1 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目 二級圓柱斜齒輪減速器 工學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)及其制造 專業(yè) 班級 機(jī)械 083 班 學(xué)號 08550302 設(shè)計(jì)人 徐夢晨 指導(dǎo)老師 溫建明 日期 2010 年 12 月 29 日 2 目錄 設(shè)計(jì)任務(wù)書 3 電動機(jī)的選擇 3 計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 4 傳動件的設(shè)計(jì)計(jì)算 6 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 .動軸承的選擇及計(jì)算 .聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算 .軸器的選擇 .速器附件的選擇 .滑與密封 .計(jì)小結(jié) .考資料目錄 .3 一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的兩級圓柱斜齒輪減速器，用于傳送清洗零件，帶速 v=s，卷筒直徑 D=330輸帶所需扭矩為 370送機(jī)工作有輕震，單向運(yùn)轉(zhuǎn)。工作壽命 12 年（設(shè)每年工作 300 天），單班制工作。 二、選擇電動機(jī) 1）電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式 按工作要求和工作條件，選用一般用途的 Y（ 列三相異步電動機(jī)。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。 2）電動機(jī)容量 (1)卷筒的輸出功率 P v/1000w=2370301000/1000式運(yùn)輸機(jī) w=2)電動機(jī)輸出功率 d 傳動裝置的總效率 =1*2*2*3*3*3*5 式中 1 、 2 為從電動機(jī)至卷筒軸的各傳動機(jī)構(gòu)和軸承的效率。 由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表 12得：聯(lián)軸器 1 =動軸承 2 =柱齒輪傳動 3 =動軸承 4 =柱齒輪傳動 5 =動軸承 6 =軸器 7=筒 8= = 3)電動機(jī)額定功率 4 由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表 19取電動機(jī)額定功率 3）電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速 : 601000v/0100000=算電動機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍，由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表 2得兩級圓柱齒輪傳動比范圍 i=840，則電動機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為： i292r/選同步轉(zhuǎn)速分別為 1000r/ 1500r/兩種電動機(jī)進(jìn)行比較，如下表： 方案 電動機(jī)型號 額定功率（） 電動機(jī)轉(zhuǎn)速 (r/同步 滿載 1 500 1420 2 000 960 兩方案均可行 ,但方案 1 傳動比較小 ,傳動裝置結(jié)構(gòu)尺寸較小 ,因此采用方案 1,選定電動機(jī)的型號為 ）電動機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形 ,安裝尺寸 由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表 20 20得主要數(shù)據(jù)，并記錄備用。 三、計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 1）傳動 裝置總傳動比： i=nm/420/）分配各級傳動比： 高速級齒輪傳動比： 低速級齒輪傳動比： 3） 各軸轉(zhuǎn)速（軸號：電動機(jī)軸、輸入軸（ 軸）、中間軸 （ 軸 ）、輸出軸（ 5 軸 ）、卷筒轉(zhuǎn)軸）： 電動機(jī)軸與輸入軸之間的傳動比0i=1，輸出軸與卷筒轉(zhuǎn)軸之間的傳動比 13i； m 4 2 0 m 電 m 42 011 42 001m m 20112 m m w 1 0 051 0 01 0 帶速偏差，故符合要求。 4)各軸的輸入功率： 01為電動機(jī)軸與輸入軸之間的傳動效率， 12 為輸入軸與中間軸間的傳動效率，23為中間軸與輸出軸間的傳動效率，34為輸出軸與卷筒轉(zhuǎn)軸間的傳動效率。、 14.2dP kW 卷 = 5） 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩： 用公式550計(jì)算 20 509 5 50111 6 5 09 5 5 0222 5 09 5 5 0 運(yùn)動和動力參數(shù)表 項(xiàng)目 電動機(jī)軸 輸入軸 中間軸 輸出軸 卷筒轉(zhuǎn)軸 轉(zhuǎn)速 (r/1420 1420 率 (矩 (N*m) 30 動比 1 1 效率 1 、傳動件的設(shè)計(jì)計(jì)算 低速級傳動齒輪設(shè)計(jì)（齒輪 3、 4） 1、 選定齒輪精度等級、材料及齒數(shù) 1） 低速級傳動齒輪速度不高，故選用 7 級精度。 2） 材料選擇： 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表 10擇小齒輪材料為 45 鋼 (調(diào)質(zhì) )，硬度為 280齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240 者硬度差為40 3） 選小齒輪齒數(shù) 303 z，大齒輪齒數(shù) 整 1264 z 。則 初選螺旋角：初選螺旋角 14 2、按齒 面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即 3233 12 （ 1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 7 1） 試選載荷系數(shù) 6.1小齒輪的轉(zhuǎn)矩 3） 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖 10取區(qū)域系數(shù) Z 4） 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 圖 10得 ， ；則 5） 選齒寬系數(shù) 1d 6） 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表 10得材料的彈性影響系數(shù) 7） 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖 10齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 003，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 504 8） 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 3 60 78234 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖 103 K 。 10）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，得 M P i M P i 285522 43 （ 2）計(jì)算 1）試算小齒輪分度圓直徑 8 t 2） 計(jì)算圓周速度： t / 0 0 060 0 060 33 3） 計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) 4c o o mm 4)計(jì)算縱向重合度： 14t a a ） 計(jì)算載荷系數(shù) K: 已知載荷狀態(tài)為有輕震，故使用系數(shù)查由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表 10據(jù) v=s,7 級精度，由圖 10載荷系數(shù) 表 10圖 10表 10 K；故載荷系數(shù)： 6） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式（ 10： 333 7） 計(jì)算模數(shù)： n 4c o o 3、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)并校核 3 3223 c (1)確定計(jì)算參數(shù) 9 1） 計(jì)算載荷系數(shù)： 2） 根據(jù)縱向重合度 ，從由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖 10得螺旋角影響系數(shù) 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)： o s 30c o s 3333 zz v o o s 3344 zz v 4） 查取齒形系數(shù)： 查取應(yīng)力校正系數(shù)： 8 2 3 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖 10得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 003 ，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 804 ，由圖 10彎曲疲勞壽命系數(shù) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力：取彎曲疲勞安全系數(shù) S= 8） 計(jì)算大小齒輪的 Y 并加以比較 3 F Y 4 F Y 大齒輪的數(shù)值大。 （ 2） 設(shè)計(jì)計(jì)算： n 4c o 24 前后對比計(jì)算結(jié)果，取 2可滿足彎曲強(qiáng)度，但為了同事滿足解除 10 疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑3d=： 28,4c o o s 333 ；則： 4、 幾何尺寸計(jì)算 （ 1） 計(jì)算中心距： o 11828c o 3 ，圓整為 150 2） 按圓整后點(diǎn)的中心距修正螺旋角 11828a r c c o r c c o s 43 a n 由于 值改變不多，故參數(shù) 、等不必修正。 （ 3） 計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑 n o s 228c o n o s 2118c o （ 4） 計(jì)算齒輪寬度： 圓整后取 0,6543 （ 5） 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小齒輪 3 取 h=4取 843 3） 齒輪 3 齒寬 53 ，為使套筒與其右端可靠緊壓，此軸應(yīng)略短于齒寬長，故取 254 4） 軸承內(nèi)側(cè)與箱體距離為 812體與齒輪端面取 8 043 （ 2） 軸上的周向定位 圓柱齒輪 2、 3 的周向定位采用平鍵連接，根據(jù)5432 查機(jī)械設(shè)計(jì)表6，齒輪 2、 3：選平鍵截面 6,1 鍵槽用鍵槽銑刀加工，為了保持齒輪與軸配合有良好的對中性，故齒輪輪轂與軸的配合為67動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為 （ 3）軸上圓角和倒角： 452 5、 求軸上的載荷 21 載荷 水 平面 H 垂直面 V 支反力 F H V H V 彎矩 M 343.0 總彎矩 扭矩 T 20 6、按按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取 ，軸的計(jì)算應(yīng)力： 已選 定軸的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表 15得 116 0 , a ，故安全。 輸出軸的設(shè)計(jì) 1、求輸入軸上的功率 、轉(zhuǎn)速 和轉(zhuǎn)矩 3303 2、求作用在齒輪上的力 已知圓柱斜齒輪 1 的分度圓直徑 圓周力 t 3022 4 44 徑向力 1 7c o n 軸向力 a 2 1t a n 3、初步確定軸的最小直徑 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表 15 0 112A ，得 i n 。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩3，由表 14，由于轉(zhuǎn)矩變化很小， ，則， 查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表 17合以上選 彈性套柱銷聯(lián)軸器，許用轉(zhuǎn)矩為 聯(lián)軸器的孔徑 01 ，故取 021 ，半聯(lián)軸器長度L=82聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為 0 4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位， 1段左端需制出一軸肩，故取 2段直徑 732 ，軸承端蓋的總寬度為 20蓋外端面與半聯(lián)軸器左端面間的距離為 30取 032 ； 1的長度應(yīng)略短于 取 821 。 21 2）初步選擇滾動軸承。因軸承同時(shí)承受徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù) 732 ，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表 15初選 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度等級的單列圓錐滾子軸承 30208，其尺寸為0438743 ，這對軸承均用軸肩進(jìn)行軸向定位，故取 754 。 3）齒輪右端與右軸承之間采用套筒定位，已知齒輪的齒寬 04 ，此軸應(yīng)略短于它，故取 5,577676 ，齒輪左端采用軸肩定位，軸肩高度hd，故取 h=4軸環(huán)處的直徑 365 ，軸環(huán)寬度 b ，取065 4）箱壁內(nèi)側(cè)與軸承端面的距離取為 8由于采用脂潤滑，要留出封油盤的位置， 總長。 （ 2）軸上的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器的周向定位均采用平鍵連接，按76械設(shè)計(jì)表 60,914 ，鍵槽銑刀加工，為保證良好的對中性，齒輪與軸配合為67聯(lián)軸器與軸的連接，選平鍵 078 ，配合為67動軸承與軸的周向定位由過度配合來保證，此處軸的尺寸公差為 （ 3） 軸上圓角與倒角尺寸： 452 5、 求軸上的載荷 ， L ， a=荷 水平面 H 垂 直面 V 支反力 F V H V 22 6、按按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力 ，取 ，軸的計(jì)算應(yīng)力： 已選定軸的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表 15得 116 0 , a ，故安全。 六、 滾動軸承的選擇及計(jì)算 輸入軸滾動軸承計(jì)算 初步選擇滾動軸承，由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表 15初步選取 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承 30205，其尺寸為 ， ， r 則： 彎矩 M 1 51 2 總彎矩 H 251221 H 12222 扭矩 T 330 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 23 則： 522211 則： 則： 械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表 15： 軸承 1： 軸承 2： 22 則： 4 4 0 0 2 0 01 4 2 060106010 31066 故合格。 中間軸滾動軸承計(jì)算 初步選擇滾動軸承，由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表 15初步選取 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承 30205，其尺寸為 ， ， r 24 則： 則： 則： 7 則： 械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表 15： 軸承 1： 軸承 2： 22 則： 4 4 0 01 1 9 7 6 3 73 2 2 0 1066 故合格。 輸出軸滾動軸承計(jì)算 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F H V H V 25 初步選擇滾動軸承，由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表 15初步選取 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承 30208，其尺寸為 ， ， r 則： 則： 6622211 則： 則： 械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表 15： 軸承 1： 11 軸承 2： 322 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F V H V 26 則： 4 4 0 0 6 76 3 0 0 1066 故合格。 七、 鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算 輸入軸鍵計(jì)算 1、 校核聯(lián)軸器處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為 266 ，接觸長度 6 ， 則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為： p ，故單鍵即可。 中間軸鍵計(jì)算 1、 校核圓柱齒輪 2 處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為 278 ，接觸長度 4832 ，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為： p 381 0 0 ，故單鍵即可。 2、 校核圓柱齒輪 3 處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為 678 ，接觸長度 8856 ，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為： p ，故單鍵即可。 輸出軸鍵計(jì)算 1、 校核聯(lián)軸器處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為 078 ，接觸長度 2870 ，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為： p 27 3303 ，故單鍵即可。 2、 校核圓柱齒輪處 的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為 0914 ，接觸長度 61450 ，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為： p 3303 ，故單鍵即可。 八、 聯(lián)軸器的選擇 在軸的計(jì)算中已選定聯(lián)軸器型號。 輸入軸選 彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱 轉(zhuǎn)矩為 聯(lián)軸器的孔徑1 20d ，故取 12 20d ，半聯(lián)軸器長度 2 ，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為 38 輸出軸選選 彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 聯(lián)軸器的孔徑01 ，故取 021 ，半聯(lián) 軸器長度 L=82聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為 60 九、 減速器附件的選擇 由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)選定通氣帽 形油標(biāo) 六角油塞及封油墊 座吊耳，吊環(huán)螺釘 825啟蓋螺釘 箱體的主要尺寸： (1)箱座壁厚 故 取 (2)箱蓋壁厚 1 ， 故 取 (3)箱蓋凸緣厚度 =12 4)箱 座凸緣厚度 b=12 28 (5)箱座底凸緣厚度 =20 (6) 地 腳 螺 釘 直 徑 2= 50+12= 故 取 (7)地腳螺釘數(shù)目 n=4 (因?yàn)?a250) (8)軸承旁連接螺栓直徑 6= 12 故取 (9)蓋與座連接螺栓直徑 ) 6= 故取 (10)連接螺栓 間距 L=15011)軸承端蓋螺釘直 ) 6= 故取 (12)檢查孔蓋螺釘 ) 6= 故取 13)定位銷直徑 d=()0=8 14)外箱壁距離 4,22: 11 故取0,18 111 故?。簩?8,16 112 故取：對 (15)2凸緣邊緣距離： f 22,20 22 故?。簩?6,14 222 故?。簩?(16)凸臺高度：根據(jù)低速級軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn)。 (17)外箱壁至軸承座 端面的距離 : 685211 (18)大 齒輪頂圓與內(nèi)箱壁間的距離： 1 故取 10 (19)齒輪端面與內(nèi)箱壁間的距離： 故取 1020)箱蓋，箱座肋厚： ,1 (21)軸承端蓋外徑 32 D軸承外徑 29 對輸入軸： 285522 對中間軸： 285522 對輸出軸： 2085802 (22)軸承旁連接螺栓距離：盡可能靠 近，以 不干涉為準(zhǔn)，一般取 S 十、 潤滑與密封 齒輪采用浸油潤滑，由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表 16得選用 320 中負(fù)荷工業(yè)齒輪油（ 采用浸油潤滑，由于為 雙 級圓柱齒輪減速器，速度 12m/s ，當(dāng) m20 時(shí)，浸油深度 h 約為 1 個(gè)齒高，但不小于10以浸油高度約為 36 密封防止外界的灰塵、水分等侵入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┑穆┦А?選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實(shí)現(xiàn)密封。 所有連接面和密封處均不允許漏油，箱體部 分面允許涂密封膠或水玻璃，不允許使用任何墊片。 十一、 設(shè)計(jì)小結(jié) 這次關(guān)于帶式運(yùn)輸機(jī)上的兩級圓錐圓柱齒輪減速器的