机械原理课程设计减速器的设计

1、齐齐哈尔大学普通高等教育 机械设计根底课程设计 名 称： 减速器的设计 学 院： 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导老师： 王银彪 2021年12月15日齐齐哈尔大学过程装备与控制工程机械设计课程设计任务书姓名： 班级：学号：一 设计题目：设计一用于带式运输机上的二级斜齿圆柱齿轮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，两班制工作。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，设计参数如下：两级圆柱齿轮减速器简图1电动机轴；2高速轴；3中间轴；4低速轴；5工作机轴；6电动机；7带传动；8高速齿轮传动；9低速齿轮传动；10联轴器；

2、11工作机 二 应完成的工作减速器装配图1张A0图纸；零件工作图12张从动轴、齿轮等；设计说明书1份。指导教师： 2021年12月15日 机械设计课程设计成绩评阅表题目评分工程分值评价标准评价等级得分A级系数1.0C级系数为0.6选题合理性题目新颖性20课题符合本专业的培养要求，新颖、有创新根本符合，新颖性一般内容和方案技术先进性20设计内容符合本学科理论与实践开展趋势，科学性强。方案确定合理，技术方法正确有一定的科学性。方案及技术一般文字与图纸质量30设计说明书结构完整，层次清楚，语言流畅。设计图纸质量高，错误较少。设计说明书结构一般，层次较清楚，无重大语法错误。图纸质量一般，有较多错误独立

3、工作及创造性10完全独立工作，有一定创造性独立工作及创造性一般工作态度10遵守纪律，工作认真，勤奋好学。工作态度一般。辩论情况10介绍、发言准确、清晰，答复下列问题正确，介绍、发言情况一般，答复下列问题有较多错误。评价总分总体评价注：1、评价等级分为A、B、C、D四级，低于A高于C为B，低于C为D。2、每项得分分值等级系数等级系数：A为1.0，B为0.8，C为0.6，D为0.43、总体评价栏填写“优、“良、“中、“及格、“不及格之一。目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc249447016 第一章 绪论 PAGEREF _Toc249447016 h 1 HYP

4、ERLINK l _Toc249447017 1.1 选题的目的和意义 PAGEREF _Toc249447017 h 1 HYPERLINK l _Toc249447018 第二章 确定传动方案 PAGEREF _Toc249447018 h 2 HYPERLINK l _Toc249447019 第三章 机械传动装置的总体设计 PAGEREF _Toc249447019 h 3 HYPERLINK l _Toc249447020 3.1 选择电动机 PAGEREF _Toc249447020 h 3 HYPERLINK l _Toc249447021 3.1.1 选择电动机类型 PAGER

5、EF _Toc249447021 h 3 HYPERLINK l _Toc249447022 3.1.2 电动机功率的选择 PAGEREF _Toc249447022 h 3 HYPERLINK l _Toc249447023 3.1.3 电动机转速的选择 PAGEREF _Toc249447023 h 3 HYPERLINK l _Toc249447026 第四章 传动轮、带的计算5 HYPERLINK l _Toc249447027 4.1 V 带传动的设计5 HYPERLINK l _Toc249447028 带型的选择5 HYPERLINK l _Toc249447029 求V带的基准

6、长度Ld和中心距05 HYPERLINK l _Toc249447029 4.1.3验证小带轮的包角17 HYPERLINK l _Toc249447029 4.1.4确定带根数Z7 HYPERLINK l _Toc249447029 4.1.5确定初拉力F07 HYPERLINK l _Toc249447029 4.1.6计算带传动的压轴力F06 HYPERLINK l _Toc249447030 第五章 齿轮的设计9 HYPERLINK l _Toc249447031 齿轮传动设计1、2轮的设计9 HYPERLINK l _Toc249447032 5.1.1 齿轮的类型9 HYPERLI

7、NK l _Toc249447033 尺面接触强度较合10 HYPERLINK l _Toc249447034 按轮齿弯曲强度设计计算11 HYPERLINK l _Toc249447035 5.1.4 验算齿面接触强度 PAGEREF _Toc249447035 h 13 HYPERLINK l _Toc249447036 验算齿面弯曲强度 PAGEREF _Toc249447036 h 14 HYPERLINK l _Toc249447030 第六章 轴的设计中速轴15 HYPERLINK l _Toc249447043 求作用在齿轮上的力15 HYPERLINK l _Toc249447

8、044 选取材料15 HYPERLINK l _Toc249447045 轴最小直径确实定15 HYPERLINK l _Toc249447046 根据轴向定位的要求，确定轴的各段直径和长度15 HYPERLINK l _Toc249447047 套筒定位轴承16 HYPERLINK l _Toc249447048 键的选择16 HYPERLINK l _Toc249447048 16 HYPERLINK l _Toc249447049 受力图分析16 HYPERLINK l _Toc249447050 垂直支反力求解18 HYPERLINK l _Toc249447051 水平支反力求解18

9、 HYPERLINK l _Toc249447052 剪力图和弯矩图19 HYPERLINK l _Toc249447053 垂直方向剪力图19 HYPERLINK l _Toc249447054 垂直方向弯矩图19 HYPERLINK l _Toc249447055 水平方向剪力图20 HYPERLINK l _Toc249447056 水平方向弯矩图 PAGEREF _Toc249447056 h 20 HYPERLINK l _Toc249447057 弯矩突变21 HYPERLINK l _Toc249447058 合成弯矩图 PAGEREF _Toc249447058 h 21 HY

10、PERLINK l _Toc249447059 扭矩图 PAGEREF _Toc249447059 h 22 HYPERLINK l _Toc249447061 6.10 按弯扭合成应力校核轴的强度22 HYPERLINK l _Toc249447062 第七章 减速器附件的选择及简要说明23 HYPERLINK l _Toc249447063 7.1.检查孔与检查孔盖23 HYPERLINK l _Toc249447064 7.2.通气器23 HYPERLINK l _Toc249447065 7.3.油塞23 HYPERLINK l _Toc249447066 7.4.油标23 HYPER

11、LINK l _Toc249447067 吊环螺钉的选择23 HYPERLINK l _Toc249447068 定位销23 HYPERLINK l _Toc249447069 启盖螺钉23 HYPERLINK l _Toc249447070 第八章 减速器润滑与密封24 HYPERLINK l _Toc249447071 8.1 润滑方式24 HYPERLINK l _Toc249447072 8.1.1 齿轮润滑方式24 HYPERLINK l _Toc249447073 8.1.2 齿轮润滑方式24 HYPERLINK l _Toc249447074 8.2 润滑方式24 HYPERLI

12、NK l _Toc249447075 齿轮润滑油牌号及用量24 HYPERLINK l _Toc249447076 轴承润滑油牌号及用量24 HYPERLINK l _Toc249447077 8.3 密封方式24 HYPERLINK l _Toc249447078 第9章 机座箱体结构尺寸25 HYPERLINK l _Toc249447079 箱体的结构设计25 HYPERLINK l _Toc249447080 第十章 设计总结27 HYPERLINK l _Toc249447081 第十一章 参考文献28第一章 绪论 选题的目的和意义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

13、降低转速并相应地增大转矩。此外，在某些场合，也有用作增速的装置，并称为增速器。 减速器的种类很多，这里我们涉及圆柱齿轮组成的减速器，最普遍的是展开式二级圆柱齿轮减速器，它是两级减速器中最简单、应用最广泛的一种。二级圆柱齿轮减速器分为展开式、分流式、同轴式，i=840，用斜齿、直齿、人字齿。两级大齿轮直径接近，有利于浸油润滑。轴线可以水平、上下、垂直布置。它的齿轮相对于支撑位置不对称，当轴产生变形时，载荷在齿轮上分布的不均匀，因此，轴应设计的具有较大的刚度，并使齿轮远离输入端或输出端。 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

14、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。第二章 确定传动方案合理的传动方案应首先满足机器的功能要求，如所传递功率的大小，转速和运动形式。此外还要满足工作可靠、传动效率高、结构简单、尺寸紧凑、工艺性好、使用维护方便等要求。根据工作要求和工作环境，选择展开式二级圆柱斜齿轮减速器传动方案。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。此外，总体宽度较大。第三章 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

15、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系列三相笼型异步电动机。3.1.2 电动机功率的选择：T=1600N由 v=99.08 m/s电动机的 输出功率为电动机至鼓轮的传动装置总效率取V带传动效率带=0.96，滚动轴承效率滚=0.98，齿轮传动效率联=0.99。因载荷平稳，电动机额外功率P只需略大于P即可，查表中Y系列电动机额定功率19.5kw.3.1.2 电动机转速的选择v=99.08 m/s V带传动比的范围 齿轮传动比的范围 总传动比 =查表可知符合这一范围的同步转速有1500 3000 综合考虑选取电动机转速为1500, 因此选用三项异步电动机型号为Y160L

16、-4设每天减速器运行8小时，那么KA=1.1 (P218表13-8)工作情况系数表。得到计算功率： 第四章 传动轮、带的计算4.1 V 带传动的设计 查表书13-15 选择普通V带根据小带轮转速，由图13-15查出，选取A为使传动装置尺寸协调、结构匀称、不发生干预现象，现选V带传动比：； 初选小带轮的基准直径根据V带的类型参考表13-9，应不小于75，现取=75 验算带速v v=带速在525m/s范围内，适宜。计算大带轮的基准直径 根据表13-9并适当圆整取和中心距初定中心矩=1.5取=500，符合计算相应的带长查表13-2对A型带选用, 计算中心矩a及其变动范围 传动的实际中心矩近似为 考虑

17、到带轮的制造误差，带长误差，带的弹性以及因带的松弛而产生的补充张紧的需要，给出中心矩的变动范围计算1故满足要求 由表13-5查的=0.17，由表13-3得=0.68，0对于新装的V带初拉力对于运转后的V带初拉力0计算：新：旧：第五章 齿轮的设计 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 根底?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，弯曲疲劳强度极限；大齿轮材料为45钢外表淬火，齿面硬度为55HRC,接触疲劳强度极限

18、,弯曲疲劳强度极限。查?机械设计根底?表11-5，取，。查表11-4，取区域系数，弹性系数锻钢-锻钢。有=1200MPa =1140MPa =576MPa =560MPa 4、螺旋角：820,初选=155、齿数：初选小齿轮齿数：； 齿轮传动比范围 取 大齿轮齿数：，取。故实际传动比，那么5% 1、1取载荷23， ， 2、计算模数 ，查表取 3、 4、计算齿轮圆周速度 因为所选材料硬大度于350HBS,所以为硬齿面。1、法向模数 3、查?机械设计根底?表11-6，得齿宽系数4、小齿轮上的转矩5、齿形系数 查?机械设计根底?图11-8得：，查?机械设计根底?图11-9得：，因为和比拟所以对小齿轮进

19、行弯曲强度计算。6、法向模数 取中心距圆整为183mm。确定螺旋角：确定齿轮的分度圆直径：10、齿轮宽度：圆整为36 mm圆整后取；。重合度确定 ，查表得 所以齿轮尺寸表：将几何尺寸汇于表：序号名称符号计算公式及参数选择1端面模数2螺旋角3分度圆直径4齿顶高5齿根高6全齿高7顶隙8齿顶圆直径9齿根圆直径10中心距5.1.4 验算齿面接触强度 可知是平安的 较合平安 较合平安 第六章 轴的设计中速轴 因为高速轴的小齿轮与中速轴的大齿轮相啮合，故两齿轮所受的 、都是作用力与反作用力的关系，那么大齿轮上所受的力为 轮圆周力： 齿轮劲向力： 齿轮轴向力： 同理中速轴小齿轮上的三个力分别为：可选轴的材料

20、为45钢，调质处理。查表根据表，取得考虑到轴上有两个键所直径增加4%且出现在轴承处。6.2.2根据轴向定位的要求，确定轴的各段直径和长度初选滚动轴承6309型号：采用普通平键A型连接，大齿轮处键的尺寸，小齿轮处键的尺寸为，。齿轮与轴的配合为，滚动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。2键的较合 将轴系部件受到的空间力系分解到铅垂面和水平面上两 个平面力系图一总受力图图二 垂直方向受力图图三 水平方向受力图 由图二列平衡方程 所以因为所以解得： 由图三列水平方向平衡方程 所以 解得： 段弯矩： 段弯矩： 段弯矩：可作弯矩图： 段弯矩： 段弯矩： 段弯矩：选大的弯矩较合.6

21、.10 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，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，故平安。第七章 减速器附件的选择及简要说明二级减速器总的中心距，那么检查孔宽,长，检查孔盖宽,长螺栓孔定位尺寸：宽，圆角,孔径,孔数，孔盖厚度为,材料为Q235可选为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，封油圈材料为耐油橡胶，油塞材料为Q235选用带螺纹的游标尺，可选为可选单螺钉起吊，其螺纹规格为为保证箱体轴承

22、座孔的镗制和装配精度，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：,长度应大于分箱面凸缘的总长度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第八章 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，应采用喷油润滑，但考虑本钱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 润滑方式轴承润滑选用ZL3型润滑脂GB 73241987用油量为轴承间隙的1/31/2为宜8.3 密封方式选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法。在观察孔或螺塞与机体之间加石棉橡胶纸、垫片进行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，应选用半

23、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。第9章 机座箱体结构尺寸在本次设计中箱体材料选择铸铁HT200即可满足设计要求代号名称设计计算结果箱座壁厚箱盖壁厚 箱座加强肋厚箱盖加强肋厚箱座分箱面凸缘厚箱盖分箱面凸缘厚箱座底凸缘厚地脚螺栓=轴承旁螺栓联结分箱面的螺栓轴承盖螺钉检查孔螺钉 定位销直径 地脚螺栓数目时，、至外箱壁距离由推荐用值确定、至凸缘壁距离由推荐用值确定轴承旁凸台半径由推荐用值确定轴承座孔外端面至箱外壁的距离轴承座孔外的直径轴承孔直径轴承螺栓的凸台高箱座的深度，为浸入油池内的最大旋转零件的外圆半径第十章 设计总结本设计是根据设计任务的要求，设计一个展开式二级圆柱减速器。首先确定