機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書二級(jí)減速器直齒圓柱齒輪減速器

1、目 錄一 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 2 二 設(shè)計(jì)要求 3三 設(shè)計(jì)步驟 41. 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案 42. 電動(dòng)機(jī)的選擇 53. 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配傳動(dòng)比 74. 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 85. 齒輪的設(shè)計(jì) 106. 軸的設(shè)計(jì) 157. 聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 208. 滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì) 219. 鍵的設(shè)計(jì) 2310. 潤滑密封的設(shè)計(jì) 2311. 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 24四 設(shè)計(jì)總結(jié) 27五 參考資料 29一 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1.課程設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置（簡圖如下）1二級(jí)減速器2運(yùn)輸帶3聯(lián)軸器4電動(dòng)機(jī)5滾筒2、已知條件：1、工作情況：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn),載荷較平穩(wěn)；2、工作環(huán)境：室內(nèi)，灰塵較大，環(huán)境

2、最高溫度35c；3、滾筒效率：j=0.96（包括滾筒與軸承的效率損失）；4、動(dòng)力來源：電力，三相交流，電壓380/220v；5、檢修間隔期：4年1次大修，2年1次中修，半年1次小修；6、制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠生產(chǎn)制造，小批量；7、允許運(yùn)輸帶工作速度誤差為5%。3原始數(shù)據(jù)：題號(hào)參數(shù)31323334353637383940運(yùn)輸帶工作拉力f（kn）3.03.54.04.55.05.56.06.57.07.5運(yùn)輸帶工作速度v （m/s）1.11.21.31.41.51.61.71.81.92.0滾筒直徑d（mm）400400400450400500450400450450每日工作時(shí)數(shù)t（h）8

3、88881616161616使用折舊期（y）8888888888二. 設(shè)計(jì)要求1.減速器裝配圖一張(a1)。2.cad繪制軸、齒輪零件圖各一張(a3)。3.設(shè)計(jì)說明書一份。三 設(shè)計(jì)步驟1. 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案本次設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：第32組數(shù)據(jù)：運(yùn)輸帶工作拉力f（kn）：3.5運(yùn)輸帶工作速度v(m/s):1.2 滾 筒 直 徑d(mm):400每日工作時(shí)間t(h):8使用折舊期（y）：8根據(jù)以上條件，決定采用普通齒輪傳動(dòng)。因?yàn)辇X輪傳動(dòng)具有外廓尺寸小，傳動(dòng)精度高，工作壽命長等優(yōu)點(diǎn)。又因?yàn)橛休^大的傳動(dòng)比，采用兩級(jí)閉式齒輪傳動(dòng)。實(shí)際工作環(huán)境，要求箱體的長度較小，所以采用二級(jí)展開式圓柱齒輪傳動(dòng)。2. 電動(dòng)機(jī)的

4、選擇1）.選擇電動(dòng)機(jī)的類型按工作要求已知條件，選用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380v，y型。1） .選擇電動(dòng)機(jī)的容量電動(dòng)機(jī)所需工作功率按公式（1），即，由公式（2），即，因此，由電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶的總效率為，式中，分別代表卷筒，深溝球滾動(dòng)軸承，七級(jí)精度的一般齒輪，彈性聯(lián)軸器，齒式聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率。由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表1-7知，所以，電動(dòng)機(jī)所需的工作功率為2） .確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速卷筒工作轉(zhuǎn)速為按機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表一推薦的傳動(dòng)比合理范圍，二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000、1500r/min.。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由機(jī)械設(shè)計(jì)

5、課程設(shè)計(jì)手冊(cè)查出有三種適合的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因此有三種方案，如表所示。方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/kw滿載轉(zhuǎn)速（r/min）堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩質(zhì)量/kg序號(hào)額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩1y132s-45.514402.22.3682y132m2-65.59602.02.0843y160m2-85.57202.02.0119綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量等因素，可見第1方案比較適合。所以，選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)為y132s-4，其主要性能為：型號(hào)額定功率滿載轉(zhuǎn)速（r/min）堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩質(zhì)量/kgy132s-45.514402.22.3683. 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配傳動(dòng)比（1） 總傳動(dòng)比

6、（2） .分配傳動(dòng)比考慮潤滑等條件的影響，取，（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)p196查得）所以計(jì)算求得，4.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 該傳動(dòng)裝置從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)共有三軸，依次為1,2,3軸。.1） 各軸轉(zhuǎn)速：1軸：2軸：3軸：卷筒軸：2） 各軸的輸入功率1軸：2軸：3軸：卷筒軸：3） 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩為電動(dòng)機(jī)的輸入轉(zhuǎn)矩為：1軸：2軸：3軸：卷筒軸：運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理于下表：軸名功率p/kw轉(zhuǎn)矩t/(nmm)轉(zhuǎn)速n/(r/min)傳動(dòng)比效率i軸4.7414405.930.97ii軸4.60242.834.240.97iii軸4.4757.310.98卷筒軸4.3857.35.齒輪的設(shè)計(jì)1.

7、 高速極大小齒輪的設(shè)計(jì)1） 選定齒輪的類型、精度等級(jí)、材材料及齒數(shù)（1） 按運(yùn)動(dòng)簡圖所示的傳動(dòng)方案，選用圓柱直齒齒輪傳動(dòng)。（2） 運(yùn)輸機(jī)一般為工作機(jī)，速度不高，故選用7級(jí)精度。（3) 材料選擇。由機(jī)械設(shè)計(jì)表6.1選擇小齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為260hbs，大齒輪為45鋼（正火），硬度為210hbs，二者材料硬度差為50hbs。（4） 選齒輪齒數(shù)。(5)按軟齒面齒輪非對(duì)稱安裝查表6.5，取齒寬系數(shù)2) 初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸 (1) 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則:先由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算。兩者比較校核。(2) 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，即 試選載荷系數(shù)。由課本p117表6.3查得材料系

8、數(shù)。由課本圖p110圖6.8（b）按齒面硬度查得：小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：（3） 確定接觸疲勞許用應(yīng)力：，所以，2.計(jì)算. 試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值。 齒數(shù)比其中，計(jì)算圓周速度。計(jì)算齒寬。確定載荷系數(shù)k由表6.2查的,由7級(jí)精度齒輪，取,由硬齒面，取按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 計(jì)算模數(shù) 查標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列，取模數(shù)小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)計(jì)算分度圓直徑 計(jì)算中心距 計(jì)算齒輪寬度 取，。齒高h(yuǎn) 按齒根彎曲強(qiáng)度校核 彎曲強(qiáng)度的校核公式 確定公式中各值：小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限；.計(jì)算大、小齒輪的并加以比較； 校核計(jì)算

9、：齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸：名稱符號(hào)公式齒1齒2齒3齒4齒數(shù)2514832136分度圓直徑5025980340齒頂高2.02.02.52.5齒根高2.52.53.1253.125齒頂圓直徑5426485345齒根圓直徑47.5256.573.75333.75中心距173210孔徑b齒寬504580786.軸的設(shè)計(jì)1）選擇軸的材料選擇軸的材料為45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其機(jī)械性能由表11.1和表11.4查得，2）求作用在齒輪上的力3）初步確定軸的最小直徑先按公式（11.2）初步計(jì)算軸的最小直徑。（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表11.3選c=110）1軸：考慮鍵槽的影響，所以輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑。為了使

10、所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。又因?yàn)樗‰妱?dòng)機(jī)型號(hào)為y132s-4，其軸徑為所以必須選軸孔直徑系列包括d=38mm的聯(lián)軸器,聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查機(jī)械設(shè)計(jì)表10.1，取，則：按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)選用lx3型,其公稱轉(zhuǎn)矩為1250000nmm,許用轉(zhuǎn)速為4700r/min。半聯(lián)軸器得孔徑，故取=35mm；半聯(lián)軸器長度l=82mm。4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段長度和直徑1） 為了滿足辦聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-2軸端右端需制出一軸肩，故取2-3段的直徑為40mm2） 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承只受徑向力的作用，故可

11、以選用深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)=40mm，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表6-1查得，選取6309深溝球滾動(dòng)軸承（gb/t 276-1994）。其尺寸為，故45mm；而。3).由小齒輪尺寸可知，齒輪處的軸端5-6的直徑，。取，取，。(2).軸上零件的軸向定位 聯(lián)軸器與軸的軸向定位均采用平鍵連接。按由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表4-1查得a類平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為。滾動(dòng)軸承與軸的軸向定位是由過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。(3).確定軸上圓角和倒角尺寸參考機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表1-27，取軸端圓角。求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，對(duì)于630

12、9型深溝球軸承，其支點(diǎn)就是軸承寬度b的中點(diǎn)。因此，作為簡支梁的軸的支撐跨距。根據(jù)軸的計(jì)算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面c是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算處的截面c處的、及的值列于下表。載荷 水平面h 垂直面v支反力彎矩總彎矩 ，扭矩按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面c）的強(qiáng)度。根據(jù)上表數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力 前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由課本p288表11.2查得因此，故安全。7. 聯(lián)軸器設(shè)計(jì)：1）高速軸聯(lián)軸器因?yàn)楦咚佥S直接與電動(dòng)機(jī)的輸出軸相連，又因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)

13、選擇的型號(hào)為y132s-4，可以查的電動(dòng)機(jī)的輸出軸徑為。所以聯(lián)軸器孔徑必須包含38mm，且應(yīng)選擇彈性聯(lián)軸器。軸的最小直徑根據(jù)，聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查機(jī)械設(shè)計(jì)表10.1，取，則：查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表可選lx3彈性聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為1250nm,半聯(lián)軸器得孔徑，故取=35mm；半聯(lián)軸器長度l=82mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度。2）低速軸聯(lián)軸器因?yàn)榈退佥S直接與滾筒軸相連，作為輸出軸。，聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查機(jī)械設(shè)計(jì)表10.1，取，則：，查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表13.3可選hl6彈性聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為3150nm,半聯(lián)軸器得孔徑，故半聯(lián)軸器長度l=142mm。8.滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)選擇低速軸軸承的一對(duì)

14、深溝球6315滾動(dòng)軸承。根據(jù)滾動(dòng)軸承型號(hào)查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表6-1得到，和。cr=112kncor=76.8kn（1）畫軸的受力簡圖。（2）求軸承徑向支反力、（a）垂直平面支反力、= =1657.674n=2051.427n（b）水平面支反力、=80.574n=561.47n（c）合成支反力、=1659.631n=2126.876n（5）計(jì)算軸承的當(dāng)量載荷、由于fa=0查1 表13-5 ：x11.41,y10查1表13-6取載荷系數(shù) 1.1p1fpfr1=1.11659.631=1825.5941n查1 表13-5 ：x21 ,y20p2fpfr21.12126.876=233.95636

15、n（6）校核所選軸承由于兩支承用相同的軸承，故按當(dāng)量動(dòng)載荷較大的軸承p2計(jì)算，查1表13-6取載荷系數(shù) 1 ，查1表13-4取溫度系數(shù) 1 ，計(jì)算軸承工作壽命：=x=4198311.9h(83008)h=19200h結(jié)論：所選的軸承滿足壽命要求。9. 鍵聯(lián)接設(shè)計(jì) 聯(lián)軸器與輸入軸間鍵的選擇及校核軸徑，輪轂長度，查手冊(cè)，選a型平鍵，其尺寸為，現(xiàn)校核其強(qiáng)度：,， 查表12.1得，因?yàn)?，故鍵符合強(qiáng)度要求。10. 潤滑密封設(shè)計(jì)對(duì)于二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器，因?yàn)閭鲃?dòng)裝置屬于輕型的，且轉(zhuǎn)速速較低，所以軸承采用脂潤滑，箱體內(nèi)選用l-an22號(hào)潤滑油，裝至規(guī)定高度。油的深度為64。 從密封性來講為了保證機(jī)蓋與機(jī)

16、座連接處密封，凸緣應(yīng)有足夠的寬度，連接表面應(yīng)精刨，密封的表面要經(jīng)過刮研。而且，凸緣連接螺柱之間的距離不宜太大，并均勻布置，保證部分面處的密封性。軸承端蓋采用凸緣式軸承端蓋，易于加工和安裝。因?yàn)檩敵鲚S、輸入軸轉(zhuǎn)速都較低，故二者均可采羊毛氈圈密封，輸出軸選用氈圈75，輸入軸選用氈圈40.11.箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)減速器的箱體采用鑄造（ht200）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪佳合質(zhì)量，大端蓋分機(jī)體采用配合.1. 機(jī)體有足夠的剛度在機(jī)體為加肋，外輪廓為長方形，增強(qiáng)了軸承座剛度2. 考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤滑，密封散熱。因其傳動(dòng)件速度小于12m/s，故采用侵油潤油，同時(shí)為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴?/p>

17、距離h大于40mm為保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗糙度為3. 機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性.鑄件壁厚為10mm，圓角半徑為r=5。機(jī)體外型簡單，拔模方便.4. 對(duì)附件設(shè)計(jì) a 視孔蓋和窺視孔在機(jī)蓋頂部開有窺視孔，能看到 傳動(dòng)零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進(jìn)行操作，窺視孔有蓋板，機(jī)體上開窺視孔與凸緣一塊，有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用m8緊固b 油螺塞：放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面，并加封

18、油圈加以密封。c 油標(biāo)：油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。油尺安置的部位不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出.d 通氣孔：由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡.e 位銷：為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)結(jié)凸緣的長度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度.f 吊鉤：在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運(yùn)較重的物體。減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下：名稱符號(hào)減速器型式及尺寸關(guān)系/mm箱座壁厚10箱蓋壁厚10箱蓋凸緣厚度15箱座凸緣厚度15箱座底凸緣厚度25地腳螺釘直徑20地腳螺釘數(shù)目4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑

19、16機(jī)蓋與座聯(lián)接螺栓直徑12聯(lián)接螺栓的間距180軸承端蓋螺栓直徑8視孔蓋螺釘直徑6定位銷直徑9、到外箱壁距離26、22、18、至凸緣邊緣距離24、16軸承旁凸臺(tái)半徑凸臺(tái)高度外箱壁至軸承座端面距離40大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離12齒輪端面與內(nèi)箱壁距離12箱蓋、箱座肋厚、；軸承端蓋外徑軸承端蓋凸緣厚度9軸承旁聯(lián)接螺栓距離四 設(shè)計(jì)總結(jié) 我們這次機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是做帶式運(yùn)輸機(jī)用的二級(jí)圓柱齒輪減速器。在兩個(gè)星期的設(shè)計(jì)過程中，讓我明白一個(gè)簡單機(jī)械設(shè)計(jì)的過程，知道一個(gè)設(shè)計(jì)所必須要準(zhǔn)備些什么，要怎樣去安排工作，并學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律；也通過課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他先修課程的理論與生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)來分析和解決機(jī)械設(shè)計(jì)問題的能力；學(xué)會(huì)怎樣去進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖、查閱資料和手冊(cè)、運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。還有就是激發(fā)了我的學(xué)習(xí)興趣，能起到一種激勵(lì)奮斗的作用，讓我更加對(duì)課堂所學(xué)內(nèi)容的更加理解和掌握。 這次機(jī)械課程設(shè)計(jì)中，我遇到了很多問題，但同學(xué)討論和老師 指導(dǎo)起到了很大的作用，這就是團(tuán)隊(duì)的精神。自己在設(shè)計(jì)中所遇到的困難，讓我明白要做好一個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)是一件不容易的事，必須有豐富的知識(shí)面和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，還必須有一個(gè)好的