机械设计课程设计4.23日完成

1、目录第一章 二级斜齿轮减速器设计第一节 设计方案介绍2第二节 选择电动机2第三节 齿轮传动设计3第四节 铸铁减速器机体结构尺寸表计算5第五节 轴的结构设计5第六节 轴承的选择及寿命计算7第七节 键的选择及强度校核8第八节 联轴器的选择8第九节 设计齿轮的润滑10第十节 减速箱附件设计10第十一节 确定箱体总长 总宽 总高11参考文献13心得体会131. 设计目的：通过减速器设计巩固机械设计相关知识，加强cad制图能力训练。2. 设计方案：方案二 二级圆柱齿轮减速器摘要展开式二级圆柱齿轮减速器结构简单，容易制造，成本低，是最常见，应用最广泛的一种减速器。关键词：二级斜齿轮 减速器 深沟球轴承 弹

2、性联轴器第一节 设计方案介绍机械设计课程设计方案二设计用于带式运输机上的减速器。方案二 ，二级斜齿圆柱齿轮减速器，使用期限8年运输带允许误差为5%。工作机效率w=0.96. f=4.5kn，=1.8m/s d=400mm.传动简图如下，轴序号从左至右依次为第一轴 第二轴 第三轴1-电动机 2-联轴器 3-二级斜齿圆柱齿轮减速器 4-联轴器 5-卷筒6-运输带设计内容计算及说明结 果第二节 选择电动机1.选择电动机工作机所需功率减速器效率二级圆柱齿轮减速器i=840，则85.946（840）=687.63437.8 考虑到降低电机成本和减速器尺寸，电机转速选择1500r/min查课程设计书p17

3、1表，应选择y-160m-4型号。电机型号额定功率/kw满载转速r/min启动转矩最大转矩y-160m-41114602.22.2第三节 齿轮传动设计分配传动比i1=（1.31.5）i2 ，取i1=1.48i2 得i1=5.04 i2=3.37运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度。材料选择，由机械设计书表10-1选择小齿轮材料为40cr（调质），硬度为280hbs，大齿轮材料为45钢硬度为240hbs，二者材料硬度差为40hbs。由表107选取齿宽系数d=1,由表10-6查得材料弹性影响系数ze=189.8mpa，按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限hlim1=600mpa，大齿轮

4、的接触疲劳强度极限hlim2=550mpa.计算应力循环次数由图10-19取接触疲劳寿命系数khn1=0.9;khn2=0.95; 计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1%，安全系数s=1得计算第一根轴的转矩按斜齿轮齿面接触强度设计，i1=1.48i2 得i1=5.04 i2=3.37确定公式内各值，初选小齿轮齿数24，大齿轮齿数121，初选螺旋角=14度，试选kt=1.8由图10-30选区域系数zh=2.433由图10-26查得许用接触应力试算小齿轮分度圆直径d1t，由齿面接触强度公式得计算中心距并圆整将计算结果列表如下：模数mn齿数z螺旋角分度圆d高速级2.024/12114.83o49.5

5、/250.34低速级422/7514.06o86.261/310.01计算传动比误差：前面已经算出理论传动比为16.987误差较小。第四节 铸铁减速器机体结构尺寸表计算铸铁减速器机体结构尺寸表11名称符号数值mm机座壁厚8机盖壁厚18机座凸缘厚度b12机盖凸缘厚度b112机座底凸缘厚度p20地脚螺栓直径df20地脚螺栓数目n4轴承旁连接螺栓直径d116机盖与机座连接螺栓直径d212连接螺栓d2的间距l160轴承端盖螺钉直径d310窥视孔盖螺钉直径d48定位销直径d10df、至外机壁距离c126dfd2至凸缘距离c224轴承旁凸台半径r124凸台高度h外机壁至轴承座端面距离l156内机壁至轴承座

6、端面距离l264大齿轮顶圆与内机壁距离115齿轮端面与内机壁距离215机盖、机座肋厚m1 m8轴承端盖外径d2轴承端盖凸缘厚度e12轴承旁连接螺栓距离s第五节 轴的结构设计现在来计算轴的直径，高速级齿轮接触处三项分力为；低速级齿轮传动三项分力：传动轴轴端部分只承受弯矩，是轴直径最小的部分，根据机械设计轴的强度校核计算有式中是考虑了弯矩影响而降低了的许用扭转切应力。按上式初步估计轴的最小尺寸，选取轴的材料为45号钢，根据表153，取ao=112，于是所以第三根轴的轴端可取为52mm，然后每个台阶适当加大尺寸，初定（最终尺寸以轴零件图上标注的为准）如下：计算第一，二根轴的最小直径,材料仍然选取45

7、钢，根据机械设计表153，ao取120由以上结果就可以初步确定一，二轴的各段轴的直径。第六节 轴承的选择及寿命计算选择滚动轴承，为降低成本选择深沟球轴承。第一轴以上数值为两个轴承平均受到的径向载荷值； 根据机械设计表135 选择深沟球轴承x=0.56，y=0.8 载荷系数fp取1.2根据前面计算得到的轴端最小直径为22.2mm，装轴承处比端部大一个台阶，考虑轴太小刚度可能不够，所以适当取大一点，取为30mm，轴承型号为6206，查课程设计书知基本动载荷为19.5kn。由轴承寿命计算公式第二轴，由于轴向力相互抵消，可选深沟球轴承。由前面算得的轴最小直径37圆整为40mm，装轴承处就是轴端部，轴承

8、内径为40mm，型号可选为6208，基本额定动载荷为29.5kn。第二轴所受的径向载荷较为复杂，取较大的一对力进行计算，这样得到的结果较为富余。查机械设计书表135，取x=0.56 y=0.9 载荷系数fp仍然取1.2以上结果是考虑受力为最大，即与第三根轴受力一样的情况下得出的结果，说明6208型号轴承能满足使用要求。即四年对减速箱进行一次大修时更换轴承。现在为第三根轴选择轴承，第三根轴由轴端到装轴承处经过两个台阶，尺寸扩大到60mm，由内径可选型号为6212，基本额定动载荷为47.8 kn。虽然考虑到第三根轴转速慢，传递的扭矩大，可能需要能承受较大轴向载荷的轴承，如圆锥滚子轴承。但下面的计算

9、结果说明内径为60mm的深沟球轴承承载能力是很大的，完全能够满足使用要求，而且成本低。根据前面计算的数据，考虑载荷并不是平均分配给两个轴承，假设一个轴承承受了70%的载荷，有查机械设计书表135，取x=0.56 y=1.6 载荷系数fp仍然取1.2以上结果说明在减速箱八年设计寿命中这对轴承不需更换，而且有富余，选择深沟球轴承是完全可行的。综合以上结果，三对轴承型号分别为6206，6208，6212.第七节 键的选择及强度校核现在选择键的大小根据机械设计第106页表61 普通平键的主要尺寸 选择键的类型如下键的材料一般选择45钢，由表6-2取静连接许用强度为120mpa。第一轴轴端尺寸2230应

10、选宽高（bh）为87。强度校核第二轴小齿轮处选149 大齿轮选1811。强度校核：第三轴大齿轮处选2012 轴端1610.以上键的强度校核说明选择的键能满足使用要求。键的主要损坏形式为侧面压溃。除非有严重过载和冲击，一般键不会被损坏。第八节 联轴器的选择选择联轴器根据需要高速轴应选弹性联轴器，低速轴应选刚性联轴器。查课程设计书弹性联轴器可选为lx2型号。其公称转矩为560n.m 许用转速6300 转/分，轴孔长度44mm，轴孔直径25mm。前面计算得出t1=59.5 n.m 转速1460转每分。说明该联轴器能满足使用要求。低速轴选用凸缘联轴器型号为gy7.其公称转矩1600 n.m，许用转速6

11、000转每分。轴孔直径55mm，轴孔长度84mm。前面计算得到t3=982.7 n.m，转速86转每分。说明该联轴器能满足使用要求。选择联轴器后，为了与联轴器配合，轴的尺寸有所调整，第三根轴最终尺寸如下：第二根轴尺寸如下：第一根轴小齿轮与轴做成一体，成为齿轮轴。第九节 设计齿轮的润滑设计齿轮的润滑，根据机械设计书233页，对于通用的闭式齿轮传动，其润滑方法根据齿轮的圆周速度的大小而定。当齿轮的圆周速度小于12m/s时，常将大齿轮的轮齿侵入油池中进行润滑，这样齿轮在传动时就把润滑油带到啮合的齿面上，同时也将油甩到箱壁上，借以散热，齿轮侵入油中的深度对于圆柱齿轮通常不易超过一个齿高，也不应小于10

12、mm；计算齿轮的圆周速度：高速级低速级传动圆周速度小于12m/s就不用采用喷油润滑。根据机械设计课本表10-12选择润滑油粘度推荐值为81.5118，根据表10-11可以选择润滑油牌号为100.第十节 减速箱附件设计减速箱附件设计1. 选择直通式油杯2. 密封件，第一轴和第三轴伸出减速箱的一端选择毡圈密封，轴承处要用密封圈防止润滑油飞溅到轴承上稀释轴承上的润滑脂。3. 窥视孔及盖板，箱盖上窥视孔处要正好能看到低速级齿轮啮合处，盖板结构如下。4. 盖板上安装带过滤网的通气器。5. 选择杆式油标结构如下：第十一节确定箱体总长 总宽 总高。总高大齿轮端面模数4mm，齿数75外机壁至轴承座端面距离l1

13、56内机壁至轴承座端面距离l264大齿轮顶圆与内机壁距离115齿轮端面与内机壁距离215机盖、机座肋厚m1 m8轴承端盖外径d2轴承端盖凸缘厚度e12大齿轮距箱体底30mm，大齿轮到内机壁距离15mm机盖壁厚8mm，机座凸缘厚度20mm；所以总高度为317.5+30+20+15+8mm=390.5mm总长两个中心距150+200，大齿轮半径317.5/2=158.75，大齿轮到箱壁距离15mm，箱壁厚8mm,左边小齿轮到箱壁的距离可取较大值40mm。总长计算；l=150+200+158.75+15+8+25+40+8=605mm总宽用中间轴（第二轴）计算，中间轴上的大齿轮宽50mm，小齿轮宽9

14、5mm大齿轮到内机壁距离15mm，小齿轮到内机壁距离15mm，两齿轮间的台阶15mm，内机壁至轴承座端面距离距离由机体结构尺寸计算表查得64mm，所以减速箱两内壁宽度为：15+50+15+95+15=190mm两边轴承端盖之间的距离：190+64+64mm=318mm机座底凸缘上两边的地脚螺栓之间宽度 ，外机壁到地脚螺栓的距离c1为26mm190+8+8+26+26=258mm外机壁到凸缘边上距离为c1+c2，查表c2为24mm，机座底凸缘宽度190+16+24+26+24+26=306mm详细尺寸见装配图参考文献1.机械设计课程设计第四版 王连明 宋宝玉主编 哈尔滨工业大学出版社出版2.机械设计课程设计简明图册 荣涵锐主编 哈尔滨工业大学出版社出版3.机械设计第八版 西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著 濮良贵 纪名刚主编 高等教育出版社出版心得体会：通过减速箱的设计对更深刻的掌握机械设计的一般方法有很大的帮助，是学习机械设计必不可少的一个环节。通过设计实践，能培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论分析和解决机械设计问题的能力。可以加强基本技能的训练，如计算、绘图查阅资料、运用标准和规范等。 我体会到要设计出一个实用的装置需要付出很多艰辛，开始设计出的产品也很不完善，需要考虑