轴和中间轴上键联接的选择 12
9 f: Z- d% ]: ?9 Z" L10.2 低速轴上键联接的选择和计算 12
6 D' q$ p0 ^, o" }11润滑方式、润滑剂牌号及密封装置的选择 13
11.1 润滑方式 13
7 K! ~& y; ~' _3 c+ D11.2  润滑油牌号 13
11.3密封装置 13
: i& n3 e* Z. q& _1 a3 s; ?12其他技术说明 13
+ {8 K0 A- b1 Q; O: n8 t+ K: u13 结束语 13
设计小结： 13
2 Y6 T# t8 O7 K# }参考资料 14


$ f8 }& k* T# N! y, _* }1 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。
2 设计任务书
机械设计基础课程设计任务书
专业         班级         设计者         学号        
( F; `  b% z& k7 G$ t5 Y; T  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
  v& T  \4 A& y+ ]   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）。
8 z! [. Y# |! ~; v/ b" H9 B
, G  f" q, N; J8 R5 U  ]& @   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
- s  ?! T3 x2 k: A  C2 w输送机滚筒转速n=60r/min （允许误差±5%）
) g* s. S9 @% I输送机滚筒直径D=350mm
7 }2 e1 C) }' Q( k, K减速器设计寿命为10年（250天/年）。
工作条件：
1 z0 M# U5 b( }) p4 p! }5 x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。
6 }; G+ W/ D/ ?. Z( _设计任务：1、减速器装配图1张（0号或1号图纸）；
! }# N1 h. J$ D8 V6 J8 y          2、零件图2张（低速轴及上面大齿轮，3号或号图纸）
9 I% e& T& s" q8 |          3、设计计算说明书一份
* N8 Y8 t( U! D0 ?1 y: }设计期限：2009年12月24日至20010年1月20日
) A# f, M- A5 Y颁发日期：2009年12月23日
0 k' ~. Y! h8 b3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。

2 O. z' W# q$ {
4  电动机的选择
5 m0 y5 t* N* G. H/ s2 E( t3 i2 }4.1 电动机功率选择
/ B, m5 D( N  D* v; r4 W5 P  _) [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。
- P8 B6 L3 i) b选择电动机功率Ped
    设：工作机（卷筒）所需功率PW
    卷筒效率ηW
- p. v2 ]; _' M: I. x: p    电机至卷筒轴Ⅲ的传动总效率ηa（减速器效率）
/ ?' N+ X2 _' ^+ p3 o. I! @7 {    电机需要的功率Pd
6 L" a, o7 d2 G0 ]: {

取
3 |! W* u8 i$ [. t: g5 E, F4.2 电动机转速选择
% E$ u: ]0 h* W7 i   查手册取
, q  L. Q* s: |; p选定电机为Y112m-4
7 R/ x  L, H1 I4.3 总传动比计算和分配各级传动比
6 J! }* H# U) p0 {0 n7 U        
& d5 T# ]1 w# ]! q1 C, s8 T4 i! _# \5 传动装置运动和动力参数计算
5.1 各轴转速的计算



, a: W- J5 _+ U  O 5.2 各轴功率的计算
/ ^* s2 `& H  T  d) A+ X) |1 m


. ?) Z- k' M% @. P! e
5.3 各轴扭矩的计算
/ D$ V) y5 N0 t" I3 c+ [- U
, o3 `8 M3 B  d, d* [, {

8 T4 y$ ^. b/ F2 C7 `
6 传动零件的设计计算
/ O: a# h8 l0 [1 C8 E3 b 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
! Q: f3 c' {7 d; U4 k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 E1 n: L2 Z7 I2 y3 A2 K# }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。
' ?1 u6 b( l" m5 E/ h0 z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
取小齿轮的齿数 ，中间轴大齿轮齿数  取
( |' X/ E' u! x: f1 G初选螺旋角
查表11.19取
查表11.11取
" |4 E# r7 o& Y$ _6 `( M- ~查图11.23得   
查表11.23的
6 h3 B& u4 H, S& o! Q5 o# {   
  ?  K$ e" t. j9 J* q6 X   
查图11.26的   
由式（11.15）的
               

   取
    圆整后取
圆整中心距后确定螺旋角
主要尺寸计算
   
" e1 H' [6 n4 H9 D$ c   
! b, b' T0 G" y( k     取   
6.2 低速级齿轮传动的设计计算
- c/ c6 Q( Z1 E4 R选用45钢调质，硬度为217～255HBS
, S' z6 R  `% ?9 ]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。
: G! `- x. w' Y( e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。
! p9 |: W9 c0 N  r# V8 a# l因两齿轮均为钢质齿轮，可应用式（11.36）求出 值。
- L0 _! Z- Q$ t: N, y( E7 A确定公式内的各计算值
3 Y) H7 c% Y" h0 H查表11.10取K=1.1
$ Y0 D* X5 b& ]5 i; n取中间轴小齿轮的齿数 ，低速轴齿轮齿数  取
' j% J: m4 ^2 d, s* T7 r0 A初选螺旋角
$ H3 i3 J$ i- e. Y) K6 K3 E9 u% J$ K查表11.19取
) x3 F) J8 h# N6 C. {& ]3 X9 A查表11.11取
查图11.23得   
查表11.23的
1 V8 I$ Q+ x7 d/ j$ w5 }   
% q5 F8 r6 D$ V% _: ?7 q" F   
5 q' M- ~4 T2 k' M查图11.26的   
由式（11.15）的
! j+ ]( u7 O  |/ L% G8 y               

   取
    圆整后取
圆整中心距后确定螺旋角
4 h1 w) z% x# u- p主要尺寸计算
   
: L6 P1 w4 L# v" B   
! i: [4 C8 a8 |( U. S  R- p     取   
1 Y& p! ?0 R( g6 B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
% p1 r4 ~' n) p# c# M按扭转强度估算轴径（最小直径）
根据表16.2的C=107～118  又由式（16.2）得
" e1 q/ r" a- V# J$ D; Q' y( m$ o( J  i
+ m+ }# u! e8 [1 P6 ?- F4 L6 a联轴器有键槽加大3%～5%的15.07～16.94mm。 取最小轴径20mm。
7.2低速轴的设计计算
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42.29～47.54mm。 取最小轴径45mm。
6 U, y+ Q- {+ R. ?5 N$ E" Q: O7.2.1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
. o& S/ \) t  [- z6 |' o2 Q5 S



. a0 c( A; n$ @
7.2.2低速轴的弯扭组合强度校核
! H6 }+ y6 s% R" J0 G$ }画轴的受力图

计算轴上受力
' H, d8 p3 o" U1 S. n


计算轴承处支反力



) v! I9 h  Z+ n! a! u1 m
计算危险截面弯矩


# G0 h( H6 k9 V- D  T/ }" P" O
& m" ~( a- P9 U  S# k1 y9 Z$ s# s* 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。
& E, O7 ^7 m( N8 w$ q7 E0 w7.3 中间轴的设计计算
      根据表16.2的C=107～118  又由式（16.2）得

( W0 G. s" ~9 P) `5 r: l# s$ F% [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。
& _( j* l1 d) E. \: j/ a) l8.2 低速轴上滚动轴承的选择和计算
* ^. J- Q- Q: E2 t; X+ `4 {: k  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。

  f  u$ {7 u3 B' I& \/ d  |" O
  查表17.7得，      
6 \9 v& m2 ]5 a5 t   
/ Y/ y# [7 M5 [# ^  所以A端压紧，B端放松。
      
  对A端，    对B端，
     
/ ^& g2 b9 {& E  B4 C查表17.10得，         
! h0 p* `5 p8 ~1 G) y查表17.11得，
. e0 n9 g1 f' I* ]/ t   
9 e( g' C  M2 Y! o3 p5 T   
; N0 N5 ?+ P9 S+ x( w3 V4 q: p; c查手则得7211C轴承Cr=52800N.取ε=3，
   
% K! W; I4 z8 S6 g3 w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
0 E! ~# W4 w6 C1 ~: C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 。
; X% b1 S) e. p+ x. \9.2 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 。
10键联接的选择和计算
( P( e& V6 E" x' b- q10.1高速轴和中间轴上键联接的选择
& G. E+ }, ~. i: J: x# y  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）。
  Q* E7 ^6 Y9 n* l" e  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）。
( f' B: g. [8 L) F9 m2 K! ~' k10.2 低速轴上键联接的选择和计算
! ^2 {: w" J& G/ Y   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：
   
; o% c0 I2 T4 l0 B1 ?3 E% B# h3 Y   
查表8.2得， （铸铁）    （钢）
. g2 ?' ]5 C# X$ j- @所以键联接满足强度要求。
' p# [0 h, i+ K0 r$ `/ s11润滑方式、润滑剂牌号及密封装置的选择
   11.1 润滑方式
8 A' J! l" {" k5 c# Y8 Y. l    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。
# b$ A, I+ |1 z/ M" c    滚动轴承的润滑
  M2 U: ?7 c+ n5 e6 h    采用飞溅润滑，需开设油沟。
    11.2  润滑油牌号
7 u" ^$ x/ w/ `- ]. \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
* S2 m7 {) y5 t7 S1 Y1 f  F1 P# \11.3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。
+ d: H  g; M: n! E) e7 ]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。
1 S7 z7 L9 m2 R1 \12其他技术说明
- E$ M+ \% t& Y2 x* g   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）；
( B' u& u' s* n2.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；
: d; m2 ]% ^* k4 j& i3.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；
6 h: W$ d4 x8 L7 O# {% i4.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；
% X- ?1 @( P0 [7 `0 B5.减速器装配好后，在机座内加以N46号机油（GB443-84），油面应维持
7 l; p" V/ O+ G" B4 S    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
# I7 [9 J* q( X8 E1 @+ G3 J4 m. d    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；
    （3）滚动轴承轴向间隙应调整正确，运转时温升不超过20°C；
    （4）齿轮啮合运转时平稳、正常，无冲击震动及过高噪音；
* n0 H+ e& ~; @& O6.在空载试验合格的条件下，才允许进行负荷试验；
( b: [# [# @  I13 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。
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。
# E# h3 ~7 A* S4 ]) E* k5 `  《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