一級斜齒輪減速器課程設(shè)計

1、22中北大學(xué)機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書設(shè)計題目：圓柱斜齒輪減速器目 錄一、設(shè)計任務(wù) 2二、傳動方案的擬定及說明 3三、電動機的選擇 3四、傳動裝置的總傳動比及其分配 4五、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 4六、V帶的設(shè)計 5七、齒輪傳動的設(shè)計計算 6八、軸的設(shè)計計算 11九、滾動軸承的校核 16十、鍵的選擇及強度校核 18十一、減速器的潤滑方式和密封類型的選擇 18 十二、箱體設(shè)計及附屬部件設(shè)計 18十三、端蓋設(shè)計 19十四、總結(jié) 20十五、參考文獻 20 一、設(shè)計任務(wù)：設(shè)計一用于帶式運輸機上的圓柱齒輪減速器。傳動簡圖如下：總體布置簡圖已知條件：組數(shù)輸送帶的牽引力F（KN）輸送鏈的速度v(m/s

2、)輸送帶輪轂直徑d(mm)第五組51.3350注：1.帶式輸送機工作時，運轉(zhuǎn)方向不變，工作載荷穩(wěn)定。2.工作壽命15年，每年300個工作日，每日工作16小時。計算工作壽命：二、傳動方案的擬定及說明如任務(wù)說明書上布置簡圖所示，傳動方案采用圓柱齒輪減速箱：聯(lián)軸器與低速軸相連。 三、電動機的選擇1、工作機輸出功率2、卷筒軸的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 r/min=70.94 r/min 3、傳動效率：查設(shè)計手冊P:5表1-7V帶傳動滾子軸承：斜齒輪傳動：8級精度的一般齒輪傳動(油潤滑)聯(lián)軸器：彈性聯(lián)軸器滾筒：總傳動效率=0.84974、電動機輸入功率5、 轉(zhuǎn)速 V帶傳動比：2-4 ，圓柱齒輪傳動比：3-5 ，總傳動比

3、：6-20所以轉(zhuǎn)速范圍：轉(zhuǎn)速可選750或1000，取轉(zhuǎn)速為1000.6、由設(shè)計手冊P167表12-1 選Y132S-4型電動機，主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下：型號額定功率（kW）滿載轉(zhuǎn)速（r/min）Y160M-47.59702.0質(zhì)量（kg）2.0119四、傳動裝置的總傳動比及其分配1、系統(tǒng)總傳動比 =970/70.94=13.672、 參考設(shè)計手冊P:5表1-8：取取V帶傳動，齒輪傳動比五、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)1、各軸轉(zhuǎn)速n（r/min）減速器高速軸為軸，低速軸為軸，小帶輪軸為4軸， 各軸轉(zhuǎn)速為：2、各軸輸入功率P（kW）3、各軸輸入轉(zhuǎn)矩T（N）6、 V帶的設(shè)計 1、 工作情況系數(shù)由機械設(shè)計P

4、156 表8-7 可得取=1.22、確定V帶型號1）2）由機械設(shè)計P157 圖8-11 得：應(yīng)選B型V帶； 3） 由機械設(shè)計P157 表8-8 得 取取4） 帶速V 3、確定中心距 取 4、確定小帶輪包角 適用 5、確定帶的根數(shù) 由機械設(shè)計P152 表8-4a 得 由機械設(shè)計P154 表8-4b 得 由機械設(shè)計P155 表8-5 得 由機械設(shè)計P146 表8-2 得 取 6、計算軸上壓力 由機械設(shè)計P149 表8-3 得 七、齒輪傳動的設(shè)計計算1、設(shè)計對象： 低速級圓柱斜齒輪傳動1、選定齒輪類型、旋向、精度等級、材料及齒數(shù)1）按照給定的設(shè)計方案可知齒輪類型為斜齒圓柱齒輪，螺旋角10度2）為盡量

5、減少中間軸上的軸向力，選小齒輪為左旋，則大齒輪為右旋；3）選擇8級精度；4）材料選擇。由機械設(shè)計P191 表10-1 選取，小齒輪的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為250HBS，大齒輪的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為250HBS，5）選小齒輪的齒數(shù)為則大齒輪的齒數(shù)為 2、按齒面接觸強度設(shè)計按機械設(shè)計式（10-21）試算1）確定公式內(nèi)各計算數(shù)值（1）試選載荷系數(shù)（2）已知小斜齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩（3）由機械設(shè)計表10-7選取齒款系數(shù)（4）查機械設(shè)計圖10-26得端面重合度為所以，（5）齒數(shù)比（6）由機械設(shè)計 P201 表 10-6 查得材料彈性影響系數(shù)（7）由機械設(shè)計 P217 圖10-30 得區(qū)域系數(shù)（8

6、）由機械設(shè)計 P209 圖10-20d 按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強度極限（9）由機械設(shè)計式（10-13）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)（10）由機械設(shè)計 P207 圖10-19 查得（11）計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)S1，由機械設(shè)計式（10-12）有： 2）計算（1）計算小齒輪的分度圓直徑，由計算公式得（2）計算圓周速度（3）計算齒寬b及模數(shù)m（4）計算縱向重合度（5）計算載荷系數(shù)K由機械設(shè)計 P193 表10-2查得 使用系數(shù)根據(jù)，8級精度，由機械設(shè)計 P194 圖10-8 得由機械設(shè)計表10-3查得齒間載荷分配系數(shù)由機械設(shè)計表10-4查得齒向載荷分配系數(shù)由，查機械設(shè)計P198

7、圖10-13 查得齒向載荷分配系數(shù)載荷系數(shù)（6）按實際的載荷系數(shù)K校正速算的得分度圓直徑，由機械設(shè)計式（10-10a）得 （7）計算法面模數(shù)3、按齒根彎曲強度設(shè)計由機械設(shè)計式（10-17）1）確定公式內(nèi)各計算數(shù)值（1）由機械設(shè)計 P208 圖10-20c 查得齒輪的彎曲疲勞強度極限（2）查機械設(shè)計圖10-18得（3）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S1.4,由機械設(shè)計式（10-12）得（4）計算載荷系數(shù)K（5）根據(jù)縱向重合度，查機械設(shè)計圖10-28（P217）的螺旋角影響系數(shù)（6）計算當(dāng)量齒數(shù)（7）查取齒形系數(shù)由機械設(shè)計表10-5查得（8）查取應(yīng)力校正系數(shù)由機械設(shè)計表10-5查得（9）計

8、算大、小齒輪的,并加以比較大齒輪數(shù)值大。2）設(shè)計計算對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)，?。ú闄C械原理p180表10-1）已可滿足彎曲強度。但為同時滿足接觸疲勞強度，需按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑來計算應(yīng)有的齒數(shù)于是由，取，則，4、計算幾何尺寸1）計算中心距取2）按圓整后的中心距修正螺旋角誤差在5%以內(nèi)，螺旋角值改變不多，故參數(shù)、K、ZH等不必修正。3）計算大、小齒輪分度圓直徑4）計算齒輪寬度圓整后，取5、計算所得結(jié)果匯總?cè)缦卤韨溆?。名稱符號小齒輪大齒輪螺旋角10.5°法面模數(shù)mn端面模數(shù)mt法面壓力角20°分度圓直徑d齒頂

9、高hamm齒根高hf齒頂圓直徑da齒根圓直徑df齒寬B八、軸的設(shè)計計算由機械設(shè)計P：362表15-1選取軸的材料為45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度217255HBs，抗拉強度極限，屈服極限，彎曲疲勞極限，許用彎曲應(yīng)力=60MPa低速軸的設(shè)計計算1、求輸入軸上的功率P、轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T，查機械設(shè)計P371表15-3,取:軸:軸:軸:取低速軸最大轉(zhuǎn)矩軸進行計算,校核.考慮有鍵槽,將直徑增大,則:.2.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計選材45鋼,調(diào)質(zhì)處理.由機械設(shè)計P351式14-1得:聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩:由表14-1,查得:,按照計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件,查設(shè)計手冊表8-7, 選擇軸與軸聯(lián)軸器為彈性柱銷聯(lián)軸器型號為：型聯(lián)軸

10、器:公稱轉(zhuǎn)矩:許用轉(zhuǎn)速:質(zhì)量:.半聯(lián)軸器的孔徑:,故取:.半聯(lián)軸器長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為:.(1)軸上零件的定位,固定和裝配單級減速器中可以將齒輪安排在箱體中央,相對兩軸承對稱分布.齒輪左面由套筒定位,右面由軸肩定位,聯(lián)接以平鍵作為過渡配合固定,兩軸承均以軸肩定位.(2)確定軸各段直徑和長度<1>段:為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求,軸段右端需制出一軸肩,故取段的直徑,左端用軸端擋圈定位,查設(shè)計手冊（p59）表按軸端取擋圈直徑,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度:,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上,故段的長度應(yīng)比略短,取:.<2>初步選擇滾動軸承,因

11、軸承同時受有徑向力和軸向力的作用 ,故選用圓錐滾子軸承,參照工作要求并根據(jù):.由設(shè)計手冊表選取型軸承,尺寸:，故，左端滾動軸承采用縐件進行軸向定位,右端滾動軸承采用套筒定位.<3>取安裝齒輪處軸段的直徑：，齒輪右端與右軸承之間采用套筒定位,已知齒輪輪轂的寬度為,為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪,此軸段應(yīng)略短與輪轂寬度,故取：,齒輪右端采用軸肩定位,軸肩高度,取,則軸環(huán)處的直徑：，軸環(huán)寬度：,取，即軸肩處軸徑小于軸承內(nèi)圈外徑,便于拆卸軸承.<4>軸承端蓋的總寬度為：,?。?<5>取齒輪距箱體內(nèi)壁距離為:.,.至此,已初步確定了軸的各段直徑和長度.(3)軸上零件的周

12、向定位齒輪,半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接按查手冊表4-1,得:平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長為:.為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性,查設(shè)計手冊（P106）選擇齒輪輪轂與軸的配合為;,半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接,選用平鍵為:,半聯(lián)軸器與軸的配合為:.滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的,此處選軸的直徑尺寸公差為:.設(shè)計手冊（p110）(4) 確定軸上圓角和倒角尺寸(5)求軸上的載荷在確定軸承的支點位置時,查手冊表6-7,軸承型,取因此,作為簡支梁的軸的支撐跨距,據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖,扭矩圖和計算彎矩圖,可看出截面處計算彎矩最大 ,是軸的危險截面.(6)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度

13、<1>作用在齒輪上的力因已知低速級大齒輪的分度圓直徑為:，得：，.<2>求作用于軸上的支反力水平面內(nèi)支反力:垂直面內(nèi)支反力:<3>作出彎矩圖分別計算水平面和垂直面內(nèi)各力產(chǎn)生的彎矩.計算總彎矩:<4>查機械設(shè)計（P373）得=0.6作出扭矩圖:.<5>作出計算彎矩圖:,.<6>校核軸的強度對軸上承受最大計算彎矩的截面的強度進行校核.由課本式15-5,得:,由課本表15-4,得:,由手冊表4-1,取,計算得:,得:故安全.九、滾動軸承的校核1.軸承的選擇：軸承:302142.校核軸承：圓錐滾子軸承30211，查設(shè)計手冊p75：

14、由課本表13-6，取由課本表13-5，查得：圓錐滾子軸承時的值為：1.4（設(shè)計手冊p75）.由課本表13-6，得：軸承的派生軸向力：,.因，故左邊為松邊，作用在軸承上的總的軸向力為：.查手冊表6-7，得:30214型 ,.由機械設(shè)計表13-5，查得：,得:.計算當(dāng)量動載荷：,.計算軸承壽命，由課本式13-5，得：取:（滾子軸承）則：十、鍵的選擇及強度校核1.輸入軸：鍵， ，型.2.大齒輪：鍵， ，型.3.輸出軸：鍵， ，型.查機械設(shè)計表6-2， ,式6-1得強度條件:.k=0.5h校核鍵1：;鍵2：;鍵3：.所有鍵均符合要求.十一、減速器的潤滑方式和密封類型的選擇1、 減速器的潤滑方式：飛濺潤

15、滑方式2、 選擇潤滑油：工業(yè)閉式齒輪油（GB5903-95）中的一種。設(shè)計手 冊p85，表7-1，選L-CKC1003、 密封類型的選擇：密封件：氈圈1 35 JB/ZQ4606-86 氈圈2 55 JB/ZQ4606-86十二、箱體及附屬部件設(shè)計設(shè)計:參考設(shè)計手冊表11（鑄鐵減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸），初步取如下尺寸：箱座壁厚：，取，箱蓋壁厚：，取，箱體凸緣厚度：箱座，箱蓋，箱底座加強肋厚度：箱座，箱蓋，地腳螺釘直徑：，取，型號為：螺栓GB/T M20400 （設(shè)計手冊P42，表3-13） 采用標(biāo)準(zhǔn)彈簧墊圈，型號：墊圈GB/T 93 20 （設(shè)計手冊P48，表3-22）地腳螺釘數(shù)目：因，取軸承旁聯(lián)

16、接螺栓直徑：，取常用值,型號為：螺栓GB/T 578286 M16130 采用標(biāo)準(zhǔn)彈簧墊圈，型號：墊圈GB/T 93 16箱蓋，箱座聯(lián)接螺栓直徑： ，取常用值型號為：螺栓GB/T 5782 M1040 采用標(biāo)準(zhǔn)彈簧墊圈，型號：墊圈GB/T 93 10螺栓間距觀察孔蓋螺釘直徑軸承端蓋螺釘直徑：起重吊耳采用吊耳環(huán)，見設(shè)計手冊表11-3取尺寸d=b=18mm，R=20mm，e=15mm吊鉤：取尺寸K=30mm,H=24mm,h=12mm,r=5mm,b=18mm其余尺寸參見裝配圖。取油標(biāo)：桿式油標(biāo) M16。齒輪頂圓至箱體內(nèi)壁的距離：，取,齒輪端面至箱體內(nèi)壁的距離：，取窺視孔及視孔蓋，參照設(shè)計手冊P:

17、161表11-4取 通氣器用通氣塞，查設(shè)計手冊表115，得以下數(shù)據(jù)：取，s=17，L=23，l=12，a=2 ，d1=5。啟蓋螺釘：型號為： GB/T 5780 M1830 十三、端蓋設(shè)計參照設(shè)計手冊表11-101、高速軸軸承蓋設(shè)計由于軸承外徑螺釘直徑螺釘數(shù)為4，軸承蓋凸緣厚度螺釘孔直徑，螺釘分布圓直徑軸承蓋凸緣直徑，進油口，取2、低速軸軸承蓋設(shè)計由于軸承外徑螺釘直徑螺釘數(shù)為6，軸承蓋凸緣厚度螺釘孔直徑，螺釘分布圓直徑軸承蓋凸緣直徑，進油口，取 十四、總結(jié)其實，剛剛接到這個設(shè)計任務(wù)書的時候，真的感到一陣一陣的無力，摸索了兩三天，在網(wǎng)上找了很多模板，找了很多設(shè)計說明書，然后才開始自己的設(shè)計，從電動機選擇到V帶設(shè)計，再到齒輪到軸，一步一步都是摸索過來的，也沒少和同寢室的一起討論。經(jīng)過這么多天的設(shè)計，原先上課時模模糊糊的內(nèi)容也開始掌握了，計算完所有東西已經(jīng)過去好幾天。之后用CAD畫圖完全是新手，看書，網(wǎng)上找畫圖方法，一點一點，直到自己畫出來的東西和書上差不多了，就因為這樣，現(xiàn)在CAD已經(jīng)比較熟練了，不像剛開始畫圖的時候完全是靠感覺的，雖然在畫圖過程中心里煩躁，一遍遍修修改改，不停抱怨，不過看到自己畫出來的成果后，心里有一種滿足感。經(jīng)過這么多天的設(shè)計，各種心緒在里面，