一級(jí)圓柱斜齒輪減速器機(jī)械課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目：一級(jí)圓柱斜齒輪減速器院系： 班級(jí)：學(xué)號(hào)：設(shè)計(jì)者：指導(dǎo)教師:時(shí)間：2013年 6月10 日 至 2013年6月28日目 錄一、設(shè)計(jì)任務(wù) 2二、傳動(dòng)方案的確定 2三、電動(dòng)機(jī)的選擇 2四、傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比與其分配 4五、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 4六、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 6七、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 8八、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 10九、滾動(dòng)軸承的校核 18十、鍵的選擇與強(qiáng)度校核 20十一、箱體設(shè)計(jì)與附屬部件設(shè)計(jì) 21十二、參考文獻(xiàn) 22一、設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的一級(jí)圓柱斜齒輪減速器。已知條件：輸送帶的牽引力F（N）輸送鏈的速度v(m/s)傳動(dòng)滾筒直徑D(m

2、m)12501.55250工作條件： 連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)載荷平穩(wěn)，空載啟動(dòng)，輸送帶允許速度誤差±5，二班制工作，使用期限10年（每年工作日300天），小批量生產(chǎn)。二、傳動(dòng)方案的確定傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如下：1、普通V帶傳動(dòng)； 2、電動(dòng)機(jī)； 3、減速器； 4、聯(lián)軸器； 5、運(yùn)輸皮帶； 6、傳動(dòng)滾筒三、電動(dòng)機(jī)的選擇（1）選擇電動(dòng)機(jī)的類型根據(jù)用途選Y系列（IP44）三相異步電動(dòng)機(jī)（2）選擇電動(dòng)機(jī)的功率1工作機(jī)輸出功率2傳動(dòng)效率：V帶傳動(dòng)：滾動(dòng)軸承（一對(duì)）：(球軸承)閉式斜齒輪傳動(dòng)效率：（8級(jí)精度）聯(lián)軸器效率：傳動(dòng)滾筒效率：所以，總傳動(dòng)效率=0.85873.電動(dòng)機(jī)輸入功率4.因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率

3、略大于Pd即可，由P1-203表17-1選Y系列型號(hào)電動(dòng)機(jī)，選電動(dòng)機(jī)額定功率Ped為：3kW5.確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速滾筒軸工作轉(zhuǎn)速一般，V帶傳動(dòng)比常用圍為一級(jí)圓柱齒輪減速器為則總傳動(dòng)比的圍為.故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選圍為符合這一圍的同步轉(zhuǎn)速有：750r/min、1000r/min、1500r/min列表如下：=0.85872.256kW=118.41r/min方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率Ped(kW)電機(jī)同步轉(zhuǎn)速（r/min）電機(jī)滿載轉(zhuǎn)速（r/min）電動(dòng)機(jī)質(zhì)量（m/kg）總傳動(dòng)比（）1Y100L2-43150014303812.082Y132S-631000960638.113Y132M-8375071079

4、6.00綜合考慮電動(dòng)機(jī)的質(zhì)量與裝置的尺寸和傳動(dòng)比選擇Y100L2-4型電動(dòng)機(jī)四、傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比與其分配1、系統(tǒng)總傳動(dòng)比=nm/nw=1430/118.41=12.082、參考1表2-1：取取V帶傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)比五、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1、各軸轉(zhuǎn)速n（r/min）電機(jī)軸為0軸，減速器高速軸為1軸，低速軸為軸，滾筒軸為3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）1-3軸的輸出功率或輸出轉(zhuǎn)矩分別為各軸的輸入功率或輸出轉(zhuǎn)矩乘以軸承效率0.99各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)軸 名功率P/kW轉(zhuǎn)矩T/(N·m)轉(zhuǎn)速n/(r/min)傳動(dòng)比i效率輸入輸出輸入輸出電機(jī)軸2.2

5、5615.07143030.96高速軸2.172.1543.4843.05476.674.0270.96低速軸2.082.06167.93166.25118.371098滾筒軸2.042.02164.5916294118.37六、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算（1）計(jì)算功率Pc查表13-8得Ka=1.2，故Pc=KaP1=1.22.17=2.604kw(2)選V帶型號(hào)(普通V帶)根據(jù)Pc=2.604kw n1=1430r/min由圖13-15查出標(biāo)點(diǎn)位于低于Z型區(qū)域，故選擇普通V帶Z型帶（3）求大小帶輪基準(zhǔn)直徑d2、d1由2P219表13-9得出d1應(yīng)不小于50，現(xiàn)取d1=85mm，由式13-9得由2表1

6、3-9取d2=250mm實(shí)際從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速誤差為：誤差小于5%，故允許.（4）驗(yàn)算帶速V帶速在5-25m/s圍，合適（5）求V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld和中心距a初步選取中心距0.7（d1+d2）a02(d1+d2)推出248.5a0710故a0=1.5(d1+d2)=1.5(85+250)=502.5取a0=500由13-2得帶長(zhǎng)查表13-2對(duì)A型帶選用Ld=1600mm，再由P220式13-16計(jì)算實(shí)際中心距(6)驗(yàn)算小帶輪包角有P205式13-1得 合適（7）求V帶根數(shù)Z由P218式13-15得因n0=1430r/min，d1=85mm，由P214表13-3查得P0=0.35kw由P211式13-9

7、得傳動(dòng)比由P216式13-5得P0=0.03由查P217表13-7得查2P212表13-2得KL=1.16帶入得Z=5.91取Z=6根（8）求作用在帶輪軸上的力FQ查P212表13-1得q=0.1kg/m.故由P220式13-17得單根V帶的初拉力作用在軸上的壓力七、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1、設(shè)計(jì)對(duì)象： 低速級(jí)圓柱斜齒輪傳動(dòng)1、選定齒輪類型、旋向、精度等級(jí)、材料與齒數(shù)1）材料選擇與確定需用應(yīng)力：采用硬齒面組合大小齒輪的材料均（表面淬火），齒面硬度為48-55HRC，查P171表11-5取SH=1.0 SF=1.25取ZH=2.5 ZE=189.8 (2)按齒輪彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算選小齒輪的齒取載荷系數(shù)

8、K=1.3 齒寬系數(shù)初選螺旋角齒數(shù)為則大齒輪的齒數(shù)為，取77齒行系數(shù)查得YFa1=2.88,YFa2=2.22YSa1=1.57,YSa2=1.77誤差計(jì)算（i理-i實(shí)）/i理=0.015%，合理因故應(yīng)對(duì)小齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核取mm中心距取a =100mm確定螺旋角齒輪分度圓直徑齒寬取b2=35mm,b1=40mm.(3)驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度（4）計(jì)算圓周速度對(duì)照P168表11-2選9級(jí)精度是合宜的其它幾何尺寸的計(jì)算（齒頂高齒根高全齒高齒頂圓直徑齒根圓直徑八、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算高速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1.材料選擇選材40,調(diào)質(zhì)處理.查表得c=107-98 2、初步計(jì)算軸直徑已知P1=2.87kw,n1=476.

9、67r/min考慮到鍵槽，故將軸徑加大3%，則d=103%=（18.26-16.73）mm 取d1=20mm軸徑2 d2=d1+(3-4)c1其中c1=1.6故d2=25+(3-4)1.6=24.8-26.4mm取d2=25mm軸徑3和7d2=25mm,所以初選角接觸球軸承7206AC,查表得其徑為30mm，故d3=d7=30mm軸徑4和6齒輪分度圓大小為40mm，選取d4=d6=34mm軸徑5取d5=40mm3、各軸段長(zhǎng)度軸長(zhǎng)1V帶輪的孔徑長(zhǎng)度為38mm軸長(zhǎng)應(yīng)小于它2-3mm，現(xiàn)取其長(zhǎng)度為L(zhǎng)1=36mm軸長(zhǎng)3和7減速器箱體壁至軸承側(cè)距離4=10-15mm，取4=13mm再查P120-121表

10、12-1得B=16mm再由P140表13-17得擋油環(huán)伸入箱壁1-3mm，選取為2mmL3=L7=B+4+2=16+13+2=31mm軸長(zhǎng)4和6由裝配圖得L4=L6=2-2由P30表4-1得2>=8取2=10mm所以L4=L6=8mm軸長(zhǎng)5 L5=B齒寬=40mm軸長(zhǎng)2 查表得C1=20mm C2=18mm =8mmK為帶輪端面至軸承蓋表面距離，取K=10mm帶入得L2=34mm4、校核高速軸的強(qiáng)度<1>作用在齒輪上的力因已知高速軸小齒輪（齒輪軸）的分度圓直徑為:，得：，.<2>求作用于軸上的支反力水平面 合成：<3>做出彎矩圖水平面：豎直平面：合成彎

11、矩：轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩圖校核軸的強(qiáng)度：齒輪軸處彎矩大且軸徑相對(duì)較小，為危險(xiǎn)截面，按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算，對(duì)于單向轉(zhuǎn)動(dòng)的軸,轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理，故取折合系數(shù)查表得40Cr調(diào)質(zhì)抗拉強(qiáng)度極限=750MPa，由2P246表14-3用插值法查得軸的許用彎曲應(yīng)力所以，<，滿足強(qiáng)度要求。低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1>選擇材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)2>各軸段直徑軸徑1考慮到鍵槽的影響，直徑可增大3%，則取，則計(jì)算轉(zhuǎn)矩我們選用LT型彈性套住銷聯(lián)軸器，由1P147表14-4選用LT6聯(lián)軸器，取 d1=32mm軸徑2聯(lián)軸器用軸肩定位，d2=d1+(3-4)c1，故d2=38-40，最終由密封圈確定，選氈圈40 /ZQ

12、 4606，取d2=40mm軸徑3和6此處安裝軸承，查表選用7209AC的角接觸球軸承，其徑大小為45mm,故d3=d6=45mm軸徑4為便于安裝齒輪，應(yīng)使d4略大于d3，選取d4=50mm軸徑5此段起軸肩作用，得d5=d4+(3-4)c1，取d5=58mm3>各軸段長(zhǎng)度軸長(zhǎng)1考慮到聯(lián)軸器軸孔長(zhǎng)度為55mm，L1=55-2=53mm軸長(zhǎng)2由于所用螺栓為M12故查表得C1=20,C2=18m=8mm查P125表12-4得 B=19mK為聯(lián)軸器輪轂端面與軸段2外端面距離，取K=10mm帶入得L2=34mm軸長(zhǎng)5小齒輪齒寬b1=40mm，齒寬b2=35，設(shè)計(jì)高速軸時(shí)，取小齒輪端面到箱體壁距離2

13、=10，故大齒輪端面至箱體壁的距離=10.5mm，由于擋油環(huán)深入箱體壁2mm，故L5=-2=8.5mm軸長(zhǎng)3和6減速器箱體壁至軸承側(cè)距離4=10-15mm，取4=13mm，低速軸軸承處速度因數(shù)dn=45118.37=0.053<(1.5-2),故采用脂潤(rùn)滑，需要擋油環(huán)，擋油環(huán)深入箱體壁1-3mm，取2mm。軸承7209AC寬度B=19mmL6=B+4+2=19+13+2=34mm結(jié)合裝配圖L3長(zhǎng)度應(yīng)比L6長(zhǎng)度多出一個(gè)套筒長(zhǎng)度加2，故L3=L6+8.5+2=41.5mm軸長(zhǎng)4此處安裝實(shí)心式齒輪，輪轂長(zhǎng)度b2=35mm，取=39mm，軸段長(zhǎng)度應(yīng)比輪轂短些，取L4=37mm4>校核低速軸

14、的強(qiáng)度<1> 作用在齒輪上的力，.<2>求作用于軸上的支反力水平面 豎直面合成：<3>做出彎矩圖水平面：豎直面：合成彎矩：轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩圖校核軸的強(qiáng)度：齒輪所在截面處彎矩大，同時(shí)此截面還作用有轉(zhuǎn)矩，因此此截面為危險(xiǎn)截面，按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算，對(duì)于單向轉(zhuǎn)動(dòng)的軸,轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理，故取折合系數(shù)查表得45鋼調(diào)質(zhì)處理抗拉強(qiáng)度極限=650MPa，由2P246表14-3用插值法查得軸的許用彎曲應(yīng)力所以，<，滿足強(qiáng)度要求。九、滾動(dòng)軸承的校核1高速軸軸承壽命計(jì)算初選7206AC故軸承A為壓緊端軸承A（壓緊端）受到的軸向載荷軸承B（放松端）受到的軸向載荷軸承A受到的

15、載荷較大，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行校核：故X=0.41 Y=0.87軸承壽命：已知，軸承工作溫度低于100，由2279頁(yè)表16-8得：ft=1已知，載荷存在中等沖擊，由2279頁(yè)表16-9得：fp=1.1已知，選用7206AC的軸承，由1125頁(yè)表得：C=22.0kN已求得： n=476.67 r/min已知選用角接觸球軸承，由2278頁(yè)得：=3代入得：減速器兩班制工作，每年工作日300天，則軸承使用壽命為：年減速器每2-3年檢修一次，故軸承壽命滿足要求，但需定期更換。2低速軸軸承壽命計(jì)算初選7209AC故軸承B為壓緊端軸承A（放松端）受到的軸向載荷軸承B（壓緊端）受到的軸向載荷軸承B受到的載荷較大，應(yīng)對(duì)其

16、進(jìn)行校核：故X=0.41 Y=0.87軸承壽命：已知，軸承工作溫度低于100，由2279頁(yè)表16-8得：ft=1已知，載荷存在中等沖擊，由2279頁(yè)表16-9得：fp=1.1已知，選用7209AC的軸承，由1125頁(yè)表得：C=36.8kN已求得： n=118.37 r/min已知選用角接觸球軸承，由2278頁(yè)得：=3代入得：減速器兩班制工作，每年工作日300天，則軸承使用壽命為：年>10年故軸承壽命滿足要求。十、鍵的選擇與強(qiáng)度校核1、高速軸鍵的校核高速軸軸段1軸徑20mm，帶輪輪轂38mm，鍵的基本尺寸為bh=66 A型鍵長(zhǎng)應(yīng)比帶輪輪轂長(zhǎng)度短5-10mm，選取L=28mm則鍵的強(qiáng)度為取鍵

17、、軸、帶輪材料均為鋼，查表得強(qiáng)度足夠2、低速軸鍵的強(qiáng)度校核2.1聯(lián)軸器處鍵的校核所在軸處直徑32mm，聯(lián)軸器輪轂長(zhǎng)55mm，鍵長(zhǎng)應(yīng)比聯(lián)軸器輪轂短5-10mm鍵的基本尺寸為bh=108 A型鍵長(zhǎng)L=45mm則鍵的強(qiáng)度為取鍵、軸、帶輪材料均為鋼，查表得強(qiáng)度足夠2.2大齒輪處鍵的強(qiáng)度校核所在軸處直徑50mm，軸長(zhǎng)35mm，選取鍵的基本尺寸為bh=1610 A型鍵長(zhǎng)L=28mm則鍵的強(qiáng)度為取鍵、軸、帶輪材料均為鋼，查表得.所有鍵均符合要求.十一、箱體與附屬部件設(shè)計(jì)設(shè)計(jì):參考1P30表4，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(qiáng)肋厚度：箱座，箱蓋，地腳螺釘直徑

18、：，取，型號(hào)為：螺栓GB/T 5783M1620 采用標(biāo)準(zhǔn)彈簧墊圈，型號(hào)：墊圈GB/T 93 20地腳螺釘數(shù)目：因，取軸承旁聯(lián)接螺栓直徑：，取常用值,型號(hào)為：螺栓GB/T 5783 M1298 采用標(biāo)準(zhǔn)彈簧墊圈，型號(hào)：墊圈GB/T 93-12箱蓋，箱座聯(lián)接螺栓直徑：，型號(hào)為：螺栓GB/T 5783 M1035 采用標(biāo)準(zhǔn)彈簧墊圈，型號(hào)：墊圈GB/T 93 8觀察孔蓋螺釘直徑，取=6mm吊鉤：取尺寸K=mm,H=22.4mm,h=11.2mm,r=7mm,b=16mm其余尺寸參見(jiàn)裝配圖。取油標(biāo)：桿式油標(biāo) M12。齒輪頂圓至箱體壁的距離：，取, 通氣器用通氣塞，取，d=12。啟蓋螺釘：型號(hào)為： GB/T 5783 M826十二、參考文獻(xiàn)【1】 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（第二版） 王大康 盧頌峰主編 工業(yè)大學(xué)【2】 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版） 可幀 程光蘊(yùn) 仲生主編 高等教育i=4.027V=6.36m/sZ=6mm