那位有课程设计同轴二级斜齿减速器说明书

uggdflog

课程设计说明书（论文）

# g  A. N# P6 c  D- P* [. @( x" k6 G题    目二级斜齿圆柱齿轮减速器
! s3 C2 @# j/ ?6 d$ ~
" |, @) i; s0 B' z: u. e" ]9 _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               
学生姓名               
设计地点               
  r8 y) P+ [) ?指导教师               
0 S" v5 _! I! }$ A
" p# M; ^4 a0 C. E. k
( G+ M7 j4 j& G3 @, C设计起止时间：2009年12月24号至2010年1月20号



$ r5 d( Q# {" C. ~( g& R- E" G目录
. P6 Y. e8 x+ D' ], j1 前言 3
# _1 j* B$ }3 P6 O4 V2 s6 h2 设计任务书 3
& u# m% n& V  y  ]' z$ ~* n3传动方案的分析和拟定（附传动方案简图） 4
0 P% ]8 I; S, L$ G4 d4  电动机的选择 4
2 a5 W' S$ B* C  A4.1 电动机功率选择 4
4.2 电动机转速选择 4
) [4 [8 g* R5 C! B+ `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
& ~7 a9 w4 _9 T5 F# {  u* \& V9 \5.1 各轴转速的计算 5
5.2 各轴功率的计算 5
) h7 @& y. d/ o" h' s5.3 各轴扭矩的计算 5
. e0 E$ @- ^, H4 s% G5 b1 o/ o6 传动零件的设计计算 5
1 W3 w. ?' G) e6.1 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
3 T9 Q5 @& e  o- c$ E6.2 低速级齿轮传动的设计计算 7
/ Y, X1 r% J* x7轴的设计计算 8
: d! _2 n5 _+ ^7.1高速轴最小轴径计算 8
- P0 Y! e8 P' U* |7.2低速轴的设计计算 8
7.2.1低速轴的结构设计 9
) M9 H; z: X; C- ], T9 Y8 Q+ E  |7.2.2低速轴的弯扭组合强度校核 10
  K, s: N/ v; }' S0 V: Q/ [( x7.3 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
: m+ x  I8 n* z  l3 R* N8.2 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
10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
+ d; ?0 C" `! P) x4 `10.2 低速轴上键联接的选择和计算 12
. a% c& l5 c& b: @& {) ~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
11.2  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
  M2 i4 r, [" l$ q7 G设计小结： 13
参考资料 14


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
$ ^6 c2 }, B, y# P) U机械设计基础课程设计任务书
3 V& T9 e' v5 i专业         班级         设计者         学号        
0 J5 ~  e2 V) x* @+ H  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
+ Q0 i3 U7 h. m1 r   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）。
0 F& `$ O" S! f3 c/ `$ ~
& X, q/ V" m# X+ k" K   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。
$ B% g8 ^1 F3 i! g原始数据：
9 C0 n9 C" J; s1 B; k/ q输送带有效拉力F=2800N
- F5 r$ Y; C1 h# V# K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：
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）；
0 |! G) ?3 D& s2 p( b          2、零件图2张（低速轴及上面大齿轮，3号或号图纸）
% D0 T2 T2 }% F          3、设计计算说明书一份
; d" |  l3 j' I4 F" k& \% }设计期限：2009年12月24日至20010年1月20日
# S: [% m" @! L2 f& C颁发日期：2009年12月23日
( V8 ?/ ?- N# ^) Q5 ?: K3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。
0 ]# N$ d" B7 }
% l- `4 O* g& c6 x! x  l8 d
4  电动机的选择
' Z/ `3 J- o" R# j1 Z' U" F4.1 电动机功率选择
/ o1 A4 `# \! B  A6 L$ O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。
+ {( r- M/ B$ d; g4 K9 F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. {7 w! R7 t/ J    电机至卷筒轴Ⅲ的传动总效率ηa（减速器效率）
. D* \/ Y" z- |    电机需要的功率Pd

3 B) n  H) A$ D2 n' n
6 U8 v, u' o. g0 F3 J. v4 `: e取
4.2 电动机转速选择
& z- `2 b4 r4 X- j# ^   查手册取
, C. u) r: d' ?- B! g$ P选定电机为Y112m-4
( p/ e6 h: b% M8 f+ g1 K" L* C! h4.3 总传动比计算和分配各级传动比
% J# s6 ?2 j+ V0 _8 Y( Q# @! M( `        
5 传动装置运动和动力参数计算
5.1 各轴转速的计算
3 S% _- ]& l8 V0 i& O" w+ B$ y

& l# \; A- A  Y0 Q5 B; J# E. ~) t  P1 X
* |+ s7 e8 {" p 5.2 各轴功率的计算
+ D/ g" l9 s' G1 j; I/ [# r

3 F# r3 k+ m2 K- F5 ^2 Y
3 z" V1 W0 F/ E1 u3 D. O
, w/ Z0 P; R$ _ 5.3 各轴扭矩的计算

" m6 R6 Y" e5 C

' ?4 ^* k( B: L4 B1 m3 I
6 传动零件的设计计算
6.1 高速级齿轮传动的设计计算
. n7 ?* D+ C' z( G" B    根据表11.8，高速轴齿轮选用40Cr调质，硬度为240～260HBS
% c+ B$ L4 f, A/ h6 }: R2 E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。
. ]9 a0 @9 @9 s+ m3 A因两齿轮均为钢质齿轮，可应用式（11.36）求出 值。
  {, \3 @: O+ A/ l2 e6 V确定公式内的各计算值
; P0 j4 x% b; z  Q& R1 c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
7 l3 G8 f* c) X3 t; V查表11.19取
  T3 B7 ]) i( [, l, P/ `' T/ Y" K  Y查表11.11取
查图11.23得   
查表11.23的
   
   
, t$ G1 o% K9 b- K+ k! t: P* b查图11.26的   
8 ]: K2 C  `4 i* `由式（11.15）的
$ P, h8 ~2 `" v+ `% S( V               

   取
    圆整后取
圆整中心距后确定螺旋角
8 i4 S$ P$ b8 ?7 ~! I主要尺寸计算
9 P2 X, |8 ^6 v& C   
, ^, B$ q7 ?+ ^/ m- N   
4 T6 q- G, p$ u, M! x     取   
, x  G1 K1 b" d/ [- i$ E  n6.2 低速级齿轮传动的设计计算
  K6 x% n9 ]' U) w$ p- ^) g# c1 Y选用45钢调质，硬度为217～255HBS
8 R9 }' k9 N* k- 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。
/ F! W% B/ 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。
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
8 }" n1 G# a6 p- y7 u( V取中间轴小齿轮的齿数 ，低速轴齿轮齿数  取
( T  d! ]9 [. S初选螺旋角
4 }0 R: O, u7 ]7 O9 O" i查表11.19取
查表11.11取
查图11.23得   
查表11.23的
   
   
; {" x3 U: ~, b6 g: q' [+ D查图11.26的   
由式（11.15）的
               

: Q, @/ y( c6 L  `$ J, y" }   取
  o2 z. `. g/ O0 l    圆整后取
# N4 r$ l1 g, x/ D& v0 `1 h* L圆整中心距后确定螺旋角
' B4 ~; ]2 m$ p1 b7 f- W主要尺寸计算
% {5 H& y% ?5 T6 E* o. P+ V   
   
, }# Y! Q7 z! i0 ~: _     取   
; _0 y( k$ B- ?& B9 m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。
! n$ `- A% |4 i( N  @# c, s- M7 X7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）
! N. i8 }& t: E* g6 I- s- W+ q, ?) b& H根据表16.2的C=107～118  又由式（16.2）得
& G( {% ?' P3 o/ R) q: ^) _4 |
8 q$ i* Q: g8 j" X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
3 s0 X6 q3 B' r3 G# L根据表16.2的C=107～118  又由式（16.2）得
- f) k2 r0 G+ k0 F( |, v
" l9 S7 I, D* p. s3 z6 B6 p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
/ }& D( O$ e) {9 P2 k' E6 w4 S
) T/ E1 s: ^/ {. L! X  W
# C- z* U- z; q
$ s( M5 l; U' d0 T! k7 j# }9 g
" N( |0 t6 a: e9 `5 s3 x
7.2.2低速轴的弯扭组合强度校核
画轴的受力图

- Q$ x) l1 M! f% r计算轴上受力
; G+ \4 \" i9 N$ b" d  v# O) x

2 q$ i, _( k: D1 w5 v- r' S: ?+ r
计算轴承处支反力
/ U0 I1 ^: K$ h* {3 t' p# m8 A


/ D8 E( z, _. W/ }' G. {
计算危险截面弯矩
3 m2 s- u+ c1 X+ Q! o
" Y2 ~8 [) _5 q/ A+ W! M( O
2 w5 D+ q) c+ ^7 _. \' |: n
2 ^$ H+ Y7 T4 r2 @! L4 C% b2 V* t       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。
, n; N2 x, b% `1 H, g7.3 中间轴的设计计算
; o$ b; a: U' H/ K+ q      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。
' s4 ]6 W+ L2 k$ S8 u8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。
/ `6 @# b% D- T! P8.2 低速轴上滚动轴承的选择和计算
' `( f! h" Z6 k: M5 p  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。

. G8 d4 e4 [- X! G: B$ ^
8 _( V2 R+ l) [4 J8 F  查表17.7得，      
   
  所以A端压紧，B端放松。
. }# N3 ^2 V) Z) F: u! ~6 I      
  对A端，    对B端，
     
) C* E) w; z8 v  P# U查表17.10得，         
查表17.11得，
   
   
查手则得7211C轴承Cr=52800N.取ε=3，
5 h7 |1 j- Q) _3 J; D' z  a   
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
6 C; P& d9 d+ \. I1 B' U" O9.1 输入轴联轴器的选择
. [9 o/ k; B$ E6 I: D: n% M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 。
; p) D- B0 Y0 l. Y% g- ?9.2 输出轴联轴器的选择
' Z2 Q; \9 l7 D$ O0 f0 @   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
+ x. j& W! C/ S0 I7 \) ]9 K10.1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）。
  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）。
( p$ w" ~. E# d/ C! H10.2 低速轴上键联接的选择和计算
8 ?! v* i4 R. S# Y7 E3 j! |$ c   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：
0 |9 y$ B% a% E/ Q4 l* ^7 j   
& N- l3 O$ a! P1 Z9 e   
查表8.2得， （铸铁）    （钢）
所以键联接满足强度要求。
" X# \2 B2 w- e" b11润滑方式、润滑剂牌号及密封装置的选择
! I& K7 g# r' x' q) y0 j1 a) _, V   11.1 润滑方式
    齿轮的润滑
, J, m  Y5 A* [  O2 b    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。
# T: Z9 l: P, ~    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
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。
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。
# M7 Z1 x- e2 ~# ?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）；
) p) E7 x3 e4 v$ h2.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；
, Z$ P/ S4 H; A3.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；
" Q0 @) R4 H  W4 ^9 c+ X; m4.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
3 B) F8 s/ F, L& Z- ^5 F4 v    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；
* t; e/ \, t6 z$ |6 E0 F% k. w4 T    （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；
& L  V( d7 t2 g( L! A5 I1 C% ^$ x9 ]6.在空载试验合格的条件下，才允许进行负荷试验；
$ ?2 A2 Z' @3 F0 b  a  R13 结束语
" V& l* ^# X5 Z( B$ }( p% I5 G3 ]3 {, N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。
4 B& o* J4 o4 q- j& i; B* n  参考资料
% }# {1 r% S. _  《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