斜齿轮一级减速器设计说明书

1、. . . . 机械设计基础课 程 设 计 说 明 书 课 程 名 称： 机械设计基础 姓 名： 班 级 与 学 号： 指 导 教 师： 课 设 时 间： 2012、6、186、29 能 源 工 程 系2012年 6月18 日目录设计任务书3传动方案说明6电动机的选择6传动装置的运动和动力参数7传动件的设计计算8V带的设计计算8齿轮的设计计算9联轴器、轴的设计计算12滚动轴承的选择15润滑与密封17减速器设计17设计小结19参考资料20 机械设计基础课程设计任务书课程名称机械设计基础课程代码设计时间2012年6月18日 6月29日指导教师专 业弹药工程与爆炸技术班级学号一、课程设计任务（题目）

2、与要求1、课程设计任务（题目）： 斜齿圆柱齿轮带式输送机1）、带式输送机传动简图：2） 、参数与工作条件：参数 学号10601117输送带工作拉力F/N1900输送带速度v( m/s)1.5滚筒直径D/mm450每日工作时间T/h24传动工作年限/年53）、设计工作量：2、要求1）、按课题目录指定的学号，不得随意调换；2）、学生应在老师指导下独立完成，课程设计指导书见机械设计基础课程设计第四篇。二、 课程设计的目的和要求1、课程设计的目的根据教学计划安排，本次课程设计集中 周时间进行。本课程设计是 机械设计基础 课程教学的重要组成部分。通过本次课程设计，使同学们进一步加深对本门课程的认识，实际

3、接触一下实际工程的实例，培养同学的理论联系实际、自己动手解决实际问题的能力，为今后参加工作打下良好的基础。2、课程设计的要求1) 、掌握机械设计一般过程，直齿轮、斜齿轮、蜗轮蜗杆减速器的设计容、过程和设计方法 。2） 、按指导教师要求完成直齿轮、斜齿轮、蜗轮蜗杆减速器的的设计；3） 、学会应用直齿轮、斜齿轮、蜗轮与轴的强度设计计算、校核以与轴承的选用，具备一般机械的独立设计计算、校核的能力；4） 、按时上交课程设计说明书。三、主要参考资料 1 机械设计基础课程设计 （作者立德）(：高等教育),(出版年：2006年7月) 2 机械设计基础 （作者立德）(：高等教育)（2008.2）3 机械设计基

4、础课程设计（作者于晓文）（：中国计量2010.12）4 互换性与技术测量（作者进宏）指导教师（签名）： 教研室主任（签名）： 年 月 日 年 月 日机械设计基础课程设计 说明书 课 程 名 称： 机械设计基础 姓 名： 班 级 与 学 号： 指 导 教 师： 课 设 时 间： 2012、6、186、29 能 源 工 程 系2012年 6月18 日一、传动方案设计 1、传动方案说明说 明：一级减速器传动方案：电机V带斜齿圆柱齿轮减速器传送带工作条件：输送带工作拉力F/N1900输送带速度v( m/s)1.5滚筒直径D/mm450每日工作时间T/h24传动工作年限/年5 传动不逆转，载荷平稳，启动

5、载荷为名义载荷的1.25倍。 输送带速度误差允许±5。 2、选择电机 根据已知条件计算卷筒的传送功率 Pr = F·v/1000 = 2.85 KW 传动装置总效率总 =联轴器·齿轮·3轴承·卷筒·带按表2-3选取：联轴器=0.99轴承=0.99齿轮=0.97（精度为8级）卷筒=0.96带 =0.95总=0.85 电动机功率P= Pr/总 = 3.35KW 查表2-1，所需电动机可选Y112M-4,额定功率Po=4KW Y132m1-6，额定功率Po=4KW 前者电动机同步转速1500r/min，满载转速1440r/min 后者电动机

6、同步转速1000r/min，满载转速940r/min 计算滚筒轴转速nw= 60v/D =63.69r/min 比较两电动机数据与传动比方案号 电动机型号额定功率同步转速满载转速总传动比 1 Y112M-4 4KW1500r/min1440r/min12.64 2 Y132m1-6 4KW1000r/min960r/min 8.43 由于8级精度圆柱齿传动比小于10，所以选择2方案。由表2-2 可查得电动机中心高 H=132mm，外伸轴段D*E=38mm*80mm3、计算总传动比并分配传动比 电动机转速 1 = 960 r/min 滚筒轴转速 2 = 113.9r/min 总传动比 i总= w

7、1 /w2= 8.43 高速级 i高 =（1.3·i减）½=3.31 低速级 i低 =i高 / 1.3 =2.544、计算传动装置的运动和动力参数 （1）各轴转速根据电动机的满载转速与传动比进行计算。 （2）各轴功率、转矩均按输入处计算，为使传动装置结构尺寸 较为紧凑，所以，按工作机的需要计算。 设：电动机轴为0轴，各轴从高速到低速依次为1轴，2轴。 计算0轴：即电动机轴 P0 = P =3.2 KW n0 = 940r/min T0= 9550 P0 / n0 = 32.51 N*m 计算1轴：即减速器高速轴 P1 = P0 *带*齿轮 = 3.2*0.95*0.97=

8、2.95 KW n1 = n0/i01 = 940/3.31= 283.99r/min T1 =9550 P1 / n1 = 99.2 N*m 计算2轴：即减速器低速轴P2= P1* 联轴器*齿轮*卷筒*轴承=2.9488*0.99*0.97*0.96*0.99 =2.69 KW n2 = n1/i12 = 283.99/2.54=111.8 r/min T2 =9550 P2 / n2 =229.8 N*m 轴序号功率转速转矩传动形式传动比效率03.294032.51带传动2.540.9512.95283.9999.2齿轮传动3.310.9722.69111.8229.8联轴器10.99 汇

9、总Pr=2.85kWP=3.35KW2=63.69r/mini总=12.6i低 =3.12i高 =4.05P0 =3.2 KWP1 =2.95 KWP2=2.69 KWn0= 940r/minn1= 283.99r/minn2= 111.8r/minT0=32.51 N*mT1=99.2 N*mT2=229.8 N*m2、 传动零件的设计计算1、 V带的设计计算 （1）确定计算功率PC PC=KA*P KA为工作情况系数，可查P150页表9.21 P为传递的额定功率，KW 查表9.21可得KA = 1.3PC=KA*P =1.3*4KW =5.2 KW (2) 选取普通V带型号 根据PC=5.

10、2 KW，电动机转速n0=940r/min 由P149页图9.13 选用A型普通V带 （3）确定带轮基准直径 根据表9.6（P140）和图9.13(P149)选取。 知140mm>dd1>75mm 选取 dd1=107.5mm 根据表9.3（P134）选取标准dd1=106mm 大带轮基准直径为 dd2=dd1 * n0/n1=350.86 mm 根据表9.3（P134）选取标准值dd2=355mm 则实际传动比i，从动轮实际转速分别是 i= dd2/dd1=3.35 n1=n0/i=280.6r/min 从动轮转速相对误差率为 (n1'-n1)/n1*100%=-1.19

11、% 在±5%以，是允许值 （4）验算带速v v =（dd1n0）/60*1000=5.21 m/s 带速在5-25m/s围。 （5）确定带的基准长度Ld和实际中心距a 由公式9.18（P151） 0.7（dd1+dd2）a02（dd1+dd2） 322.7mma0922mm 取a0=622.35mm 由公式9.19（P151） Ld0=2a0+（dd1+dd2）/2 + （dd1+dd2）2/4a0=2053.87mm 根据表9.4（P136）选出基准长度Ld=2000mm 由公式9.20（P151） a =a0+(Ld-Ld0)/2=595.42mm 考虑到安装调整和补偿初拉力的需

12、要，中心距调节围 amin=a-0.015Ld=565.42mm amax=a+0.03Ld=566.42mm (6)验算小带轮包角1由公式9.3（P131）11800-57.30(dd2-dd1)/a 1560>1200 (7)确定V带根数z 由公式9.22（P151） zPc/P0=Pc/(P0+P0）KKL 根据dd1=106mm、n0=940r/min 查表9.9（P144）插法P0=0.97KW 由公式9.15（P148）P0=Kb n0(1-1/Ki) 由表9.18（P148）查得Kb=1.0725X10-3 根据传动比i= 3.35查表9.19（P148）得Ki=1.137

13、3 则P0=0.12KW 由表9.4（P136）查得带长度修正系数KL=1.03。由图9.12（P148） 查得包角系数K=0.82 计算普通V带根数 zPc/P0=Pc/(P0+P0）KKL3.6 圆整得z=4根 A型普通V带最多选用5条，符合条件。（8） 求初拉力F0与带轮轴上的压力FQ查表9.6（P140）得A型普通V带的每米长质量q=0.1 kg/m根据公式 9.23（P152）得单根V带初拉力为 =258.5N 根据公式 9.24（P152）可得作用于轴上压力FQ=2 =2042.87N （9）带轮的结构设计 选用4根 A-2000 GB/T11544-1997 V带，中心距a=59

14、5.42mm，带轮直径 dd1=106mm，dd2=355mm，轴上压力FQ =2042.87N2、齿轮的设计计算 （1）选择齿轮材料与精度等级 根据课本表11.8（P207）小齿轮选用合金钢42SiMn调质处理，硬度 217-269HBS，强度极限750MPa，屈服极限470MPa。大齿轮选用合金 钢40Cr表面淬火处理，硬度48-55HBS，强度极限900MPa，屈服极限 650MPa。 (2)确定设计准则 减速器为闭式齿轮传动，且两齿轮均为齿面硬度小于350HBS的软齿 面齿轮，齿面失效形式以点蚀为主，先按齿面接触疲劳强度进行设计 计算，确定齿轮主要参数和尺寸，然后按弯曲疲劳强度校核齿根

15、弯曲 强度。 （3）按齿面接触疲劳强度设计 因两齿轮均为钢质齿轮，可应用公式11.36（P220)求出d1值。 确定有关参数和系数转矩T1T1=9.55X106P1/n0=9.55X106X2.95/283.99=9.92X104N·mm载荷系数K 查表11.10（P211）K=1.1齿数z1、螺旋角和齿宽系数d 小齿轮齿数z1取为27，则大齿轮齿数z2=iz1=3.31X27=89.37取整 z2=89。实际齿数比=z2/z1=3.3 齿数比的误差为丨-丨/=0.003<±5% 初选螺旋角=15° 因单级直齿圆柱齿轮为对称布置，而齿轮表面为软齿面，由表11

16、.19 （P232）选取d=1弹性系数ZE由表11.11（P211）查得ZE=189.8许用接触应力H 由图11.25(P208)查得=750MPa，=1500MPa 由表11.9（P209）查得=1 由公式11.17（P209） = 60 X 283.99 X 1 X（5X52X5X24) =5.32 X 108=/i=1.61 X 108查图11.28（P210）ZN1=1.14 , ZN2=1.29 由公式11.15（P208)可得=ZN1·/SH=855MPa=ZN2·/SH=1935MPa 两齿轮均为钢件，故根据公式11.23（P212） =44.27 mm=1.

17、58 mm 由表11.3（P190）取标准模数2 mm确定中心距a和螺旋角 =120.1mm 圆整后中心距a=120 mm 圆整中心距后确定的螺旋角为 =14.2° 此值与初选螺旋角相差不大，不必重新计算 （4）主要尺寸计算 =55.7mm =183.6mm44.27mm取b2=45mm b1=50mm (5)按齿根弯曲疲劳强度校核 由公式11.37(P220)得出，如FF则校核合格当量齿数齿形系数YF 查表11.12（P214） YF1=2.54 YF2=2.15应力修正系数YS 查表11.13（P214) YS1=1.63 YS2=1.75许用弯曲应力F 查图11.26（P209

18、）Flim1=240MPa Flim2=740MPa 查表11.9（P209) SF=1.3 查图11.27（P210） YN1=YN2=1 由公式11.16（P211） =185MPa =569MPa 故 =130MPa =118MPa 齿根弯曲强度校核合格。 （6）验算齿轮的圆周速度 =2.18m/s 由表11.21（P234）可知选8级精度是合适的 （7）几何尺寸计算 大齿轮的齿顶圆直径为=183.6 + 2 X 2 =187.6 mm 因为200 mm 所以采用实体式齿轮.画出大轮。 3、大齿轮轴的设计计算 （1）选择轴的材料 根据题意，此轴在一般工作条件下工作，传递的功率属于中小功

19、率，对材料无特殊要求，故选择45号钢并经调质处理。查表16.1B=637MPa根据表16.3查得 -1b=60MPa (2)按扭转强度估算轴的最小轴颈 根据表16.2得C=118-107。又由公式 16.2得mm 考虑到最小轴颈处要安装联轴器会有键槽存在，故需将估算轴颈 增大3%-5%，取为24.05-27.04mm。由设计手册选用标准，25mm (3)设计轴的结构并绘制结构草图 1）做装配简图，拟定轴上零件的装配方案 减速器为一级减速器，可将齿轮布置在箱体部中央，轴承对 称安装在齿轮两侧，轴的轴向位置由左右轴承盖来限制，轴的外伸 端来安装半联轴器。轴上零件从轴右端依次装入。 2）确定轴上零件

20、的位置和固定方式 齿轮从右端装入，齿轮的左端由轴肩定位，右端用套筒固定， 齿轮的周向固定采用平键连接。为保证齿轮与轴有良好的对中性 采用H7/r6的配合。轴承对称安装在齿轮两侧，左轴承采用轴肩 采用轴肩固定，右轴承由套筒右端来定位，轴承周向固定采用过 盈配合。轴承的外圈位置由轴承盖顶住。 3）确定各轴段的直径与长度轴段安装联轴器轴颈最小d1=25mm。根据课程设计 P112页表10-45，选择标准Y型联轴器 L1=62m轴段是外伸段，为轴段提供轴肩，取d2 =28mm，根据箱体 结构，与联轴器距轴承盖有一定距离要求L2=50mm。轴段安装轴承以与轴承套筒和轴承端盖，根据课程设计 P103页表1

21、0-39，选择标准轴承型号7206AC d3=30mm 轴承宽度B=16mm，L3=26mm轴段安装齿轮，根据所选轴承查表10-40取d4=36mm。齿轮 宽度为45mm，为保证齿轮固定可靠，轴段长度略小于齿轮宽 度取L4=43mm轴段为固定轴肩，d5=40mm，为了便于拆卸左轴承，根据 7206AC型滚动轴承的安装高度，取 d7=36mm。轴段轴端安装轴承，d6=30mm。 取L5=16mm 取两轴承支点距离81mm 4)按弯扭合成强度校核轴颈N N 计算支点反作用力与弯曲力矩 垂直面上： 水平面上： 水平面弯矩为：作合成弯矩图： 做扭矩图： T1=9.55X106P1/n0=955X106

22、X2.95/283.99=9.92X104N·mm . 求当量弯矩： 对于脉动循环转矩，取 确定危险截面与校核强度 危险截面强度 所以强度足够 4、联轴器的选择 联轴器通常用来连接两轴并在其间传递运动和转矩，联轴器所连接 的两轴，由于制造与安装误差、受载变形和温度变化等影响，往往存在 着某种程度的相对位移。因此，设计联轴器时要从结构上采取各种不同 的措施，使联轴器具有补偿上述偏移量的性能，否则就会在轴、联轴器、 轴承中引起附加载荷，导致工作情况恶化。综上所述，故选择挠性联轴 器，这种联轴器具有一定的补偿两轴偏移的能力，再根据联轴器补偿位 移方法，选弹性柱销联轴器，它仅用弹性柱销（通常

23、用尼龙制成）将两 半联轴器连接起来，它传递转矩的能力大、结构更简单、耐用性好，故 选择弹性柱销联轴器。 选择联轴器型号为：YL5 5、轴承的选择计算 1）选择轴承类型 减速器为斜齿轮受轴向力，且承受中等载荷高速运转，故初步 选择角接触轴承7206AC。 2)轴承尺寸的选择（1）跨距81-2(18.7-8)=59.6 mm （2）求轴承支点反力.部轴向力：. 垂直面上：7.66N.水平面上：3.33N2.43N 8.35N 8.04N N因为，所以压紧。. 求e、X、Y： ，通过表17.8得e=0.68。 ，所以由表17.8查得，X=1，Y=0.92。 （3）计算当量动载荷由表17.9查得11.

24、2 （4）.寿命计算根据公式。 根据表17.10查得， C=13.3<Cr=16.8所以选用角接触轴承7206AC合适。 6、润滑、密封装置的选择 根据课本1118页，再根据齿轮的圆周速度,轴承可以用脂润滑和 油润滑润滑,由于齿轮的转速是小于2m/s, 故轴承润滑采用脂润滑，为 防止箱体的轴承与润滑脂的配合，防止润滑脂流失，应在箱体侧装 挡油环，润滑脂的装填量不应超过轴承空隙体积的，在减速器中，齿轮 的润滑方式根据齿轮的圆周速度而定，由于V<12m/s，所以采用油池润 滑，齿轮浸入油池1-2个齿高深度，大齿轮的齿顶到油底面的距离为 40mm，箱体采用SH0357-92中的50号润滑

25、，装至规定高度。 轴承盖中采用毡圈油封密封。 7、减速器的设计名称符号减速器型式、尺寸关系/mm结果齿轮减速器箱座壁厚0.025a+18 8箱盖壁厚0.025a+18 8箱盖凸缘厚度 1.512箱座凸缘厚度b 1.5 12箱座底凸缘厚度 2.5 20地脚螺钉直径 0.036a+12 22地脚螺钉数目 n A250时，n=6 6轴承旁连接螺栓直径 0.75 16盖与座连接螺栓直径 （0.50.6） 12连接螺栓的间隔150200 150轴承端盖螺钉直径 （0.40.5） 10检查孔盖螺钉直径 （0.30.4） 8定位销直径d (0.70.8) 9、至外箱壁距离 见课本表4.2：=30：=22：=

26、18、至凸缘边缘距离 见课本表4.2：=26：=16轴承旁凸台半径 16凸台高度h根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准 20外箱壁至轴承座端面的距离 +（5+10）36齿轮顶圆与箱壁间的距离 10齿轮端面与箱间的距离 9箱盖、箱座肋厚轴承端盖外径D+（55.5），D-轴承外径I轴：120II轴：140轴承旁连接螺栓距离 S尽量靠近，以M和M互不干涉为准，一般取S=I轴：120II轴：140PC=5.2 KW根据表9.3（P134）选取标准值dd2=355mmi= 3.35n1=280.6 r/minv =5.21 m/sa=595.42mmLd=2000mm11560z3.6z=4根F

27、0=258.5NFQ=2042.87NT1=9.92X104N·mmz1=27z2=89=3.3d=1ZE=189.8= 750MPa= 1500MPa= 5.32 X 108=1.61 X 108ZN1=1.14 ZN2=1.29d1=44.27mmmn=2mma=120 mm=14.2°d1=55.7mmd2=183.6mmb1=50mmb2=45mmZv1=30ZV2=98YF1=2.54YF2=2.15YS1=1.63YS2=1.75 Flim1=240MPaFlim2=740MPaSF=1.3=185MPa=569MPaV=2.18m/s= 187.6mmB=637MPa-1b =60MPad =25mmd1=25mmd2 =28mmd3=30mmd4=36mmd5=40mmd6=30mmd7=36mmL1=62mmL2=50mmL3=26mmL4=43mmL5=16mmFt=14.5NFr=0.38NFa=3.67NFAV=7.25NMV=543.75FAH=0.58FBH=-0.2MCA=43.5MCB=-15MA=545.49MB=543.96T= 9.92X104Mt= 5.95X10418.16L'=59.6Fs=3.92FVA=7.66FHA=3.33FHB=2.43FRA=8.35FRB=8.04FSA=5.678FSB=