二级斜齿圆柱齿轮减速器课程设计说明书

1、齐齐哈尔大学jiqiharUniversity机械设计基础课程设计名称：二级斜齿轮减速器学院：机械工程学院专业班级：过控071学生姓名：乔国岳学号：2007112036指导老师：成绩：2009 年 12 月 27 日目录机械设计课程设计任务书1.1绪论2.1.1选题的目白W口意义2.2确定传动方案3.3机械传动装置的总体设计3.3.1选择电动机3.3.1.1.选择电动机类型33.1.2电动机容量的选择33.1.3电动机转速的选择43.2传动比的分配5.3.3计算传动装置的运动和动力参数53.3.1.各轴的转速：5.3.3.2各轴的输入功率：.6.3.3.3各轴的输入转矩：.6.3.3.4整理列

2、表6.4V带传动的设计7.4.1V带的基本参数7.4.2带轮结构的设计105齿轮的设计105.1齿轮传动设计（1、2轮的设计）1.05.1.1.齿轮的类型.105.1.2尺面接触强度较合1.15.1.3按轮齿弯曲强度设计计算1.25.1.4验算齿面接触强度1.45.1.5验算齿面弯曲强度1.55.2齿轮传动设计（3、4齿轮的设计）155.2.1.齿轮的类型155.2.2按尺面接触强度较合1.65.2.3按轮齿弯曲强度设计计算175.2.4验算齿面接触强度1.95.2.5验算齿面弯曲强度206轴的设计（中速轴）206.1求作用在齿轮上的力206.2选取材料216.2.1.轴最小直径的确定216.

3、2.2根据轴向定位的要求，确定轴的各段直径和长度216.3键的选择216.4求两轴所受的垂直支反力和水平支反力226.4.1.受力图分析226.4.2垂直支反力求解236.4.3水平支反力求解236.5剪力图和弯矩图246.5.1.垂直方向剪力图246.5.2垂直方向弯矩图246.5.3水平方向剪力图256.5.4水平方向弯矩图256.6扭矩图266.7剪力、弯矩总表：276.8按弯扭合成应力校核轴的强度287减速器附件的选择及简要说明287.1.检查孔与检查孔盖287.2.通气器287.3.油塞287.4.油标297.5.环螺钉的选择297.6.位销297.7.盖螺钉298减速器润滑与密封2

4、98.1润滑方式298.1.1.齿轮润滑方式298.1.2齿轮润滑方式298.2润滑方式308.2.1.齿轮润滑油牌号及用量308.2.2轴承润滑油牌号及用量308.3密封方式309机座箱体结构尺寸309.1箱体的结构设计3010设计总结3211参考文献.33机械设计课程设计任务书一、设计题目：设计一用于带式输送机传动用的二级斜齿圆柱齿轮展开式减速器给定数据及要求：设计一用于带式运输机上的展开式两级圆柱斜齿轮减速器。工作平稳，单向运转，两班制工运输机容许速度误差为5%。减速器小批量生产，使用期限10年。机器每天工作16小时。两级圆柱齿轮减速器简图1电动机轴；2电动机；3一带传动中间轴；4一高速

5、轴；5高速齿轮传动6一中间轴；7低速齿轮传动；8低速轴；9一工作机；、应完成的工作：1 .减速器装配图1张（A0图纸）；2 .零件工作图12张（从动轴、齿轮等）；3 .设计说明书1份。2009年月日1绪论1.1选题的目的和意义减速器的类别、品种、型式很多，目前已制定为行（国）标的减速器有40余种。减速器的类别是根据所采用的齿轮齿形、齿廓曲线划分；减速器的品种是根据使用的需要而设计的不同结构的减速器； 减速器的型式是在基本结构的基础上根据齿面硬度、 传动级数、出轴型式、装配型式、安装型式、联接型式等因素而设计的不同特性的减速器。与减速器联接的工作机载荷状态比较复杂，对减速器的影响很大，是减速器选

6、用及计算的重要因素，减速器的载荷状态即工作机（从动机）的载荷状态，通常分为三类：一均匀载荷；一中等冲击载荷；一强冲击载荷。减速器是指原动机与工作机之间独立封闭式传动装置，用来降低转速并相应地增大转矩。止匕外，在某些场合，也有用作增速的装置，并称为增速器。我们通过对减速器的研究与设计，我们能在另一个角度了解减速器的结构、功能、用途和使用原理等，同时，我们也能将我们所学的知识应用于实践中。在设计的过程中，我们能正确的理解所学的知识，而我们选择减速器，也是因为对我们过控专业的学生来说，这是一个很典型的例子，能从中学到很多知识。指导教师:2确定传动方案根据工作要求和工作环境，选择展开式二级圆柱斜齿轮减

7、速器传动方案。此方案工作可靠、传递效率高、使用维护方便、环境适用性好，但齿轮相对轴承的位置不对称，因此轴应具有较大刚度。止匕外，总体宽度较大。为了保护电动机，具输出端选用带式传动，这样一旦减速器出现故障停机,皮带可以打滑，保证电动机的安全。3机械传动装置的总体设计3.1选择电动机3.1.1选择电动机类型电动机是标准部件。因为工作环境清洁，运动载荷平稳，所以选择Y系列般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。3.1.2电动机容量的选择1、工作机所需要的功率P为:Fv1000(kW)其中：F2500N,v1.6m/s,w0.94Fv1000(kW)25001.510000.944kW2、电动机的输

8、出功率B为P0(kW)电动机至滚筒轴的传动装置总效率。30.98从电动机到工作机输送带间的总效率为:3、电动机所需功率为:44.7kW0.85因载荷平稳,电动机额定功率Pm只需略大于P0即可查机械设计实践与创新表19-1选取电动机额定功率为5.5kw。3.1.3电动机转速的选择滚筒轴工作转速:所以电动机实际转速的推荐值为:nnwi611.26112r/min符合这一范围的同步转速为750r/min、1000r/min、1500r/min、3000r/min。综合考虑为使传动装置机才紧凑，选用同步转速1500r/min的电机。取V带传动效率10.96,齿轮传动效率0.97,滚动轴承效率:0.96

9、0.9720.9830.85Pw6104vnw600001.5r/min63.69r/min3.14 450展开式减速器的传动比为:8-40V带的传动比为：i带2-4得总推荐传动比为：i16160型号为Y132S-4,满载转速nm1440r/min,功率5.5kw03.2传动比的分配3.3计算传动装置的运动和动力参数3.3.1各轴的转速:滚筒轴n4必nw63.66r/min1、总传动比为inmnw144063.6922.62、分配传动比为使传动装置尺寸协调、结构匀称、不发生干涉现象，现选V带传动比:i带3；i则减速器的传动比为： 卜成7带22.67.53.考虑两级齿轮润滑问题，两级大齿轮应该有

10、相近的浸油深度。则两级齿轮的高速级与低速级传动比的值取为1.4,取ii1.4i2则：iiJ14iJ1.47.533.25；i21减7.53i13.252.32.1轴n1nmi带14403480r/min.2轴n2ni14803.25147.69r/min.7i2147.692.3263.66r/min；3.3.2各轴的输入功率:P014.70.964.51kw；2 轴F2P234.510.970.984.2*w；3 轴2P2234.290.970.984.08kw；卷筒轴 P4巳4.08kw3.3.3各轴的输入转矩:P47电机轴T09550-9550nm1440P-4511轴T19550955

11、0之三89.73Nm-n1480八八P2c-4.29八一2轴T295509550277.4Nm-n2147.69心P34.083轴T395499550612.06Nm;n363.66滚筒轴T4T33.3.4 整理列表轴名功率P/kw转矩T/Nm转速n/(rmin)电机轴5.531.17144014.5189.7348024.29277.4147.6931.17Nm；34.08612.0663.66滚筒*由4.08612.0663.664V带传动的设计4.1V带的基本参数1、确定计算功率PC:已知：P4.7kw；nm1440r/min；查机械设计基础表13-8得工况系数：KA1.2；则：PcKA

12、P1.24.7kw5.64kw2、选取V带型号：根据Pc、nm查机械设计基础图13-15选用A型V带3、确定大、小带轮的基准直径dd(1)初选小带轮的基准直径：dd1110mm；(2)计算大带轮基准直径：dd2i带dd1(10.02)3110(10.02)323.4mm；圆整取dd2330mm,误差小于5%,是允许的。4、验算带速：Vdd1nm601000带的速度合适。5、确定V带的基准长度和传动中心距：中心距：0.7(dd1dd2)a。2(dd1dd2)3.1411014408.29m/s(5,25)m/s601000初选中心距a01.5(dd1dd2)1,5(110330)660mm取中心

13、距a0660mm(2)基准长度：Ld02a。-(dd1dd2)22(dd2dd1)4a3.142660-(110330)(330110)246602029mm对于A型带选用Ld2300mm(3)实际中心距：LdLd0aa026、验算主动轮上的包角1:66023002029795.5mm2,57.3由1180(dd2dd1)a/日57.3得1180(330110)164.15120795.5主动轮上的包角合适。7、计算V带的根数z:Pcz一KAP(PP)KKLnm1440r/min,dd1110mm查机械设计基础表13-3得:P01.61kw；(2)nm1440r/min,i带3查表得：P00.

14、17kw；(3)由1164.15查表得，包角修正系数K0.95(4)由Ld2300mm,与V带型号A型查表得：KL1.06(1.610.17)0.951.06取z410合适。8、计算预紧力F0(初拉力)：根据带型A型查机械设计基础表13-1得：q0.1kg/mP2.5.2F05001qv2zvk5.642.5250010.18.29248.290.95145.63N9、计算作用在轴上的压轴力FQ：_1FQ2ZFOsin224145.63sin164.1521153.91N其中1为小带轮的包角。10、V带传动的主要参数整理并列表：带轮基准直径(mm)传动比基准长度(mm)Add1110dd233

15、032300中心距(mm)根数初拉力(N)压轴力(N)6604145.631153.914.2带轮结构的设计1、带轮的材料：1.24.73.15综上数据，得z采用铸铁带轮（常用材料HT200）2、带轮的结构形式：V带轮的结构形式与V带的基准直径有关。小带轮接电动机，d110mm较小，所以采用实心式结构带轮。5齿轮的设计5.1齿轮传动设计（1、2轮的设计）5.1.1齿轮的类型1、依照传动方案，本设计选用二级展开式斜齿圆柱齿轮传动。2、运输机为一般工作机器，运转速度不高，查机械设计基础表11-2,选用8级精度。3、材料选择：小齿轮材料为40Cr渗碳淬火，齿面硬度为55HRC,接触疲劳强度极限Hli

16、m1200MPa,Hnm弯曲疲劳强度极限FE720MPa;大齿轮材料为45钢表面淬火，齿面硬度为55HRC,接触疲劳强度极限Hlim1140MPa,弯曲疲劳强度极限FE700MPa0查机械设计基础表11-5,取$1.25,SH1.0。查表11-4,取区域系数zH2.5,弹性系数zE189.8（锻钢-锻钢）。有HI=-=1200MPaSH11140=1140MPa1=营=逅=576MpaFF2700电=560MPaSF1.254、螺旋角：8B20，初选B=155、齿数：初选小齿轮齿数：Z119;故实际传动比i实Z丝3.26,则:ZI195.1.2尺面接触强度较合1d1J2KTIUI(IAZ.ZI

17、)2V弧ubH(1)取载荷K1.322)d0.6(3)ZE189.8,ZH2.5,ZJcos0.983.21.389.731033.211,189.82.50.98323()0.63.2111402、计算模数mnd1cosmnZI3、bdd10.644.03226.42mm,取整b=27mm大齿轮齿数：Z2193.2160.99，取Z262。Hlim23.263.213.211.6%5%d144.03244.032cos152.24,查表取19mndini3.1444.032480,4、计算齿轮圆周速度v1.11m/s6010006010005.1.3 按轮齿弯曲强度设计计算因为所选材料硬大度

18、于350HBS,所以为硬齿面。2KT1cos2YFYS1、法向模数mn3-2；dZ1F2、查机械设计基础表11-3,得载荷系数k=1.33、查机械设计基础表11-6,得齿宽系数d0.64、小齿轮上的转矩T189.73Nmz195、齿形系数Zv13321.08coscos157262Zv2TP3一68.81coscos15查机械设计基础图11-8得：YF12.98,YF22.32查机械设计基础图11-9得：YS11.55,YS21.73因为 3-纯空0.008和YFF1576F22.321.735760.00697比较所以对小齿轮进行弯曲强度计算6、法向模数mn32KT1cos2YFYSIdZ；

19、Fmn21.389.73103cos2150.61920.0082.01mm取mn3mm(1962)3mm125.79mm2cos15arccos(1962)31521,32212659.11mm192.88mm26.42mm圆整为36mm圆整后取B236mm；B141mm11、重合度确定，查表得0.7420.8481.5900.3180.619tan1521320.9967、中心距(ZiZ2)mna2cos圆整为126mm。8、确定螺旋角：(ZiZ2)narccos2a9、确定齿轮的分度圆直径：沂193dicoscos152T32.623d2coscos15213210、齿轮宽度：bdd10

20、.644.032mt=mncos0.318dz1tan所以1.5900.9962.58612、齿轮尺寸表:将几何尺寸汇于表:厅 p名称符号计算公式及参数选择1端面模数3.11mm2螺旋角1521323分度圆直径cha59.11mm,192.88mm4齿顶局ha3mm5齿根高hf3.75mm6全齿高h6.75mm7顶隙c0.75mm8齿顶圆直径da1,da265.11mm,198.88mm9齿根圆直径df1,df251.61mm,185.38mm10中心距a1265.1.4 验算齿面接触强度2kTiu1H1zEZHZ由u3189.82.5Jcos152132”J310qi2759.113.218

21、38.71MPa出1200MPa可知是安全的21.3277.41033.211:27192.8823.21189.82.50.982H2452.18MPaH21140MPa较合安全5.1.5 验算齿面弯曲强度225.07576Mpa195.57560Mpa较合安全5.2齿轮传动设计（3、4齿轮的设计）5.2.1 齿轮的类型1、材料选择：小齿轮材料为40Cr渗碳淬火，齿面硬度为55HRC,接触疲劳强度极限Hlim1200MPa,弯曲疲劳强度极限FE720MPa；大齿轮材料为45钢表面淬火，齿面硬度为55HRC,接触疲劳强度极限Hlim1140MPa,弯曲疲劳强度极限FE700MPa。查机械设计基

22、础表11-5,取SF1.25,SH1.0查表11-4,取区域系数7H2.5,弹性系数189.8（锻钢-锻钢）。ZHZE有H1=_Hiimi=1200=1200MPaSH1Hiim=1l40=1140MPaF12行代丫丫FbditmnlYsal21.389.731032759.1132.981.55YFa2YSa2“YFaSa1225.071.732.322.981.55/=诬=560Mp22、螺旋角：8Fr、都是作用力与反作用力的关系，则大齿轮上所受的力为轮圆周力:Ft/os4mn289.731000cos152T323035.98N193齿轮劲向力:tanntan20FrFt3035.981

23、145.93Ncoscos152T32齿轮轴向力:FaFttan3035.98tan152T32833.91N同理中速轴小齿轮上的三个力分别为:Ft7356.50NFr2856.05NFa2730.58N查机械设计基础图11-8得：YF32.80,YF42.346.2选取材料可选轴的材料为45钢，调质处理。查表_5_b650MPa,s360MPa,1270MPa,1155MPa,E2.1510MPa6.2.1轴最小直径的确定根据表，取C115得IPT:4.29dC3：1123-mm34.43mmVn21147.69考虑到轴上有两个键所直径增加4%5%,故取最小直径35mm且出现在轴承处。6.2

24、.2根据轴向定位的要求，确定轴的各段直径和长度初选圆锥滚子轴承30207型号,GB/T2971994:dDBTC35mm72mm1718.2515mm6.3键的选择(1)采用圆头普通平键A型(GB/T10961979)连接，大齿轮处键的尺寸lbh28mm12mm8mm,小齿轮处键的尺寸为H7、一dbh36mm14mm9mm,p110Mpa。齿轮与轴的配合为,滚动pr6轴承与轴的周向定位是过渡配合保证的，此外选轴的直径尺寸公差为m60(2)键的较合p令pdhl4277.310394.32Mpa110Mpa3512286.4.1 受力图分X1-62X3=47.5水平方向受力图将轴系部件受到的空间力

25、系分解到铅垂面和水平面上两个平面力系总受力图：6.4求两轴所受的垂直支反力和水平支反力6.4.2垂直支反力求解对左端点O点取矩6.4.3水平支反力求解FiX1Fr小(X1x2)1145.9362.52856.05依铅垂方向受力图可知FVInMO(Fi)i1FaJ.d/h/2Fa大127.52730.58Fv2=1766.73NFv1Fv21766.73FVId大/2Fv2(Xix2x3)034.5833.9146.5Fv2175Fr大FT、01145.932856.050=-56.61N同理6.4.2解得Fh145.06NFh24275.46N6.5剪力图和弯矩图6.5.1垂直方向剪力图6.5

26、.2垂直方向弯矩图xi段弯矩：MFsX56.61x(x(0,62.5)X2段弯矩：MFsXFr大XiFa大d大/20M108932X14917455(x(625,1275)X3段弯矩：FsXFr大为Fa大d大/2Fr小(2X，Fa小d小/21766.73X309177.75(x(127.5,175)可作弯矩图:MFt大为Fsx0M45.06x189748.75(x(62.5,127.5)X3段弯矩：6.5.3 水平方向剪力图1275.466.5.4 水平方向弯矩图七段弯矩:MFsx45.06x(x(0,62.5)X2段弯矩:3538.12530SI.()445.0683919.675MFt大X

27、iFt小(x1xjFsX0M4275.46x748205(x(127.5,175)6.6扭矩图在x1段上：T10Nm在*2段上：T2Ft大d大/23035.9893282.3Nm在x3段上T3TT2Ft小d小/2T228.5Nm6.7剪力、弯矩总表载荷水平向H垂直面V支持力FFhi45.06N;Fh24275.46NFv1=-56.61NFv2=1766.73N弯矩MMFsx4506k(x(0623)M45.06x189748.75(x(62.5,127.5)M4275.46x748205(x(127.5,175)M56.61x(x(0,62.5)M1089.32x149174.255(x(6

28、2.5,127.5)M176673x30917775(x(1275,175)总弯矩M1J3538.12522816.2524.5NmM2J83919.6752203129.752219.8Nmm扭矩T在x1段上：T,0N在x2段上：T2Ft大在x3段上:T3TTmd大/2303592Ft小d小/2T393282.3Nm228.5Nm6.8按弯扭合成应力校核轴的强度由图分析可矢小轮面为危险面，对小轮面较合进行校核时，根据计算式及上表的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取0.6,轴的计算应力前已选定轴的材料为45钢，调质处理，查表可得，ca1,故安全7减速器附件的选择及简要说明7.

29、1.检查孔与检查孔盖二级减速器总的中心距a%a34148186334mm，则检查孔宽b80mm,长L140mm,检查孔盖宽b1110mm,长L170mm.螺栓孔定位尺寸： 宽b2(80110%95mm,L2(140170%155mm,圆角R5mm,孔径d48mm,孔数n6,孔盖厚度为6mm,材料为Q235.7.2.通气器可选为M221.5.7.3.油塞为了换油及清洗箱体时排出油污，在箱体底部最低位置设置一个排油孔，排油孔用油塞及封油圈堵住.在本次设计中，可选为M161.5,封油圈材料为耐油橡胶，油塞材料为Q2357.4.油标选用带螺纹的游标尺，可选为M16.caM12(T1)2W2198002

30、(0.6282300)20.135364.72Mpa1270Mpa7.5.环螺钉的选择可选单螺钉起吊，其螺纹规格为M16.7.6.位销为保证箱体轴承座孔的键制和装配精度，在箱体分箱面凸缘长度方向两侧各安装一个圆锥定位销，其直径可取：d10mm,长度应大于分箱面凸缘的总长度.7.7.盖螺钉启盖螺钉上的螺纹段要高出凸缘厚度，螺纹段端部做成圆柱形.8减速器润滑与密封8.1润滑方式8.1.1 齿轮润滑方式齿轮v0.40m/s=12m/s,应采用喷油润滑，但考虑成本及需要选用浸油润滑。8.1.2 齿轮润滑方式轴承采用润滑脂润滑8.2润滑方式8.2.1 齿轮润滑油牌号及用量齿轮润滑选用150号机械油(GB

31、4431989),最低最高油面距(大齿轮)1020mm,需油量为1.5L左右8.2.2轴承润滑油牌号及用量轴承润滑选用ZL-3型润滑脂(GB7324-1987)用油量为轴承间隙的1/31/2为宜8.3密封方式1.箱座与箱盖凸缘接合面的密封选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法。2.观察孔和油孔等出接合面的密封在观察孔或螺塞与机体之间加石棉橡胶纸、垫片进行密封3.轴承孑L的密封闷盖和透盖用作密封与之对应的轴承外部轴的外延端与透端盖的间隙，由于v3m/s,故选用半粗羊毛毡加以密封。4.轴承靠近机体内壁处用挡油环加以密封，防止润滑油进入轴承内部。9机座箱体结构尺寸9.1箱体的结构设计在本次设计中箱体材料

32、选择铸铁HT200即可满足设计要求代号名称设计计算结果箱座壁厚=0.025a30.02515636.9=8mm1箱盖壁厚i=0.02a30.02i5636.i2i=8mm21箱座加强肋厚2i=0.850.8586.82i=7mm22箱盖加强肋厚22=0.85i0.8586.822=7mmb箱座分箱面凸缘厚bi.5i.58i2bi2mmbi箱盖分箱面凸缘厚bii.5ii.58i2bii2mmb2箱座底凸缘厚b22.52.5820b220mmdf地脚螺栓df0.036ai2=0.036i56i2i7.62df20mmdi轴承旁螺栓di0.7df=0.720=i4dii4mmd2联结分箱面的螺栓d2(0.50.6)df0.620i2d2i2mmd3轴承盖螺钉d3(0.40.5)df0.520i0d3i0mmd4检查扎螺钉d4(0.30.4)df0.4208d48mmd定位销直径d(0.70.8)d20.