機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計系列—二級展開式斜齒齒輪減速器設(shè)計論文

1、機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計目錄1前言 .32設(shè)計任務(wù)書 . .33傳動方案的分析和擬定（附傳動方案簡圖）.44電動機(jī)的選擇 . .44.1電動機(jī)功率選擇44.2電動機(jī)轉(zhuǎn)速選擇44.3總傳動比計算和分配各級傳動比55傳動裝置運(yùn)動和動力參數(shù)計算 . .55.1各軸轉(zhuǎn)速的計算55.2各軸功率的計算55.3各軸扭矩的計算56傳動零件的設(shè)計計算 . .56.1高速級齒輪傳動的設(shè)計計算5根據(jù)表 11.8 ，高速軸齒輪選用 40Cr 調(diào)質(zhì)，硬度為240 260HBS56.2低速級齒輪傳動的設(shè)計計算77軸的設(shè)計計算.87.1高速軸最小軸徑計算87.2低速軸的設(shè)計計算87.2.1低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .97.2.2低速軸的彎

2、扭組合強(qiáng)度校核.107.3中間軸的設(shè)計計算118滾動軸承的選擇和計算 .118.1高速軸和中間軸上滾動軸承的選擇118.2低速軸上滾動軸承的選擇和計算119聯(lián)軸器的選擇.129.1輸入軸聯(lián)軸器的選擇129.2輸出軸聯(lián)軸器的選擇1210 鍵聯(lián)接的選擇和計算 .1210.1 高速軸和中間軸上鍵聯(lián)接的選擇1210.2低速軸上鍵聯(lián)接的選擇和計算1211 潤滑方式、潤滑劑牌號及密封裝置的選擇.1311.1潤滑方式1311.2潤滑油牌號1311.3 密封裝置1312 其他技術(shù)說明.1313 結(jié)束語 .13設(shè)計小結(jié)：13參考資料141 前言本學(xué)期學(xué)了機(jī)械設(shè)計，在理論上有了一些基礎(chǔ)，但究竟自己掌握了多少，卻不

3、清楚。并且“紙上學(xué)來終覺淺，要知此事需躬行” 。正好學(xué)校又安排了課程設(shè)計，所以決定這次一定要在自己能力圍把它做到最好。2 設(shè)計任務(wù)書機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書專業(yè)班級設(shè)計者學(xué)號設(shè)計題目：帶式輸送機(jī)傳動裝置二級斜齒圓柱齒輪減速器設(shè)計設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動系統(tǒng)。采用兩級圓柱齒輪減速器的傳動系統(tǒng)參考方案（見圖）。帶式輸送機(jī)由電動機(jī)驅(qū)動。電動機(jī)1 通過聯(lián)軸器2 將動力傳入良機(jī)圓柱齒輪減速器3，在通過聯(lián)軸器 4，將動力傳至輸送機(jī)滾筒5，帶動輸送帶6 工作。原始數(shù)據(jù)：輸送帶有效拉力F=2800N輸送機(jī)滾筒轉(zhuǎn)速n=60r/min （允許誤差± 5%）輸送機(jī)滾筒直徑D=350mm減速器設(shè)計壽命為10 年

4、（ 250 天 / 年）。工作條件：兩班制（ 15h/ 天），常溫下連續(xù)工作；空載起動，工作載荷平穩(wěn)，單向運(yùn)轉(zhuǎn)；三相交流電源，電壓為 380/220 伏。設(shè)計任務(wù)： 1、減速器裝配圖1（ 0 號或 1 號圖紙）；2、零件圖2（低速軸及上面大齒輪，3 號或號圖紙）3 、設(shè)計計算說明書一份設(shè)計期限： 2008年 6 月 23日至 2008年 7 月 4 日頒發(fā)日期： 2008 年 6 月 23 日3 傳動方案的分析和擬定 （附傳動方案簡圖）題目要求設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置， 二級斜齒圓柱齒輪減速器， 為了提高高速軸的剛度，應(yīng)是齒輪遠(yuǎn)離輸入端， 為了便于浸油潤滑， 軸需水平排放， 任務(wù)書中給出的參考方

5、案可以采用。4 電動機(jī)的選擇4.1電動機(jī)功率選擇因為本傳動的工作狀況是：載荷平穩(wěn)、單向旋轉(zhuǎn)。所以選用常用的封閉式Y(jié)（ IP44 ）系列的電動機(jī)。選擇電動機(jī)功率Ped設(shè)：工作機(jī)（卷筒）所需功率PW卷筒效率 W電機(jī)至卷筒軸的傳動總效率a（減速器效率）電機(jī)需要的功率PdPwFDn28003.14 3506060106601063.17KWPdPw323.1723.71KWw0.99 0.970.9920.99 0.96a取 Ped4kw4.2電動機(jī)轉(zhuǎn)速選擇n di a ? n4801500r / min查手冊取 nd1440 r / min選定電機(jī)為Y112m-44.3總傳動比計算和分配各級傳動比i

6、 a144024 i 2i a 1.3 4.3 i 2 i a i 2 5.58605 傳動裝置運(yùn)動和動力參數(shù)計算5.1各軸轉(zhuǎn)速的計算n1n ed1440r/ minn2n1/ i1258r / minn3n2/ i 260r/ min5.2各軸功率的計算p1pd0.9923.68kwp2p10.990.973.53kwp3p20.990.973.39kwp卷p30.990.9923.33kw5.3各軸扭矩的計算T1Tdpd0.99224.39n ? m0.992 9550ndT2T15.580.990.97130.68n ? mT3T24.30.990.97539.61n ? mT卷T 30

7、.990.992529.94 n ?m6 傳動零件的設(shè)計計算6.1高速級齒輪傳動的設(shè)計計算根據(jù)表 11.8 ，高速軸齒輪選用40Cr 調(diào)質(zhì)，硬度為240 260HBS因為是普通減速器，由表11.20 選精度等級為8，要求齒面粗糙度Ra 3.2 6.3 m。圓周速度小于等于10m/s。由于該減速器是閉式齒輪傳動，且齒面為硬度HBS小于 350 的軟面齒，齒面點(diǎn)蝕是主要的失效形式。 應(yīng)先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計計算， 確定齒輪的主要參數(shù)和尺寸， 然后再按彎曲疲勞強(qiáng)度校核齒根的彎曲強(qiáng)度。因兩齒輪均為鋼質(zhì)齒輪，可應(yīng)用式（11.36 ）求出 d1 值。確定公式的各計算值查表 11.10 取 K=1.1

8、取小齒輪的齒數(shù)z120 ，中間軸大齒輪齒數(shù)z 2i 1 z1205.58111.6取z2112初選螺旋角1215查表 11.19取d1.1查表 11.11取 Z E189.8查圖 11.23得Hlim 1700MPa Hlim 2 560MPa查表 11.23 的 SH1N160nlj Lh60144015250103.24 109N 2N1 / 5.585.81 108查圖 11.26 的 Z N11Z N 21.05由式（ 11.15 ）的ZN1 ?Hlim 11 700H1SH1700MPaZ N 2?Hlim 21.05560H 2SH588MPa1d1 3KT (1) ( 3.17Z

9、E )231.1dHmn12d1 cos 121.49 取 mn12 2z1a12mn12 ( z1z2 )136.66圓整后取 a121352 cos12圓整中心距后確定螺旋角m n12 (z1z2 )12arccos12.10149 12 6'5"2a12主要尺寸計算mn12 z1d140.909mmcos12dmn12 z2229.0912cos12bd d11.1 40.90944.999 取 b2 45 b1 506.2低速級齒輪傳動的設(shè)計計算選用 45 鋼調(diào)質(zhì)，硬度為217 255HBS因為是普通減速器，由表11.20 選精度等級為 8，要求齒面粗糙度Ra 3.2

10、 6.3 m。圓周速度小于等于10m/s。由于該減速器是閉式齒輪傳動，且齒面為硬度HBS小于350 的軟面齒，齒面點(diǎn)蝕是主要的失效形式。 應(yīng)先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計計算，確定齒輪的主要參數(shù)和尺寸， 然后再按彎曲疲勞強(qiáng)度校核齒根的彎曲強(qiáng)度。因兩齒輪均為鋼質(zhì)齒輪，可應(yīng)用式（11.36 ）求出 d 3 值。確定公式的各計算值查表 11.10 取 K=1.1取中間軸小齒輪的齒數(shù)z 230 ，低速軸齒輪齒數(shù)z 4i 2 z330 4.3 129 取z2 129初選螺旋角3415查表 11.19取d1.1查表 11.11取 Z E189.8查圖 11.23得Hlim 3560MPaHlim 4550M

11、Pa查表 11.23 的 SH1N 3N 25.81108N 4N3 /4.31.3510 8查圖 11.26的 ZN31.05Z N 41.1由式（ 11.15 ）的H 3ZN3 ?Hlim 31.05 560588MPaSH1ZN4 ?Hlim 41.1 550H 4SH1605MPad33KT (1)(3.17ZE )255.25dHmn34d3cos341.78取 mn 342z3a34mn34 ( z3z4 )164.609圓整后取 a341652 cos34圓整中心距后確定螺旋角34arccos m n 34 (z3z4 )15.4987315 29'55"2a3

12、4主要尺寸計算d 3mn34 z362.241mmcos34d4mn34 z3267.635cos34bd d31.162.24168.4904取 b468 b375齒輪 4 的齒頂圓直徑大于200 小于 500，應(yīng)做成腹板式，輪轂寬度取80mm。7 軸的設(shè)計計算7.1高速軸最小軸徑計算此減速器的功率屬于中小功率，對材料無特殊要求，故選用45 鋼并調(diào)質(zhì)處理按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑（最小直徑）根據(jù)表 16.2的 C=107 118 又由式（ 16.2 ）得dC 3 P(107118)3 3.6814.6316.13mmn1440聯(lián)軸器有鍵槽加大 3% 5%的 15.07 16.94mm。 取最小軸徑

13、20mm。7.2低速軸的設(shè)計計算根據(jù)表 16.2 的 C=107 118 又由式（ 16.2 ）得dC 3 P(107118)3 3.3941.06 45.28mmn60聯(lián)軸器有鍵槽加大3% 5%的 42.29 47.54mm。 取最小軸徑45mm。低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計作裝配簡圖，取齒輪與齒輪之間間距 15mm，齒輪與箱體壁間距 15mm，軸承端面到箱體壁距離 5mm，上端軸頸長 45mm，軸頭長 80mm，齒輪上端用軸環(huán)定位， 下端用套筒定位，齒輪的周向固定采用平鍵聯(lián)接，又各齒輪的寬度確定，作裝配簡圖如下，并標(biāo)出相應(yīng)的尺寸關(guān)系。齒輪輪轂寬度為80mm，為保證齒輪固定可靠，該軸頸長度應(yīng)小于齒輪輪轂

14、寬度，取為77mm。確定軸的結(jié)構(gòu)如下低速軸的彎扭組合強(qiáng)度校核畫軸的受力圖計算軸上受力2T3Ft 34032.43Nd 4Fr 3Ft 3tan?cosFa 3Ft 3? tann34341522.49 N1118.20N計算軸承處支反力Fa3 ? d4Fr 357.6FHA21335.57N120.157.6Fa3? d4Fr 3120.1FHB2186.92N120.157.6Ft 357.61307 .08 NFVA57.6120.1Ft 3120.12725.35 NFVB57.6120.1計算危險截面彎矩MM H 右 2M V 2157797.75N ? mmM eM 2( T ) 2

15、360172 .95N ?mmM ee12.53MPa30.166查表 16.3 得1b60MPa ，滿足e1b的條件， 故設(shè)計的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定的裕度。7.3中間軸的設(shè)計計算根據(jù)表 16.2 的 C=107 118又由式（ 16.2 ）得dC 3P(107118) 33.5325.5928.22mmn258聯(lián)軸器有鍵槽加大3% 5%的 26.36 29.63mm。 取最小軸徑 30mm。8 滾動軸承的選擇和計算8.1高速軸和中間軸上滾動軸承的選擇因為是斜齒輪所以選角接觸球軸承，高速軸軸頸直徑25mm，中間軸軸頸直徑30mm，可分別選用 7205C、 7206C 軸承。8.2低速軸上滾

16、動軸承的選擇和計算因為是斜齒輪所以選角接觸球軸承，低速軸軸頸直徑55mm，可選用7211C 軸承。FraFHA2FVA21868.74NFrbFHB222731.75NFVB查表 17.7 得， Fs0.4FrFSB747.50NFSB1092.70NFSBFa31092.701118.20 2210.90 FSA所以 A 端壓緊， B端放松。FaBFSB1092.70 NFaAFa3FSB2210.90 N對 A 端， eFaAC or0.055對 B 端， eFaBC or0.027FaA FrA1.18FaBFrB0.4查表 17.10 得， xA0.44yA 1.30xB0.44yB1

17、查表 17.11 得， f P1.4PAf P (x A FrAyA FaA )5175.00NPBf P (xB FrByB FaB )3212.54N查手則得7211C 軸承 Cr=52800N. 取 =3， f T 1106f T C r363L h101 5280060np6060295031.4h5175軸承要求壽命為250 × 10× 15=37500h.所以軸承滿足要求。9 聯(lián)軸器的選擇9.1輸入軸聯(lián)軸器的選擇電動機(jī) Y112M-4 的軸徑為28mm，軸頭長60mm；減速器輸入軸軸頭直徑20mm，長 42mm。所以可選用 TL 5聯(lián)軸器 J1 A2844 GB

18、4323 84 。JA20449.2輸出軸聯(lián)軸器的選擇減速器輸出軸軸頭直徑 45mm，長 80mm，卷筒軸直徑 45mm，長 90mm。所以可選用YL10聯(lián)軸器 JA45 84 GB5843 86 。J1A458410 鍵聯(lián)接的選擇和計算10.1 高速軸和中間軸上鍵聯(lián)接的選擇高速軸上鍵聯(lián)接用于固定聯(lián)軸器的周向運(yùn)動，軸頭直徑20mm，長 42mm,且聯(lián)軸器軸孔為J 型，鍵可選用C 型鍵。根據(jù)設(shè)計手冊查得，軸的直徑為17 22mm時，鍵的公稱尺寸為6× 6，鍵的長度可選40mm。所以選定鍵為鍵 C6× 40 GB1096-79 （90）。中間軸上鍵聯(lián)接用于固定齒輪的周向運(yùn)動，軸

19、頸直徑36mm，長為 43mm、73mm。根據(jù)設(shè)計手冊查得，軸的直徑為3038mm時，鍵的公稱尺寸為10× 8，鍵的長度可選36mm、63mm。所以選定鍵為鍵 10× 36 GB1096-79 （ 90）、鍵 10× 63 GB1096-79 （ 90）。10.2低速軸上鍵聯(lián)接的選擇和計算低速軸上鍵聯(lián)接用于固定聯(lián)軸器的周向運(yùn)動和齒輪的周向運(yùn)動，軸頭直徑45mm，長 80mm,且聯(lián)軸器軸孔為J 型，鍵可選用C 型鍵 ; 軸頸直徑66mm，長為 74mm。根據(jù)設(shè)計手冊查得，軸的直徑為 44 50mm時，鍵的公稱尺寸為14×9，鍵的長度可選 70mm。軸的直徑

20、為6575mm時，鍵的公稱尺寸為 20× 12，鍵的長度可選 63mm。所以選定鍵為鍵 C14× 70 GB1096-79 （ 90）、鍵 20× 63 GB1096-79 （ 90）。鍵聯(lián)接強(qiáng)度的校核：4000T34000539.61jy6648.67MPadhl12 564000T34000539.61jydhl4566.62MPa9 80查表 8.2得， jy7080MPa （鑄鐵）jy 125150MPa （鋼）所以鍵聯(lián)接滿足強(qiáng)度要求。11 潤滑方式、潤滑劑牌號及密封裝置的選擇11.1潤滑方式齒輪的潤滑采用浸油潤滑，浸油高度約為六分之一大齒輪半徑，取為25mm。再加齒輪到箱底的距離 15mm，所以油深 40mm。滾動軸承的潤滑采用飛濺潤滑，需開設(shè)油溝。11.2潤滑油牌號齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用L-CKC90110潤滑油11.3 密封裝置選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用氈圈油封密封圈實(shí)現(xiàn)密封。密封圈型號按所裝配軸的直徑確定為氈圈 25JB/ZQ4606-86氈圈 55JB/ZQ4606-86 。12 其他技術(shù)說明1. 裝配軸承時，應(yīng)在軸承涂上適量的ZN-4鈉基潤滑脂（ GB492-77