武漢理工大學(xué)機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計單級斜齒圓柱齒輪減

1、本科生課程設(shè)計成績評定表姓 名性 別專業(yè)、班級課程設(shè)計題目：單級斜齒圓柱齒輪減速器設(shè)計課程設(shè)計答辯或質(zhì)疑記錄：成績評定依據(jù)：裝配圖及平時表現(xiàn)50%； 零件圖10%； 說明書20%； 答辯20%； 總計100%裝配圖及平時表現(xiàn)： 零件圖： 說明書： 答辯：最終評定成績（以優(yōu)、良、中、及格、不及格評定）指導(dǎo)教師簽字： 羅齊漢 2013年 1 月 25日 課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)生姓名：專業(yè)班級： 指導(dǎo)教師：工作單位： 題目：單級斜齒圓柱齒輪減速器設(shè)計1 電動機2 聯(lián)軸器3 斜齒圓柱齒輪減速器4 卷筒5 運輸帶初始條件：設(shè)計帶式運輸機的單級斜齒圓柱齒輪減速器，用于鑄工車間運型砂，單班制工作，工作有輕微振動，

2、使用壽命為10年（其中軸承壽命為3年），其傳動示意圖及原始數(shù)據(jù)如下：原始數(shù)據(jù)：運輸帶工作拉力f（n）運輸帶速度v(m/s)卷筒直徑d(mm)50002.9220要求完成的主要任務(wù)：（包括課程設(shè)計工作量及其技術(shù)要求，以及說明書撰寫等具體要求）l 傳動裝置的方案設(shè)計，傳動參數(shù)的計算，傳動零件、軸和軸承的設(shè)計計算。 l 減速器裝配圖一張（主視圖、俯視圖）a1；l 零件工作圖一張（低速軸）a2；l 設(shè)計計算說明書一份（1520頁，約60008000字）l 總結(jié)和答辯。時間安排：傳動裝置的總體設(shè)計與傳動零件的設(shè)計計算階段，1.5天，（1月14日1月15日上午）減速器草圖設(shè)計階段，3.5天，（1月15日下

3、午1月18日）完成減速器裝配圖階段3天，（1月19日1月21日）繪制零件工作圖，及整理編寫說明書階段2天，1月22日1月23日）答辯2天，（1月24日1月25日）指導(dǎo)教師簽名：羅齊漢 2013年1月14日系主任（或責(zé)任教師）簽名：劉寧 2013年1月14日目錄1 減速器的設(shè)計任務(wù)書- 4 -2 傳動方案設(shè)計- 4 -3 電動機的選擇計算- 5 -4 齒輪傳動的設(shè)計計算- 7 -5 軸的設(shè)計計算及聯(lián)軸器的選擇- 10 -6 鍵連接的選擇計算- 14 -7 滾動軸承的校核- 14 -8 潤滑和密封方式的選擇- 15 -9 箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算- 16 -10 設(shè)計小結(jié)- 18 -11 參考資

4、料- 18 -1 減速器的設(shè)計任務(wù)書1.1 設(shè)計目的：設(shè)計帶式運輸機的單級斜齒圓柱齒輪減速器。1.2 工作條件及要求：用于鑄工車間運型砂，單班制工作，有輕微振動，使用壽命為10年，軸承壽命為3年。帶式運輸機的工作數(shù)據(jù)如下：運輸帶工作拉力f（n）運輸帶的速度v（m/s）卷筒的直徑d（mm）50002.92202 傳動方案設(shè)計根據(jù)已知條件可計算出卷筒的轉(zhuǎn)速為1 電動機2 聯(lián)軸器3 斜齒圓柱 齒輪減速器4 卷筒5 運輸帶若選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min或750r/min的電動機則可估算出傳動裝置的總傳動比為3.8510或2.8982，考慮減速器的工作條件和要求，暫選下圖所示傳動方案，其特點為：減速

5、器的尺寸緊湊，閉式齒輪傳動可保證良好的潤滑和工作要求。3 電動機的選擇計算3.1 電動機的選擇 3.1.1電動機類型的選擇根據(jù)動力源和工作要求，選y系列三相異步電動機。3.1.2 電動機功率的選擇工作機所需有效功率 由傳動示意圖可知：電動機所需有效功率。式中 設(shè)，分別為彈性連軸器（2個）、閉式齒輪（設(shè)齒輪精度為9級）、滾動軸承（3對）、運輸機卷筒的效率。查表得， ，,，則傳動裝置的總效率電動機所需有效功率 查表選取電動機的額定功率為 18.5kw。3.1.3 電動機轉(zhuǎn)速的選擇工作機所需轉(zhuǎn)速 查表知總傳動比 =35。則電動機的滿載轉(zhuǎn)速。查表選取滿載轉(zhuǎn)速為 同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的y200l

6、-6型電動機，則傳動裝置的總傳動比，且查得電動機的數(shù)據(jù)及總傳動比如下：電動機型號額定功率 kw同步轉(zhuǎn)速 r/min滿載轉(zhuǎn)速r/min總傳動比軸伸尺寸de mmy200l-618.510009703.8510551103.2 傳動比的分配由傳動示意圖可知：只存在減速器的單級傳動比，即閉式圓柱齒輪的傳動比，其值i=3.8510。3.3傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算 3.3.1 各軸的轉(zhuǎn)速計算由傳動示意圖可知, 軸i，ii，iii的轉(zhuǎn)速(r/min)：=970=251.8826=251.8826 3.3.2 各軸的輸入功率計算因為所設(shè)計的傳動裝置用于專用機器，故按電動機的所需功率計算。軸，的輸入功率：

7、 3.3.3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩計算軸，的輸入轉(zhuǎn)矩：將上述結(jié)果列于下表中，以供查詢。軸號轉(zhuǎn)速n r/min功率p kw轉(zhuǎn)矩t nm傳動比 i97016.3790161.25723.85101251.882615.5666590.1997251.882615.2568578.45384 齒輪傳動的設(shè)計計算如傳動示意圖所示：齒輪和的已知數(shù)據(jù)如下表： 齒輪功率p kw轉(zhuǎn)速n r/min轉(zhuǎn)矩t nm16.3790970161.257215.5666251.8826590.19974.1 選擇齒輪精度： 按照工作要求確定齒輪精度為9級。4.2 選擇齒輪材料： 考慮到生產(chǎn)要求和工作要求，查圖表，可得（?。?、（

8、大）齒輪的選材，及相應(yīng)數(shù)據(jù)如下：齒輪材料熱處理硬度彎曲疲勞極限應(yīng)力接觸疲勞極限應(yīng)力45鋼調(diào)質(zhì)45鋼正火由于該齒輪傳動為閉式軟齒面?zhèn)鲃?，主要失效形式為齒面疲勞點蝕，故應(yīng)按接觸疲勞強度進行設(shè)計，并校核其齒根彎曲疲勞強度。4.3 許用應(yīng)力計算： 齒輪、的循環(huán)次數(shù)（使用壽命為10年）為：查圖得,設(shè)取（兩輪均為軟齒面）可求得：4.4 按接觸疲勞強度進行設(shè)計4.4.1 小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩 4.4.2 選取各系數(shù)并列表：載荷系數(shù)齒寬系數(shù)重合度系數(shù)（斜齒輪電動機傳動）（軟齒面）4.4.3 初定齒輪的參數(shù)： 4.4.4 初算分度圓直徑并確定模數(shù)和螺旋角：因兩齒輪均為鋼制，則 ；法向模數(shù)：，調(diào)整螺旋角：4.4.5

9、計算齒輪的幾何尺寸：螺旋角， 法向模數(shù)，齒數(shù)， 中心距.分度圓直徑：，齒寬：，4.5 校核齒根彎曲疲勞強度當(dāng)量齒數(shù)：查圖得， 端面重合度，再查圖得，則即齒根彎曲疲勞強度足夠。4.6 計算齒輪的圓周速度： 由表5-5，精度合格。5 軸的設(shè)計計算及聯(lián)軸器的選擇5.1 選擇軸的材料：該軸無特殊要求，因而選用調(diào)質(zhì)處理的45鋼。5.2 初算軸徑：軸1（與齒輪1配合）： 查表取c=110, 并且安裝聯(lián)軸器處有一個鍵槽，故軸徑電動機，=取50mm。軸2（與齒輪配合）： 查表取c=110，并且安裝聯(lián)軸器處有一個鍵槽，故軸徑取50mm。5.3 聯(lián)軸器的選擇： 由電動機外伸軸徑及傳動要求，公稱轉(zhuǎn)矩，查表選取tl9

10、彈性套柱銷聯(lián)軸器，故取軸i與聯(lián)軸器連接的軸徑為50mm。 因為軸2的最小軸徑為并考慮傳動要求，公稱轉(zhuǎn)矩，查表選取yl11凸緣聯(lián)軸器，故軸ii、軸iii與聯(lián)軸器連接的的軸徑均為50mm。5.4 軸承的選擇：根據(jù)初算軸徑，考慮軸上零件的軸向定位和固定，假設(shè)選用深溝球軸承，查表可估選出裝軸承處的軸徑及軸承型號，見下表：軸號裝軸承處的軸徑mm軸承型號i55滾動軸承6211 gb/t276-94 ii60滾動軸承6212 gb/t276-945.5 軸的設(shè)計計算5.5.1 軸徑和軸長的設(shè)計 單位都為mm 高速軸 低速軸 d1=50mm d3=60mmd2=52mm d2=57mmd3=55mm d1=5

11、0mmd4=64mm d4=62mmd5=74.231mm d5=72mmd6=64mm d6=69mmd7=55mm d7=60mm小齒輪，無需重新選擇。5.5.2 低速軸的校核5.5.2.1 受力分析：低速軸上齒輪的受力情況，轉(zhuǎn)矩t2=590.1997 圓周力徑向力 軸向力5.5.2.2 軸承的支反力：水平面上的支反力：垂直面上的支反力：水平面的受力和彎矩圖 a ft2 b c fra frb 165.212nm垂直面的受力和彎矩圖 fa2 ft2 fra frb 167.943nm 合成彎矩圖 -40.398nm 235.584nm 170.079nm轉(zhuǎn)矩圖 t2=590.1997nm當(dāng)

12、量彎矩圖 415.548nm 382.239nm t2=342.316nm5.5.2.3 畫彎矩圖：剖面c處水平面的彎矩：垂直面上的彎矩：合成彎矩：5.5.2.4 畫轉(zhuǎn)矩圖5.5.2.5 畫當(dāng)量彎矩圖：因單向回轉(zhuǎn)，視轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)，。已知查表得，則剖面c處的當(dāng)量彎矩5.5.2.6 判斷危險剖面并驗算強度： 剖面c當(dāng)量彎矩最大，而其直徑與鄰段相差不大，估剖面c為危險剖面。已知 剖面d處的直徑最小，估該剖面也為危險剖面 所以其強度足夠。6 鍵連接的選擇計算 各處的鍵均采用有輕度沖擊的普通平鍵半圓鍵的聯(lián)接方式，查表可得高速軸聯(lián)軸器處選鍵c20100 gb1096-2003，其擠壓強度為電動機處的鍵是

13、查表所得，故無須校核。低速軸聯(lián)軸器處選鍵c16100 gb1096-2003，其擠壓強度為低速軸齒輪處選鍵c1670 gb1096-2003所以各鍵強度足夠。7 滾動軸承的校核在軸的設(shè)計計算部分已經(jīng)選用如下表所示深溝球軸承：軸號裝軸承處的軸徑軸承型號i55mm滾動軸承6211 gb/t276-94ii60mm滾動軸承6212 gb/t276-947.1 求當(dāng)量動載荷fa fr2fr1查表取 按圖，軸承未承受軸向載荷，故軸承受軸向載荷；，查表取，查表取故僅計算軸承的壽命即可。7.2 求軸承的壽命實際壽命比預(yù)期壽命大，故所選軸承合適。8 潤滑和密封方式的選擇8.1 齒輪潤滑劑的選擇因是閉式齒輪傳動

14、，且齒輪選用 45鋼，調(diào)質(zhì)處理，其硬度 且節(jié)圓處：所以兩個齒輪均采用油潤滑，開油溝，油溝尺寸abc=4mm8mm4mm。查表，選擇潤滑油的黏度140,選擇油的代號為an150 gb443-1989.8.1.1 齒輪的潤滑方式：因為故采用油池浸潤潤滑。8.1.2 軸承的潤滑： 采用飛濺方式直接用減速器油池內(nèi)的潤滑油進行潤滑。8.1.3 密封方式的確定： 根據(jù)減速器的密封要求，選擇接觸式密封方式，根據(jù)軸徑查表選擇氈圈油封及槽，分別選：氈圈60jb/zq4406-86、氈圈55 jb/zq4406-86。箱體剖分面上允許涂密封膠或水玻璃，不允許塞入任何墊片或填料。9 箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算9.1

15、 減速器鑄造箱體的結(jié)構(gòu)尺寸 參照表5-1各部位尺寸列于下表：名稱符號結(jié)構(gòu)尺寸名稱符號結(jié)構(gòu)尺寸箱體壁厚8mm連接螺栓軸承旁螺栓直徑d112mm箱蓋壁厚18mm沉頭座直徑d126mm凸緣厚度箱座b12mm通孔直徑d1/13.5mm凸緣尺寸c120mmc216mm箱蓋b112mm箱體、箱座螺栓直徑d28mm沉頭座直徑d218mm底座b220mm通孔直徑d2/9mm軸承旁凸臺高度h40m螺栓間距l(xiāng)82mm半徑r113凸緣尺寸c115mm軸承蓋外徑d2135mmc212mm地腳螺釘直徑df16mm軸承蓋螺釘直徑d38mm數(shù)目n4個視孔蓋螺釘直徑d46mm通孔直徑df/20mm定位銷螺釘直徑d5mm沉頭座

16、直徑d045mm箱體外壁至軸承端面的距離l160mm底座凸緣尺寸c125mm大齒輪頂圓與箱體內(nèi)壁距離110mmc223mm齒輪端面與箱體內(nèi)壁的距離210mm肋厚箱體m6.8mm箱座高度h204箱蓋m16.8mm油面高度h5070mm鑄件有1：20的拔模斜度，鑄造圓角半徑取r=2mm,沉頭座锪平。9.1.1 附件設(shè)計9.1.1.1 窺視孔和視孔蓋：窺視孔開在嚙合區(qū)的上方并有適當(dāng)?shù)拇笮。Q視孔平時用蓋板蓋住，加密封墊圈，螺釘連接。尺寸如下： 9.1.1.2 通氣器：選m201.5塞。9.1.1.3 起吊裝置：選吊耳環(huán)和吊鉤。吊耳環(huán)尺寸為：吊鉤尺寸為：9.1.1.4 油面指示器：選油標(biāo)尺m129.1

17、.1.5 油孔和螺塞：放油孔位于箱座內(nèi)底面最低處，內(nèi)底面作成1度至1.5度斜面，油孔附近作出凹坑。螺塞采用m201.5jb/zq4450-86型外六角螺塞，加裝封油墊。9.1.1.6 起蓋螺釘：采用螺栓gb/t5783-m840，螺釘端部作成圓柱端。數(shù)量為1個9.1.1.7 定位銷：采用銷gb117-86-a1230 ，兩個，非對稱分布。10 設(shè)計小結(jié)課程設(shè)計是機械設(shè)計當(dāng)中的非常重要的一環(huán)，本次課程設(shè)計時間不到兩周略顯得倉促一些。但是通過本次每天都過得很充實的課程設(shè)計，從中得到的收獲還是非常多的。通過課程設(shè)計，使我深深體會到干任何事都必須耐心，細致。課程設(shè)計過程中，許多計算有時不免令我感到有些心煩意亂，有兩次因為不小心我計算出錯，只能重新計算。但一想起老師平時對我們耐心的教導(dǎo)，想到今后自己應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會責(zé)任，想到世界上因為某些細小失誤而出現(xiàn)的令世人無比震驚的事故，我不禁時刻提示自己，一定呀養(yǎng)成一種高度負(fù)責(zé)，認(rèn)真對待的良好習(xí)慣。這次課程設(shè)計使我在工作作風(fēng)上得到了一次難得的磨練。短短兩周課程設(shè)計，使我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識是真正如此的缺乏