二級斜齒圓柱齒輪減速器課程設計說明書

機械設計基礎課程設計目錄機械設計課程設計任務書一、設計題目：設計一用于帶式輸送機傳動用的二級斜齒圓柱齒輪展開式減速器給定數(shù)據(jù)及要求：設計一用于帶式運輸機上的展開式兩級圓柱斜齒輪減速器。工作平穩(wěn)，單向運轉(zhuǎn)，兩班制工運輸機容許速度誤差為5％。減速器小批量生產(chǎn)，使用期限10年。機器每天工作16小時。兩級圓柱齒輪減速器簡圖1－電動機軸；2—電動機；3—帶傳動中間軸；4—高速軸；5—高速齒輪傳動6—中間軸；7—低速齒輪傳動；8—低速軸；9—工作機；二、應完成的工作：減速器裝配圖1張（A0圖紙）；零件工作圖1—2張（從動軸、齒輪等）；設計說明書1份。指導教師：2009年月日機械設計基礎課程設計1緒論1.1選題的目的和意義減速器的類別、品種、型式很多，目前已制定為行（國）標的減速器有40余種。減速器的類別是根據(jù)所采用的齒輪齒形、齒廓曲線劃分；減速器的品種是根據(jù)使用的需要而設計的不同結(jié)構(gòu)的減速器；減速器的型式是在基本結(jié)構(gòu)的基礎上根據(jù)齒面硬度、傳動級數(shù)、出軸型式、裝配型式、安裝型式、聯(lián)接型式等因素而設計的不同特性的減速器。與減速器聯(lián)接的工作機載荷狀態(tài)比較復雜，對減速器的影響很大，是減速器選用及計算的重要因素，減速器的載荷狀態(tài)即工作機（從動機）的載荷狀態(tài)，通常分為三類：①—均勻載荷;②—中等沖擊載荷;③—強沖擊載荷。減速器是指原動機與工作機之間獨立封閉式傳動裝置，用來降低轉(zhuǎn)速并相應地增大轉(zhuǎn)矩。此外，在某些場合，也有用作增速的裝置，并稱為增速器。我們通過對減速器的研究與設計，我們能在另一個角度了解減速器的結(jié)構(gòu)、功能、用途和使用原理等，同時，我們也能將我們所學的知識應用于實踐中。在設計的過程中，我們能正確的理解所學的知識，而我們選擇減速器，也是因為對我們過控專業(yè)的學生來說，這是一個很典型的例子，能從中學到很多知識。2確定傳動方案①根據(jù)工作要求和工作環(huán)境，選擇展開式二級圓柱斜齒輪減速器傳動方案。此方案工作可靠、傳遞效率高、使用維護方便、環(huán)境適用性好，但齒輪相對軸承的位置不對稱，因此軸應具有較大剛度。此外，總體寬度較大。②為了保護電動機，其輸出端選用帶式傳動，這樣一旦減速器出現(xiàn)故障停機，皮帶可以打滑，保證電動機的安全。3機械傳動裝置的總體設計3.1選擇電動機3.1.1選擇電動機類型電動機是標準部件。因為工作環(huán)境清潔，運動載荷平穩(wěn)，所以選擇Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機。3.1.2電動機容量的選擇1、工作機所需要的功率為：其中：，，得2、電動機的輸出功率為——電動機至滾筒軸的傳動裝置總效率。取V帶傳動效率，齒輪傳動效率，效率從電動機到工作機輸送帶間的總效率為：3、電動機所需功率為：因載荷平穩(wěn)，電動機額定功率只需略大于即可，，查《機械設計實踐與創(chuàng)新》表19-1選取電動機額定功率為。3.1.3電動機轉(zhuǎn)速的選擇滾筒軸工作轉(zhuǎn)速：展開式減速器的傳動比為：V帶的傳動比為：得總推薦傳動比為：所以電動機實際轉(zhuǎn)速的推薦值為：符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為750r/min、1000r/min、1500r/min、3000r/min。綜合考慮為使傳動裝置機構(gòu)緊湊，選用同步轉(zhuǎn)速1500r/min的電機。型號為Y132S-4，滿載轉(zhuǎn)速，功率5.5。3.2傳動比的分配1、總傳動比為2、分配傳動比為使傳動裝置尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱、不發(fā)生干涉現(xiàn)象，現(xiàn)選V帶傳動比：；則減速器的傳動比為：；考慮兩級齒輪潤滑問題，兩級大齒輪應該有相近的浸油深度。則兩級齒輪的高速級與低速級傳動比的值取為1.4，取則：；；3.3計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)3.3.1各軸的轉(zhuǎn)速：1軸；2軸；3軸；滾筒軸3.3.2各軸的輸入功率：1軸；2軸；3軸；卷筒軸3.3.3各軸的輸入轉(zhuǎn)矩：電機軸；1軸；2軸；3軸；滾筒軸3.3.4整理列表軸名功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速電機軸5.531.17144014.5189.7348024.29277.4147.6934.08612.0663.66滾筒軸4.08612.0663.665齒輪的設計5.1齒輪傳動設計（1、2輪的設計）5.1.1齒輪的類型1、根據(jù)傳動方案，該設計選用二級展開式斜齒圓柱齒輪傳動。2、帶式輸送機為一般工作機器，參考《機械設計》表10-6，選用8級精度。3、材料選擇。由《機械設計》表10-1，選擇小齒輪材料為40Cr（滲碳淬火），齒面硬度為55HRC，接觸疲勞強度極限，彎曲疲勞強度極限；大齒輪材料為45鋼（表面淬火），齒面硬度為55HRC,接觸疲勞強度極限,彎曲疲勞強度極限。4、取，。查《機械設計》圖10-20，取區(qū)域系數(shù)，由表10-5查的材料的彈性影響系數(shù)（鍛鋼-鍛鋼）。有===1200MPa===1140MPa===576MPa===560MPa4、螺旋角：8°<β<20°,初選β=15°5、齒數(shù)：初選小齒輪齒數(shù)：；大齒輪齒數(shù)：，取。故實際傳動比，則：5%5.1.2齒面接觸強度較合1、（1）取載荷（2）（3），，2、計算模數(shù)，查表取3、,取整b=27mm4、計算齒輪圓周速度5.1.3按輪齒彎曲強度設計計算因為所選材料硬大度于350HBS,所以為硬齒面。1、法向模數(shù)2、查《機械設計基礎》表11-3，得載荷系數(shù)k=1.33、查《機械設計基礎》表11-6，得齒寬系數(shù)4、小齒輪上的轉(zhuǎn)矩5、齒形系數(shù)查《機械設計基礎》圖11-8得：，查《機械設計基礎》圖11-9得：，因為和比較所以對小齒輪進行彎曲強度計算。6、法向模數(shù)取7、中心距圓整為126mm。8、確定螺旋角：9、確定齒輪的分度圓直徑：10、齒輪寬度：圓整為36mm圓整后??；。11、重合度確定，查表得所以=12、齒輪尺寸表：

將幾何尺寸匯于表：序號名稱符號計算公式及參數(shù)選擇1端面模數(shù)2螺旋角3分度圓直徑4齒頂高5齒根高6全齒高7頂隙8齒頂圓直徑9齒根圓直徑10中心距1265.1.4驗算齒面接觸強度可知是安全的較合安全。5.1.5驗算齒面彎曲強度較合安全5.2齒輪傳動設計（3、4齒輪的設計）5.2.1齒輪的類型1、材料選擇：小齒輪材料為40Cr滲碳淬火，齒面硬度為55HRC，接觸疲勞強度極限，彎曲疲勞強度極限；大齒輪材料為45鋼表面淬火，齒面硬度為55HRC,接觸疲勞強度極限,彎曲疲勞強度極限。查《機械設計基礎》表11-5，取，。查表11-4，取區(qū)域系數(shù)，彈性系數(shù)（鍛鋼-鍛鋼）。有===1200MPa===1140MPa===576MPa===560MPa2、螺旋角：8°<β<20°,初選β=15°3、齒數(shù)：初選小齒輪齒數(shù)：；大齒輪齒數(shù)：，取。故實際傳動比：A，則5%5.2.2按尺面接觸強度較合1、（1）、取載荷（2）、（3）、，，2、計算模數(shù)，3、計算齒輪圓周速度5.2.3按輪齒彎曲強度設計計算因為所選材料硬大度于350HBS,所以為硬齒面。1、法向模數(shù)2、查《機械設計基礎》表11-3，得載荷系數(shù)k=1.33、查《機械設計基礎》表11-6，得齒寬系數(shù)4、小齒輪上的轉(zhuǎn)矩5、齒形系數(shù)查《機械設計基礎》圖11-8得：，查《機械設計基礎》圖11-9得：，因為和比較所以對小齒輪進行彎曲強度計算。6、法向模數(shù)取7、中心距圓整為120mm。8、確定螺旋角：9、確定齒輪的分度圓直徑：10、齒輪寬度：圓整為45mm圓整后??；。11、重合度確定，查表得所以=12、齒輪尺寸表格：

將幾何尺寸匯于表：序號名稱符號計算公式及參數(shù)選擇1端面模數(shù)2螺旋角3分度圓直徑4齒頂高5齒根高6全齒高7頂隙8齒頂圓直徑9齒根圓直徑10中心距11重合度5.2.4驗算齒面接觸強度可知是安全的較合安全5.2.5驗算齒面彎曲強度查《機械設計基礎》圖11-8得：，查《機械設計基礎》圖11-9得：，6軸的設計（中速軸）6.1求作用在齒輪上的力因為高速軸的小齒輪與中速軸的大齒輪相嚙合，故兩齒輪所受的、、都是作用力與反作用力的關(guān)系，則大齒輪上所受的力為輪圓周力：齒輪勁向力：齒輪軸向力：同理中速軸小齒輪上的三個力分別為：6.2選取材料可選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表6.2.1軸最小直徑的確定根據(jù)表，取得考慮到軸上有兩個鍵所直徑增加4%~5%,故取最小直徑35mm且出現(xiàn)在軸承處。6.2.2根據(jù)軸向定位的要求，確定軸的各段直徑和長度初選圓錐滾子軸承30207型號,GB/T297—1994：6.3鍵的選擇（1）采用圓頭普通平鍵A型（GB/T1096—1979）連接，大齒輪處鍵的尺寸，小齒輪處鍵的尺寸為，。齒輪與軸的配合為，滾動軸承與軸的周向定位是過渡配合保證的，此外選軸的直徑尺寸公差為。（2）鍵的較合6.4求兩軸所受的垂直支反力和水平支反力6.4.1受力圖分析將軸系部件受到的空間力系分解到鉛垂面和水平面上兩個平面力系。總受力圖：鉛垂方向受力圖:水平方向受力圖:6.4.2垂直支反力求解對左端點O點取矩依鉛垂方向受力圖可知6.4.3水平支反力求解同理6.4.2解得6.5剪力圖和彎矩圖6.5.1垂直方向剪力圖6.5.2垂直方向彎矩圖段彎矩：段彎矩：段彎矩：可作彎矩圖：6.5.3水平方向剪力圖6.5.4水平方向彎矩圖段彎矩：段彎矩：段彎矩：6.6扭矩圖在段上：在段上：在段上6.7剪力、彎矩總表：載荷水平面垂直面支持力；=1766.73N彎矩總彎矩扭矩在段上：在段上：在段上:6.8按彎扭合成應力校核軸的強度由圖分析可矢小輪面為危險面，對小輪面較合進行校核時，根據(jù)計算式及上表的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應力為脈動循環(huán)變應力，取，軸的計算應力前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表可得，，故安全7減速器附件的選擇及簡要說明7.1.檢查孔與檢查孔蓋二級減速器總的中心距，則檢查孔寬,長，檢查孔蓋寬,長．螺栓孔定位尺寸：寬，，圓角,孔徑,孔數(shù)，孔蓋厚度為,材料為Q235．7.2.通氣器可選為．7.3.油塞為了換油及清洗箱體時排出油污，在箱體底部最低位置設置一個排油孔，排油孔用油塞及封油圈堵?。诒敬卧O計中，可選為，封油圈材料為耐油橡膠，油塞材料為Q2357.4.油標選用帶螺紋的游標尺，可選為．7.5吊環(huán)螺釘?shù)倪x擇可選單螺釘起吊，其螺紋規(guī)格為．7.6定位銷為保證箱體軸承座孔的鏜制和裝配精度，在箱體分箱面凸緣長度方向兩側(cè)各安裝一個圓錐定位銷，其直徑可取：,長度應大于分箱面凸緣的總長度．7.7啟蓋螺釘啟蓋螺釘上的螺紋段要高出凸緣厚度，螺紋段端部做成圓柱形．8減速器潤滑與密封8.1潤滑方式8.1.1齒輪潤滑方式齒輪，應采用噴油潤滑，但考慮成本及需要選用浸油潤滑。8.1.2齒輪潤滑方式軸承采用潤滑脂潤滑8.2潤滑方式8.2.1齒輪潤滑油牌號及用量齒輪潤滑選用150號機械油（GB443－1989），最低－最高油面距(大齒輪)10～20mm，需油量為1.5L左右8.2.2軸承潤滑油牌號及用量軸承潤滑選用ZL－3型潤滑脂（GB7324－1987）用油量為軸承間隙的1/3～1/2為宜8.3密封方式1.箱座與箱蓋凸緣接合面的密封選用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法。2.觀察孔和油孔等出接合面的密封在觀察孔或螺塞與機體之間加石棉橡膠紙、墊片進行密封3.軸承孔的密封悶蓋和透蓋用作密封與之對應的軸承外部軸的外延端與透端蓋的間隙，由于，故選用半粗羊毛氈加以密封。4.軸承靠近機體內(nèi)壁處用擋油環(huán)加以密封，防止?jié)櫥瓦M入軸承內(nèi)部。9機座箱體結(jié)構(gòu)尺寸9.1箱體的結(jié)構(gòu)設計在本次設計中箱體材料選擇鑄鐵HT200即可滿足設計要求

代號名稱設計計算結(jié)果箱座壁厚箱蓋壁厚箱座加強肋厚箱蓋加強肋厚箱座分箱面凸緣厚箱蓋分箱面凸緣厚箱座底凸緣厚地腳螺栓=軸承旁螺栓聯(lián)結(jié)分箱面的螺栓軸承蓋螺釘檢查孔螺釘定位銷直徑地腳螺栓數(shù)目時，、、至外箱壁距離由推薦用值確定、至凸緣壁距離由推薦用值確定軸承旁凸臺半徑由推薦用值確定軸承座孔外端面至箱外壁的距離軸承座孔外的直徑軸承孔直徑軸承螺栓的凸臺高箱座的深度，為浸入油池內(nèi)的最大旋轉(zhuǎn)零件的外圓半徑11參考文獻[1]徐灝主編.機械設計手冊.第2版.北京：機械工業(yè)出版社，2001[2]楊可珍,程光蘊,李仲生主編.機械設計基礎第五版.高等教育出版社（第五版）,2005[3]劉鴻文主編.材料力學.第3版.北京：機械工業(yè)出版社,1992[4]機械設計手冊編委會主編.機械設計手冊.新版.北京：機械工業(yè)出版社，2004[5]殷玉楓主編.機械設計課程設計.機械工業(yè)出版社[6]濮良貴，紀名剛主編.機械設計.第八版.北京.高等教育出版社.2006.5[5]陸玉,何在洲,佟延偉主編.機械設計課程設計.第3版.北京：機械工業(yè)出版社，2000[7]孫桓，陳作模主編.機械原理.第6版.北京：高等教育出版社，2001[8]林景凡，王世剛，李世恒主編.互換性與質(zhì)量控制基礎.北京：中國科學技術(shù)出版社，1999基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內(nèi)核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構(gòu)建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數(shù)控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設計基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網(wǎng)絡的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務器技術(shù)的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統(tǒng)基于單片機的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學實驗中的應用研究基于單片機系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信研究與應用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設計與研究基于單片機的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應用研究基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機與Internet互聯(lián)的研究與實現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機控制器的研究基于單片機γ-免疫計數(shù)器自動換樣功能的研究與實現(xiàn)基于單片機的倒立擺控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)單片機嵌入式以太網(wǎng)防盜報警系統(tǒng)基于51單片機的嵌入式Internet系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)單片機監(jiān)測系統(tǒng)在擠壓機上的應用MSP430單片機在智能水表系統(tǒng)上的研究與應用基于單片機的嵌入式系統(tǒng)中TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)與應用單片機在高樓恒壓供水系統(tǒng)中的應用基于ATmega16單片機的流量控制器的開發(fā)基于MSP430單片機的遠程抄表系統(tǒng)及智能網(wǎng)絡水表的設計基于MSP430單片機具有數(shù)據(jù)存儲與回放功能的嵌入式電子血壓計的設計基于單片機的氨分解率檢測系統(tǒng)的研究與開發(fā)鍋爐的單片機控制系統(tǒng)基于單片機控制的電磁振動