二级斜齿圆柱齿轮减速器课程设计说明书

机械设计基础课程设计目录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—带传动中间轴；4—高速轴；5—高速齿轮传动6—中间轴；7—低速齿轮传动；8—低速轴；9—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1—2张（从动轴、齿轮等）；设计说明书1份。指导教师：2009年月日机械设计基础课程设计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：①—均匀载荷;②—中等冲击载荷;③—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。此外，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。2确定传动方案①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。②为了保护电动机，其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系列一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为：其中：，，得2、电动机的输出功率为——电动机至滚筒轴的传动装置总效率。取V带传动效率，齿轮传动效率，效率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：因载荷平稳，电动机额定功率只需略大于即可，，查《机械设计实践与创新》表19-1选取电动机额定功率为。3.1.3电动机转速的选择滚筒轴工作转速：展开式减速器的传动比为：V带的传动比为：得总推荐传动比为：所以电动机实际转速的推荐值为：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构紧凑，选用同步转速1500r/min的电机。型号为Y132S-4，满载转速，功率5.5。3.2传动比的分配1、总传动比为2、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：；则减速器的传动比为：；考虑两级齿轮润滑问题，两级大齿轮应该有相近的浸油深度。则两级齿轮的高速级与低速级传动比的值取为1.4，取则：；；3.3计算传动装置的运动和动力参数3.3.1各轴的转速：1轴；2轴；3轴；滚筒轴3.3.2各轴的输入功率：1轴；2轴；3轴；卷筒轴3.3.3各轴的输入转矩：电机轴；1轴；2轴；3轴；滚筒轴3.3.4整理列表轴名功率转矩转速电机轴5.531.17144014.5189.7348024.29277.4147.6934.08612.0663.66滚筒轴4.08612.0663.665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、根据传动方案，该设计选用二级展开式斜齿圆柱齿轮传动。2、带式输送机为一般工作机器，参考《机械设计》表10-6，选用8级精度。3、材料选择。由《机械设计》表10-1，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（表面淬火），齿面硬度为55HRC,接触疲劳强度极限,弯曲疲劳强度极限。4、取，。查《机械设计》图10-20，取区域系数，由表10-5查的材料的弹性影响系数（锻钢-锻钢）。有===1200MPa===1140MPa===576MPa===560MPa4、螺旋角：8°<β<20°,初选β=15°5、齿数：初选小齿轮齿数：；大齿轮齿数：，取。故实际传动比，则：5%5.1.2齿面接触强度较合1、（1）取载荷（2）（3），，2、计算模数，查表取3、,取整b=27mm4、计算齿轮圆周速度5.1.3按轮齿弯曲强度设计计算因为所选材料硬大度于350HBS,所以为硬齿面。1、法向模数2、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4、小齿轮上的转矩5、齿形系数查《机械设计基础》图11-8得：，查《机械设计基础》图11-9得：，因为和比较所以对小齿轮进行弯曲强度计算。6、法向模数取7、中心距圆整为126mm。8、确定螺旋角：9、确定齿轮的分度圆直径：10、齿轮宽度：圆整为36mm圆整后取；。11、重合度确定，查表得所以=12、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1265.1.4验算齿面接触强度可知是安全的较合安全。5.1.5验算齿面弯曲强度较合安全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，弯曲疲劳强度极限；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,弯曲疲劳强度极限。查《机械设计基础》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===560MPa2、螺旋角：8°<β<20°,初选β=15°3、齿数：初选小齿轮齿数：；大齿轮齿数：，取。故实际传动比：A，则5%5.2.2按尺面接触强度较合1、（1）、取载荷（2）、（3）、，，2、计算模数，3、计算齿轮圆周速度5.2.3按轮齿弯曲强度设计计算因为所选材料硬大度于350HBS,所以为硬齿面。1、法向模数2、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4、小齿轮上的转矩5、齿形系数查《机械设计基础》图11-8得：，查《机械设计基础》图11-9得：，因为和比较所以对小齿轮进行弯曲强度计算。6、法向模数取7、中心距圆整为120mm。8、确定螺旋角：9、确定齿轮的分度圆直径：10、齿轮宽度：圆整为45mm圆整后取；。11、重合度确定，查表得所以=12、齿轮尺寸表格：

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11重合度5.2.4验算齿面接触强度可知是安全的较合安全5.2.5验算齿面弯曲强度查《机械设计基础》图11-8得：，查《机械设计基础》图11-9得：，6轴的设计（中速轴）6.1求作用在齿轮上的力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，则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：6.2选取材料可选轴的材料为45钢，调质处理。查表6.2.1轴最小直径的确定根据表，取得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。6.2.2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/T297—1994：6.3键的选择（1）采用圆头普通平键A型（GB/T1096—1979）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6.4求两轴所受的垂直支反力和水平支反力6.4.1受力图分析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。总受力图：铅垂方向受力图:水平方向受力图:6.4.2垂直支反力求解对左端点O点取矩依铅垂方向受力图可知6.4.3水平支反力求解同理6.4.2解得6.5剪力图和弯矩图6.5.1垂直方向剪力图6.5.2垂直方向弯矩图段弯矩：段弯矩：段弯矩：可作弯矩图：6.5.3水平方向剪力图6.5.4水平方向弯矩图段弯矩：段弯矩：段弯矩：6.6扭矩图在段上：在段上：在段上6.7剪力、弯矩总表：载荷水平面垂直面支持力；=1766.73N弯矩总弯矩扭矩在段上：在段上：在段上:6.8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，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，，故安全7减速器附件的选择及简要说明7.1.检查孔与检查孔盖二级减速器总的中心距，则检查孔宽,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Q235．7.2.通气器可选为．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，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．7.5吊环螺钉的选择可选单螺钉起吊，其螺纹规格为．7.6定位销为保证箱体轴承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．7.7启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，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（GB443－1989），最低－最高油面距(大齿轮)10～20mm，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1/3～1/2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.轴承孔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，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11参考文献[1]徐灏主编.机械设计手册.第2版.北京：机械工业出版社，2001[2]杨可珍,程光蕴,李仲生主编.机械设计基础第五版.高等教育出版社（第五版）,2005[3]刘鸿文主编.材料力学.第3版.北京：机械工业出版社,1992[4]机械设计手册编委会主编.机械设计手册.新版.北京：机械工业出版社，2004[5]殷玉枫主编.机械设计课程设计.机械工业出版社[6]濮良贵，纪名刚主编.机械设计.第八版.北京.高等教育出版社.2006.5[5]陆玉,何在洲,佟延伟主编.机械设计课程设计.第3版.北京：机械工业出版社，2000[7]孙桓，陈作模主编.机械原理.第6版.北京：高等教育出版社，2001[8]林景凡，王世刚，李世恒主编.互换性与质量控制基础.北京：中国科学技术出版社，1999基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现单片机监测系统在挤压机上的应用MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用单片机在高楼恒压供水系统中的应用基于ATmega16单片机的流量控制器的开发基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发锅炉的单片机控制系统基于单片机控制的电磁振动