燕山大学机械设计课程设计说明书 二级齿轮减速器

1、 燕山大学课程设计说明书 燕山大学机械设计课程设计说明书题目： 带式输送机传动装置 学 院： 年级专业： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 目 录1.任务说明书-32.传动方案的分析-43.电动机选择及计算-44.总传动比的确定和各级传动比的-55.传动装置的动力和运动参数计算-5 6.传动齿轮的选择和计算-77.轴的设计计算-138.轴承的选择和校核-209.键的选择和键连接的强度计算- -2210.联轴器选择校核- 2311.润滑和密封选择- 2412.拆装和调整的说明-2513.减速箱体的附件的说明- 2514.设计小结.- 2615.参考材料- 27 设计及计算过程 一 、

2、课程设计任务书课程设计题目：设计带式运输机传动装置（简图如下）1 运输带 2卷筒3联轴器 4二级圆柱齿轮减速器 5电动机 设计要求1.完成减速器装配图一张（A0）。2.绘制轴、齿轮、穿通孔端盖零件图各一张3.编写设计计算说明书一份。其他条件：使用地点：室内 生产批量：大批 载荷性质：平稳 使用年限：五年一班二、传动方案分析1斜齿轮传动 斜齿轮传动的平稳性较直齿圆柱齿轮传动好，常用在高速 级或要求传动平稳的场合。因此将斜齿轮传动布置在第一、二级。 2带传动 带传动承载力低，但传动平稳，缓冲吸振能力强，布置在高速级。 因此，斜齿圆柱齿轮传动带传动对室内平稳环境而言，这样的传动方案是比较合理的。三电

3、动机选择计算1)原始数据如下： 运输带牵引力F=1635N 输带工作速度V=0.71m/s 滚筒直径D=0.29m2)电动机型号选择 主要参数： (1）选择电机类型 按照工作要求和工作条件，选择Y系列三相笼形异步电动机全封闭自扇冷式结构。(2）确定电机容量 电动机的输出功率为 PW=（F×V）/(1000×W ) 式中 取 传动总效率式中 1为联轴器效率，1=0.99；2为齿轮传动效率，2=0.97；3为轴承效率，3=0.98； 所以有 (3）选择转速 卷筒轴工作转速为 rmin 由二级齿轮减速器，固电动机转速 rmin 符合这一范围的同步转速有750rmin，1000 r

4、min，1500 rmin，综合考虑选择同步转速为1000 rmin，型号为Y100L-6 电动机主要性能参数 型号额定功率（w）同步转速（rmin）满载转速（rmin）Y100L-61.510009402.022四、总传动比的确定和各级传动比的分配 满载时电机转速 rmin总传动比由，所以，取，五、运动和动力参数得计算 各轴转速如下: 轴转速rmin 2轴转速rmin 3轴转速rmin 卷筒轴的转速46.83rmin 电动机输出功率为=1.42kw1轴输入功率 kw2轴输入功率 kw3轴输入功率 kw卷筒轴输入功率 kw由得，各轴输出转矩值如下电动机轴 1轴 2轴 3轴 卷筒轴 其运动和动力

5、学参数整理于下表运动和动力学参数转速n（rmin）转矩T（）功率P（kw）传动比i效率电机轴94014.421.791.000.991轴94014.281.77214.480.952轴209.8260.781.68464.480.953轴46.83258.681.60141.000.97卷筒轴46.83250.921.5537六、传动零件的设计计算低速级齿轮传动的设计1）传动件的选择（1）由使用条件，选择圆柱斜齿轮小齿轮选用45号钢，调质处理，硬度为240HBS大齿轮选用45号钢，正火处理，硬度为200HBS两者之差为40HBS，合适（2）选取8级精度，按GB/T 10095 .1-2001（

6、3）选取齿数 初选小齿轮齿数 =4.48×23=103.04，圆整取 =103=103÷23=4.47， ×100= =0.225% 满足要求（4）选取螺旋角 初选= 10° 齿宽系数 =1.002)按齿面接触强度设计 按式(1） 确定载荷系数K 由表使用系数 0 动载系数 由图齿间载荷分布系数，齿向载荷分布系数 (2） 转矩 (3） 查的区域系数 (4） 重合度系数 (5） 螺旋角系数 。查的影响弹性系数(6） 由图可查得接触疲劳极限应力，(7） 由公式计算应力循环次数 (8） 查得寿命系数 ,(9） 计算接触疲劳许用应力，取失效概率1%，安全系数S=

7、1 取(10） 计算小齿轮分度圆直径 (11）计算圆周速度 （12）修正载荷系数： 按 查表得 (13）校正试算的分度圆直径 mm(14）法向模数 取(15）计算中心距 圆整取 a=130mm(16） 按圆整后的中心距修正螺旋角 由于值变化很小，所以不必修正(17） 计算分度圆直径 (18）计算齿轮宽度 圆整取 又高速级齿轮除齿宽不一样外，其他参数一样，所以由低速级此处可取高速级齿轮=30mm；=35mm,可以保证满足使用要求3）校核齿根弯曲疲劳强度 由公式 (1） 重合度系数 (2） 螺旋角系数(3） 计算当量齿数 (4） 查取齿形系数可得 (5） 查取应力修正系数可得 (6） 查取弯曲疲劳

8、极限应力及寿命系数 可得按 分别查得(7） 计算弯曲疲劳许用应力 取失效率为1，安全系数S=1,由公式得 (8） 计算弯曲应力 合格中心距a调至150mm圆整中心距a=150mm齿轮标号齿数法向模数Mn分度圆d传动比i宽度螺旋角1272.055.714.483514.2521202.0247.63014.253272.055.714.485514.2541202.0247.65014.25传动总比i=4.48×4.48=20.07,误差，符合要求。七轴的设计和计算1）.初步计算轴径轴的材料选用常用的45钢当轴的支撑距离未定时， 无法由强度确定轴径，要用初步估算的方法，即按纯扭矩并降低

9、许用扭转切应力确定轴径d，计算公式为： 轴为高速轴， 轴为中间轴，轴为低速轴，查表取A1=A3=A2=112 考虑到轴要与电动机联接，初算直径必须与电动机轴和联轴器空相匹配及键对轴的削弱作用， 所以初定2）轴的结构设计 1.装配方案是：联轴器，端盖，轴承，套筒，齿轮，另一端只安装轴承 轴的径向尺寸：当直径变化处的端面用于固定轴上零件或承受轴向力时，直径变化值要大些，可取（68）mm，否则可取（14）mm输入轴的初步设计如下图：对于小齿轮安装处，当,不需要做成齿轮轴。由mm不需要做成齿轮轴联轴器长度选HL2，J1型，d=20mm，轴孔长度44mm，键位平键A8×28所以第一段轴长初步设

10、计为52mm，轴外伸端到端盖需留出一定距离方便拆卸，留出长度10mm，端盖厚10mm，轴承座端面到轴承距离31mm，所以，第二段轴长初步定为51mm, 用J型骨架式橡胶油封,d=22mm 。因齿轮选用斜齿轮，故选用圆锥滚子轴承，查标准选30205，其内径为25mm，确定于轴承内径配合轴径25mm,轴承用轴肩定位，轴承长16mm,第三段轴长初步设计为16mm，第四段为轴肩定位，取d=36,轴长为25mm，第五段为齿轮段，齿宽为35mm，取d=28mm，L=35mm，最左端安装套筒和轴承，尺寸为25,L=27mm。2输出轴的初步设计，如下图联轴器GY5，J1型38mm第一段轴长初步设计为65mm，

11、键选平键A12*63。轴肩到端盖需留出一定距离方便拆卸，留出长度10mm，端盖厚10mm，轴承座端面到轴承距离27mm，所以，第二段轴长初步定为52mm,用J型骨架式橡胶油封,d=40mm, 轴承选用圆锥滚子轴承30209，其内径为45mm，确定于轴承内径配合轴径45mm,轴承用套筒定位，第三段轴长初步设计为36mm，第四段安装齿轮，非定位轴肩所以轴径为50mm，由于L=(1.21.5)d大于齿宽b所以加轮毂，定轮毂宽为65mm，所以轴长选择为64mm，键位平键A16*63。第五段为定位轴肩直径变化大些，所以轴径暂定56mm，轴长定为15mm。最右端安装轴承，轴径45mm，轴长19mm。 3.

12、中间轴的初步设计，如下图第一段安装圆锥滚子轴承30206，尺寸根据轴承和套筒厚度来定，轴长34mm，直径为30mm。第二段安装齿轮，轴长暂定48mm，直径35mm，第三段为轴肩定位轴长暂定64mm，直径43mm，第四段同高速轴上小齿轮设计一样，经计算此齿轮不能做成齿轮轴段，齿宽55mm直径35mm，轴长53mm，最后一段安装圆锥滚子轴承30206，采用套筒定位，故轴径为30mm，轴长42mm。3.中间轴的校核画受力图，水平面弯矩图，竖直面弯矩图和合成弯矩图及轴转矩图大齿轮上的作用力：圆周力 径向力 轴向力小齿轮上的作用力：圆周力 径向力 轴向力（2）计算轴承反力水平面竖直面 4.计算弯矩，并画

13、出弯矩图 C点：竖直面弯矩 N·mm 水平弯矩 N·mm D点：竖直面弯矩 N·mm 水平面弯矩 N·mm 5.计算合成弯矩，并画出弯矩图 N·mm N·mm 3）校核危险截面 轴的材料为45钢，调质处理。疲劳极限b=650Mpa ,s=360Mpa，由插值法得由。画出当量弯矩图，由图可以看出小齿轮的中间平面为危险截面， 最大当量弯矩为校核轴径，35mm为小齿轮轴颈，轴径强度合适。4）检验轴的安全系数表查的疲劳极限-1 =0.45b=0.45×650Mpa=293 Mpa0=0.81b=0.81×650 Mpa =

14、527Mpa-1=0.26b=0.26×650 Mpa=169 Mpa0=0.50b=0.5×650 Mpa=325 Mpa由式，得= 得5）求截面D的应力弯矩 M=108804N.mm T=73600N.mm5）求有效应力集中系数取过渡圆角半径为1mm, 由b=650Mpa 查得（6）求表面状态系数及尺寸系数由查表得=0.92（Ra=3.2m，b=650Mpa）。（7）求安全系数（设为无限寿命，kN=1）得则综合安全系数为 7.76>S=1.5结论：截面D足够安全八、中间轴轴承的选择及轴承的校核选择使用圆锥滚子轴承，根据轴直径,选用圆锥滚子轴承的型号为30206E基

15、本额定静载荷 =29500N基本额定动载荷 =41200N油润滑 轴承受力图如下 a） 寿命计算1）、计算内部轴向力 对圆锥滚子轴承有e=0.37,Y=1.6得。可知1号轴承放松，2号轴承压紧。轴向载荷N2）、计算当量动载荷，3）计算寿命大于5*300*8=12000h结论：选用30206E圆锥滚子轴承符合要求。九、键连接的选择和计算1）键的选择高速轴联轴器部分轴键槽部分的轴径为20mm，选择普通圆头平键键 b=6mm h=6mm L=28mm高速轴与小齿轮键槽轮毂处部分的轴径为28mm，选择普通圆头平键键 b=8mm h=7mm L=36mm中间轴与大齿轮配合处键槽部分的轴径为35mm，选择

16、普通圆头平键键10*45 b=10mm h=8mm L=45mm中间轴与小齿轮配合处键槽部分的轴径为35mm，选择普通圆头平键键10*45 b=10mm h=8mm L=45mm低速轴键槽轮毂处部分的轴径为50mm，选择普通圆头平键键16*63 b=16mm h=10mm L=63mm联轴器轴段轴颈为38mm，选择普通圆头平键键12*63 b=10mm h=8 L=63mm2)键的强度计算假定载荷在键的工作面上均匀分布，普通平键联接的强度条件为 查得，钢材料在平稳条件下的许用挤压应力为125150MPa，所以取 P=50MPa 中间轴轴轮毂段键的强度计算，静联接验算 动连接验算 所以满足强度条

17、件十联轴器的选择计算1)计算联轴器的计算转距输入轴 输出轴查表得小转距、电动机作原动机情况下及带式传动情况分别取 2)型号选择根据计算转距输入轴选择弹性联轴器HL2-J1型，输出轴选择刚性联轴器GY5J1型。主要参数如下：输入轴上公称扭距 （满足要求）许用转速 （满足要求）轴孔直径 轴孔长度 L=52mm输出轴上公称扭距 （满足要求）许用转速 （满足要求）轴孔直径 d=38mm轴孔长度 十一润滑和密封说明1)润滑说明因为第二轴上浸油齿轮分度圆圆周速度V=>2m/s故取润滑油润滑取浸油深度h=40mm；大、小斜齿圆柱齿轮采用飞溅润滑；润滑油使用普通工业齿轮油SH-150 滑油。轴承采用润滑

18、油飞溅润滑，结构设计油沟，铸造。2)密封说明在试运转过程中，所有联接面及轴伸密封处都不允许漏油。剖分面允许涂以密封胶或水玻璃。轴伸处密封采用J型骨架式橡胶油封。十二拆装和调整的说明在安装调整滚动轴承时，必须保证一定的轴向游隙，因为游隙大小将影响轴承的正常工作。对第二轴和第三轴（中间级和低速级）轴承直径分别为30mm和45mm时，可取游隙为0.040.07mm；对高速级的轴承直径为25mm可取游隙为0.050.1mm。在安装齿轮后，必须保证需要的侧隙及齿面接触斑点，侧隙和接触斑点是由传动精度确定的，可查手册。当传动侧隙及接触斑点不符合精度要求时，可以对齿面进行刮研、跑合或调整传动件的啮合位置。1

19、3 减速箱体的附件说明 1.窥视孔盖和窥视孔 在机盖顶部开有窥视孔，能看到传动零件齿合区的位置，并有足够的空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板，机体上开窥视孔与铸造的凸缘一块，有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封，盖板用钢板焊接制成，用M6螺栓紧固。 2.放油螺塞 放油孔位于油池最底处，并安排在减速器中部，以便放油，放油孔用螺塞堵住，并加皮封油圈加以密封。选用螺塞M20×1.5。参见图册P86。 3.通气器 由于减速器运转时，机体内温度升高，气压增大，为便于排气，在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器，以便达到体内为压力平衡。由于是在室内的环境下工作，为防患污染带来的麻烦使用

20、带过滤网通气孔。选用M36×2，具体尺寸参见图册P87。 4.吊钩和吊耳 在机盖上上直接铸出吊耳和吊钩，用以起吊或搬运较重的物体。吊钩参数如下：B=30 mm, mm,H=30 mm,b=18 mm。 5.定位销：为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销，以提高定位精度。选取公称直径为8的圆锥销，采用对角对称布置。6.启盖螺钉启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。选取与机盖和机座连接螺栓相同直径的的全螺纹六角螺栓作为启盖螺栓。螺钉杆端部要做成圆柱形或大倒角，以免破坏螺纹。选用M 10×20 JB/T 5781-2000。

21、14 设计小结课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，是我们迈向社会，从事职业前一个必不可少的过程。”千里之行始于足下”， 通过这次课设我深深了解到这句话的真正含义。我今天认真的进行课程设计，就是为明天能就是为明天稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。本次的课程设计共历时四周，在设计过程中，培养了我们综合运用机械设计课程及其他课程理论知识和利用生产时间知识来解决实际问题的能力，真正做到了学以致用。课设过程中，指导教师明确的为我们布置了课设阶段安排：第一阶段进行设计计算，根据任务书的工作拉力等要求，首先选择电动机，然后根据电动机的数据参数算出传动比，根据齿面接触疲劳强度计算齿轮，校核齿根弯

22、曲疲劳强度，然后初步计算三根轴的最小直径，第二阶段是布图，一边进行轴的设计，一边画草图，根据轴上要安装的零件，定位和密封等要求，确定轴的径向尺寸和轴向尺寸，完成三根轴的设计，然后用安全系数校核法进行输出轴的校核，接而校核轴承和键，然后设计轴承端盖，选择密封装置，考虑到润滑等因素，设计箱体以及箱体附件，比如窥视孔盖，通气器，和油标尺，启盖螺钉，定位销等等，考虑到技术要求等问题，编写标题栏和明细栏，完成草图的绘制。第三步，经过老师的审核之后，进行CAXA电子图版的草图抄正，在此过程中，我们更加熟悉了电子图版的应用，深一步了解减速器各部分结构，然后用所学的知识，运用三维软件solidworks进行零件的绘制，减速器的装配。第四步，绘制三张零件图，根据所学的互换性和机械设计，机械原理等知识，查询设计指导书上的数据参数标注尺寸，编写技术要求，最后，进行说明书的编写，整理计算数据，经过老师审核之后，完成整个课程设计的任务。在这些过程当中我充分的认识到自己在知识理解和接