斜齒減速器二級(jí)減速器

1、08屆機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)課程設(shè)計(jì)第一章.傳動(dòng)方案總體設(shè)計(jì)1.題目：軸iii設(shè)計(jì)用于帶式運(yùn)輸機(jī)的“帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置單級(jí)圓柱斜齒輪減速器”，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載起動(dòng)，使用期限8年，大修期四年,允許誤差為±5%,工作效率w=96%。軸ii軸i運(yùn)輸帶工作拉力fw(kn)運(yùn)輸帶工作速度v(m/s)卷筒直徑d(mm)2.61.12202.電機(jī)的選擇1）選擇電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式。按工作要求和工作條件，選用一般用途的y系列三相異步電動(dòng)機(jī)220v/380v，臥式封閉結(jié)構(gòu)。2）選擇電動(dòng)機(jī)的容量。工作機(jī)所需的功率為電動(dòng)機(jī)所需功率 查表得 則 所以電動(dòng)機(jī)的功率為選取電動(dòng)機(jī)額定功率pm，使pm=(1-1.

2、3)p0；取pm=4.0kw3）確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速：工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為：由于v帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比在的范圍，一級(jí)圓柱齒輪的傳動(dòng)比在的范圍，總傳動(dòng)比的合理范圍，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為符合這一轉(zhuǎn)速范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min,1000r/min,1500r/min兩種，查得可使用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)：式中，fw=2.6kn，=1.1m/s，=0.96，代入得電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率（kw）同步轉(zhuǎn)速(r/min)滿載轉(zhuǎn)速(r/min)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩y112m-44150014402.22.2y132m1-6410009602.02.0y160m1-847507202.02.0綜合考慮電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)

3、裝置的尺寸、結(jié)構(gòu)和帶傳動(dòng)及減速器的傳動(dòng)比，選用y112m-4。3.計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配各級(jí)傳動(dòng)比(1) 總傳動(dòng)比：(2) 分配傳動(dòng)比：因，初取帶傳動(dòng)比i帶=3.5，則i齒 = i/i帶 = 4.314.計(jì)算傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1）各軸的轉(zhuǎn)速： 軸 軸 卷筒軸 n卷=nii=95.5r/min.2）各軸的輸入功率：軸pi=帶pm=3.33×0.96=3.197kw，軸pii=軸齒pi=3.197×0.99×0.97=3.07kw，卷筒軸 piii=軸聯(lián)pii=3.07×0.99×0.99=3.01kw.3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電機(jī)軸的輸

4、入轉(zhuǎn)矩td為：軸： 軸： 卷筒： 第二章. 皮帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)1.選擇普通v選帶類型 由課本表8-7得：ka=1.2 ，所以pca=ka pm =1.2×4=4.8kw 根據(jù)n=1440r/min，pca =4.8kw，由圖8-11可知應(yīng)選用a型v帶。2.確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速 由表8-6和表8-8知小帶輪直徑不應(yīng)小于75mm，故初取，則 ，查表13-9取     實(shí)際傳動(dòng)比為： 。 從動(dòng)輪實(shí)際轉(zhuǎn)速： ，則 5%，在允許范圍內(nèi)。帶速，在525m/s范圍內(nèi)，帶速合適。 3.確定帶長和中心矩 初步選取中心距取，滿足。由式（8-20）得帶長，根據(jù)表8-2，對(duì)a型帶選

5、用 ld=2000mm ，再由式（8-23）計(jì)算實(shí)際中心距 。4.驗(yàn)算小帶輪包角 由式（8-7）得 ，合適。5.確定v帶的根數(shù) 現(xiàn)有，根據(jù)表8-4a可得； 查表8-4b得； 由，查表8-2得,。 故v帶根數(shù)為 ， 取4根。 6.計(jì)算軸上壓力 由課本表8-3  查得q=0.10kg/m，單根v帶的初拉力： ，則作用在軸承的壓軸力：。7.v帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）b=（z-1）t+2s=（4-1）×16+2×10=68mm2）、小帶輪的設(shè)計(jì)采用材料ht150鑄鐵dd1=100mm2.5d，d為電機(jī)軸的直徑d=38mm， 且dd1300mm，故采用腹板式。腹板上不開孔。部分結(jié)

6、構(gòu)尺寸確定：d1=1.8d=1.8×38=69mml=1.8d=1.8×38=69mm3）、大帶輪的設(shè)計(jì)由于 dd2=355mm， 故采用孔板式。有關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸如下：d=28mm,即第i軸直徑d1=1.8×28=50.4mml=1.8d=1.8×28=50.4mm第三章.斜齒齒輪設(shè)計(jì)由前面的計(jì)算可知，該對(duì)齒輪傳動(dòng)輸入功率為3.197kw，小齒輪的轉(zhuǎn)速n1 = 411.4r/min，實(shí)際傳動(dòng)比為15.07/3.62=4.16，工作時(shí)間8年（按每年300天計(jì)算），兩班制工作，載荷平穩(wěn)，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)。1. 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1) 按照設(shè)計(jì)要求，選

7、擇右旋斜齒傳動(dòng)；運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，該對(duì)齒輪轉(zhuǎn)速不高，故可以選用8級(jí)精度； 2) 材料選擇。由課本表10-1選擇小齒輪材料為40cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280hbs；大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240hbs,二者材料硬度相差為40hbs.3) 初取小齒輪齒數(shù)23，大齒輪齒數(shù)z2=4.16×2395.68,故取z2=96，4）初選螺旋角=15°。2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按式(10-21)計(jì)算 （1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)據(jù)1)、試選kt=1.6；2)、；3)、由課本表10-7選取齒寬系數(shù)d=1；4)、由課本表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)ze=189.8 5）由圖10-21d

8、按齒面硬度查得小齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限大齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限6）由課本式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)7）由課本圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)knh1=0.90，knh2=0.958)由圖10-26查得,則9）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率1%，安全系數(shù)s=1，由課本式（10-12）得 ,則許用接觸應(yīng)力為（2）計(jì)算 1）試算小齒輪分度圓直徑 2)、計(jì)算圓周速度v= =1.106m/s3)、計(jì)算齒寬b及模數(shù)模數(shù)齒高h(yuǎn)=2.25=4.86mm=51.36/4.86=10.574)計(jì)算縱向重合度5)計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)v=1.106m/s，8級(jí)精度，由課本圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)kv=1.10直齒輪由課本

9、表10-2查得使用系數(shù)由課本表10-4用插值法查得8級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承對(duì)稱布置時(shí)由，由查得故載荷系數(shù)6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式（10-10a）得7）計(jì)算模數(shù)3.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由課本式（10-17）得彎曲強(qiáng)度計(jì)算公式（1）確定公式內(nèi)的各個(gè)計(jì)算數(shù)值1）由課本圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限2）由課本圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù), 3)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)s=1.4，由課本式（10-12）得4)計(jì)算載荷系數(shù)k5)查取齒形系數(shù)由表10-5查得 ，6）查取應(yīng)力校正系數(shù)由表10-5查得 ,7)根據(jù)縱向重合度從圖10-28查

10、得螺旋角影響系數(shù)8)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 9)計(jì)算大、小齒輪的小齒輪的數(shù)值大（2）設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，取，但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度,按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算分度圓直徑=55.96mm，算出小齒輪齒數(shù)，取=27大齒輪齒數(shù)：取=112這樣設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。4.幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距 將中心距圓整為144mm即（2）按圓整后中心距修正螺旋角 因值變化不大,故其余值不需重新修正.（3）計(jì)算大小齒輪分度圓直徑 （4）計(jì)算齒輪寬度 ,圓整后取名稱符號(hào)公式齒1齒2齒數(shù)27

11、136模數(shù)_2端面模數(shù)2.072齒根高2.52.5齒頂圓直徑59.94236.06齒根圓直徑50.94227.06中心距144齒寬_6560齒頂高22分度圓直徑55.94232.06螺旋角_4.齒輪受力分析圖小齒輪：，。大齒輪：，。由于齒輪在嚙合時(shí)有效率損失，因此兩齒輪上的力不能簡單的相等。因而，每個(gè)齒輪的值都應(yīng)分開計(jì)算。第四章.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1. 高速級(jí)齒輪軸設(shè)計(jì)1）材料選擇及熱處理由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉,對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低,故選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理.2）初定軸的最小直徑按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件，可得軸的直徑計(jì)算式（15-2），由課本表15-3查得，又知，故 取中間值，由于該軸有一個(gè)鍵槽，故軸的直徑應(yīng)加

12、大，故，取。3>軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1) 擬定零件的裝配方案，如下圖bc(2) 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度，從右開始設(shè)計(jì)。 由于在l11這段上所連接的是大帶輪，根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度已經(jīng)計(jì)算得到此處的最小直徑，故取 。此處軸段的長度由大帶輪的輪轂的寬度所決定，由課本圖8-14查得：，取，為了使帶輪上的擋板壓緊帶輪而不是壓到軸，所以軸段長度略小于其輪轂值，取。初選滾動(dòng)軸承。此處由斜齒產(chǎn)生的軸向力較大，根據(jù)這段軸的尺寸，可選擇7207ac型軸承。查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表12.2得，要求的定位軸肩是4.5 mm。故，要求在此處的定位套筒的直徑是42mm，并取。由后面的箱體設(shè)計(jì)可以得到。該箱體壁與齒輪

13、的距離，l8=10 mm。由軸承端蓋的厚度一般為10 mm左右，因此，整個(gè)軸承蓋的寬度是20mm，它與右端大帶輪的距離至少要留一個(gè)螺栓的長度25mm，再考慮軸承端蓋的調(diào)整范圍，可以確定l10=50 mm。 類似取，但這會(huì)使齒輪的齒根到鍵槽頂?shù)木嚯x小于2mt，齒輪很容易損壞，所以這里必須采用齒輪軸。則可以得到。l5處的寬度大于1.4h，??；則。同樣， 至此，已初步了軸的各段直徑和長度。(3) 軸上零件的周向定位大帶輪與軸的周向定位采用平鍵鏈接。按該截面直徑查課本表6-1采用mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，保證大帶輪與軸配合有良好的對(duì)中性。故大帶輪與軸的配合為h7/n6. 滾動(dòng)軸承與軸周向定位是由過渡配

14、合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為k6。(4) 確定軸上圓角和倒角尺寸查課設(shè)表9-8,確定軸左端的倒角為1.6×45°，右端倒角為1.0×45°各處圓角半徑都為1.6 mm。4）軸的受力分析(1) 根據(jù)結(jié)構(gòu)圖畫出軸的受力簡圖(2) 受力計(jì)算 1) 由前面的計(jì)算可得，由前面帶輪的壓軸力計(jì)算可知 fq =fq =1083n；計(jì)算支反力在水平面內(nèi)進(jìn)行計(jì)算所以 。在垂直面內(nèi)進(jìn)行計(jì)算。2) 畫出彎矩圖和扭矩圖彎矩圖：單位 nmm扭矩圖：單位 nmm3)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度只對(duì)軸上承受最大彎矩和扭矩的截面進(jìn)行校核，由于軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，

15、取=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力.根據(jù)前面選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由課本表15-1查得。ca<-1，故安全。2.低速軸的設(shè)計(jì)（1）材料選擇及熱處理選擇與高速級(jí)軸的材料一致，用45鋼，做調(diào)質(zhì)處理。（2）初定軸的最小直徑 已知 ，所以 取中間值，由于該軸有一個(gè)鍵槽，故軸的直徑應(yīng)加大，故 。（3）聯(lián)軸器的選擇由于軸的轉(zhuǎn)速較低，且轉(zhuǎn)矩變化小, 可以選彈性柱銷聯(lián)軸器.則查課本表14-1,得工作情況系數(shù),則,。 查課設(shè)表13-1選用lx3型號(hào)聯(lián)軸器 .綜合考慮，取。（4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）擬定結(jié)構(gòu)方案如下圖：2） 根據(jù)軸各定位的要求確定軸的各段直徑和長度 從左端開始。為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，l

16、1軸段右端需制出一軸肩，故取。聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為84mm，為了保證軸端擋圈中壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，則l1就比84略短一點(diǎn)，現(xiàn)取。 初步選擇滾動(dòng)軸承。根據(jù)，選用角接觸球軸承，由于該軸上軸力相對(duì)較大，故選擇ac系列的軸承，查課設(shè)表12-2，選用7210ac，其尺寸為，其定位軸肩為3.5mm，故定位套筒的直徑為57mm。因此，。 取安裝齒輪處的軸段的直徑，為了使套筒更加壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略小于輪轂的寬度，故取 ，齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩的高度，取h=5mm，則軸環(huán)處的直徑，軸環(huán)寬度應(yīng)大于1.4h，取軸環(huán)寬度為9mm。 軸承端蓋的總寬度為20 mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸

17、承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面的距離為30 mm，故取l250 mm。 取齒輪與箱體之間的距離為15 mm，滾動(dòng)軸承到箱體的距離為10mm，則 ， 。至此，已初步確定了軸的各段直徑及長度。(5)軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器的周向定位均采用平鍵連接。半聯(lián)軸器與軸的連接，按直徑d1由課本表6-1查得平鍵選為，配合為h7/k6. 齒輪與軸的連接，按d4查表11.28得，選用平鍵為，配合為h7/n6。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為k6。(6)確定軸上圓角和倒角尺寸參考課本表9-8，取軸端倒角為 ，d處的圓角半徑r=2 mm，a、b、c、e處

18、的圓角半徑r1.6 mm。(7)軸的受力分析1)畫出軸的受力簡圖2)進(jìn)行受力計(jì)算 由前面的計(jì)算得 支反力計(jì)算水平面內(nèi)：所以 垂直面內(nèi)： 畫出彎矩、扭矩圖彎矩圖：(單位：nmm)扭矩圖：(單位：nmm)由彎扭圖上看，截面c-d是危險(xiǎn)面。3） 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度只對(duì)軸上承受最大彎矩和扭矩的截面進(jìn)行校核，由于軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力。根據(jù)前面選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由課本表15-1查得，ca<-1，故安全。至此，高速級(jí)、低速級(jí)兩根軸的設(shè)計(jì)已經(jīng)完成了。第五章. 軸承的校驗(yàn)計(jì)算1.對(duì)初選高速級(jí)軸承7207ac校核(1)由上部分計(jì)算數(shù)據(jù)知，。1

19、)計(jì)算兩軸承的軸向力fa1、fa2查課設(shè)表12-2，得到軸承7207ac的，對(duì)于70000ac型軸承，它的派生軸向力，因此可計(jì)算，由于 ，所以 ，2)計(jì)算軸承的當(dāng)量載荷 由表16-11得， ，則，則3)計(jì)算軸承壽命由于，所以按軸承2的受力大小驗(yàn)算：查課本表13-6取，則故軸承可每一年更換一次。2. 對(duì)低速級(jí)軸承7210ac進(jìn)行校核 (1)由上部分計(jì)算數(shù)據(jù)知，。(2)計(jì)算兩軸承的軸向力fa1、fa2查課設(shè)表12-2，得到軸承7210ac的，對(duì)于70000ac型軸承，它的派生軸向力，因此可計(jì)算，由于 ，所以 ，(3)計(jì)算軸承的當(dāng)量載荷 由課本表13-5得， ，則，則 (4)計(jì)算軸承壽命由于，所以按

20、軸承1的受力大小驗(yàn)算：查課本表13-6,取，則，滿足要求。至此，軸承的選擇及校核已全部完成。第六章.鍵的校核1.高速軸上的鍵(1) 選擇鍵連接的類型和尺寸 一般8級(jí)以上精度的齒輪有定心精度的要求，應(yīng)選用平鍵連接。由軸的設(shè)計(jì)里已確定的鍵尺寸為,選用圓頭(a型)平鍵。(2) 校核鍵連接的強(qiáng)度鍵、軸的材料都是鋼，而帶輪的材料為鑄鐵，查表得擠壓應(yīng)力p=5060 mpa。鍵工作長度，鍵與帶輪鍵槽的接觸高度。計(jì)算擠壓強(qiáng)度，由于有pp該鍵滿足要求。2.低速軸上的鍵（1）選擇鍵連接的類型和尺寸 一般8級(jí)以上精度的齒輪有定心精度的要求，應(yīng)選用平鍵連接。齒輪處與聯(lián)軸器處均選用圓頭（a型）平鍵。由低速軸的設(shè)計(jì)里已確

21、定的鍵尺寸為齒輪處：，聯(lián)軸器處：。（2）校核鍵連接的強(qiáng)度鍵、軸、齒輪和聯(lián)軸器的材料都是鋼，查表得擠壓應(yīng)力p=100120 mpa。1) 齒輪處鍵工作長度 ，鍵與齒輪鍵槽的接觸高度 ，計(jì)算擠壓強(qiáng)度，該鍵滿足要求。2）聯(lián)軸器處鍵工作長度 ，鍵與齒輪鍵槽的接觸高度 ，計(jì)算擠壓強(qiáng)度該鍵滿足要求。第七章.潤滑密封的設(shè)計(jì)計(jì)算1.齒輪的潤滑因齒輪的圓周速度，所以采用浸油潤滑方式。 而大齒輪浸入油高度應(yīng)不小于10mm,故取浸油高度為12mm。2滾動(dòng)軸承的潤滑對(duì)于高速級(jí)軸承 對(duì)于低速級(jí)軸承 ，它們的dn值都很小，故選用脂潤滑，滾動(dòng)軸承的裝脂量一般以軸承內(nèi)部空間容積的 1323 為宜。3.密封形式由于在軸承端處的軸表面速度兩者的速度都小于3m/s，所以選擇“粗羊毛氈圈油封”.第八章. 減速器箱體設(shè)計(jì)及附件說明1.減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下表名稱符號(hào)計(jì)算公式結(jié)果箱座壁厚8箱蓋壁厚8箱蓋凸緣厚度12箱座凸緣厚度12箱座底凸緣厚度20地腳螺釘直徑=0.036a+1216地腳螺釘數(shù)目n查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑12機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑=（0.50.6）8軸承端蓋螺釘直徑=（0.40.5）8視孔蓋螺釘直徑=（0.30.4）6定位銷直徑=（0.70.8）6