燕山大學(xué)機械設(shè)計課程設(shè)計說明書 二級齒輪減速器

1、 燕山大學(xué)課程設(shè)計說明書 燕山大學(xué)機械設(shè)計課程設(shè)計說明書題目： 帶式輸送機傳動裝置 學(xué) 院： 年級專業(yè)： 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 目 錄1.任務(wù)說明書-32.傳動方案的分析-43.電動機選擇及計算-44.總傳動比的確定和各級傳動比的-55.傳動裝置的動力和運動參數(shù)計算-5 6.傳動齒輪的選擇和計算-77.軸的設(shè)計計算-138.軸承的選擇和校核-209.鍵的選擇和鍵連接的強度計算- -2210.聯(lián)軸器選擇校核- 2311.潤滑和密封選擇- 2412.拆裝和調(diào)整的說明-2513.減速箱體的附件的說明- 2514.設(shè)計小結(jié).- 2615.參考材料- 27 設(shè)計及計算過程 一 、

2、課程設(shè)計任務(wù)書課程設(shè)計題目：設(shè)計帶式運輸機傳動裝置（簡圖如下）1 運輸帶 2卷筒3聯(lián)軸器 4二級圓柱齒輪減速器 5電動機 設(shè)計要求1.完成減速器裝配圖一張（A0）。2.繪制軸、齒輪、穿通孔端蓋零件圖各一張3.編寫設(shè)計計算說明書一份。其他條件：使用地點：室內(nèi) 生產(chǎn)批量：大批 載荷性質(zhì)：平穩(wěn) 使用年限：五年一班二、傳動方案分析1斜齒輪傳動 斜齒輪傳動的平穩(wěn)性較直齒圓柱齒輪傳動好，常用在高速 級或要求傳動平穩(wěn)的場合。因此將斜齒輪傳動布置在第一、二級。 2帶傳動 帶傳動承載力低，但傳動平穩(wěn)，緩沖吸振能力強，布置在高速級。 因此，斜齒圓柱齒輪傳動帶傳動對室內(nèi)平穩(wěn)環(huán)境而言，這樣的傳動方案是比較合理的。三電

3、動機選擇計算1)原始數(shù)據(jù)如下： 運輸帶牽引力F=1635N 輸帶工作速度V=0.71m/s 滾筒直徑D=0.29m2)電動機型號選擇 主要參數(shù)： (1）選擇電機類型 按照工作要求和工作條件，選擇Y系列三相籠形異步電動機全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)。(2）確定電機容量 電動機的輸出功率為 PW=（F×V）/(1000×W ) 式中 取 傳動總效率式中 1為聯(lián)軸器效率，1=0.99；2為齒輪傳動效率，2=0.97；3為軸承效率，3=0.98； 所以有 (3）選擇轉(zhuǎn)速 卷筒軸工作轉(zhuǎn)速為 rmin 由二級齒輪減速器，固電動機轉(zhuǎn)速 rmin 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750rmin，1000 r

4、min，1500 rmin，綜合考慮選擇同步轉(zhuǎn)速為1000 rmin，型號為Y100L-6 電動機主要性能參數(shù) 型號額定功率（w）同步轉(zhuǎn)速（rmin）滿載轉(zhuǎn)速（rmin）Y100L-61.510009402.022四、總傳動比的確定和各級傳動比的分配 滿載時電機轉(zhuǎn)速 rmin總傳動比由，所以，取，五、運動和動力參數(shù)得計算 各軸轉(zhuǎn)速如下: 軸轉(zhuǎn)速rmin 2軸轉(zhuǎn)速rmin 3軸轉(zhuǎn)速rmin 卷筒軸的轉(zhuǎn)速46.83rmin 電動機輸出功率為=1.42kw1軸輸入功率 kw2軸輸入功率 kw3軸輸入功率 kw卷筒軸輸入功率 kw由得，各軸輸出轉(zhuǎn)矩值如下電動機軸 1軸 2軸 3軸 卷筒軸 其運動和動力

5、學(xué)參數(shù)整理于下表運動和動力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)速n（rmin）轉(zhuǎn)矩T（）功率P（kw）傳動比i效率電機軸94014.421.791.000.991軸94014.281.77214.480.952軸209.8260.781.68464.480.953軸46.83258.681.60141.000.97卷筒軸46.83250.921.5537六、傳動零件的設(shè)計計算低速級齒輪傳動的設(shè)計1）傳動件的選擇（1）由使用條件，選擇圓柱斜齒輪小齒輪選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為240HBS大齒輪選用45號鋼，正火處理，硬度為200HBS兩者之差為40HBS，合適（2）選取8級精度，按GB/T 10095 .1-2001（

6、3）選取齒數(shù) 初選小齒輪齒數(shù) =4.48×23=103.04，圓整取 =103=103÷23=4.47， ×100= =0.225% 滿足要求（4）選取螺旋角 初選= 10° 齒寬系數(shù) =1.002)按齒面接觸強度設(shè)計 按式(1） 確定載荷系數(shù)K 由表使用系數(shù) 0 動載系數(shù) 由圖齒間載荷分布系數(shù)，齒向載荷分布系數(shù) (2） 轉(zhuǎn)矩 (3） 查的區(qū)域系數(shù) (4） 重合度系數(shù) (5） 螺旋角系數(shù) 。查的影響彈性系數(shù)(6） 由圖可查得接觸疲勞極限應(yīng)力，(7） 由公式計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) (8） 查得壽命系數(shù) ,(9） 計算接觸疲勞許用應(yīng)力，取失效概率1%，安全系數(shù)S=

7、1 取(10） 計算小齒輪分度圓直徑 (11）計算圓周速度 （12）修正載荷系數(shù)： 按 查表得 (13）校正試算的分度圓直徑 mm(14）法向模數(shù) 取(15）計算中心距 圓整取 a=130mm(16） 按圓整后的中心距修正螺旋角 由于值變化很小，所以不必修正(17） 計算分度圓直徑 (18）計算齒輪寬度 圓整取 又高速級齒輪除齒寬不一樣外，其他參數(shù)一樣，所以由低速級此處可取高速級齒輪=30mm；=35mm,可以保證滿足使用要求3）校核齒根彎曲疲勞強度 由公式 (1） 重合度系數(shù) (2） 螺旋角系數(shù)(3） 計算當(dāng)量齒數(shù) (4） 查取齒形系數(shù)可得 (5） 查取應(yīng)力修正系數(shù)可得 (6） 查取彎曲疲勞

8、極限應(yīng)力及壽命系數(shù) 可得按 分別查得(7） 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取失效率為1，安全系數(shù)S=1,由公式得 (8） 計算彎曲應(yīng)力 合格中心距a調(diào)至150mm圓整中心距a=150mm齒輪標(biāo)號齒數(shù)法向模數(shù)Mn分度圓d傳動比i寬度螺旋角1272.055.714.483514.2521202.0247.63014.253272.055.714.485514.2541202.0247.65014.25傳動總比i=4.48×4.48=20.07,誤差，符合要求。七軸的設(shè)計和計算1）.初步計算軸徑軸的材料選用常用的45鋼當(dāng)軸的支撐距離未定時， 無法由強度確定軸徑，要用初步估算的方法，即按純扭矩并降低

9、許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力確定軸徑d，計算公式為： 軸為高速軸， 軸為中間軸，軸為低速軸，查表取A1=A3=A2=112 考慮到軸要與電動機聯(lián)接，初算直徑必須與電動機軸和聯(lián)軸器空相匹配及鍵對軸的削弱作用， 所以初定2）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1.裝配方案是：聯(lián)軸器，端蓋，軸承，套筒，齒輪，另一端只安裝軸承 軸的徑向尺寸：當(dāng)直徑變化處的端面用于固定軸上零件或承受軸向力時，直徑變化值要大些，可?。?8）mm，否則可取（14）mm輸入軸的初步設(shè)計如下圖：對于小齒輪安裝處，當(dāng),不需要做成齒輪軸。由mm不需要做成齒輪軸聯(lián)軸器長度選HL2，J1型，d=20mm，軸孔長度44mm，鍵位平鍵A8×28所以第一段軸長初步設(shè)

10、計為52mm，軸外伸端到端蓋需留出一定距離方便拆卸，留出長度10mm，端蓋厚10mm，軸承座端面到軸承距離31mm，所以，第二段軸長初步定為51mm, 用J型骨架式橡膠油封,d=22mm 。因齒輪選用斜齒輪，故選用圓錐滾子軸承，查標(biāo)準選30205，其內(nèi)徑為25mm，確定于軸承內(nèi)徑配合軸徑25mm,軸承用軸肩定位，軸承長16mm,第三段軸長初步設(shè)計為16mm，第四段為軸肩定位，取d=36,軸長為25mm，第五段為齒輪段，齒寬為35mm，取d=28mm，L=35mm，最左端安裝套筒和軸承，尺寸為25,L=27mm。2輸出軸的初步設(shè)計，如下圖聯(lián)軸器GY5，J1型38mm第一段軸長初步設(shè)計為65mm，

11、鍵選平鍵A12*63。軸肩到端蓋需留出一定距離方便拆卸，留出長度10mm，端蓋厚10mm，軸承座端面到軸承距離27mm，所以，第二段軸長初步定為52mm,用J型骨架式橡膠油封,d=40mm, 軸承選用圓錐滾子軸承30209，其內(nèi)徑為45mm，確定于軸承內(nèi)徑配合軸徑45mm,軸承用套筒定位，第三段軸長初步設(shè)計為36mm，第四段安裝齒輪，非定位軸肩所以軸徑為50mm，由于L=(1.21.5)d大于齒寬b所以加輪轂，定輪轂寬為65mm，所以軸長選擇為64mm，鍵位平鍵A16*63。第五段為定位軸肩直徑變化大些，所以軸徑暫定56mm，軸長定為15mm。最右端安裝軸承，軸徑45mm，軸長19mm。 3.

12、中間軸的初步設(shè)計，如下圖第一段安裝圓錐滾子軸承30206，尺寸根據(jù)軸承和套筒厚度來定，軸長34mm，直徑為30mm。第二段安裝齒輪，軸長暫定48mm，直徑35mm，第三段為軸肩定位軸長暫定64mm，直徑43mm，第四段同高速軸上小齒輪設(shè)計一樣，經(jīng)計算此齒輪不能做成齒輪軸段，齒寬55mm直徑35mm，軸長53mm，最后一段安裝圓錐滾子軸承30206，采用套筒定位，故軸徑為30mm，軸長42mm。3.中間軸的校核畫受力圖，水平面彎矩圖，豎直面彎矩圖和合成彎矩圖及軸轉(zhuǎn)矩圖大齒輪上的作用力：圓周力 徑向力 軸向力小齒輪上的作用力：圓周力 徑向力 軸向力（2）計算軸承反力水平面豎直面 4.計算彎矩，并畫

13、出彎矩圖 C點：豎直面彎矩 N·mm 水平彎矩 N·mm D點：豎直面彎矩 N·mm 水平面彎矩 N·mm 5.計算合成彎矩，并畫出彎矩圖 N·mm N·mm 3）校核危險截面 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。疲勞極限b=650Mpa ,s=360Mpa，由插值法得由。畫出當(dāng)量彎矩圖，由圖可以看出小齒輪的中間平面為危險截面， 最大當(dāng)量彎矩為校核軸徑，35mm為小齒輪軸頸，軸徑強度合適。4）檢驗軸的安全系數(shù)表查的疲勞極限-1 =0.45b=0.45×650Mpa=293 Mpa0=0.81b=0.81×650 Mpa =

14、527Mpa-1=0.26b=0.26×650 Mpa=169 Mpa0=0.50b=0.5×650 Mpa=325 Mpa由式，得= 得5）求截面D的應(yīng)力彎矩 M=108804N.mm T=73600N.mm5）求有效應(yīng)力集中系數(shù)取過渡圓角半徑為1mm, 由b=650Mpa 查得（6）求表面狀態(tài)系數(shù)及尺寸系數(shù)由查表得=0.92（Ra=3.2m，b=650Mpa）。（7）求安全系數(shù)（設(shè)為無限壽命，kN=1）得則綜合安全系數(shù)為 7.76>S=1.5結(jié)論：截面D足夠安全八、中間軸軸承的選擇及軸承的校核選擇使用圓錐滾子軸承，根據(jù)軸直徑,選用圓錐滾子軸承的型號為30206E基

15、本額定靜載荷 =29500N基本額定動載荷 =41200N油潤滑 軸承受力圖如下 a） 壽命計算1）、計算內(nèi)部軸向力 對圓錐滾子軸承有e=0.37,Y=1.6得?？芍?號軸承放松，2號軸承壓緊。軸向載荷N2）、計算當(dāng)量動載荷，3）計算壽命大于5*300*8=12000h結(jié)論：選用30206E圓錐滾子軸承符合要求。九、鍵連接的選擇和計算1）鍵的選擇高速軸聯(lián)軸器部分軸鍵槽部分的軸徑為20mm，選擇普通圓頭平鍵鍵 b=6mm h=6mm L=28mm高速軸與小齒輪鍵槽輪轂處部分的軸徑為28mm，選擇普通圓頭平鍵鍵 b=8mm h=7mm L=36mm中間軸與大齒輪配合處鍵槽部分的軸徑為35mm，選擇

16、普通圓頭平鍵鍵10*45 b=10mm h=8mm L=45mm中間軸與小齒輪配合處鍵槽部分的軸徑為35mm，選擇普通圓頭平鍵鍵10*45 b=10mm h=8mm L=45mm低速軸鍵槽輪轂處部分的軸徑為50mm，選擇普通圓頭平鍵鍵16*63 b=16mm h=10mm L=63mm聯(lián)軸器軸段軸頸為38mm，選擇普通圓頭平鍵鍵12*63 b=10mm h=8 L=63mm2)鍵的強度計算假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵聯(lián)接的強度條件為 查得，鋼材料在平穩(wěn)條件下的許用擠壓應(yīng)力為125150MPa，所以取 P=50MPa 中間軸軸輪轂段鍵的強度計算，靜聯(lián)接驗算 動連接驗算 所以滿足強度條

17、件十聯(lián)軸器的選擇計算1)計算聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)距輸入軸 輸出軸查表得小轉(zhuǎn)距、電動機作原動機情況下及帶式傳動情況分別取 2)型號選擇根據(jù)計算轉(zhuǎn)距輸入軸選擇彈性聯(lián)軸器HL2-J1型，輸出軸選擇剛性聯(lián)軸器GY5J1型。主要參數(shù)如下：輸入軸上公稱扭距 （滿足要求）許用轉(zhuǎn)速 （滿足要求）軸孔直徑 軸孔長度 L=52mm輸出軸上公稱扭距 （滿足要求）許用轉(zhuǎn)速 （滿足要求）軸孔直徑 d=38mm軸孔長度 十一潤滑和密封說明1)潤滑說明因為第二軸上浸油齒輪分度圓圓周速度V=>2m/s故取潤滑油潤滑取浸油深度h=40mm；大、小斜齒圓柱齒輪采用飛濺潤滑；潤滑油使用普通工業(yè)齒輪油SH-150 滑油。軸承采用潤滑

18、油飛濺潤滑，結(jié)構(gòu)設(shè)計油溝，鑄造。2)密封說明在試運轉(zhuǎn)過程中，所有聯(lián)接面及軸伸密封處都不允許漏油。剖分面允許涂以密封膠或水玻璃。軸伸處密封采用J型骨架式橡膠油封。十二拆裝和調(diào)整的說明在安裝調(diào)整滾動軸承時，必須保證一定的軸向游隙，因為游隙大小將影響軸承的正常工作。對第二軸和第三軸（中間級和低速級）軸承直徑分別為30mm和45mm時，可取游隙為0.040.07mm；對高速級的軸承直徑為25mm可取游隙為0.050.1mm。在安裝齒輪后，必須保證需要的側(cè)隙及齒面接觸斑點，側(cè)隙和接觸斑點是由傳動精度確定的，可查手冊。當(dāng)傳動側(cè)隙及接觸斑點不符合精度要求時，可以對齒面進行刮研、跑合或調(diào)整傳動件的嚙合位置。1

19、3 減速箱體的附件說明 1.窺視孔蓋和窺視孔 在機蓋頂部開有窺視孔，能看到傳動零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進行操作，窺視孔有蓋板，機體上開窺視孔與鑄造的凸緣一塊，有便于機械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強密封，蓋板用鋼板焊接制成，用M6螺栓緊固。 2.放油螺塞 放油孔位于油池最底處，并安排在減速器中部，以便放油，放油孔用螺塞堵住，并加皮封油圈加以密封。選用螺塞M20×1.5。參見圖冊P86。 3.通氣器 由于減速器運轉(zhuǎn)時，機體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達到體內(nèi)為壓力平衡。由于是在室內(nèi)的環(huán)境下工作，為防患污染帶來的麻煩使用

20、帶過濾網(wǎng)通氣孔。選用M36×2，具體尺寸參見圖冊P87。 4.吊鉤和吊耳 在機蓋上上直接鑄出吊耳和吊鉤，用以起吊或搬運較重的物體。吊鉤參數(shù)如下：B=30 mm, mm,H=30 mm,b=18 mm。 5.定位銷：為保證剖分式機體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機體聯(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。選取公稱直徑為8的圓錐銷，采用對角對稱布置。6.啟蓋螺釘啟蓋螺釘上的螺紋長度要大于機蓋聯(lián)結(jié)凸緣的厚度。選取與機蓋和機座連接螺栓相同直徑的的全螺紋六角螺栓作為啟蓋螺栓。螺釘桿端部要做成圓柱形或大倒角，以免破壞螺紋。選用M 10×20 JB/T 5781-2000。

21、14 設(shè)計小結(jié)課程設(shè)計是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)練，是我們邁向社會，從事職業(yè)前一個必不可少的過程?！鼻Ю镏惺加谧阆隆?， 通過這次課設(shè)我深深了解到這句話的真正含義。我今天認真的進行課程設(shè)計，就是為明天能就是為明天穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎(chǔ)。本次的課程設(shè)計共歷時四周，在設(shè)計過程中，培養(yǎng)了我們綜合運用機械設(shè)計課程及其他課程理論知識和利用生產(chǎn)時間知識來解決實際問題的能力，真正做到了學(xué)以致用。課設(shè)過程中，指導(dǎo)教師明確的為我們布置了課設(shè)階段安排：第一階段進行設(shè)計計算，根據(jù)任務(wù)書的工作拉力等要求，首先選擇電動機，然后根據(jù)電動機的數(shù)據(jù)參數(shù)算出傳動比，根據(jù)齒面接觸疲勞強度計算齒輪，校核齒根彎

22、曲疲勞強度，然后初步計算三根軸的最小直徑，第二階段是布圖，一邊進行軸的設(shè)計，一邊畫草圖，根據(jù)軸上要安裝的零件，定位和密封等要求，確定軸的徑向尺寸和軸向尺寸，完成三根軸的設(shè)計，然后用安全系數(shù)校核法進行輸出軸的校核，接而校核軸承和鍵，然后設(shè)計軸承端蓋，選擇密封裝置，考慮到潤滑等因素，設(shè)計箱體以及箱體附件，比如窺視孔蓋，通氣器，和油標(biāo)尺，啟蓋螺釘，定位銷等等，考慮到技術(shù)要求等問題，編寫標(biāo)題欄和明細欄，完成草圖的繪制。第三步，經(jīng)過老師的審核之后，進行CAXA電子圖版的草圖抄正，在此過程中，我們更加熟悉了電子圖版的應(yīng)用，深一步了解減速器各部分結(jié)構(gòu)，然后用所學(xué)的知識，運用三維軟件solidworks進行零件的繪制，減速器的裝配。第四步，繪制三張零件圖，根據(jù)所學(xué)的互換性和機械設(shè)計，機械原理等知識，查詢設(shè)計指導(dǎo)書上的數(shù)據(jù)參數(shù)標(biāo)注尺寸，編寫技術(shù)要求，最后，進行說明書的編寫，整理計算數(shù)據(jù)，經(jīng)過老師審核之后，完成整個課程設(shè)計的任務(wù)。在這些過程當(dāng)中我充分的認識到自己在知識理解和接