機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計——單級斜齒輪圓柱齒輪減速器學(xué)校：大連海洋大學(xué)專業(yè)：輪機工程學(xué)??*J>*J>*J>*J>*J>*J>*J>*J>*J>*J>號:**********姓名：張***指導(dǎo)師:設(shè)計題目：帶式輸送機單級齒輪減速器運動簡圖:工作條件：輸送機連續(xù)工作，單向傳動，載荷變化不大，空載啟動，使用期限10年，單班制工作，輸送帶允許誤差為5%。設(shè)計工作量：設(shè)計計算說明書1份（A4紙20頁以上，約6000-8000字）；主傳動系統(tǒng)減速器裝配圖（主要視圖）1張（A2圖紙）；零件圖（軸或齒輪軸、齒輪）2張（A3圖紙）。專業(yè)科：趙斌教研室：郭新民指導(dǎo)教師：張鋒開始日期20**年5月5日完成日期20**年6月30日

第二節(jié)、傳動方案的擬定及說明傳動方案如第一節(jié)設(shè)計任務(wù)書（a）圖所示，1為電動機，2為V帶，3為機箱，4為聯(lián)軸器，5為帶，6為卷筒。由《機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》表2—1可知，V帶傳動的傳動比為2~4,斜齒輪的傳動比為3~6,而且考慮到傳動功率為KW，屬于小功率，轉(zhuǎn)速較低，總傳動比小，所以選擇結(jié)構(gòu)簡單、制造方便的單級圓柱斜齒輪傳動方式。第三節(jié)、電動機的選擇單級圓柱斜齒輪傳動1.傳動系統(tǒng)參數(shù)計算⑴選擇電動機類型.選用三相異步電動機，它們的性能較好，價廉，易買到，同步轉(zhuǎn)有3000,1500,1000,750r/m四種，轉(zhuǎn)速低者尺寸大；為了估計動裝置的總傳動比范圍，以便選擇合適的傳動機構(gòu)和擬定傳動方案，可先由已知條件計算起驅(qū)動卷筒的轉(zhuǎn)速nw60x1000v60x1000x1.7.n———1/（Iar*/minn—120.3r/minn———［右U.。，/munwnD3.14x270w經(jīng)過分析，任務(wù)書上的傳動方案為結(jié)構(gòu)較為簡單、制造成本也比較低的方案。（2）選擇電動機1）卷筒軸的輸出功率PwFV1200x0.75…-cPw—2.125kwPw—————2.125晶100010002）電動機的輸出功率Pdp寸=k/n傳動裝置的總效率n=門帶?門2滾?門齒輪.門聯(lián).門滑=0.96X0.98’X0.98X0.99X0.96=0.86故Pd=P“/n=2.125/0.86=2.4KWPJ.4KW電動機的轉(zhuǎn)速為了便于選擇電動機的轉(zhuǎn)速，先推算電動機轉(zhuǎn)速的可選擇范圍。根據(jù)《機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》表II2-1查得V帶傳動的傳動比i】=2?4,單級圓柱斜齒輪傳動比P=3?6，則電動機可選范圍為1IIn』=nwXi】XP=721?2406r/min故選擇1500r/min轉(zhuǎn)速的電動機。根據(jù)《機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》表20-1選定電動機Y1001-2-41500r/min轉(zhuǎn)速電動機的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸的電動機。由《機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》表20-1、表20-2可查出Y1001-2-4型電動機的主要技術(shù)數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸滿載轉(zhuǎn)速1430r/min第四節(jié)、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算傳動裝置的總傳動比和傳動比分配總傳動比由選定的電動機滿載轉(zhuǎn)速和工作機主動軸轉(zhuǎn)速nw，可得傳動裝置總傳動比為ici=ms/nw=1430/120=11.91傳動裝置傳動比分配id=iiXL式中"，L分別為帶傳動和單級圓柱減速器的傳動比。為使V帶傳動外廓尺寸不致過大，初步取i:l=2.3，則單級圓柱減速器傳動比為仍=曲h=11.91/2.3=5.18。運動參數(shù)及動力參數(shù)的計算各軸轉(zhuǎn)速n0=n就=1430r/minn1=n0/i1=1430/2.3=622r/minn2=n0/(i】Xp)=120r/min各軸輸入功率P0=P^=2.4kWP1=P0X帶=2.4X0.96=2.31kWP2=P1Xn滾Xn齒=2.3X0.98X0.98=2.21kW各軸輸入轉(zhuǎn)矩0軸T0=9550P0/n0=9550X2.4/1430=16.03N-mI軸T1=9550P1/n「9550X2.31/622=35.47N-mII軸T2=9550P2/n2=9550X2.21/120=175.88N-m第五節(jié)、傳動零件的設(shè)計計算V帶傳動的設(shè)計⑴確定計算功率工作情況系數(shù)*月查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表11-9”且=1.0（單班制、每天工作8小時）Pc=KA?P=1.0X2.4=2.4KW⑵選擇帶型號根據(jù)此=2.4,-1430r/min,查圖初步選用普通A型帶.⑶選取帶輪基準(zhǔn)直徑媽"。查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表11-12d,輪基準(zhǔn)直徑壺為帶的滑動率，⑷驗算帶速v_血V旎_-60x1000-.選取小帶輪基準(zhǔn)直徑"』|=90mm，則大帶一'"—&）刁返=1430^622X90（1-0.02）=202.9mm式中；

d.通常取（1%?2%），查表后取改=200mmPc=2.4KW普通A型帶"山=90mmd.3=200mmnx90X143060X1000=6,74m/s在5?20m/s范圍內(nèi)，V帶充分發(fā)揮。V=6.74m/sV帶基準(zhǔn)長度Ld和中心距aa0=1.5(90+200)=435mm取a0=435，符合0.7(扁+〃)<%<2(編+虹)由式(13-2)帶長LW2a+：(d+d)+氣2烏「2=1332.3mm002d1d24a0Ld=1400mma=469mm按表13-2定相近的基準(zhǔn)長度Ld=1400mm，再由式(13-16)計算實際中心距aWa0+=435+(1400-1332)/2=469mm驗算包角a1，由式(13-1Ld=1400mma=469mmaw180?！猟d2—dd1x57.3。=165.5。>120。，合適1a求確定v帶根數(shù)z因"』I=90mm，nm=1430r/min，帶速v=6.74m/s，得實際傳動比i=二二dd2=228nd(1—e).8Po=1.07kw查表得單根v帶功率增量AP0=0.17KW，包角修正系數(shù)Ka=0.96，帶長修正系數(shù)Kl=0.96,則由公式得Z=c=1.53(P+AP)K豪l故選2根帶。確定帶的初拉力F0(單根帶)查表13-1得q=0.10kg/m，故可由式(13-17)得單根V帶的初拉力魄=500^(—&J=146.157N作用在軸上的壓力F=2ZFsin%=2X5X146.157Xsin164°/2=1447NQ02帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計查《機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》GB-10412-89得帶輪緣寬度B=80mm2、齒輪傳動的設(shè)計選擇材料與熱處理根據(jù)工作要求，采用齒面硬度＜=350HBS，查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表11-1得小齒輪選用40Cr,調(diào)質(zhì)，硬度為250HBS大齒輪選用ZG35SiMn,調(diào)質(zhì)，硬度為220HBS由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》圖11-7C得Email=680MPaE疝n2=510MPa,，由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表11-4得SH=1.1,所以[b皿1]==680/1.1MPa=618MPa[b莎刁==510/1.1MPa=539MPa由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》圖11-10C得BFliml=240Mpa，bFiiz=160Mpa。由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表11-4得SF=1.4，所以[夕Flim1]=240/1.4MPa=171MPa[b『血衛(wèi)]=160/1.4MPa=114.3MPa按齒面接觸強度計算設(shè)齒輪按8級精度制造。取載荷系數(shù)K=1.2(表11-3)，齒換系數(shù)中=0.4。a小齒輪上的扭距T1=9550P1/n1=9550X6.38/626=35.47N-m按式(11-5)計算中心距『305YKT*…/305丫1.2x9.77x10000a-("士岫^]據(jù)項對土岫疝Jgo=109mmH'a取a=110mm齒數(shù)取Z=36,Z=5.18X36=186.5,則取Z=186,實際傳動比=5.16mn=2a^cosB/(Z1+Z2)=2X190Xcos15°/(36+205)=1.25mm按表4-1,取mn=1.5，去定螺旋角BB=arccos[mn?(Z1+Z2)/2a]=17-9519°齒寬b=中a=0.4X190=76mm，取b2=76mm,b1=84mm驗算彎曲強度當(dāng)量齒數(shù)：Zv1=Z1/cos3B=41.8,Zv2=Z2/cos3B=238.1查圖11-9得YF1=2.44,YF2=2.13,所以^_1.6KT%cos0_1.6x1.2x9.733x104x2.44xcosp_704M〃f1_bzm276x36x1.52.<In]=171MpaOF2=OF1?YF2/YF1=61.5Mpa<:oF2]=114.3Mpa求圓周速度VV=nd1n1/(60X1000)=1.86m/S對照表11-2可知選8級精度是合宜的。齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)分度圓直徑d_d'=mn-^_56.76mm11cospd_d_—^_p_323.23mm齒頂圓直徑d_d+2hd_d+2h齒根圓直徑(d■f1df2中心距_58.26mm,_324.73mm_d1~h_d-匕2aa=190mm+c+c^m_54.885mm,

m_321.355mmn大齒輪齒寬b2=76mm小齒輪齒寬b1=84mm通過對減速器結(jié)構(gòu)的分析，可知小齒輪左旋，大齒輪右旋比較合適。

第六節(jié)、軸的設(shè)計計算1、初步確定軸的最小直徑1軸的材料選擇，45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表14-2查得C=110,P=6.38KW1n=626r/min初步確定11軸的最小直徑/3第六節(jié)、軸的設(shè)計計算1、初步確定軸的最小直徑1軸的材料選擇，45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表14-2查得C=110,P=6.38KW1n=626r/min初步確定11軸的最小直徑/3①d3C^~n=23.8mm由于軸端開鍵槽，會削弱軸的強度，故需增大軸徑5%~7%取dd.1=25mm2軸的材料也選45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表14-2查得C=110，P=6.13KW，2n=111r/min初步確定22軸的最小直徑dPd==Cx[-n^=4i.9mm,由于軸端開鍵槽，會削弱軸的強度，故需增大軸徑5%~7%，取d2.由齒輪的旋向分析2軸受力情況=45mmdim2(1)由以上計算分析可知道，大齒輪右旋，徑向力、圓周力、軸向力大小如下:F2T=1—2.12d口FjgaF=12r2cospcos17.9519。F=Ftgp=3260xtg17.9519。=1056N2必2"=3260323.23x10-3N3260X屹20。=1247N(2)2軸受力情況如(3-1)圖所示F2VF—F?LF?%2v1247x143/2-1056x323.23/2=-570n143M=F當(dāng)=1630x0.143/2=116.5N?m求合成彎距M=Jmy2+mh2=/129.92+116.52=174.5N?mM'=yM，v2+MH2=123.4N-m危險截面的當(dāng)量彎距由圖(3-4)可見，截面a-a最危險，其轉(zhuǎn)距T2=527.4NmMe當(dāng)量彎距Me=，、；M：+(aT)2如認為軸的扭切應(yīng)力是脈動循環(huán)變力，取折合系數(shù)a=0.6，代入上式M=\M2+(aT)2=\,'174.52+(0.6x527.4)2=361.4N?m校核直徑軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表14-1查得。b=650MPa，由表14-3查得、L60MPad>wM/（0.山1J=如361.4x103/（0.1x60）=39.2mm考慮到鍵槽對軸的削弱，將d值加大4%,故d=1.04X39.2=40.76啞故軸符合強度要求第七節(jié)、滾動軸承的選擇及計算1、軸承的安裝方案軸1和軸2的軸承均采用正裝（面對面），其原因在于正裝軸承（面對面）適合于傳動零件位于兩支承之間，軸承反裝（背靠背）適合于傳動零件處于外伸端，而且支承跨距不大，故采用兩端固定式。軸承類型選為角接觸球軸承。入下圖所示：0)山)正裝（面對面）反裝（背靠背）2、軸承的校核（1）軸承的預(yù)期壽命取為Lh=14400h，由前面的計算知道，F(xiàn)2=1247N，F(xiàn)2=1056N2軸的工作轉(zhuǎn)速n2=111r/min，初選軸承7211AC，查《機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》表15-6得到基本額定動載荷Cr=38.8KN，基本額定靜載荷Cor=31.8KN

F]=、；F1V2+F2f[8172+16302=2441N—F2=^FV2+F2=J（—570）2+16302=1726.8N由表16-13查得軸承的內(nèi)部軸向力為：II=0.68xF=0.68x2441=1660N1=0.68xF=0.68x1726.8=1174.2Nr2因為F2'+Fa2>F1'所以Fa1==F2'+Fa2=2230.2NFa1=F1'=1174.2N（2）計算軸承的當(dāng)量動載荷由表16=13查得e=0.68而F2230.2a1==0.91>er2441F1174.2=—=0.68=eF1726.8r2查表16-12得，X1=0.41,Y1=0.87,X2=1,Y2=0，所以P1=X1Fr1+Y1Fa1=0.41X2441+0.87X2230.2=2941.1NP2=X2Fr2+Y2Fa2=1726?8N(3)軸承壽命的校核因為軸的結(jié)構(gòu)要求兩端選擇同樣尺寸的軸承，進P1較大，故以它來校核軸承的壽命106Cr,,Lh=——（一）￡=h>14400h11第八節(jié)、鍵聯(lián)接選擇及校核1,本設(shè)計均采用：普通圓頭平鍵普通平鍵一一用于靜聯(lián)接一即軸與輪轂間無相對軸向移動，構(gòu)造：兩側(cè)面為工作面，靠鍵與槽的擠壓和鍵的剪切傳遞扭矩型式：大齒輪處選擇圓頭一A型（常用）一為防轉(zhuǎn)、鍵（指端銑刀加工）與槽同形、鍵頂上面與轂不接觸有間隙聯(lián)軸器與帶輪處均選擇C型鍵2,鍵聯(lián)接的設(shè)計及強度校核1）已知參數(shù)：1軸軸徑d—25mm,帶輪輪轂寬度為70mm扭矩T1=97.33Nm載荷有輕微沖擊2軸安裝大齒輪處軸徑d—60mm,齒輪輪轂寬度為76mm扭矩T=527.4Nm載荷有輕微沖擊安裝聯(lián)軸器處軸徑d—45mm,；聯(lián)軸器輪轂寬度為112mm扭矩T=527.4Nm載荷有輕微沖擊鍵材料為45鋼2）失效形式：壓潰（鍵、軸、轂中較弱者一一靜聯(lián)接）磨損（動聯(lián)接）鍵的剪斷（較少）4Trr校核擠壓強度條件為：。。=<[b]。PdhlPPp鍵p轂p軸[bp]——許用擠壓應(yīng)力Mpa，表5-1P113T-扭矩（Nmm）h--高度l—工作長度l=L-b(A型鍵L——-公稱長度）d-軸徑（mm）[b]=min"],[b],[b]}3）計算安裝帶輪處的鍵：b「4T4x97.33x103=34.5Mpa<[b]pdhl26x7x62安裝大齒輪處的鍵:安裝聯(lián)軸器處的鍵:\o"CurrentDocument"4T…一…\o"CurrentDocument"=61.5Mpa<[b]dhlp4T……\o"CurrentDocument"=68.1Mpa<[b]dhlp所以，三個鍵均符合要求。第九節(jié)、聯(lián)軸器的選擇與校核1、由于彈性聯(lián)軸器的諸多優(yōu)點，所以考慮選用它。初選HL4聯(lián)軸器45X112GB5014-85其主要參數(shù)如下：材料HT200公稱轉(zhuǎn)矩TT250N-m軸孔直徑d2=45mm,軸孔長L=112mm,許用轉(zhuǎn)速京］=5700r/min由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表17-1，可知道工作系數(shù)KA=1.5故計算轉(zhuǎn)距T=K?T=1.5x527.4=791.1N?m故聯(lián)軸器滿足要求第十節(jié)、減速器附件的選擇1、箱體及附件選擇箱體設(shè)計（mm）名稱符號參數(shù)設(shè)計原則箱體壁厚6100.04a+8>8箱蓋壁厚61100.856>8凸緣厚度箱座b151.56箱蓋b——1151.561底座b2252.56箱座肋厚m8.50.856箱蓋肋厚m8.50.8561地腳螺釘型號d——f18取M20單級齒輪減速器，0.036a+12數(shù)目n4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d—114.13取M160.75df箱座、箱蓋聯(lián)接螺栓直徑尺寸d211.3取M12(0.5-0.6)d觀察孔蓋螺釘C2d4(0.3-0.4)df凸臺高度h結(jié)構(gòu)而定凸臺半徑R=C箱體外壁至軸承蓋座端面的距離l_140C,+C2+(5~10)注釋：2：中心距之和，a—190mm2、附件為了保證減速器的正常工作，除了對齒輪、軸、軸承組合和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計給予足夠的重視外，還應(yīng)考慮到為減速器潤滑油池注油、排油、檢查油面高度、加工及拆裝檢修時箱蓋與箱座的精確定位、吊裝等輔助零件和部件的合理選擇和設(shè)計。名稱規(guī)格或參數(shù)作用窺視孔視孔蓋145X112為檢查傳動零件的嚙合情況，并向箱內(nèi)注入潤滑油，應(yīng)在箱體的適當(dāng)位置設(shè)置檢查孔。圖中檢查孔設(shè)在上箱蓋頂部能直接觀察到齒輪嚙合部位處。平時，檢查孔的蓋板用螺釘固定在箱蓋上。材料為鑄鐵通氣器通氣螺塞M12X1.25減速器工作時，箱體內(nèi)溫度升高，氣體膨脹，壓力增大，為使箱內(nèi)熱脹空氣能自由排出，以保持箱內(nèi)外壓力平衡，不致使?jié)櫥脱胤窒涿婊蜉S伸密封件等其他縫隙滲漏，通常在箱體頂部裝設(shè)通氣器。材料為Q235軸承蓋凸緣式軸承蓋六角螺栓(M8)固定軸系部件的軸向位置并承受軸向載荷，軸承座孔兩端用軸承蓋封閉。軸承蓋有凸緣式和嵌入式兩種。圖中采用的是凸緣式軸承蓋，利用六角螺栓固定在箱體上，外伸軸處的軸承蓋是通孔，其中裝有密封裝置。材料為HT150定位銷M6X35為保證每次拆裝箱蓋時，仍保持軸承座孔制造加工時的精度，應(yīng)在精加工軸承孔前，在箱蓋與箱座的聯(lián)接凸緣上配裝定位銷。中采用的兩個定位圓錐銷，安置在箱體縱向兩側(cè)聯(lián)接凸緣上，對稱箱體應(yīng)呈對稱布置，以免錯裝。材料為45號鋼油面指示器油標(biāo)尺M12檢查減速器內(nèi)油池油面的高度，經(jīng)常保持油池內(nèi)有適量的油，一般在箱體便于觀察、油面較穩(wěn)定的部位，裝設(shè)油面指示器，采用2型油塞M14X1.5換油時，排放污油和清洗劑，應(yīng)在箱座底部，油池的最低位置處開設(shè)放油孑L，平時用螺塞將放油孔堵住，油塞和箱體接合面間應(yīng)加防漏用的墊圈(耐油橡膠)。材料為Q235起蓋螺釘M8X30為加強密封效果，通常在裝配時于箱體剖分面上涂以水玻璃或密封膠，因而在拆卸時往往因膠結(jié)緊密難于開蓋。為此常在箱蓋聯(lián)接凸緣的適當(dāng)位置，加工出1個螺孔，旋入啟箱用的圓柱端或平端的啟箱螺釘。旋動啟箱螺釘便可將上箱蓋頂起。起吊裝置箱座吊耳+吊環(huán)螺釘M12經(jīng)過估算減速器重量約為1.05-2.1kN，為了便于搬運，在箱體設(shè)置起吊裝置，采用箱座吊耳+吊環(huán)螺釘M12，材料20鋼正火。第十一節(jié)、潤滑與密封一、潤滑1，本設(shè)計采用油潤滑原因：潤滑冷卻效果較好，f較小，但供油系統(tǒng)和密封裝置均較復(fù)雜，適于高速場合。潤滑方式：飛濺潤滑，由于轉(zhuǎn)速＜2m/s,不容易形成油霧，通過適當(dāng)?shù)挠蜏蟻戆延鸵敫鱾€軸承中。1)齒輪的潤滑采用浸油潤滑，由于低速級周向速度為，所以浸油高度約為50+10?20mm。取為60mm。(2)滾動軸承的潤滑由于軸承周向速度為，所以宜開設(shè)油溝、飛濺潤滑。

（3）潤滑油的選擇齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用L-AN15潤滑油。2,滾動軸承內(nèi)側(cè)的擋油盤由于輸入軸的齒輪直徑小，設(shè)計為齒輪軸，齒頂圓小于軸承的外徑，為防止嚙合時所擠出的熱油大量沖向軸承內(nèi)部，增加軸承阻力，設(shè)置擋油盤（沖壓件）二、密封選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實現(xiàn)密封。密封圈型號按所裝配軸的直徑確定為（F）B25-42-7-ACM，（F）B70-90-10-ACM。軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。在軸承蓋的軸孔內(nèi)設(shè)置密封件。本設(shè)計采用接觸式一一氈圈密封第十三節(jié)、參考資料目錄張建中主編.機械設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2007.吳宗澤、羅圣國主編.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊.3版.北京：高等教育出版社，2006.襲桂義主編.機械零件設(shè)計圖冊.人民教育出版社，2008.王昆等主編.《機械設(shè)計機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》高等教育出版社，2008.李穩(wěn)賢、符林芳主編.《機械制圖》陜西師范大學(xué)出版社.2009.3435303132r29.'364Jg伽DOH7?^55k6<f]OOII7^42r6?-?5圖19-4一級圓柱齒輪技術(shù)條件1.裝配前，全部零件用煤油清洗.箱體內(nèi)不許有雜物存在，在內(nèi)壁涂兩次不被機油浸蝕的涂料;2.用涂色法檢輪斑點。齒高按觸斑點不小「40%：齒長接觸斑點不小于50%：必要時可以研糜嚙合齒面，以便改善接觸情況：3.調(diào)格軸承時所留拙H間隙如F：。40為0.05-0J:05法008-0.15:.4.裝配時?剖分面不允許使用任何填料,可涂以密封油漆成水玻璃,試轉(zhuǎn)時.應(yīng)檢香