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）
' A6 v; p' q4 ^; m: J  K
6 }) X3 w* F: m. v$ m题    目二级斜齿圆柱齿轮减速器
# f2 {! D& ^3 K- N0 A( N, t" C
% L0 u, b8 H7 r1 Y: w& E% r; N6 m课程名称  机械设计基础
院（系、部、中心）机械工程学院
  F  G4 \5 M+ g- V. x专    业  工业工程
班    级               
学生姓名               
设计地点               
指导教师               
2 j# D1 R; s' ?% O5 H
* Y5 F. n  ?1 Y- R$ ?4 z
# u, D( G+ W8 W9 ?设计起止时间：2009年12月24号至2010年1月20号

; a5 A+ F3 h6 B" j7 H

( M0 J1 h& x( s5 W7 K! g$ e目录
9 C* ]9 e* k: O; A( k1 前言 3
2 设计任务书 3
3 w) u* [: b; o2 {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
# T3 R, R' B$ |. R+ d0 I4.3 总传动比计算和分配各级传动比 5
. O8 M; n) U' w5 传动装置运动和动力参数计算 5
9 W9 U  O6 U' Y# X5.1 各轴转速的计算 5
$ v* v; E4 A$ Z3 t8 D" K% u! |5.2 各轴功率的计算 5
0 [6 S, E: D1 [9 Q* I2 S; d$ ?5.3 各轴扭矩的计算 5
* u: G( W' i4 J* b$ 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
! I1 Y9 m/ r) K/ `根据表11.8，高速轴齿轮选用40Cr调质，硬度为240～260HBS 5
- T& n' [- `/ Q4 }7 p5 g6.2 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
/ ]8 m) C7 B7 J& B' n! Z- z2 Z2 K7.2.1低速轴的结构设计 9
  u  e; P6 b& n& d4 s9 x7.2.2低速轴的弯扭组合强度校核 10
! \" U) `* z( R& a9 B7.3 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联轴器的选择 12
; O, s* U. k5 v0 k7 u# z+ H9.1 输入轴联轴器的选择 12
7 }/ g9 T. y6 C; M9.2 输出轴联轴器的选择 12
10键联接的选择和计算 12
' Z9 T5 n+ }6 d1 G) f# 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
2 ?9 D+ z) p, E* t! M1 a+ ~+ _11润滑方式、润滑剂牌号及密封装置的选择 13
+ D# N3 _+ T! E3 \  p11.1 润滑方式 13
8 z2 f3 L. Z+ m3 N& S7 a1 A11.2  润滑油牌号 13
11.3密封装置 13
12其他技术说明 13
13 结束语 13
: N/ Z: j2 E  ^; C( }设计小结： 13
参考资料 14


1 前言
- t7 T; I* Z' |  r. s' y& V* T  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。
6 W- v5 ^7 g8 Z! f2 设计任务书
2 E) m7 `/ i. i机械设计基础课程设计任务书
专业         班级         设计者         学号        
4 m7 L" Y& R; Q5 B& x1 i  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* ]8 E0 k9 \8 g' M   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。
; f& O% A  q9 y, S) C4 ]) T( {1 ]5 b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%）
* X+ i" Z/ ^2 q输送机滚筒直径D=350mm
减速器设计寿命为10年（250天/年）。
. A# q5 l0 s8 J/ g5 H9 A: o' Z# Z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）；
& N+ ?0 q3 n9 g0 S( o  J          2、零件图2张（低速轴及上面大齿轮，3号或号图纸）
0 ~5 I, [! E) y' J, d. z          3、设计计算说明书一份
6 M% p) Q7 d7 V) j. U( W设计期限：2009年12月24日至20010年1月20日
* t6 z$ m4 }. |! ]+ U颁发日期：2009年12月23日
4 z4 Y2 R# O) |3 R3传动方案的分析和拟定（附传动方案简图）
6 e3 {6 R; L! G% O5 v, H   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。
$ k1 Q" V6 {" @+ `' T$ R0 Y2 y

4  电动机的选择
4.1 电动机功率选择
2 }2 r& V& [# B( J4 E0 K# k8 \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。
& C8 ~; y# T3 x; {- G# r选择电动机功率Ped
- z1 H& }- v, Z: U$ x    设：工作机（卷筒）所需功率PW
/ |* v7 e! _6 B2 s) K$ _4 `7 R    卷筒效率ηW
    电机至卷筒轴Ⅲ的传动总效率ηa（减速器效率）
    电机需要的功率Pd

9 ~) d1 K7 i# @
2 `% r" v% u4 N" {) K$ [/ n/ V取
4.2 电动机转速选择
   查手册取
, t2 b& ~) U- M1 d. Z$ t选定电机为Y112m-4
4.3 总传动比计算和分配各级传动比
        
( B" c6 O3 g; b3 X$ l5 Q5 传动装置运动和动力参数计算
5.1 各轴转速的计算

$ Z1 b  K7 k: E8 O! O0 f
7 A4 J$ P. m/ h& r  e
5.2 各轴功率的计算

# ~4 n  a9 T: ^" E
" I/ a  a1 x" }; \& k" K! g

5.3 各轴扭矩的计算




% J! r  P, v, @* D! q- R- I  k6 传动零件的设计计算
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
& x  v8 R8 H/ ]; `$ U3 _; l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。
$ o5 _4 k, n3 o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。
+ Q" X6 E8 I0 R6 \. G3 U8 n1 Q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
初选螺旋角
查表11.19取
! |$ @+ l# R# V0 U1 a查表11.11取
查图11.23得   
查表11.23的
% A3 y' `+ Q( L9 D# ~5 f% A   
   
; l# D' R! K$ p+ c" J2 N查图11.26的   
: I+ X6 b! c9 ]. Y1 n由式（11.15）的
) ~9 D2 D! p1 ~* f/ L, e% Q               
% b) {# q0 }0 g6 j
& m. d  |9 k" y( u! M   取
  R2 l( I. H' x4 z    圆整后取
5 a  ^  X1 m% M, f2 H1 ~圆整中心距后确定螺旋角
# j( y* Q, F4 z主要尺寸计算
   
  W' P6 [" f8 y7 k  N9 Z   
) g* P# @) X4 B* A( |     取   
6.2 低速级齿轮传动的设计计算
选用45钢调质，硬度为217～255HBS
0 ?2 b" ^5 R5 w* h$ G9 U2 {( @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。
$ w- c2 @" W0 o1 H# I0 I7 ^6 V) Q' 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。
4 f% a( f& g2 i# W! F1 ]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
3 w' h5 _/ K7 n* Q* Q0 N; I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
查图11.23得   
查表11.23的
5 g3 `: f8 Q* t   
; {( k: g% ]1 y" e6 u   
查图11.26的   
由式（11.15）的
+ a+ U& k) o4 r4 k/ s' }( a               
8 X# q4 L3 `+ |# o0 z! A
/ t$ V9 b% C3 D   取
    圆整后取
' R4 I9 u" T& _% W圆整中心距后确定螺旋角
主要尺寸计算
0 B2 H  C: M7 d. q   
# J% {- h* c  U   
7 x7 s+ e! W- B     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 O2 T8 L& v7 F7.1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）
( t$ i, R) _: @根据表16.2的C=107～118  又由式（16.2）得
0 @8 B' G. q6 P2 E* W( L8 B% L
; {9 E9 `1 W- P! R( S: m1 A0 j# D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。
7.2.1低速轴的结构设计
6 f& C0 `( r1 Z+ S3 W9 v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
! m+ E5 g) ]+ _5 d6 Y4 n


4 a: h9 }4 x: ~2 ?) i
% [: ?# `$ T( r
7.2.2低速轴的弯扭组合强度校核
画轴的受力图

( z9 _5 X8 t$ ]# [计算轴上受力
1 i" x- a; w+ Q* A  l
# p2 r  w# q: E( N. {7 a% {! x

计算轴承处支反力
5 d. e; H6 p6 w! V; Q; D7 h
% y+ f* V% P2 T
& Z6 [, G) q% [4 z- r

- v' v2 J# q4 f7 I* s2 L计算危险截面弯矩
) J$ y2 I" `& ]' u0 {7 _  W+ K
1 g/ W: \1 e, |6 W; O

4 `7 Z* p$ {3 G/ X       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。
* v7 B/ r5 f! i, K5 p, @3 Y& s7.3 中间轴的设计计算
      根据表16.2的C=107～118  又由式（16.2）得
/ G8 v+ @& y  \
联轴器有键槽加大3%～5%的26.36～29.63mm。 取最小轴径30mm。
& M: J1 ^- c) L7 A4 p8滚动轴承的选择和计算
9 \5 N% I2 n- w2 D$ R 8.1 高速轴和中间轴上滚动轴承的选择
* F) s/ C0 l2 P0 X. E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。
3 H1 t  d9 ]( c, O
2 z" A1 M7 F6 k9 j# s4 D
  查表17.7得，      
" N! q0 N( a; Q7 y/ V   
  所以A端压紧，B端放松。
& ^( F6 L" Y1 P; I      
  对A端，    对B端，
     
8 e, [/ M" `! I查表17.10得，         
' V9 n  J( p! Z, C: k0 M查表17.11得，
   
   
! ~. ^$ Q( t- c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
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 。
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 。
7 e% _+ o' R* y8 p- {10键联接的选择和计算
9 ]: D9 C9 l/ ?* Q+ g0 c7 C0 o10.1高速轴和中间轴上键联接的选择
# R' p  S3 I  l+ k  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）。
5 L, a0 {% p' N3 b, ~5 G' `$ q' V10.2 低速轴上键联接的选择和计算
; F2 R0 A" ~' l   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：
   
7 D8 P. V7 C5 D& H   
5 u# c6 z# ^4 n& C( C查表8.2得， （铸铁）    （钢）
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
   11.1 润滑方式
6 z0 A+ M7 F+ E' q. s; J    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。
    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
# @9 M; I/ S2 ?; R- J7 t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
% |% A& E. k: }4 E( m7 Z" c  J11.3密封装置
9 o5 G! g% W2 O& m     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
   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）；
8 b: p3 X2 S; {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；
: p+ \6 ~" B5 y# c1 z3.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
$ E% @0 K3 c* T6 Q    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；
    （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；
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
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。
3 X2 ^/ z- g$ H0 ?( R0 P  P4 a0 D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。
6 d. V& ~+ E9 ~; M  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。
4 K9 \4 C4 h, _# I! Z; ]( u  《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