二级圆柱齿轮减速器机械设计课程

1、20 机械设计基础课程设计目 录1、设计任务书.(2)2、总体设计.(3)3.传动零件的设计.(5)4、轴的设计(9)5、滚动轴承校核(13)7、键的选择(15）8、滚动轴承的选择 (17)9、联轴器的选择 (18)10、箱体设计.(19)11、润滑、密封设计.(23)一、设计题目 1、设计题目带式运输机传动系统中的展开式二级圆柱齿轮减速器 2、系统简图 系统简图如下图所示 3、工作条件1、 单向运转，有轻微振动，经常满载，空载启动，单班制工作（一天8小时），使用期限8年，大修期3年，输送带速度容许误差为±5%。4、原始数据 题 号参 数2运输带工作拉力F(kN)2000运输带工作速

2、度(m/min)1.7卷筒直径D(mm)300五、设计工作量：1、设计说明书一份2、减速器装配图1张3、减速器零件图23张4，传动方案的拟定及说明由题目所知传动机构类型为：同轴式二级圆柱齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析论证。  本传动机构的特点是：减速器横向尺寸较小，两大吃论浸油深度可以大致相同。结构较复杂，轴向尺寸大，中间轴较长、刚度差，中间轴承润滑较困难5·设计进度1、 第一阶段：总体计算和传动件参数计算2、 第二阶段：轴与轴系零件的设计  3、 第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制 4、 第四

3、阶段：装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写二、总体设计（一）、选择电动机1、选择电动机的类型根据动力源和工作条件，选用Y型三相交流异步电动机。2、确定电动机的功率1）计算工作所需的功率其中，带式输送机的效率。2）通过查机械设计基础课程设计表10-1确定各级传动的机械效率：滚筒 =0.96；齿轮 =0.97；轴承 =0.99；联轴器 =0.99。总效率。电动机所需的功率为：。由表机械设计基础课程设计10-110选取电动机的额定功率为4kW。3）电动机的转速选960r/min 和1440r/min两种作比较。工作机的转速：现将两种电动机的有关数据进行比较如下表所示方案电动机型号额定功率/kW满载

4、转速/传动比Y132M-64.096031.41Y112M-44.0144047.12由上表可知方案的总传动比过大，为了能合理分配传动比，使传动装置结构紧凑，决定选用方案。4）选定电动机型号为Y132M-6。查表机械设计基础课程设计10-111得电动机外伸轴直径D=28，外伸轴长度E=60，如下图所示。（二）、传动比分配1计算总传动比  由电动机的满载转速nm和工作机主动轴转速nw可确定传动装置应有的总传动比为： inm/nw nw38.4 i25.14（三）、传动装置的运动和动力参数1、各轴的转速计算2、各轴输出功率计算3、各轴输入转矩计算各轴运动和动

5、力参数如下表所示参数轴名高速轴中间轴低速轴转速96019238.4功率 3.963.843.72转矩39.4191925.2传动比i55三、传动零件的计算（一）、高速级齿轮传动设计1、选定高速级齿轮精度等级、材料及齿数。1）输送机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度足够。2）通过查教材表11-1选择小齿轮的材料为40MnB，调质处理，齿面硬度为241-286HBS，大齿轮为ZG35Si，调质处理，硬度为241-269HBS，。3）选小齿轮齿数为Z1=26，则大齿轮齿数Z2=i1×Z1=26×4.62=120.12，取Z2=120，实际传动比。2、按齿面接触强度设计设计公

6、式（1）确定公式内的各计数值1）试选载荷系数K=1.52）小齿轮传递的转矩T2=22.1N·m=22100N·mm3）通过查教材表11-6选取齿宽系数0.84）通过查教材表11-4得弹性系数5）计算接触疲劳许用应力通过查教材表11-5，取（2）计算1）试计算小齿轮分度圆的最小直径2）计算齿宽 ，取3）计算模数 ，取m=1.5mm实际直径4）验算弯曲疲劳强度通过查教材表11-5，取由图11-8和11-9查得，则5）齿轮的圆周速度对照表11-2可知选用8级精度是合宜的。高速齿轮各参数如下表所示名称计算公式结果/mm模数m1.5压力角齿数26120传动比i4.16分度圆直径391

7、80齿顶圆直径42183齿根圆直径35.25179.25中心距109.5齿宽3530（二）、低速级齿轮传动的设计1、选定低速级齿轮精度等级、材料及齿数。1）输送机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度足够。2）通过查教材表11-1选择小齿轮的材料为40MnB，调质处理，齿面硬度为241-286HBS，大齿轮为ZG35Si，调质处理，硬度为241-269HBS，。3）选小齿轮齿数为Z1=34，则大齿轮齿数Z2=i2×Z1=34×3.55=120.7，取Z2=120，实际传动比。2、按齿面接触强度设计设计公式（1）确定公式内的各计数值1）试选载荷系数K=1.52）小齿轮传递的

8、转矩T2=91.8N·m=98100N·mm3）通过查教材表11-6选取齿宽系数0.84）通过查教材表11-4得弹性系数5）计算接触疲劳许用应力通过查教材表11-5，取（2）计算1）试计算小齿轮分度圆的最小直径2）计算齿宽 ，取3）计算模数 ，取m=2实际直径4）验算弯曲疲劳强度通过查教材表11-5，取由图11-8和11-9查得，则5）齿轮的圆周速度对照表11-2可知选用8级精度是合宜的。低速齿轮各参数如下表所示名称计算公式结果/mm模数m2压力角齿数34120传动比i3.53分度圆直径70240齿顶圆直径74244齿根圆直径65235中心距154齿宽5550四、轴的设计（

9、一）、轴的材料选择和最小直径估计 根据工作条件，选定轴的材料为45钢，调质处理。轴的最小直径计算公式 ，C的值通过查教材表14-2确定为：C=107。1、 高速轴 因为高速轴最小直径处安装联轴器设一个键槽，因此。2、 中间轴 。3、 低速轴 因为低速轴最小直径处安装联轴器设一个键槽，因此。（二）、减速器的装配草图设计 减速器草图如下图所示（三）、轴的结构设计1、高速轴1）高速轴的直径的确定：最小直径处 与电动机相连安装联轴器的外伸轴段，因此：密封处轴段 ：滚动轴承轴段 滚动轴承选取6207 ：d×D×B=35mm×72mm×17mm:过渡段 齿轮轴段由于

10、齿轮直径较小，所以采用齿轮轴结构。：滚动轴承段，2）高速轴各段长度的确定： ：由箱体结构，轴承端盖、装配关系等确定：由滚动轴承、挡油环及装配关系等确定 ：由装配关系、箱体结构确定：由高速小齿轮齿宽确定：由箱体结构，轴承端盖、装配关系等确定2、中间轴1）中间轴各轴段的直径确定：最小直径处 滚动轴承轴段，因此.滚动轴承选取6207 d×D×B=35mm×72mm×17mm。：低速小齿轮轴段 取：轴环，根据齿轮的轴向定位要求 取 : 高速大齿轮轴段 取：滚动轴承段 2）中间轴各轴段长度的确定：由滚动轴承，挡油盘及装配关系 取：由低速小齿轮齿宽取：轴环 取：由高

11、速大齿轮齿宽 取： 3、低速轴1) 低速轴各轴段的直径确定： 滚动轴承轴段，因此.滚动轴承选取6208,d×D×B=40mm×80mm×18mm。：低速大齿轮轴段 取：轴环，根据齿轮的轴向定位要求 取 : 过度段取，考虑挡油盘的轴向定位 取：滚动轴承段 ：封密轴段处，根据联轴器的定位要求以及封面圈的的标注，取：最小直径，安装联轴器的外伸轴段 2）低速轴各轴段长度的确定：由滚动轴承、挡油盘以及装配关系等确定取：由低速大齿轮齿宽 取：轴环 取：由装配关系和箱体结构 取：滚动轴承、挡油盘以及装配关系 ：由箱体结构，轴承端盖、装配关系等确定：五、轴的校核（低速轴

12、）1、低速轴的受力分析圆周力、径向力、轴向力大小如下：2、低速轴的受力情况如下图所示3、求垂直面的支承反力NN4、求水平面的支承反力5、绘制垂直面的弯距图如下图所示=267.25×0.0595=15.90N.m=536.75×0.1195=64.14.m6、绘制水平面的受力与弯距图如下图所示7、求合成弯距8、危险截面的当量弯距由下图可见，截面a-a最危险，其转距当量弯距如认为轴的扭切应力是脉动循环变力，取折合系数a=0.6，代入上式9、计算危险截面处轴的直径轴的材料为45钢，调质处理，由教材14-1查得=650 MPa，由表14-3查得=60MPa考虑到键槽对轴的削弱，将d

13、值增大5%，故d=1.05×38.02=39.92mm<44mm故轴符合强度要求。六、键的选择（一）、高速轴键的选择高速轴上只有安装联轴器的键。根据安装联轴器处直径d=38，通过查机械设计基础课程设计表10-33选择普通平键。选择的键尺寸：b×h=8×7（t=4.0，r=0.25）。标记：键8×7 GB/T1096-2003。键的工作长度L=44mm,键的接触高度k=0.5h=0.5×8=4mm，传递的转矩。按表6-2差得键的静连接时需用应力 则所以高速轴上的键强度足够。（二）、中间轴键的选择 中间轴上的键是用来安装齿轮的，因此选用圆头普

14、通平键。因为高速大齿轮齿宽B=30mm ，轴段直径d=38mm，所以通过查机械设计基础课程设计表10-33选用b×h =10×8（t=5.0，r=0.4），标记：键10×8GB/T1096-2003 。低速小齿轮齿宽B=55 ，轴段直径d=38所以选用b×h=10×8（t=5.0，r=0.4），标记：键14×9 GB/T1096-2003 。由于两个键传递的转矩都相同，所以只要校核短的键。短键的工作长度L=25m,键的接触高度k=0.5h=0.5×8=4mm，传递的转矩 则故轴上的键强度足够。（三）、低速轴键的选择低速上有两

15、个键，一个是用来安装低速级大齿轮，另一个是用来安装联轴器。齿轮选用圆头普通平键，齿轮的轴段的直径d=42mm，轮宽B=50mm ，通过查表机械设计基础课程设计表10-33选用b×h=12×8（t=5.0，r=0.4）标记：键12×8GB/T1096-2003 。键的工作长度 L=59mm,键的接触高度k=0.5h=0.5×8=4mm，传递的转矩 则故安装齿轮的键强度足够。安装联轴器的键用单圆头普通平键，轴直径d=35mm，所以选键b×h=10×8。标记：键10×8GB/T1096-2003。键的工作长度 L=56mm,键的接

16、触高度k=0.5h=0.5×8=4mm，传递的转矩 则故选的键强度足够。七、滚动轴承的选择（一）、高速轴轴承的选择根据载荷及速度情况，选用深沟球轴承。由高速轴的设计，根据，查机械设计基础课程设计表10-35选轴承型号为6027滚动轴承的选择及计算一 I轴：  1求两轴承受到的径向载荷 5、 轴承30206的校核 1） 径向力 2） 派生力 3） 轴向力 二、高速轴用联轴器的设计计算  由于装置用于运输机，原动机为电动机，所以工作情况系数为 ， 计

17、算转矩为   所以考虑选用弹性柱销联轴器TL4（GB4323-84），但由于联轴器一端与电动机相连，其孔径受电动机外伸轴径限制，所以选用TL5（GB4323-84） 其主要参数如下： 材料HT200 公称转矩  轴孔直径 ，  轴孔长 ，  装配尺寸  半联轴器厚   （1P163表17-3）（GB4323-84）。（二）、中间轴轴承的选择 根据载荷及速度情况，选用深沟球轴承。由中间轴的设计，根据，查机械设计基础课程设计表10

18、-35选轴承型号为6207 第二个联轴器的设计计算  由于装置用于运输机，原动机为电动机，所以工作情况系数为 ， 计算转矩为   所以选用弹性柱销联轴器TL10（GB4323-84） 其主要参数如下： 材料HT200 公称转矩  轴孔直径  轴孔长 ，  装配尺寸  半联轴器厚   （1P163表17-3）（GB4323-84 减速器附件的选择 通气器  由于在室内使用，选通气

19、器（一次过滤），采用M18×1.5 油面指示器  选用游标尺M16 起吊装置  采用箱盖吊耳、箱座吊耳 放油螺塞  选用外六角油塞及垫片M16×1.5（三）低速轴轴承的选择根据载荷及速度情况，选用深沟球轴承。由低速轴的设计，根据，选轴承型号为6208。八、联轴器的选择根据工作要求，为了缓和冲击，保证减速器的正常工作，输出轴（低速轴）选用凸缘联轴器，考虑到转矩变化小，取，则按照计算转矩小于联轴器公称转矩的条件，查机械设计基础课程设计表10-41，高速轴选用YL7联轴器，公称转矩，孔径d=28mm，L=44mm，许用转

20、速n=7600r/min，故适用; 低速轴选用YL8联轴器，公称转矩，孔径d=35mm，L=60mm，许用转速n=7000r/min，故适用。九、箱体的设计箱体各部分尺寸关系如下表所示减速器的箱体采用铸造（HT200）制成，采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量，大端盖分机体采用配合. 1. 机体有足够的刚度在机体为加肋，外轮廓为长方形，增强了轴承座刚度2. 考虑到机体内零件的润滑，密封散热。因其传动件速度小于12m/s，故采用侵油润油，同时为了避免油搅得沉渣溅起，齿顶到油池底面的距离H为40mm为保证机盖与机座连接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗糙度为3. 机体结构有良好

21、的工艺性.铸件壁厚为10，圆角半径为R=3。机体外型简单，拔模方便.4. 对附件设计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，盖板用铸铁制成，用M6紧固油螺塞：放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔处的机体外壁应凸起一块，由机械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。油标：油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。油尺安置的部位不能太低，以防油进入油尺座孔而溢出. 通气孔：由于减速器运

22、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. 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。杆端部要做成圆柱形，以免破坏螺纹.F 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安装一圆锥定位销，以提高定位精度.G 吊钩：在机盖上直接铸出吊钩和吊环，用以起吊或搬运较重的物体.1. 机体有足够的刚度在机体为加肋，外轮廓为长方形，增强了轴承座刚度名称符号尺寸关系mm箱座壁厚8箱盖壁厚18箱盖凸缘厚度b115箱座凸缘厚度b15地脚螺钉直径dfM16地脚螺钉数量n6轴承旁联结螺栓直径d1M16盖与座联接螺栓直径

23、d2M8联接螺栓d2的间距L轴承端盖螺钉直径d3M10检查孔盖螺钉直径d4 M4定位销直径d8大齿轮齿顶圆与箱体壁的距离L1轴承座轴承盖外径D1D2D3125125130箱体外壁到轴承座端面的距离L2凸缘尺寸C1C215箱坐上的肋厚m110十、润滑、密封的设计1、润滑因为齿轮的速度都比较小，难以飞溅形成油雾，或难以导入轴承，或难以使轴承浸油润滑。所以，减速器齿轮选用润脂脂润滑的方式润滑。1、密封为了防止泄漏，减速器的箱盖与箱体接合处和外伸轴处必须采取适当的密封措施。箱体与箱盖的密封可以通过改善接合处的粗糙度，一般为小于或等于6.3，另外就是连接箱体与箱盖的螺栓与螺栓之间不宜太大，安装时必须把螺

24、栓拧紧。外伸轴处的密封根据轴的直径选用国家标注U型密封圈。十一 设计小结  由于时间紧迫，所以这次的设计存在许多缺点，比如说箱体结构庞大，重量也很大。齿轮的计算不够精确等等缺陷，我相信，通过这次的实践，能使我在以后的设计中避免很多不必要的工作，有能力设计出结构更紧凑，传动更稳定精确的设备。设计是一项艰巨的任务，设计是要反复思考、反复修改，设计是    以坚实的知识基础为前提的，设计机械的最终目的是要用于实际    的，所以任何一个环节都马虎不得，机械设计课程设计让我又  &#

25、160;   重温了一遍学过的机械类课程的知识。  经过多次修改，设计的结果还是存在很多问题的，但是体验了机    械设计的过程，学会了机械设计的方法，能为以后学习或从事机械  设计提供一定的基础。 一、 机械设计课程设计的目的意义二、   1综合运用课程所学理论和知识进行机械设计训练，使所学知识进一步巩固、加深和扩展，为创新设计和今后的工程设计工作打下基础。  三、 2掌握机械及机械传动装置的一般设计方法、设计步骤，树立正确的设计思想，培养机械设计及解决实际工程问题的能力。

26、四、   3进行基本技能训练。如：设计计算、工程绘图、运用资料、手册、标准和规范以及使用经验数据、进行经验估算和数据处理等设计是一项艰巨的任务，设计是要反复思考、反复修改，设计是    以坚实的知识基础为前提的，设计机械的最终目的是要用于实际    的，所以任何一个环节都马虎不得，机械设计课程设计让我又      重温了一遍学过的机械类课程的知识。  经过多次修改，设计的结果还是存在很多问题的，但是体验了机  

27、60; 械设计的过程，学会了机械设计的方法，能为以后学习或从事机械  设计提供一定的基础。五、 该方案优缺点该方案齿轮可为直齿、斜齿或人字齿，结构简单，应用广泛。齿轮相对轴承为不对称布置，要求轴有较大的刚度，因此对轴的要求较高，而且齿轮应布置在远离转矩输入输出端，以减少载荷沿齿向分布不均匀现象。传动比范围一般840. 六、  心得体会 这是我们大学的第一次课程设计，这次设计对我们大学所学知识是一次很好的考察和复习，为以后的专业课程设计和毕业设计做准备，同时对我们的能力也是一次很好的锻炼。最开始拿到这个题目是一头雾水，不知道如何下手，通过查取一些资料，对机械设计重新学习，终于对这个大作业有了整体的认识。选电机、设计齿轮、轴、箱体、画图，每一个过程对我来说都是一个大的提高，由于机械设计已经学了很久了，很多东西都忘记了，还得一点一点的看书真的是很大的考验。写说明书和画图前后历时一个多月，有时感