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）
' ~8 K  }+ G) n2 ]) X1 y
题    目二级斜齿圆柱齿轮减速器

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
5 o$ `) {( W* ^7 L6 ?) Y# H班    级               
学生姓名               
设计地点               
4 q; z' D4 e4 ]: U" L9 h; x指导教师               

! p. x+ ^) r3 a, e
设计起止时间：2009年12月24号至2010年1月20号


. m/ m4 F. y" a3 n9 R6 T/ J% u
目录
( z5 I: y; V$ C" z1 前言 3
4 S2 D2 T& I; w2 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
7 f8 y1 {% j! j# r/ N5 |# y+ e# }4  电动机的选择 4
4 T  N3 D# I4 F% m4.1 电动机功率选择 4
/ `: b6 i3 f: `4 U' l4.2 电动机转速选择 4
- T2 J0 D. Z6 d- M# K; u3 i4.3 总传动比计算和分配各级传动比 5
. t3 q" m5 f8 F5 传动装置运动和动力参数计算 5
: {& I/ ?2 w. ^1 |/ A8 `4 T& B5.1 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
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
3 g* U0 J* L  d根据表11.8，高速轴齿轮选用40Cr调质，硬度为240～260HBS 5
8 f' z" p8 f& C3 a5 s, x6.2 低速级齿轮传动的设计计算 7
7轴的设计计算 8
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
7.3 中间轴的设计计算 11
8滚动轴承的选择和计算 11
) U4 x" V) ?! \$ e; r$ P1 A/ t8.1 高速轴和中间轴上滚动轴承的选择 11
& q0 H8 z# Q; P8.2 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
( X! r: ?, p' G& p9.2 输出轴联轴器的选择 12
# ]& E! A+ N( B10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
10.2 低速轴上键联接的选择和计算 12
, F4 P  n5 p2 w( D5 m0 R3 x11润滑方式、润滑剂牌号及密封装置的选择 13
  G9 _; A0 }4 p; g+ v( |* @- e11.1 润滑方式 13
11.2  润滑油牌号 13
2 _4 s8 l! l7 c, S! c11.3密封装置 13
12其他技术说明 13
13 结束语 13
9 ?+ o' l2 r* B2 V6 I$ @) s3 @设计小结： 13
参考资料 14
8 T. U! L) t3 E: J7 Q9 r& V! ~% h  l" {

8 b# l5 R& c7 f$ h# {" E/ b1 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
& n; f7 D- l- q) I5 _/ g9 J$ i机械设计基础课程设计任务书
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
   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）。
6 {& O; G4 c: s6 I: \" N5 [$ G/ |
4 b3 V/ J4 d, z9 }8 J- }   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
输送机滚筒转速n=60r/min （允许误差±5%）
输送机滚筒直径D=350mm
- |; |( E' g% ?; P1 {7 d减速器设计寿命为10年（250天/年）。
6 B8 ^( v( x; e% O工作条件：
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）；
/ K" e6 I% I- \+ f# h* a# ^          2、零件图2张（低速轴及上面大齿轮，3号或号图纸）
" X' D% v/ W$ }7 y5 k* P          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
颁发日期：2009年12月23日
" y) s/ y+ K- x# i8 n; y) d# w3传动方案的分析和拟定（附传动方案简图）
, ~3 t  b# l7 ]" J   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。

! q! l. B6 l( j+ I
" m1 s; |6 [' m  Y  \4  电动机的选择
# E. F) Y1 [% }2 g8 U+ d4.1 电动机功率选择
5 |9 U; @5 ?6 t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
    卷筒效率ηW
    电机至卷筒轴Ⅲ的传动总效率ηa（减速器效率）
$ i: Q9 a: ~# J: F    电机需要的功率Pd


取
: k: Q0 R+ S5 Y* \4.2 电动机转速选择
! R/ _( ~+ G) a" T3 _   查手册取
6 [" z. R$ R8 L# L! g选定电机为Y112m-4
4.3 总传动比计算和分配各级传动比
        
5 Y4 g$ x4 y# b3 ?) a& p5 传动装置运动和动力参数计算
5.1 各轴转速的计算

1 _* v) E: N" K. t# q' k

  ]* {; Y& X5 `4 }( W: S* D8 m1 [  @ 5.2 各轴功率的计算
( x' F' t! b* _: {& f, ]# c  q. L



+ e) v) T, \8 e- L 5.3 各轴扭矩的计算

* {* x- C# m$ t; b
- F4 I: D* w* t, M% q

+ ?3 n+ \0 ~8 f7 P3 q6 传动零件的设计计算
! X- c1 O9 N- Q7 R0 W 6.1 高速级齿轮传动的设计计算
8 R' |: J1 _2 a1 A% R  ?- f: \    根据表11.8，高速轴齿轮选用40Cr调质，硬度为240～260HBS
: W& K# L( Q; `, {# j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。
5 V/ j3 r; E' ?' u$ W* }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
初选螺旋角
查表11.19取
  ?) s" L' |4 d4 x$ O查表11.11取
查图11.23得   
7 ~2 m7 a: a% |: U查表11.23的
   
6 Z! O+ d  L. z6 J   
, K! t4 q9 Q# p* W5 o5 j查图11.26的   
7 p$ W9 A8 q+ _* l" B由式（11.15）的
               
# Q# B% i: T# G( I- L7 Z
   取
    圆整后取
* r4 `3 Y7 J- f( v圆整中心距后确定螺旋角
主要尺寸计算
   
  ^1 I1 T8 e9 k   
     取   
. `! C/ Z  D4 W/ W: f7 y  o8 z+ J6.2 低速级齿轮传动的设计计算
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。
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。
确定公式内的各计算值
查表11.10取K=1.1
. Q7 l5 j: \2 p. H取中间轴小齿轮的齿数 ，低速轴齿轮齿数  取
初选螺旋角
* s0 V) p7 h* O0 M/ b( r查表11.19取
查表11.11取
) i) B( }# A4 ?' {查图11.23得   
9 H* L- K. ~4 ^/ _' \; H查表11.23的
9 H( Q- H. |, u. o- I; V0 c   
   
! e% E8 k. C* q1 Z6 o: q查图11.26的   
由式（11.15）的
               
; R1 w" K) e; _0 e4 s, j/ k( q
: Y4 K( V* g' \( C   取
    圆整后取
4 O% l% v$ e5 e4 g) ~' {圆整中心距后确定螺旋角
1 L# n) m' S- \1 ^8 m主要尺寸计算
   
6 G( ]% P- }  f! f- r   
     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
8 g9 x' j/ A( [/ g6 k7.1高速轴最小轴径计算
, r/ B. f# w" p: k) U$ A 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）
根据表16.2的C=107～118  又由式（16.2）得

7 f4 y9 v2 Y+ M7 L! f; f2 f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。
2 o5 n  L( t7 d: [4 v" X; T' ?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。
- D# ^- {0 D3 h7 v9 o 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


7 R. U& A/ j% ]" h" ^, e+ B  E+ O
" M4 T& @) X, \, _' l
% G& @5 B; f3 S4 L2 C. ^
7.2.2低速轴的弯扭组合强度校核
画轴的受力图
& g3 t5 }0 d1 R
9 y, m7 Y2 }4 B& a, @$ N计算轴上受力
: a3 U  [1 X  g; j6 |) f5 L$ M3 M5 p" @
! {# O7 [. g$ u' I; o

计算轴承处支反力

1 w1 I% ?" h0 c( X2 l


& T% ~' S3 }; Z# Z% L% n# H& k计算危险截面弯矩

5 ]) }" f. J" D9 j
5 K/ M1 n+ a4 [' Z+ ?1 C
       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
6 W; g$ X/ K+ l' ^      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。
. P/ ]% s3 t1 W' ?  {& V( G6 f9 Y8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。
8.2 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。
9 j4 ]9 `8 V  u" J, i7 q% c

' G& E) B, h/ N  }9 s* W  查表17.7得，      
   
. S4 O3 k; L' m8 F+ W  所以A端压紧，B端放松。
8 O* O0 Z+ z* o! y. J      
6 F: f4 H8 c  N: h  对A端，    对B端，
     
; a4 q- @& r2 N( Y" i  q- A' e9 b, M查表17.10得，         
查表17.11得，
  q# E1 M6 ]" K  w5 v   
   
& ^# t2 q# W8 j; N6 S查手则得7211C轴承Cr=52800N.取ε=3，
   
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
: k1 F. O) `! e( M. N2 d- x/ H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 。
, u7 L& f( O$ d6 p9.2 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
1 M8 ?" \; y' n: T4 f5 L10.1高速轴和中间轴上键联接的选择
1 J( Y- h8 l) D! b2 F. T" l  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）。
' j# U0 z4 ^' a+ c3 i10.2 低速轴上键联接的选择和计算
. @- v0 a: X  ?% B: R/ M8 J1 U6 q   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：
   
6 `9 E" o! y/ _3 w, T' D8 c   
2 \9 X0 n$ a# I4 n3 L) v3 U2 A$ q查表8.2得， （铸铁）    （钢）
* Y% t. l$ ~! Q5 B! Q$ u3 Q$ b所以键联接满足强度要求。
11润滑方式、润滑剂牌号及密封装置的选择
. F' y. C# R3 b! b' \" r   11.1 润滑方式
& B2 O. i" }$ h2 L) b    齿轮的润滑
" M9 Q% {8 t. B) m" m' G    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
    采用飞溅润滑，需开设油沟。
    11.2  润滑油牌号
8 t0 ?1 C9 V- U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
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。
& a: H. F& S9 |( S% \* J6 W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。
2 \% Y$ W" {' u$ o, Y12其他技术说明
0 a; k1 ]! \) ]4 W6 L. {   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）；
* W, V0 z1 E3 g6 e, k- B4 V2.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；
$ V1 W; ?8 |) X9 m% t# t3.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；
2 S9 ^  t# `: G, y' t3 r3 Y4.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; ?6 T3 H! i3 ?+ i$ O4 F% {. j5.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
  i, F7 h; e) F& c    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；
8 [" M+ f- {* |' [% s    （2）各联接件、紧固件、联接密封可靠，无松动现象；
- [# g1 K$ g3 J    （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；
6.在空载试验合格的条件下，才允许进行负荷试验；
7 f5 N0 q% V; C4 X2 O13 结束语
3 C' i8 r% c" m' U* k- x5 D0 O. U6 m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。
! C9 i4 w1 h# N2 |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。
+ ^: J( ~. X' y0 B% M  《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