二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书1

天津职业技术师范大学机械课程设计 -PAGE36-机械设计课程设计说明书设计题目:二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器班级：机检1112设计者：周萍、邓艳梅、郑蓓芳、李绘涵学号：03340111214、03340111218、03340111215、03340111230前言本次课程设计于13年六月中旬开始，通过这三个个星期的设计，我们有了较大的收获，并从本质上对自己所学的专业和主要学科有了较深刻的理解。由于时间仓促，设计任务较重。设计过程中可能会或多或少的存在一些错误。希望审阅老师提出宝贵意见，以便及时改正，力争达到要求。机械设计课程教学基本要求规定：每个学生必须完成一个课程设计。因为它是机械设计课程的最后一个重要教学环节，也是高等工科院校大多数专业学生第一次较全面的设计能力训练。本次设计的内容为设计二级圆柱斜齿齿轮减速器。具体包括以下内容：决定传动装置的总体设计方案；选择电动机；计算传动装置的运动和动力参数；传动零件、轴的设计计算；轴承、联接件、润滑密封和联轴器的选择及校验计算；机体结构及其附件的设计；绘制装配图及零件工作图；编写计算说明书以及进行设计答辩.限于设计者水平有限，加之时间仓促，难免有不妥之处，希望广大师生批评指正,使报告更完善。关键词：减速器电动机高速级齿轮低速机齿轮轴箱体目录前言 2第1章设计任务书 51.1设计题目 51.2工作条件及生产条件 51.3第七组设计原始数据 5第2章电机的选择 62.1传动方案的拟定 62.2电动机的选择 62.3传动装置的运动和动力参数计算 7第3章斜齿圆柱齿轮减速器的设计 93.1高速轴上的大小齿轮传动设计 93.2高速轴上的大小齿轮传动设计 12第4章轴的结构设计及计算 174.1概述 174.2轴的选择及结构设计 174.3中间轴的校核 20第5章滚动轴承的选择及计算 255.1中间轴轴承的校核 255.2高速轴轴承的校核 265.3低速轴轴承的校核 27第6章键联接的选择计算及齿轮结构计算 296.1概述 296.2键的校核 29第7章箱体及附件的结构设计和选择 317.1概述 317.2减速器铸造箱体的结构尺寸 317.3附件的选择 319.8起吊装置 34设计小结 34参考文献 36 设计任务书设计题目二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器工作条件及生产条件该减速器用于带式运输机的传动装置。两班制工作,连续单向运转，载荷较平衡.运输带允许速度差为±5%。减速器小批量生产，使用期限为8年（每年300天）。应完成任务：1.减速器装配图一张（A0）2．中间轴上大齿轮和中间轴零件图两张（A3）3．设计说明书一份（8000）字第七组设计原始数据卷扬能力Ton0.8卷扬速度m/min45.8卷筒直径mm220钢丝绳直径mm12钢丝绳缠绕层数6电压v380电机的选择传动方案的拟定为了确定传动方案，可根据已知条件计算出工作机滚筒的转速为：nw=1000v/3.14Dr/min=45.987r/minpw=FwVw/1000=9800*0.601/1000=5.89KW电动机的选择(1)电动机功率的选择：工作机所需要的有效功率为=5.89kW根据查表2.2确定电动机的总效率所需功率为弹性联轴器效率为0.99.(2个)为滚动轴承传动传动效率为0.99(4对)为圆柱齿轮传动8级精度（油润滑）效率为0.97.(2对)为滚筒的效率为0.96.(1个)则传动装置的总效率为：电动机所需的功率为=/(2)电动机类型的选择：电动机的类型根据动力源和工作条件,选用Y系列三相异步电动机。选择常用的同步转速为1500r/min和1000r/min根据电动机所需功率和同步转速查表Y132M-4和Y160M-6型。根据电动机的满载转速和滚筒转速nw可算出总传动比。现将此两种电动机的数据和总传动比列于下表中方案电动机型号额定功率同步转速满载转速总传动比轴外伸长度中心高1Y132M-47.5kw1500r/min1440r/min31.313801322Y160M-67.5kw1000r/min971r/min21.114110160总传动比:=/=1440/45.987=31.313=/=971/45.987=21.114电动机型号Y132M-4双级圆柱齿轮减速器高速级的传动比：==6.38低速级的传动比为：=/=31.313/6.38=4.907电动机型号Y160M-6双级圆柱齿轮减速器高速级的传动比：==5.239低速级的传动比为：=/=21.114/5.239=4.030通过计算，方案1虽然电动机转速高，价格低，但总传动比大。为了能合理地分配传动比，使传动装置结构紧凑，决定选用方案2，即电动机型号为：Y160M-6。传动装置的运动和动力参数计算(1)各轴的转速计算：==971r/min=/=971/5.239=185.34r/min=/=185.34/4.030=45.990r/min==45.990r/min(2)各轴的输入功率计算：=/=95505.831/971=57.349N·m=9550=95505.599/185.34=288.499N·m=9550=95505.377/45.990=1116.554N·m=9550=95505.163/45.990=1072.116N·mTd=9550/=95505.89/971=57.929N·m轴号转速n功率P转矩T19715.83157.3492185.345.599288.499345.9905.3771116.554445.9905.1631072.116斜齿圆柱齿轮减速器的设计高速轴上的大小齿轮传动设计(1)选用标准斜齿轮圆柱齿轮传动：由教材表10-1选择高速级小齿轮选用40Cr调质，齿面硬度280HBS

因输送为一般通用机械,故齿轮精度等级选8级,；高速级大齿轮选用45钢（调质），齿面硬度为240HBS

(2)齿数的选择：现为软齿面齿轮，齿数应比根切齿数较多为宜，初选==5.23923=120.49故取大齿轮齿数=120，则齿数比为u=/=120/23=5.217。与原要求仅差(5.239-5.217)/5.217=0.421%，故可以满足要求。(3)选择螺旋角β：按经验，8°<<20°,初选=13°(4)计算当量齿数，查齿形系数：z=/cos=23/cos13°=24.663z=/cos=120/cos13°=129.721查表得:(5)选择齿宽系数：查《机械课程设计简明手册》表6-25装置状况两轴承相对小齿轮作不对称布置0.2-1.2所以取1由于工作时有轻微振动故K=1.4（中等冲击）(6)齿轮重合度计算：=[1.88-3.2(1/+1/z)]cos=1.67(7)按齿面接触疲劳强度设计：d==36.292k载荷系数k=1.4齿轮转矩齿数比[]许用接触应力弹性影响系数（查表6-27）S接触疲劳安全系数N应力循环次数查表(表10-15)（表10-17）(表10-14)（表10-16）u=5.217(8)齿轮的模数：取标准模数(9)中心距计算：圆整中心距a=148mm螺旋角由于中心距为147故重新选择螺旋角(10)中心距重选：中心距圆整到145mm螺旋角(11)主要的尺寸计算：故(12)校核齿根弯曲疲劳强度：查表（教材10-12）因为大齿轮值小，故只需要校核弯曲疲劳强度齿根弯曲疲劳强度满足。(13)齿轮的精度选择v<10m/s所以齿轮精度8级。高速轴上的大小齿轮传动设计(1)选用标准斜齿圆柱齿轮传动选小齿轮选择40Cr钢故取250选大齿轮选择45调制钢故取210选齿轮精度8级(2)齿数的选择故取105则齿轮与原要求仅差（4.038-4.027）/4.038=0.27%故合理(3)选择螺旋角：初选为(4)计算当量齿数：查（教材图10-1110-12）(5)选择齿宽系数：查教材10-2表10-4装置状况两支承相对小齿轮作不对称布置0.2-1.2载荷系数k=1.2弯曲疲劳强度系数接触疲劳强度安全系数(6)齿面重合度计算：故传动平稳连续传动(7)应力循环次数：查表10-15图10-17图10-16(8)齿轮强度设计和校核：闭式齿轮传动均为软齿面，主要的失效形式为齿面点蚀。所以应先按齿面的接触疲劳强度设计，然后再按弯曲疲劳强度校核。(9)齿轮的模数：(10)中心距的选择：圆整中心距a=168mm螺旋角中心距取整a=165(11)主要尺寸的计算：故(12)校核齿根的弯曲疲劳强度：因为大齿轮的值小故只需要校核弯曲疲劳强度，故满足要求(13)齿轮的精度选择：所以齿轮精度8级齿轮的主要参数参数高速级低速级齿数2312026105中心距145165法面模数22.5端面模数2.062.565螺旋角法面压力角端面压力角齿宽b55508580分度圆直径47.608248.39266.687269.313齿顶高22.5齿根高2.53.125齿全高4.55.625齿顶圆直径51.408251.34071.683274.296齿根圆直径42.608243.39260.437263.063轴的结构设计及计算概述轴是组成机器的主要零件之一，一切作回转运动的传动零件（如齿轮），都必须安装在轴上才能进行运动及动力传动。因此，轴的主要功能是支承回转零件及传递运动和动力。轴的选择及结构设计选取轴的材料为45号钢C=106到117，因为c值由轴的材料和受载情况确定系数。若轴的材料为45钢通常取106~117该处设计高速轴转矩较小值。C取较大值低速轴转矩大，c值应取小值中间轴取中间值，故高速轴c=115(1)高速轴的径向尺寸由轴的结构和强度要求选轴承处轴径25mm，初选轴承型号6207深沟球轴承，装齿轮处轴径为30mm。mm此高速轴需与联轴器相连，需一个键槽因外伸轴通过联轴器与电动机相接，则直径d必须与电动机和联轴器孔相匹配，因电机外伸轴直径D=28mm,则取d=25mm与轴承端盖配合为了配合固定轴上零件或承受轴向力初选深沟球轴承查表（为了正确装配）齿轮处的轴径但设计齿轮的与相比之下小于所以用齿轮轴(2)高速轴的轴向尺寸考虑联轴器的定位要求1~2轴段的长度通过半联轴器轮毂的长度确定选联轴器LT4L=62mm为保证联轴器的正确定位轴段2~3对轴段1~2轴向定位根据轴承端盖的装拆及添加润滑油要求取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离L=20mm故取初选轴承6206深沟球轴承因为受轴向和径向力作用，故选深沟球轴承选6206其尺寸轴段低速级小齿轮宽度B=75mm而两个轴环的宽度初选15mm安全距离3mm为小齿轮的齿宽为轴环的宽度=13mm但由于斜齿轮直径小于轴承座孔直径(3)中间轴的尺寸计算中间轴两个齿轮故需一个键槽初选轴承6028如图查表6208（圆整后）轴向设计为了能正确啮合的尺寸等于大齿轮告诉轴比轮毂的宽度小于1~2mm=33mm(齿轮宽度)需要挡油环1~2mm故取(4)低速级的轴设计：此低速轴有联轴器和低速级大齿轮故需一键槽因外伸端通过联轴器与工作相连接应圆整为38mm选联轴器（弹性柱销连轴系）HL3型(5)低速轴的径向设计：选择角接触球轴承7210（）为角接触球轴承的轴向定位=57mm(6)低速级的轴向尺寸设计：由于联轴器HL3型L=82mm轴颈的长度应小于联轴器1~2mm故=80mm轴颈=20mm中间轴的校核1)中间轴的各参数如下：=105.307N·m=179.56r/min2)中间轴上的各力：低速级小齿轮：=3158.247N=1197.295N=724.205N高速级大齿：Ft2=847.910NFr2=319.405N3）绘制轴的计算简图

AB:轴承中心到齿轮中心的距离58.5mmBC:小齿轮到大齿轮的中心距离69mmCD:大齿轮到轴承中心的距离为43mmV平面力系图（V平面）H平面力系图平面受力图弯矩图小平面受力图=330.527=387.755合成弯矩图扭矩图T=105.307当量弯矩图：扭矩按脉动循环轴承材料选45正火故取且所以T=105.307轴的材料45钢正火截面B由d=605截面c由d=402结论此轴强度安全轴的材料改用30crMnTi钢（）截面B考虑键槽影响将计算结果增加5%截面C考虑键槽影响将计算结果增加5%滚动轴承的选择及计算中间轴轴承的校核中间轴小齿轮中间轴大齿轮（高速轴）大齿受力情况：两轴承实际受轴向力和(6208X型)s=0==7240205-226.176=498.029所以：X=1Y=0X=0.56Y=1.99深沟球轴承：所以=12000h,故6208轴承能满足预期计算寿命要求高速轴轴承的校核轴承的工作时间为高速级小齿轮选用深沟球轴承6206轴承的基本额定动载荷基本额定静载荷所以径向载荷系数X=0.56用插值法求出轴向载荷系数Y(2)计算当量动载荷：铅垂面解方程得：水平面解方程得：则轴承所承受合力为：因为轴承运转中有轻载冲击则有由于故用来校核轴承寿命对于球轴承所以=12000h,故6206轴承能满足预期计算寿命要求低速轴轴承的校核(1)选用角接触球轴承7210AC基本额定动载荷40.8KN基本额定静载荷30.5KN用插值法X=0.56Y用插值法(2)受力分析铅垂面解方程：因为轴承在运转中有轻微冲击载荷则有由于故用来校核轴承寿命对于轴承故7210AC轴承能满足预期的寿命。轴承型号系列基本尺寸安装尺寸DdB6206623016566208804018737210AC90502083键联接的选择计算及齿轮结构计算概述键是标准件，通常用于联接轴和轴上的零件，起到周向固定的作用并传递转矩。有些类型的键还可以实现轴上零件的轴向固定或轴向移动。根据所设计的要求。此次设计采用平键联接。键的校核平键联接强度的计算先根据设计出轴的尺寸d从标准中查得键的剖面尺寸为：键宽b，键高h,在上面的公式中k为键与轮毂键槽的接触高度等于0.5h，L为键的工作长度：校核公式:K=0.5h，键的工作长度l=L-b=28，d为轴的直径该键满足强度要求.d=52;k=0.5h=0.510=5;L=63该键满足强度要求.根据设计出轴的尺寸d从标注中查的键的剖面尺寸为：键宽b键高h.该键满足强度要求.轴键键槽公称直径高d公称尺寸宽度b深度公称尺寸b极限偏差轴t毂一般键联接轴N9毂Js9〉38～44120-0.0435.03.3〉50～55160-0.0436.04.3联轴器连接键的尺寸联轴器类型db轴t毂LL74(高)高25843.344HL（低）低381053.3608齿轮的润滑与轴承的润滑（1）因为所以选择油润滑减速器的传动零件与轴承必须要有良好的润滑，减少摩擦降低磨损提高效率。因为速度>2m/s所以滚动轴承选用油润滑减速器中滚动轴承可采用润滑油或润滑脂进行润滑。若采用润滑油可直接用减速器油池内的润滑油进行润滑如采用润滑脂的牌号根据工作条件进行选择润滑方式（润滑油润滑）飞溅润滑减速器中当浸油齿轮的圆周速度v>2~3m/s时即可飞溅润滑飞溅的油一部分直接溅入轴承，一部分先溅到箱壁上，然后再顺着箱盖的内壁流入箱座的油沟中，沿油沟往轴承的缺口进入轴承输油沟的结构及尺寸当v更高时，可不设置油沟，直接靠飞溅的润滑油轴承。若飞溅润滑则需要设计特殊的导油沟，使箱壁上的油通过导油沟进入轴承，起到润滑作用。箱体及附件的结构设计和选择概述箱体是加速器中所有零件的基座，是支承和固定轴系部件、保证传动零件正确相对位置并承受作用在减速器上载荷的重要零件。箱体一般还兼作润滑油的油箱。其具体结构尺寸如下表。减速器铸造箱体的结构尺寸名称符号结构尺寸箱座壁厚δ10箱盖壁厚8凸缘的厚度b,15，12箱座,机盖的肋厚mm18,6.8轴承盖的外径112,120,130地脚螺钉数目n6通孔直径20沉头座直径40底座凸缘尺寸2624联接螺栓轴承旁联接螺栓直径14连接螺栓机盖与机座连接直径10凸缘厚度轴承端盖t12距离大齿机顶圆与内机壁△113距离齿轮端面与内机壁△210凸缘厚度底座上部h015凸缘厚度箱盖h112附件的选择为了保证减速器正常工作和具备完善的性能，如检查传动件的啮合情况、注油、排油、通气和便于安装、吊运等。减速器箱体上常设置某些必要的装置和零件，这些装置和零件及箱体上相应的局部结构统称为附件。现将附件作如下分述。油标：为指示减速器内油面的高度是否符合要求，以便保持箱内正常的油量，在减速器箱体上设置油面指示装置，其结构形式M12，,h=28,a=10b=6c=4D=20窥视孔窥视孔用于检查传动件的啮合情况和润滑情况等，并可由该孔向箱内注入润滑油，孔盖用螺钉封住。为防止污物进入箱内及润滑油渗漏，盖板底部垫有纸质封油垫片.油塞为了更换减速器箱体内的污油，应在箱体底部油池的最低处设置排油孔平时，排油孔用油塞堵住，并用封油圈以加强密封。定位销为了保证箱体轴承座孔的镗削和装配精度，并保证减速器每次装拆后轴承座的上下半孔始终保持加工时候的位置精度，箱盖与箱座需用两个圆锥销定位。定位削孔是在减速器箱盖与箱座用螺栓联接紧固后，镗削轴承座孔之前加工的。起盖螺钉减速器在安装时，为了加强密封效果，防止润滑油从箱体剖分面处渗漏，通常在剖分面上涂以水玻璃或密封胶，因而在拆卸时往往因粘接较紧而不易分开。为了便于开启箱盖，设置起盖螺钉，只要拧动此螺钉，就可顶起箱盖。轴承盖轴承盖用于固定轴承外圈及调整轴承间隙，承受轴向力。轴承盖有凸缘式和嵌入式两种。凸缘式端盖调整轴承间隙比较方便，封闭性能好，用螺钉固定在箱体上，用得较多。嵌入式端盖结构简单，不需用螺钉，依靠凸起部分嵌入轴承座相应的槽中，但调整轴承间隙比较麻烦，需打开箱盖。根据轴是否穿过端盖，轴承盖又分为透盖和闷盖两种。透盖中央有孔，轴的外伸端穿过此孔伸出箱体，穿过处需有密封装置。闷盖中央无孔，用在轴的非外伸端。通过对轴及轴承盖的设计得出数据，设计轴承盖：内径为35的轴承内径为40的轴承内径为50的轴承=8=9=8=9=8=9=68=76=86=92=100=110=112=120=130e=9e=9e=9D4=D-10=62D4=70D4=80m=26m=26m=229.8起吊装置起吊装置有吊环螺钉、吊耳、吊钩等，供搬运减速器之用。吊环螺钉（或吊耳）设在箱盖上，通常用于吊运箱盖，也用于吊运轻型减速器；吊钩铸在箱座两端的凸缘下面，用于吊运整台减速器。吊耳环参数（mm）（1.8～2.5）R=（1～1.2）de=（0.8～1）db=216161416设计小结三周的机械设计使我们认识到了作为一名工程技术人员需具备的素质，扎实的专业知识和较宽的知识面，我们设计者之间团队的重要性，三周的时间里的能够让我们学到很多很多的实际性的知识，怎样才能在这三周里更好的运用学的知识来完成设计任务呢？这无疑让我们有时间做一个理性的思考。把所学的知识在这次设计中和自己的想法结合起来并在自己的设计中形象而生动的表现出来，我认为此次课程设计是我们走向工作的前奏也算是对个人的一个实践性的训练。美丽而多彩的大学生活把我们带进了知识的殿堂，为了将来更好的服务社会，为了把我们已基本掌握的基础知识和专业课程更好的融会、贯通，而课程设计就是这道桥梁。随着高新技术时代的发展，机械设计越来越表现出其特有的结构化新颖的作用，通过此次机械设计，使我对机械零件设计步骤和设计思想，得到了充分掌握，真正地能把所学到的知识初步地运用到了实践之中，收益很大，同时，也发现了自己的多方面的不足之处。在这段时间里我们通过彼此之间的相互合作，交流学习，了解了许多新知识，尤其对机械原理和机械设计有了系统的掌握。但由于时间有限，学习心得不够深刻，还不能对所学的知识达到熟练的运用，这就需要我们在今后的工作中有待学习和提高。初次接触课程设计，有一种特别的感觉，和以前接触的是完全不