東南大學(xué)機(jī)械j減速器設(shè)計(jì)說明書

1、 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書設(shè)計(jì)題目：二級圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)者： 學(xué)號：04*指導(dǎo)教師： 東南大學(xué)機(jī)械工程系前言 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是高等工業(yè)學(xué)校多數(shù)專業(yè)第一次全面的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練，是機(jī)械設(shè)計(jì)課的最后一個(gè)重要教育環(huán)節(jié)，其目的是： （1）培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)及相關(guān)課程知識解決機(jī)械工程問題的能力，并使所學(xué)知識得到鞏固和發(fā)展； （2）學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法和步驟； （3）進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練，如計(jì)算、繪圖（其中包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）和學(xué)習(xí)使用設(shè)計(jì)資料、手冊、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。 此外，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)還為專業(yè)課設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。 此書是我們組在完成此次課程設(shè)計(jì)之后對整個(gè)設(shè)計(jì)計(jì)算過程的整理總結(jié)，主

2、要包括整個(gè)設(shè)計(jì)的主要計(jì)算及簡要說明，對于必要的地方，還有相關(guān)簡圖說明。對于一些需要的地方，還包括一些技術(shù)說明，例如在裝配和拆卸過程中的注意事項(xiàng)；傳動(dòng)零件和滾動(dòng)抽成的潤滑方式及潤滑劑的選擇。使我們圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的理論依據(jù)。 當(dāng)然，由于我們是第一次進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)，還有很多考慮不到或不周的地方，有很多零件尺寸材料選擇的時(shí)候考慮不周全，希望老師在審閱時(shí)予以指正。目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)4二、選擇電動(dòng)機(jī) 5三、計(jì)算、分配傳動(dòng)比 5四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算 6五、各級傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 7 1選定齒輪材料、熱處理及精度 7 2高速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 7 3低速級直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算14六、軸的設(shè)計(jì)及其校核17七、軸承校核20

3、八、 鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算22九、 聯(lián)軸器的選擇23十、 箱體及減速器附件說明24十一、潤滑密封設(shè)計(jì)25十二、小結(jié)26參考文獻(xiàn) 27設(shè)計(jì)任務(wù)書帶式運(yùn)輸機(jī)雙級圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)圖例：1電動(dòng)機(jī) 2V帶傳動(dòng) 3雙級圓柱齒輪減速器4聯(lián)軸器 5卷筒 6運(yùn)輸帶設(shè)計(jì)要求：1設(shè)計(jì)用于帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)裝置2連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，空載起動(dòng)，運(yùn)輸帶允許誤差為5%3使用期限為10年，小批量生產(chǎn)，兩班制工作設(shè)計(jì)基本參數(shù)：數(shù)據(jù)組編號23輸送帶有效拉力/N2600運(yùn)輸帶工作速度 1.0滾筒直徑 300設(shè)計(jì)任務(wù): 1完成裝配圖1張（A0），零件圖（齒輪和低速軸）2張（A3）。 2編寫設(shè)計(jì)說明書。項(xiàng)目內(nèi)容設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)和過

4、程計(jì)算結(jié)果二、選擇電動(dòng)機(jī)1、選擇2、計(jì)算電動(dòng)機(jī)容量三、計(jì)算、分配傳動(dòng)比1、滾筒轉(zhuǎn)速2、總傳動(dòng)比3、分配傳動(dòng)比Y型三相異步電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)額定電壓380伏，閉式。查手冊取機(jī)械效率：V帶傳動(dòng)效率=0.96，滾動(dòng)軸承效率=0.99，閉式齒輪傳動(dòng)效率=0.97，聯(lián)軸器效率=0.99，傳動(dòng)滾筒效率：（其中，各機(jī)械效率值分別對應(yīng)依次為閉式齒輪傳動(dòng)6級精度，滾子軸承，齒輪聯(lián)軸器）傳動(dòng)裝置效率：滾動(dòng)軸工作轉(zhuǎn)速：工作機(jī)所需功率：Pw=電動(dòng)機(jī)所需功率：Pd=3.15KW滾筒轉(zhuǎn)速：總傳動(dòng)比：分配傳動(dòng)比： 取減速器的傳動(dòng)比：取兩級圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比：則低速級的傳動(dòng)比：查手冊取Y112M4型三相異步電動(dòng)機(jī)額定功率4k

5、w滿載時(shí)，轉(zhuǎn)速為1440r/min；效率為82.5%；功率因數(shù)為0.81四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算五、各級傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1、選定齒輪材料、熱處理及精度(1) 齒輪材料及熱處理(2) 齒輪精度2、高速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算1、初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的主要尺寸(1) 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩(2)確定齒數(shù)(3) 初選齒寬系數(shù)(4) 初選螺旋角(5) 載荷系數(shù)K(6) 齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)(7) 重合度系數(shù)(8) 螺旋角系數(shù) (9) 彎曲許用應(yīng)力(10) 計(jì)算模數(shù)(11) 初算主要尺寸(12) 驗(yàn)算載荷系數(shù)2、校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度(1) 確定載荷系數(shù)K(2) 確定各系數(shù)(3) 許用接觸應(yīng)力(4) 校核齒面接觸強(qiáng)度

6、3、 計(jì)算幾何尺寸3、低速級直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算1、初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的主要尺寸(1) 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩(2) 確定齒數(shù)(3) 初選齒寬系數(shù)(4) 載荷系數(shù)K(5) 齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)(6) 重合度系數(shù)(7) 彎曲許用應(yīng)力(8) 計(jì)算模數(shù)(9) 計(jì)算主要尺寸六、軸的設(shè)計(jì)1、軸的設(shè)計(jì)2、軸的設(shè)計(jì)3軸的設(shè)計(jì)(1)、選材(2)、軸的結(jié)構(gòu)(3)、軸結(jié)構(gòu)的工藝性(4)、按彎扭合成校核軸的強(qiáng)度七、滾動(dòng)軸承的校核八、鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算九、聯(lián)軸器的選擇0軸（電動(dòng)機(jī)軸）1軸（高速軸）：2軸（中間軸）：3軸（低速軸）：4軸（滾筒軸）：高速級大小齒輪均選用硬齒面漸開線斜齒輪低速級大小齒輪均選用硬齒面漸開線直齒

7、輪高速級大齒輪（整鍛結(jié)構(gòu)）材料為20CrMnTi，調(diào)質(zhì)，表面淬火，硬度為4855HRC；小齒輪材料為20CrMnT i，碳氮共滲，表面硬度為5763HRC，有效硬化層深0.50.9mm。低速級大齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為286299HB；小齒輪材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度為241286HB。根據(jù)圖9.55和圖9.58，齒面最終成形工藝為磨齒。按GB/T10095-1988，6級，齒面粗糙度，齒根噴丸強(qiáng)化，裝配后齒面接觸率為70%。傳動(dòng)比誤差 ，允許非對稱布置，=0.6（表19.13）初定螺旋角使用系數(shù) 表9.11查得=1.0動(dòng)載荷系數(shù) 估計(jì)齒輪圓周速度2m/s查得（圖9.44）=1.

8、03齒向載荷分布系數(shù) 預(yù)估齒寬b=40mm，由表9.13查得=1.17，初取b/h=6，再由圖9.46查得=1.13齒間載荷分配系數(shù)由表9.12查得=1.1載荷系數(shù)KK=當(dāng)量齒數(shù)由圖9.53查得：=2.7，=2.2由圖9.54查得：=1.57，=1.75端面重合度近似為則重合度系數(shù)為軸向重合度安全系數(shù)由表9.15查得（按1%失效概率考慮）小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由圖9.59查得壽命系數(shù)，實(shí)驗(yàn)齒輪應(yīng)力修正系數(shù)，由圖9.60預(yù)取尺寸系數(shù)許用彎曲應(yīng)力=比較與，取=0.006163初算中心距取 a=141mm修正螺旋角分度圓直徑齒寬 齒寬系數(shù)圓周速度由圖9.44查得按，由表9.13查得b/

9、h=由圖9.46查得，又和不變，則K=故需校核大小齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度安全。其中，=1.0，=1.03，=1.1，=1.17K=材料彈性系數(shù)，由表9.14查得=189.8節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，由圖9.48查得=2.45重合度系數(shù)，由圖9.49查得=0.775螺旋角系數(shù)試驗(yàn)齒輪的齒面接觸疲勞極限壽命系數(shù)，由圖9.56查得，工作硬化系數(shù)尺寸系數(shù)，由圖9.57查得安全系數(shù)，由表9.15查得則許用接觸應(yīng)力取其中，滿足齒面接觸強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)中心距螺旋角分度圓直徑，嚙合角齒頂高齒根高齒頂圓直徑齒根圓直徑傳動(dòng)比誤差，允許非對稱布置，由表9.16查得=0.3使用系數(shù) 表9.11查得=1.0動(dòng)載荷系數(shù) 估計(jì)齒輪圓周速度v=0

10、.5m/s由圖9.44查得=1.01齒向載荷分布系數(shù) 預(yù)估齒寬b=40mm，初取b/h=6，再由圖9.46查得=1.13齒間載荷分配系數(shù)，由表9.12查得=1.0載荷系數(shù)KK=由圖9.53查得：=2.75，=2.26由圖9.54查得：=1.56，=1.73重合度為則重合度系數(shù)為安全系數(shù)由表9.15查得（按1%失效概率考慮）小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由圖9.59查得壽命系數(shù)，實(shí)驗(yàn)齒輪應(yīng)力修正系數(shù)，由圖9.60預(yù)取尺寸系數(shù)許用彎曲應(yīng)力=比較與，取=0.0055859分度圓直徑 齒寬齒寬系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)中心距 嚙合角齒頂圓直徑齒根圓直徑選擇軸材料為45鋼、調(diào)質(zhì)處理，硬度為217255HBS。由表1

11、9.1查得對稱循環(huán)彎曲許用應(yīng)力。據(jù)式19.3取，由表19.3選參數(shù)A=110，得：因?yàn)檩S端開鍵槽，會削弱軸的強(qiáng)度，故取軸的直徑為19mm根據(jù)軸上的齒輪、軸承、軸承蓋、圓盤等零件的裝配方向、順序和相互關(guān)系，周上零件的布置方案如下：根據(jù)軸的受力，選取6206深溝球軸承，其尺寸為，與其配合軸段的軸徑為30mm，左端軸承采用階梯套筒軸向定位，由手冊確定軸肩的直徑為35mm，右端采用軸肩作軸向定位。按軸徑選用平鍵見面尺寸，鍵長為63mm(GB/T 1096-2003)取軸端倒角為，按規(guī)定確定各軸肩的圓角半徑，鍵槽位于同一軸線上，按彎扭合成校核軸的強(qiáng)度，合格。選擇軸材料為45鋼、調(diào)質(zhì)處理，硬度為21725

12、5HBS。由表19.1查得對稱循環(huán)彎曲許用應(yīng)力。據(jù)式19.3取，由表19.3選參數(shù)A=110，得：因?yàn)檩S端開鍵槽，會削弱軸的強(qiáng)度，故取軸的直徑為30mm根據(jù)軸上的齒輪、軸承、軸承蓋、圓盤等零件的裝配方向、順序和相互關(guān)系，周上零件的布置方案如下：根據(jù)軸的受力，選取6206深溝球子軸承，其尺寸為，與其配合軸段的軸徑為30mm，左端軸承采用軸肩作軸向定位，右端采用軸套作軸向定位，由手冊確定軸肩處的直徑為35mm，配合段長度13mm。此軸段左端為一直徑為40,寬為55mm的直齒輪軸。取斜齒輪安裝段直徑36mm，配合為H7/r6，配合段長應(yīng)比齒輪寬略短，取36mm，齒輪的右端采用軸套定位，軸套的高度用于

13、周向定位大斜齒輪采用的平鍵尺寸為，取軸端倒角為，按規(guī)定確定各軸肩的圓角半徑，鍵槽位于同一軸線上，按彎扭合成校核軸的強(qiáng)度，合格。許用應(yīng)力。據(jù)式19.3取，由表19.3選參數(shù)A=110，得：因?yàn)檩S端開鍵槽，會削弱軸的強(qiáng)度，故取軸的直徑為42mm根據(jù)軸上的齒輪、軸承、軸承蓋、圓盤等零件的裝配方向、順序和相互關(guān)系，周上零件的布置方案如下：根據(jù)軸的受力，選取6210深溝球軸承，其尺寸為，與其配合軸段的軸徑為50mm，右端軸承采用軸肩定位，由手冊確定軸肩處的直徑為55mm，配合段長度10mm，左端采用軸套作軸向定位。取齒輪安裝段直徑50mm，配合為H7/r6，配合段長應(yīng)比齒輪寬略短，取47mm。用于周向定

14、位大直齒輪采用的平鍵尺寸為，用于聯(lián)軸器的平鍵尺寸為，。取軸端倒角為，按規(guī)定確定各軸肩的圓角半徑。畫軸空間受力圖，將軸作用力分解為垂直面受力和水平面受力，取集中力作用于齒輪和軸承寬度的中點(diǎn)。軸上受力分析齒輪圓周力：齒輪徑向力：齒輪軸向力：計(jì)算作用于軸上的支反力其中，垂直面內(nèi)的支反力水平面內(nèi)的支反力計(jì)算軸的彎矩、并畫彎矩圖計(jì)算截面C處的彎矩分別畫出垂直面和水平面的彎矩圖(圖c、e)，求和成彎矩并畫其彎矩圖(圖f)畫扭矩圖(g)校核軸的強(qiáng)度其中，取，考慮到鍵槽影響，故安全。（彎矩圖、扭矩圖。1、 軸上的軸承根據(jù)工況，初選軸承6210。查機(jī)械課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，得 由表17.8得：（軸承所受載荷平穩(wěn)）(1

15、)、計(jì)算軸承所受軸向載荷（1）、計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷軸承由表17.7，用線性插值法可求得：由表17.7，用線性插值法可求得：由此可得：軸承由表17.7，用線性插值法可求得：由表17.7，用線性插值法可求得：由此可得：（3）、軸承壽命計(jì)算因，故按軸承計(jì)算軸承壽命：故所選軸承6210合格。I軸：按軸徑19選用平鍵截面尺寸為b×h=6mm×6mm，鍵長63mm.強(qiáng)度校核：滿足強(qiáng)度要求軸 按軸徑36選用B型平鍵截面尺寸為b×h= ，鍵長36mm.強(qiáng)度校核：滿足強(qiáng)度要求軸 按軸徑54選用B型平鍵截面尺寸為b×h= ，鍵長36mm.強(qiáng)度校核：滿足強(qiáng)度要求按軸徑42選用B型

16、平鍵截面尺寸為b×h= ，鍵長73mm.強(qiáng)度校核：滿足強(qiáng)度要求由表18.1得，聯(lián)軸器工作情況系數(shù)為k=1.3查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，軸1選擇LX4型聯(lián)軸器，Y型軸孔，其孔徑d1=19mm,與軸配合為H7/j6，聯(lián)軸器軸孔長38mm。按標(biāo)準(zhǔn)取取取按標(biāo)準(zhǔn)取m=3mm取十、箱體及減速器附件說明：箱殼是安裝軸系組件和所有附件的基座，它需具有足夠的強(qiáng)度、剛度和良好的工藝性。箱殼多數(shù)用HT150或HT200灰鑄鐵鑄造而成，易得道美觀的外表，還易于切削。為了保證箱殼有足夠的剛度，常在軸承凸臺上下做出剛性加固筋。當(dāng)軸承采用潤滑時(shí)，箱殼內(nèi)壁應(yīng)鑄出較大的倒角，箱殼接觸面上應(yīng)開出油槽，一邊把運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)飛濺在箱蓋內(nèi)表面

17、的油順列而充分的引進(jìn)軸承。當(dāng)軸承采用潤滑脂潤滑時(shí)，有時(shí)也在接合面上開出油槽，以防潤滑油從結(jié)合面流出箱外。 箱體底部應(yīng)鑄出凹入部分，以減少加工面并使支撐凸緣與地量好接觸。1. 機(jī)體有足夠的剛度在機(jī)體為加肋，外輪廓為長方形，增強(qiáng)了軸承座剛度2. 考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤滑，密封散熱。因其傳動(dòng)件速度小于12m/s，故采用侵油潤油，同時(shí)為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH為40mm為保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗糙度為3. 機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性.鑄件壁厚為10，圓角半徑為R=3。機(jī)體外型簡單，拔模方便.4. 對附件設(shè)計(jì) A 視孔蓋和窺視孔在機(jī)蓋頂部開

18、有窺視孔，能看到 傳動(dòng)零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進(jìn)行操作，窺視孔有蓋板，機(jī)體上開窺視孔與凸緣一塊，有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用M6緊固B 油螺塞：放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。C 油標(biāo)：油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。油尺安置的部位不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出.D 通氣孔：由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡

19、.E 蓋螺釘：啟蓋螺釘上的螺紋長度要大于機(jī)蓋聯(lián)結(jié)凸緣的厚度。釘桿端部要做成圓柱形，以免破壞螺紋.F 位銷：為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)結(jié)凸緣的長度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度.G 吊鉤：在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運(yùn)較重的物體.10. 潤滑密封設(shè)計(jì)對于二級圓柱齒輪減速器，因?yàn)閭鲃?dòng)裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，所以采用脂潤滑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號潤滑，裝至規(guī)定高度.油的深度為H+ H=30 =34所以H+=30+34=64其中油的粘度大，化學(xué)合成油，潤滑效果好。密封性來講為了保證機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗度應(yīng)為 密封的表面要經(jīng)過刮研。而且，凸緣聯(lián)接螺柱之間的距離不宜太大，國150mm。并勻均布置，保證部分面處的密封性。為了防止外界灰塵、水分等進(jìn)入軸承，為了防止軸承潤滑油的泄漏，在透蓋上需加密封裝置。在此，我們用的是氈圈式密封。因?yàn)闅秩κ矫芊膺m用于軸承潤滑脂潤滑，摩擦面速度不超過45m/s的場合。十、設(shè)計(jì)小結(jié) 這次關(guān)于帶式運(yùn)輸機(jī)上的二級展開式圓柱齒輪減速器的課程設(shè)計(jì)是我們真正理論聯(lián)系實(shí)際、深入了解設(shè)計(jì)概念和設(shè)計(jì)過程的實(shí)踐考