機(jī)械設(shè)計(jì)原理課程設(shè)計(jì)二級(jí)斜齒輪減速器說(shuō)明書

1、吉林化工學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)原理課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)書2第一章 電動(dòng)機(jī)的選擇31.1 傳動(dòng)方案的擬定31.2 電動(dòng)機(jī)的選擇31.3 傳動(dòng)比的分配.31.4 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算4第二章 斜齒圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì).52.1 高速軸上的大小齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì).52.2 低速軸上的大小齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì).7第三章 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算.113.1 軸的選擇與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).113.2 中間軸的校核.15第四章 滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算.214.1 軸承的選擇與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).214.2 高速軸軸承的校核.214.3 中間軸軸承的校核.224.4 低速軸軸承的校核.23第五章 鍵聯(lián)接的選擇及計(jì)算.255.1 鍵的選擇與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).255

2、.2 鍵的校核.25第六章 聯(lián)軸器的選擇及計(jì)算.276.1 聯(lián)軸器的選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).276.2 聯(lián)軸器的校核.27第七章 潤(rùn)滑和密封方式的選擇.287.1 齒輪潤(rùn)滑.287.2 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑.28第八章 箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選擇.29 8.1 減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).298.2 減速器的附件.30設(shè)計(jì)小結(jié).34參考文獻(xiàn).35 設(shè)計(jì)任務(wù)書1 設(shè)計(jì)題目:二級(jí)展開(kāi)式斜齒圓柱齒輪減速器2 工作條件及生產(chǎn)條件:該減速器用于帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)裝置。工作時(shí)有輕微振動(dòng)，經(jīng)常滿載，空載啟動(dòng)，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，單班制工作。運(yùn)輸帶允許速度差為5%。減速器小批量生產(chǎn)，使用期限為5年（每年300天）。3 第16組設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)：

3、 卷筒直徑 d/mm 330 運(yùn)輸帶速度 v(m/s) 0.75 運(yùn)輸帶轉(zhuǎn)矩 t(n.m) 370第一章 電動(dòng)機(jī)的選擇1. 1 傳動(dòng)方案的擬定 為了確定傳動(dòng)方案，可根據(jù)已知條件計(jì)算出工作機(jī)滾筒的轉(zhuǎn)速為： =601000v/(d)=6010000.75/(3.14330)=43.428r/min1. 2 電動(dòng)機(jī)的選擇1.2.1 電動(dòng)機(jī)類型的選擇：電動(dòng)機(jī)的類型根據(jù)動(dòng)力源和工作條件,選用y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。1.2.2 電動(dòng)機(jī)功率的選擇：工作機(jī)所需要的有效功率為:=t/9550=37043.428/9550 = 1.683 kw 為了計(jì)算電動(dòng)機(jī)的所需功率，先要確定從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)之間的總效率。設(shè)為彈

4、性聯(lián)軸器效率為0.99;為閉式齒輪傳動(dòng)（8級(jí)）傳動(dòng)效率為0.97;為滾動(dòng)軸承的效率為0.98;為滾筒的效率為0.96。 則傳動(dòng)裝置的總效率為： =22344 =0.9920.9720.9840.96 = 0.817電動(dòng)機(jī)所需的功率為: = /=1.685/0.817 = 2.060 kw選擇常用的同步轉(zhuǎn)速為1500 r/min和1000r/min,根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需功率和同步轉(zhuǎn)速查表16-1選用y100l1-4和y112m-6型。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速和滾筒轉(zhuǎn)速可算出總傳動(dòng)比。現(xiàn)將此兩種電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)和總傳動(dòng)比列于下表中:方案電 動(dòng) 機(jī)型 號(hào)額定功率同 步轉(zhuǎn) 速滿 載轉(zhuǎn) 速總 傳動(dòng) 比外 伸軸 徑軸

5、外 伸長(zhǎng) 度1y100l1-42.2 kw1500r/min1430 r/min32.92828 mm60mm2y112m-62.2 kw1000r/min940 r/min21.645 28 mm60mm 由表可知，方案1雖然電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高，價(jià)格低，但總傳動(dòng)比大。為了能合理地分配傳動(dòng)比，使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用方案2，即電動(dòng)機(jī)型號(hào)為y112m-6。1. 3傳動(dòng)比的分配: 雙級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)的傳動(dòng)比為： = 低速級(jí)的傳動(dòng)比為： =/=21.645/5.035=4.0811. 4傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算：1.4.1各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算：= =940r/min= /=940/5.305=17

6、7.191r/min=/=177.191/4.081=43.419r/min=43.419r/min1.4.2各軸的輸入功率計(jì)算： = = 2.0600.99 = 2.039 kw = = 2.0390.970.98 = 1.938kw = = 1.9380.970.98= 1.842 kw = = 1.8420.990.98 = 1.787 kw1.4.3各 軸 的 輸 入 轉(zhuǎn) 矩 計(jì) 算：=9550/=95502.309/940=20.715nm=9550/=95501.938/177.191=104.452nm=9550 / =95501.842/43.419=450.148 nm=95

7、50/=95501.787/43.419=393.050 nm各軸運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力參數(shù)軸號(hào)轉(zhuǎn)速n(r/min) 功率p/kw轉(zhuǎn)矩t(nm)傳動(dòng)比1 9402.03920.7155.0352 177.1911.938 104.4523 43.4191.842 405.1484.0814 43.4191.787 393.0501第二章 斜齒圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)2. 1高速軸上的大小齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)2.1.1 選用標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪圓柱齒輪傳動(dòng)：小齒輪選擇為45鋼（調(diào)質(zhì)）,hbs=240；大齒輪選擇為45鋼（?；?，hbs=200此時(shí)兩齒輪最小硬度差為240-200=40；比希望值略小些，可以初步試算。因輸送為一般通

8、用機(jī)械，故選齒輪精度等級(jí)為8級(jí)。2.1.2 齒數(shù)的選擇： 現(xiàn)為軟齒面齒輪，齒數(shù)應(yīng)比根切齒數(shù)較多為宜，初選 z1=24， z1=1 z1=245.035 = 127.32 取大齒輪齒數(shù)z2=127，則齒數(shù)比為u=z2/z1=127/24=5.292,故可以滿足要求。2.1.3 選擇螺旋角： 按經(jīng)驗(yàn) ，820,初選=13；2.1.4 選擇齒寬系數(shù)： 由書中表10-4查取齒寬系數(shù)，=0.82.1.5選擇載荷系數(shù)： 由書中表10-2查載荷系數(shù)，取k=1.52.1.6計(jì)算幾何參數(shù)： 重合度=1.88-3.2(1/z1 +1/ z2) cos=1.88-3.2 (1/24+1/127)cos13 =1.6

9、772.1.7按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)： （1）由書中表10-17查較低極限應(yīng)力值，1=550mpa,390mpa，取安全系數(shù)s=1.0;t1=20.715 nm;區(qū)域系數(shù)查表10-23得=2.446；彈性影響系數(shù)查表10-3得ze = 189.8 (2)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)系數(shù)n1 = 60n1jlh = 609401(130085) = 6.769108 n2 = n1i1 = 6.7691085.305 = 1.276108 查表10-15得 khn1=0.95 ；khn2=0.98 h1= =522.5mpa h2=382.2mpa 取小值 h2 代入下列公式 （3）計(jì)算小齒輪分度圓直徑影響 (

10、4） 計(jì)算法面模數(shù)m m=cosd/z=cos1343.268/24=1.757 mm，取m=2 mm進(jìn)行幾何計(jì)算2.1.8初算傳動(dòng)尺寸，先計(jì)算中心距a：a = mn(z1+z2)/2cos=2(24+127)/2cos13= 154.972 mm，標(biāo)準(zhǔn)化后取a = 155 mm2.1.9修正螺旋角,按標(biāo)準(zhǔn)中心修正： = arccos=arccos = 13.0452.1.10計(jì)算傳動(dòng)的其他尺寸： d= mn zcos = 224cos13.045 =49.271 mm d= mnzcos = 2127cos13.045 = 260.729 mm = =0.849.271 = 39.763mm

11、； 則取40 mm =35 mm2.1.11計(jì)算齒面上的載荷 ft=2t1/d1=22071549.271 = 840.860 n2.1.12 按彎曲疲勞強(qiáng)度校核 （1）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)，查齒形系數(shù) z= /cos=24/ cos13=25.944 z= /cos=127/ cos13=135.288 由書中表10-11查得齒形系數(shù)：， 由書中表10-12查得ysa1 =1.596;ysa2=1.830 (2) 由圖10-16查得f1=450mpa；f2=320mpa；n1 =6.769108 n2 = 1.276108 (3)查表10-14得kfn1=0.95 kfn2=1；安全系數(shù); = =（

12、4）查表10-20螺紋角系數(shù)y=0.89（5）由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算 所以高速齒輪設(shè)計(jì)符合要求。(6) 校驗(yàn)圓周速度：v=2.424 m/s ；根據(jù)表10-5則合適。2.2 低速軸上的大小齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)2.2.1 選用標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪圓柱齒輪傳動(dòng)：小齒輪選擇為45鋼（調(diào)質(zhì)）,hbs=240；大齒輪選擇為45鋼（?；?，hbs=200；此時(shí)兩齒輪最小硬度差為240-200=40；比希望值略小些，可以初步試算。因輸送為一般通用機(jī)械，故選齒輪精度等級(jí)為8級(jí)。2.2.2 齒數(shù)的選擇： 現(xiàn)為軟齒面齒輪，齒數(shù)應(yīng)比根切齒數(shù)較多為宜，初選 z1=27， z=i2z1 = 4.08127 = 110.187;取大齒

13、輪齒數(shù)z2=110，則齒數(shù)比為u=z2/z1 = 110/27 = 4.074；可以滿足要求。2.2.3 選擇螺旋角： 按經(jīng)驗(yàn) ，83844128 120-0.0435.03.350581610160-0.0436.04.350581610160-0.0436.04.3第六章 聯(lián)軸器的選擇及計(jì)算聯(lián)軸器是機(jī)械傳動(dòng)常用的部件，它主要用來(lái)是聯(lián)接軸與軸（有時(shí)也聯(lián)接其它回轉(zhuǎn)零件）。以傳遞運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)矩。用聯(lián)軸器連接的兩根軸只有在機(jī)器停車后用拆卸的方法才能把兩軸分離。6.1聯(lián)軸器的選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):以輸入軸為例進(jìn)行聯(lián)軸器的介紹。根據(jù)設(shè)計(jì)所要求的機(jī)械特性選擇彈性柱銷聯(lián)軸器。6.2聯(lián)軸器的校核:校核公式：由于機(jī)械工

14、作時(shí)具有輕微振動(dòng)，所以轉(zhuǎn)矩變化較小，=1.3，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得,=354.345 所以經(jīng)校核后符合設(shè)計(jì)的要求，具體參數(shù)如下型號(hào)公稱轉(zhuǎn)矩許用轉(zhuǎn)速軸孔直徑軸孔長(zhǎng)度鋼 y型hl3 630500030 32 35 38 62hl3 630500040 42 （45）（48）112第七章 潤(rùn)滑和密封方式的選擇減速器的傳動(dòng)零件和軸承必須要有良好的潤(rùn)滑，以降低摩擦，減少磨損和發(fā)熱，提高效率。7.1齒輪潤(rùn)滑=2.5m/s 2m/s 所以選用油潤(rùn)滑潤(rùn)滑劑的選擇 齒輪傳動(dòng)所用潤(rùn)滑油的粘度根據(jù)傳動(dòng)的工作條件、圓周速度或滑動(dòng)速度、溫度等按來(lái)選擇。根據(jù)所需的粘度按選擇潤(rùn)滑油的牌號(hào)。潤(rùn)滑方式（油池浸油潤(rùn)滑） 在減速器中，

15、齒輪的潤(rùn)滑方式根據(jù)齒輪的圓周速度v而定。當(dāng)v12m/s時(shí)，多采用油池潤(rùn)滑，齒輪浸入油池一定深度，齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)就把油帶到嚙合區(qū)，同時(shí)也甩到箱壁上，借以散熱。齒輪浸油深度以12個(gè)齒高為宜。當(dāng)速度高時(shí)，浸油深度約為0.7個(gè)齒高，但不得小于10mm。當(dāng)速度低（0.50.8m/s）時(shí)，浸油深度可達(dá)1/61/3的齒輪半徑，在多級(jí)齒輪傳動(dòng)中，當(dāng)高速級(jí)大齒輪浸入油池一個(gè)齒高時(shí)，低速級(jí)大齒輪浸油可能超過(guò)了最大深度。此時(shí)，高速級(jí)大齒輪可采用濺油輪來(lái)潤(rùn)滑，利用濺油輪將油濺入齒輪嚙合處進(jìn)行潤(rùn)滑。7.2滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑潤(rùn)滑劑的選擇 減速器中滾動(dòng)軸承可采用潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂進(jìn)行潤(rùn)滑。若采用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑，可直接用減速器油池內(nèi)的潤(rùn)滑油

16、進(jìn)行潤(rùn)滑。若采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，潤(rùn)滑脂的牌號(hào)，根據(jù)工作條件進(jìn)行選擇。潤(rùn)滑方式（潤(rùn)滑油潤(rùn)滑）飛濺潤(rùn)滑，減速器中當(dāng)浸油齒輪的圓周速度v 23m/s時(shí)，即可采用飛濺潤(rùn)滑。飛濺的油，一部分直接濺入軸承，一部分先濺到箱壁上，然后再順著箱蓋的內(nèi)壁流入箱座的油溝中，沿油溝經(jīng)軸承蓋上的缺口進(jìn)入軸承。輸油溝的結(jié)構(gòu)及其尺寸見(jiàn)圖。當(dāng)v更高時(shí)，可不設(shè)置油溝，直接靠飛濺的潤(rùn)滑油軸承。若采用飛濺潤(rùn)滑，則需設(shè)計(jì)特殊的導(dǎo)油溝，使箱壁上的油通過(guò)導(dǎo)油溝進(jìn)入軸承，起到潤(rùn)滑的作用。第八章 箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選擇8.1減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)箱體是加速器中所有零件的基座，是支承和固定軸系部件、保證傳動(dòng)零件正確相對(duì)位置并承受作用在減速器上載

17、荷的重要零件。箱體一般還兼作潤(rùn)滑油的油箱。其具體結(jié)構(gòu)尺寸如下表。減速器鑄造箱體的結(jié)構(gòu)尺寸名稱符號(hào)結(jié)構(gòu)尺寸箱座壁厚10箱蓋壁厚110凸緣的厚度b,b1,b215,15,25箱座上的肋厚m10軸承旁凸臺(tái)的高度和半徑h,r根據(jù)結(jié)構(gòu)而定,23軸承蓋的外徑d d1=112 d2=120 d3=125 地腳螺釘直徑與數(shù)目df雙級(jí)減速器n6a1+a2小于350df16n6通孔直徑df20沉頭座直徑d045底座凸緣尺寸c125c223聯(lián)接螺栓軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d112箱座、箱蓋聯(lián)接螺栓直徑d2 10通孔直徑d9聯(lián)接螺栓直徑d8沉頭座直徑d18凸緣尺寸c1min15c2min12定位銷直徑d8軸承蓋螺釘直徑d3

18、8視孔蓋螺釘直徑d46.4箱體外壁至軸承座端面的距離l134大齒輪頂圓與箱體內(nèi)壁的距離116齒輪端面與箱體內(nèi)壁的距離2108.2減速度器的附件為了保證減速器正常工作和具備完善的性能，如檢查傳動(dòng)件的嚙合情況、注油、排油、通氣和便于安裝、吊運(yùn)等。減速器箱體上常設(shè)置某些必要的裝置和零件，這些裝置和零件及箱體上相應(yīng)的局部結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為附件。1.窺視孔和視孔蓋窺視孔用于檢查傳動(dòng)件的嚙合情況和潤(rùn)滑情況等，并可由該孔向箱內(nèi)注入潤(rùn)滑油，平時(shí)由視孔蓋用螺釘封住。為防止污物進(jìn)入箱內(nèi)及潤(rùn)滑油滲漏，蓋板底部墊有紙質(zhì)封油墊片。2.通氣器減速器工作時(shí)，箱體內(nèi)的溫度和氣壓都很高，通氣器能使熱膨脹氣體及時(shí)排出，保證箱體內(nèi)、外氣壓

19、平衡，以免潤(rùn)滑油沿箱體接合面、軸伸處及其它縫隙滲漏出來(lái)。結(jié)構(gòu)圖如下。3.軸承蓋軸承蓋用于固定軸承外圈及調(diào)整軸承間隙，承受軸向力。軸承蓋有凸緣式和嵌入式兩種。凸緣式端蓋調(diào)整軸承間隙比較方便，封閉性能好，用螺釘固定在箱體上，用得較多。嵌入式端蓋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需用螺釘，依靠凸起部分嵌入軸承座相應(yīng)的槽中，但調(diào)整軸承間隙比較麻煩，需打開(kāi)箱蓋。根據(jù)軸是否穿過(guò)端蓋，軸承蓋又分為透蓋和悶蓋兩種。透蓋中央有孔，軸的外伸端穿過(guò)此孔伸出箱體，穿過(guò)處需有密封裝置。悶蓋中央無(wú)孔，用在軸的非外伸端。通過(guò)對(duì)軸及軸承蓋的設(shè)計(jì)得出數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)軸承蓋：內(nèi)徑為35的軸承s內(nèi)徑為40的軸承內(nèi)徑為60的軸承=8=9=8=9=8=9=60=

20、70=88=112=92=110=102=112=130586886d4=d-(10-15)=50d4=d-(10-15)=60d4=d-(10-15)=88b=8b=8b=8h=7h=7h=7e=(1 1.2)=8e=(1 1.2)=8e=(1 1.2)=84.定位銷為了保證箱體軸承座孔的鏜削和裝配精度，并保證減速器每次裝拆后軸承座的上下半孔始終保持加工時(shí)候的位置精度，箱蓋與箱座需用兩個(gè)圓錐銷定位。定位削孔是在減速器箱蓋與箱座用螺栓聯(lián)接緊固后，鏜削軸承座孔之前加工的。 5.油面指示裝置為指示減速器內(nèi)油面的高度是否符合要求，以便保持箱內(nèi)正常的油量，在減速器箱體上設(shè)置油面指示裝置，其結(jié)構(gòu)形式 6

21、.放油孔和螺塞放油孔應(yīng)設(shè)置在箱座內(nèi)底面最低處，能將污油放盡。在油孔附近應(yīng)做成凹坑，以便為了更換減速器箱體內(nèi)的污油聚集而排盡。平時(shí)，排油孔用油塞堵住，并用封油圈以加強(qiáng)密封。螺塞直徑可按減速器箱座壁厚2或2.5倍選取。7.起蓋螺釘減速器在安裝時(shí)，為了加強(qiáng)密封效果，防止?jié)櫥蛷南潴w剖分面處滲漏，通常在剖分面上涂以水玻璃或密封膠，因而在拆卸時(shí)往往因粘接較緊而不易分開(kāi)。為了便于開(kāi)啟箱蓋，設(shè)置起蓋螺釘，只要擰動(dòng)此螺釘，就可頂起箱蓋。8.起吊裝置起吊裝置有吊環(huán)螺釘、吊耳、吊鉤等，供搬運(yùn)減速器之用。吊環(huán)螺釘（或吊耳）設(shè)在箱蓋上，通常用于吊運(yùn)箱蓋，也用于吊運(yùn)輕型減速器；吊鉤鑄在箱座兩端的凸緣下面，用于吊運(yùn)整臺(tái)減

22、速器。 設(shè)計(jì)小結(jié)為期三周的設(shè)計(jì)得到了老師和同學(xué)的指導(dǎo)和幫助，對(duì)使用手冊(cè)和有關(guān)資料的方法得到充分掌握。豐富多彩的大學(xué)生活把我們帶進(jìn)了知識(shí)的殿堂，為了將來(lái)更好的服務(wù)社會(huì)，為了把我們已基本掌握的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)課程更好的融會(huì)、貫通，我們進(jìn)入了大學(xué)學(xué)習(xí)的一個(gè)必要的階段課程設(shè)計(jì)。隨著時(shí)代的發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)越來(lái)越表現(xiàn)出其特有的作用，通過(guò)此次機(jī)械設(shè)計(jì)，使我對(duì)機(jī)械零件設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)思想，得到了充分掌握，真正地把所學(xué)到的知識(shí)初步地運(yùn)用到了實(shí)踐之中，收益很大，同時(shí)，也發(fā)現(xiàn)了許多知識(shí)掌握不足。在這段時(shí)間里我們通過(guò)彼此之間的相互合作，交流學(xué)習(xí)，掌握了許多新知識(shí)，尤其對(duì)機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)有了系統(tǒng)的掌握。但由于時(shí)間有限，學(xué)習(xí)心得不夠深刻，還不能對(duì)所學(xué)的知識(shí)達(dá)到熟練的運(yùn)用，這就需要在今后不斷的學(xué)習(xí)和提高。初次接觸課程設(shè)計(jì)，有一種