減速箱課程設計---兩級斜齒圓柱齒輪減速器

1、<p>　　機械零件課程設計說明書</p><p>　　題 目：兩級斜齒圓柱齒輪減速器</p><p>　　院 別： 機電學院 </p><p>　　專 業(yè)：機械設計制造及其自動化</p><p>　　班 級： </p><p>　　姓

2、 名： </p><p>　　學 號： </p><p>　　指導教師： </p><p>　　實訓日期: 2011年12月19日——2011年12月30日</p><p><b>　　目　錄</b></p><p>

3、　　§ 1　機械設計課程設計任務書2</p><p>　　§2　傳動方案的分析3</p><p>　　§3　電動機選擇，傳動系統(tǒng)運動和動力參數(shù)計算4</p><p>　　一、電動機的選擇4</p><p>　　二、傳動裝置總傳動比的確定及各級傳動比的分配4</p><p>　　三

4、、運動參數(shù)和動力參數(shù)計算5</p><p>　　§4　傳動零件的設計計算6</p><p>　　一、V帶傳動設計6</p><p>　　二、漸開線斜齒圓柱齒輪設計9</p><p>　?。ㄒ唬└咚偌壭饼X圓柱齒輪設計計算表9</p><p>　?。ǘ┑退偌壭饼X圓柱齒輪設計計算表15</p&g

5、t;<p>　　（三）斜齒輪設計參數(shù)表20</p><p>　　§5　軸的設計計算20</p><p>　　一、Ⅰ軸的結構設計21</p><p>　　二、Ⅱ軸的結構設計26</p><p>　　二、校核Ⅱ軸的強度28</p><p>　　§6　軸承的選擇和校核33<

6、/p><p>　　§7　鍵聯(lián)接的選擇和校核35</p><p>　　一、Ⅱ軸大齒輪鍵的選擇34</p><p>　　二．Ⅱ軸大齒輪鍵的校核35</p><p>　　§8　聯(lián)軸器的選擇35</p><p>　　§9　減速器的潤滑、密封和潤滑牌號的選擇35</p><

7、p>　　一、傳動零件的潤滑35</p><p>　　二、減速器密封35</p><p>　　§10　減速器箱體設計及附件的選擇和說明36</p><p>　　一、箱體主要設計尺寸36</p><p>　　二、附屬零件設計39</p><p>　　§11　設計小結42</p&g

8、t;<p>　　§12　參考資料43</p><p>　　§1機械設計課程設計任務書</p><p>　　一、題目：鏈板式運輸機由電機驅動。電機轉動，經(jīng)傳動裝置帶動鏈板式運輸機的驅動鏈輪轉動，拖動輸送鏈移動，運送原料或產(chǎn)品。該機也可用于加工線或裝配線上運送零件。整機結構要求，電機軸與運輸機的驅動鏈輪主軸平行布置，使用壽命為5年，每日兩班制工作，每年工作3

9、00天，連續(xù)運轉，工作時不逆轉，載荷平穩(wěn)。允許輸送鏈速度偏差為5%，工作機效率為0.95。該機按單件生產(chǎn)設計。</p><p><b>　　二、原始數(shù)據(jù)：</b></p><p><b>　　三、設計內容：</b></p><p><b>　　設計傳動方案；</b></p><p&

10、gt;　　減速器部件裝配圖一張(0號圖幅)；</p><p>　　繪制軸或齒輪零件圖一張；</p><p>　　編寫設計計算說明書一份。</p><p><b>　　§2傳動方案的分析</b></p><p>　　機器一般是由原動機、傳動裝置和工作裝置組成。傳動裝置是用來傳遞原動機的運動和動力、變換其運動形式以

11、滿足工作裝置的需要，是機器的重要組成部分。傳動裝置是否合理將直接影響機器的工作性能、重量和成本。合理的傳動方案除滿足工作裝置的功能外，還要求結構簡單、制造方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護方便。</p><p>　　本設計中采用原動機為電動機，工作機為皮帶輸送機。傳動方案采用了兩級傳動，第一級傳動為帶傳動，第二級傳動為展開式二級斜齒圓柱齒輪減速器。二級斜齒圓柱齒輪減速器的傳動比一般為8-40，結構簡單，應用廣泛

12、，展開式由于齒輪相對于軸承為不對稱布置，因而沿齒向載荷分布不均，要求軸有較大的剛度。</p><p>　　帶傳動承載能力較低，在傳遞相同轉矩時，結構尺寸較其他形式大，但有過載保護的優(yōu)點，還可緩和沖擊和振動，故布置在傳動的高速級，以降低傳遞的轉矩，減小帶傳動的結構尺寸。</p><p>　　齒輪傳動的傳動效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長，斜齒輪傳動的平穩(wěn)性較直齒好，是現(xiàn)代機器中應

13、用最廣泛的機構之一。所以本設計采用的是雙級斜齒齒輪傳動。</p><p>　　§3電動機選擇，傳動系統(tǒng)運動和動力參數(shù)計算</p><p><b>　　一、電動機的選擇</b></p><p><b>　　1.確定電動機類型</b></p><p>　　按工作要求和條件,選用y系列三相交流異

14、步電動機。</p><p>　　2.確定電動機的容量</p><p>　　（1）工作機卷筒上所需功率Pw</p><p>　　Pw = Fv/1000 =4400X0.8/1000=3.52KW</p><p>　　(2)電動機所需的輸出功率</p><p>　　為了計算電動機的所需的輸出功率Pd，先要確定從電動機到工

15、作機之間的總功率η總。設η1、η2、η3、η4、η5分別為彈性聯(lián)軸器、閉式齒輪傳動（設齒輪精度為7級）、滾動軸承、V形帶傳動、工作機的效率，由[2]表2-2查得η1 = 0.99，η2 = 0.98，η3 = 0.99，η4 = 0.95，η5 = 0.95，則傳動裝置的總效率為</p><p>　　η總=η1η22η33η4η5 = 0.99 x 0.982 x 0.993 x 0.95 x 0.95 =0.8

16、326</p><p><b>　　=4.23kw</b></p><p><b>　　3.選擇電動機轉速</b></p><p>　　由[2]表2-3推薦的傳動副傳動比合理范圍</p><p>　　普通V帶傳動 i帶=2～4</p><p>　　圓柱齒輪傳動

17、 i齒=3～5</p><p>　　則傳動裝置總傳動比的合理范圍為</p><p>　　i總=i帶×i齒1×i齒2</p><p>　　i‘總=（2～4）×（3～5）×（3～5）=（18～100）</p><p>　　電動機轉速的可選范圍為</p><p>　　nd=i‘總

18、15;nw=（18～100）×nw=18nw～1000nw=786.17~4367.61</p><p>　　根據(jù)電動機所需功率和同步轉速，查[2]表16-1，符合這一范圍的常用同步加速有1500、1000。</p><p>　　選用同步轉速為1500r/min</p><p>　　選定電動機型號為Y132S-4</p><p>　

19、　二、傳動裝置總傳動比的確定及各級傳動比的分配</p><p>　　1.傳動裝置總傳動比</p><p>　　i總= nm / nw=1440/43.68=32.98</p><p>　　式中nm----電動機滿載轉速，1440 r/min;</p><p>　　nw----工作機的轉速，43.68 r/min。</p><

20、;p>　　2.分配傳動裝置各級傳動比</p><p>　　i總=i帶×i齒1×i齒2</p><p>　　分配原則： （1）i帶＜i齒</p><p>　?。?）i帶=2～4 i齒=3～5 i齒1=（1.3～1.4）i齒2</p><p>　　根據(jù)[2]表2-3，V形帶的傳動比取i帶 =2.3 ，則減速器的總傳

21、動比為</p><p>　　i = i總 / i帶=32.98/2.3=14.34</p><p>　　雙級圓柱齒輪減速器高速級的傳動比為</p><p>　　i齒1 = = = 4.32</p><p><b>　　低速級的傳動比</b></p><p>　　i齒2 = i/i齒1 = 14.

22、34/4.32=3.32</p><p>　　三、運動參數(shù)和動力參數(shù)計算 </p><p><b>　　1.各軸轉速計算</b></p><p><b>　　1440r/min</b></p><p>　　nⅠ= nm / i帶 = 1440/2.3=626.09r/min</p>&

23、lt;p>　　nⅡ= nⅠ / i齒1 = 629.09/4.32=145.62r/min</p><p>　　nⅢ= nⅡ / i齒2 = 145.62/3.32=43.86r/min</p><p><b>　　2.各軸輸入功率</b></p><p>　　P0= Pd=4.23kw</p><p>　　PⅠ=

24、 Pdη4 =4.23X0.95=4.02kw </p><p>　　PⅡ= PⅠη2η3 =4.02x0.98x0.99=3.90kw</p><p>　　PⅢ= PⅡη2η3 =3.90x0.98x0.99=3.78kw</p><p><b>　　3.各軸輸入轉矩</b></p><p>　　T0 = 9550Pd

25、/n0 =9550x4.23/1440=28.05N·m</p><p>　　TⅠ = 9550PⅠ/nⅠ =9550x4.02/629.09=61.03N·m</p><p>　　TⅡ = 9550PⅡ/nⅡ = 9550x3.90/145.62=255.77N·m</p><p>　　TⅢ = 9550PⅢ/nⅢ = 9550x3.

26、78/43.86=823.05N·m</p><p>　　表1 傳動裝置各軸運動參數(shù)和動力參數(shù)表</p><p>　　§4傳動零件的設計計算</p><p><b>　　一、V帶傳動設計</b></p><p><b>　　1.設計計算表</b></p><p

27、><b>　　2.帶型選用參數(shù)表</b></p><p>　　3．帶輪結構相關尺寸</p><p>　　二、漸開線斜齒圓柱齒輪設計</p><p>　?。ㄒ唬└咚偌壭饼X圓柱齒輪設計計算表</p><p>　?。ǘ┑退偌壭饼X圓柱齒輪設計計算表</p><p>　　（三）斜齒輪設計參數(shù)表<

28、;/p><p><b>　　§5軸的設計計算</b></p><p><b>　　減速器軸的結構草圖</b></p><p><b>　　一、Ⅰ軸的結構設計</b></p><p>　　1．選擇軸的材料及熱處理方法</p><p>　　查[1]表1

29、5-1選擇軸的材料為40Cr(調質)；根據(jù)齒輪直徑，熱處理方法為正火。</p><p>　　2．確定軸的最小直徑</p><p>　　查[1]的扭轉強度估算軸的最小直徑的公式：</p><p>　　再查 [1]表15-3， </p><p>　　考慮鍵：齒輪直徑小于100mm，有一鍵時，軸徑增大5%~7%，則</p><p

30、>　?。?9.11~23.38）×（1+6%）mm=20.26~24.78</p><p>　　3．確定各軸段直徑并填于下表內</p><p>　　4．選擇軸承潤滑方式，確定與軸長有關的參數(shù)。</p><p>　　查 [2]，滾動軸承的速度低，故選用脂潤滑。將與軸長度有關的各參數(shù)填入下表</p><p>　　5.計算各軸段長度

31、。</p><p><b>　　二、Ⅱ軸的結構設計</b></p><p>　　1．選擇軸的材料及熱處理方法</p><p>　　查[1]表15-1選擇軸的材料為優(yōu)質碳素結構鋼45；根據(jù)齒輪直徑，熱處理方法為正火回火。</p><p>　　2．確定軸的最小直徑</p><p>　　查[1]的扭轉強

32、度估算軸的最小直徑的公式：</p><p>　　再查 [1]表15-3， </p><p>　　考慮鍵：最小直徑處沒有裝鍵，故不考慮鍵的影響</p><p>　　3．確定各軸段直徑并填于下表內</p><p>　　4．選擇軸承潤滑方式，確定與軸長有關的參數(shù)。</p><p>　　查 [2] =40×145.6

33、2=5.8×10<2×10mm·r/min，故選用脂潤滑。將與軸長度有關的各參數(shù)填入下表</p><p><b>　　5.計算各軸段長度</b></p><p><b>　　三、Ⅲ軸的結構設計</b></p><p>　　1．選擇軸的材料及熱處理方法</p><p&g

34、t;　　查[1]表15-1選擇軸的材料為優(yōu)質碳素結構鋼45；根據(jù)齒輪直徑，熱處理方法為正火回火。</p><p>　　2．確定軸的最小直徑</p><p>　　查[1]的扭轉強度估算軸的最小直徑的公式：</p><p>　　再查 [1]表15-3， </p><p>　　考慮鍵：齒輪直徑小于100mm，有一鍵時，軸徑增大5%~7%，則d（45

35、.497~55.656）×（1+6%）=48.23~58.995</p><p>　　3．確定各軸段直徑并填于下表內</p><p>　　4．選擇軸承潤滑方式，確定與軸長有關的參數(shù)。</p><p>　　查 [2] 小于2×10mm·r/min，故選用脂潤滑。將與軸長度有關的各參數(shù)填入下表</p><p><

36、;b>　　5.計算各軸段長度</b></p><p><b>　　二、校核Ⅱ軸的強度</b></p><p><b>　　齒輪的受力分析：</b></p><p>　　1．求支反力、繪彎矩、扭矩圖</p><p>　　（1）垂直平面支反力</p><p>　

37、?。?）垂直平面彎矩圖</p><p>　?。?）水平平面支反力</p><p>　　（4）水平平面彎矩圖</p><p><b>　?。?）合成彎矩圖</b></p><p><b>　?。?）扭矩圖</b></p><p>　　2．按彎扭合成校核軸的強度</p>

38、;<p>　?。?）確定軸的危險截面</p><p>　　根據(jù)軸的結構尺寸和彎矩圖可知：危險截面是D截面</p><p>　　按彎矩組合強度校核軸危險截面強度</p><p><b>　　W=</b></p><p>　　查[1]表15-1得 70 ,因此,故安全。</p><p>

39、　　§6軸承的選擇和校核</p><p>　　一、Ⅱ軸承的選擇和校核</p><p><b>　　1．Ⅱ軸軸承的選擇</b></p><p>　　選擇Ⅱ軸軸承的一對 7208AC 軸承，校核軸承，軸承使用壽命為5年，每年按300天計算。</p><p>　　2．根據(jù)滾動軸承型號，查出和。</p>

40、<p>　　3．校核Ⅱ軸軸承是否滿足工作要求</p><p>　?。?）畫軸的受力簡圖。</p><p>　?。?）求軸承徑向支反力、</p><p>　?。╝）垂直平面支反力、</p><p>　?。╞）水平面支反力、</p><p><b>　?。╟）合成支反力、</b></p

41、><p>　　（3）求兩端面軸承的派生軸向力、</p><p>　　確定軸承的軸向載荷、</p><p>　　F=F-F=1474-553=921N</p><p><b>　　軸承1是緊端:</b></p><p><b>　　軸承2端是松端:</b></p>&

42、lt;p>　?。?）計算軸承的當量載荷、</p><p>　　查[1] 表13-5、13-6 ：</p><p>　　根據(jù)[1] 表13-5查表或插值計算徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)，</p><p><b>　　對軸承1： </b></p><p><b>　　對軸承2：</b></p&

43、gt;<p><b>　　軸承1危險</b></p><p><b>　?。?）校核所選軸承</b></p><p>　　由于兩支承用相同的軸承，故按當量動載荷較大的軸承2計算，滾子軸承的0.68 ，查[1]表13-6取沖擊載荷系數(shù) 1.1 ，查[1]表13-4取溫度系數(shù)1.00 ，計算軸承工作壽命：</p><

44、;p>　　結論： 即設計的軸承滿足壽命要求</p><p>　　§7鍵聯(lián)接的選擇和校核</p><p><b>　　一、Ⅱ軸大齒輪鍵</b></p><p><b>　　1．鍵的選擇</b></p><p>　　選用普通圓頭平鍵A型,軸徑 45 ,查[1]表6-1得 鍵寬鍵高<

45、/p><p><b>　　2．鍵的校核</b></p><p>　　鍵長度小于輪轂長度，前面算得大齒輪寬度55 ,根據(jù)鍵的長度系列選鍵長 。查[1]表16-2得</p><p>　　所以所選用的平鍵強度足夠。</p><p><b>　　§8聯(lián)軸器的選擇</b></p><

46、p>　　查[1]表14-1得</p><p>　　減速器輸出軸相連運輸機，轉矩變化不大，工作情況系數(shù)為K=1.5</p><p>　　查[2]表8-5，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器:</p><p>　　，即選用LT9聯(lián)軸器TX4</p><p>　　§9減速器的潤滑、密封和潤滑牌號的選擇</p><p>&l

47、t;b>　　一、傳動零件的潤滑</b></p><p><b>　　1．齒輪傳動潤滑</b></p><p>　　因為齒輪圓周速度，故選擇浸油潤滑。</p><p><b>　　滾動軸承的潤滑</b></p><p>　　由前面設計可知，所有滾動軸承的線速度（，d為軸承的內徑，n為

48、轉速）較低，故均是選用脂潤滑。</p><p><b>　　二、減速器密封</b></p><p><b>　　1.軸外伸端密封</b></p><p>　　用凸緣式端蓋，氈圈密封</p><p>　　2.軸承靠箱體內側的密封</p><p>　　由前面設計可知，所有滾動軸承

49、的線速度（，d為軸承的內徑，n為轉速）較低，故均是選用脂潤滑。</p><p>　　3.箱體結合面的密封</p><p>　　為保證密封，箱體剖分面連接凸緣應有足夠寬度，并要經(jīng)過精刨或刮研，連接螺栓間距也不應過大（小于150-200mm），以保證跢的壓緊力。在結合面涂上密封膠或水玻璃以達到密封效果?；驗樘岣呙芊庑裕稍谄史置嫔现瞥龌赜蜏?，使?jié)B出的油可沿回油溝的斜槽流回箱內。</p&g

50、t;<p>　　§10減速器箱體設計及附件的選擇和說明</p><p>　　一、箱體主要設計尺寸</p><p><b>　　二、附屬零件設計</b></p><p><b>　　1窺視孔和窺視孔蓋</b></p><p>　　查[2]表11-4得，設計的減速器為雙級傳動，，

51、選擇的窺視蓋尺寸如下，其中蓋厚。</p><p><b>　　2.通氣塞和通氣器</b></p><p>　　查[2]表11-5得采用通氣帽</p><p><b>　　3.油標、油尺</b></p><p>　　查[2]表7-10得采用有通孔的桿式油標</p><p>&l

52、t;b>　　4.油塞、封油墊</b></p><p>　　為了排掉油污，更換減速器箱體內的污油，在箱座底部油池的最低設置有排油孔。排油孔設置在箱座底部油池的最低處，箱座內底面常做成外傾斜面，在排油孔附近做成凹坑，以做一日和尚撞一天鐘能將污油放盡。排油孔平時用放油螺塞堵住。箱壁排油孔處應有凸臺，并加工沉孔，放封沒圈以增強密封效果。放沒螺塞有六角頭圓柱螺紋油塞自身不能防止漏油，應在六角頭與放油孔接觸

53、處加封油墊片。放油螺塞的直徑可按減速箱座壁厚的2~2.5倍選取。查[2] 表7-11得</p><p><b>　　5.起吊裝置</b></p><p>　　查[2]表11-3得采用起重吊耳環(huán)和吊鉤</p><p><b>　　軸承端蓋、調整墊片</b></p><p>　　(1) 軸承端蓋的設計

54、</p><p>　　軸承端蓋是用來對軸承部件進行軸向固定，它承受軸向載荷，可以調整軸承間隙，并起密封作用。根據(jù)軸是否穿過端蓋，軸承端蓋分為透蓋和悶蓋兩種。透蓋中央有孔，軸的外伸端穿過此孔伸出箱體，穿過處需有密封裝置。悶蓋中央無孔，用在軸的非外伸端。</p><p>　　（2）調整墊片的設計</p><p>　　調整墊片的是用來調整軸承間隙或游隙以及軸的軸向位置。墊

55、片組由多片厚度不同的墊片組成，使用時可根據(jù)調整需要組成不同的厚度。墊片的厚度及片數(shù)查表15-13。墊片材料多為08鋼片拋光。</p><p><b>　　§11設計小結</b></p><p>　　進過了兩個星期的課程設計，我設計的減速器終于出爐了。雖然時間有點短，還存在很多問題，但總算學習到很多東西，也感到很累，我們每畫一個零件都經(jīng)過計算和查書，我終于意識

56、到了設計是一個不可以馬虎的時，每畫一個零件都是要有根據(jù)的。</p><p>　　理論設計已經(jīng)花了大概一個星期時間，一半時間過去了，我們才開始動手畫圖。到后面的時間完全是用來畫圖的，每一個細節(jié)都要想得很清楚。雖然是經(jīng)過計算的，但是到了畫圖的時候還是有很多地方不懂，為了這次的實訓設計，把課本翻了幾十次，或許還不止。而且在畫圖過程中還經(jīng)常發(fā)現(xiàn)很多計算出來的尺寸都是錯的，到頭來還需要通過畫圖來修改之前計算的數(shù)據(jù)。但在設計

57、的過程中我學到了以前還有沒有學到的知識，一次性在這個星期內完成。也正因為如此，以前上課時似懂非懂的知識，在這一次實踐性地明白一點。雖然很累，但確實是對自己大學幾年里學到理論知識的一次大檢驗，這也讓我自己在接下來的學習中更加注重基礎知識的理解，而不是死記硬背地的去應付考試。</p><p>　　在畫圖的過程中，才發(fā)現(xiàn)，每根線真的是要有依據(jù)，對于自己設計的東西也必須很了解，也要對別人的設計要有所理解，才能綜合起來，做

58、出更完美的設計。也要有批判的精神，對于課本或者對于書籍。只要是自己的理念是對的，就按照自己的想法去設計。在設計時，互相幫忙，互相討論，遇到不懂的就問，也更好地加深了我們的感情。</p><p>　　只想說：”感謝老師，感謝同學”。我體驗到了設計的樂趣，也體會到了設計的辛苦，但還是收獲良多。</p><p><b>　　§12參考資料</b></p>