斜齒圓柱齒輪單級(jí)減速器設(shè)計(jì)說明

1、斜齒圓柱齒輪單級(jí)減速器目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書3二、傳動(dòng)方案說明4三、電動(dòng)機(jī)選擇4四、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算5五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算6 六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算11七、滾動(dòng)軸承的選擇與壽命校核計(jì)算18八、鍵連接的選擇與校核計(jì)算21九、聯(lián)軸器的選擇22十、減速器箱體與附件23十一、潤(rùn)滑與密封選擇24十二、設(shè)計(jì)小結(jié)24十三、參考文獻(xiàn)24一、機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：斜齒圓柱齒輪單級(jí)減速器設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)裝置，雙班制工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，有輕微振動(dòng)。設(shè)計(jì)容：（1） 減速器裝配圖一；（2） 從動(dòng)齒輪、從動(dòng)軸零件圖各一；（3） 設(shè)計(jì)說明書一份。已知運(yùn)輸帶輸送拉力F=2kN，帶速V=1.2m/s，傳動(dòng)滾筒直徑D=

2、500mm，預(yù)定使用壽命10年。圖1 帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖1. 帶傳動(dòng)；2.電動(dòng)機(jī)；3.減速器；4.聯(lián)軸器；5.卷筒；6.傳送帶設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 與 說 明結(jié) 果二、傳動(dòng)方案的分析經(jīng)過分析，確定了傳送帶的轉(zhuǎn)向，并確定了斜齒圓柱齒輪的旋向，如圖一所示。三、電動(dòng)機(jī)選擇1.電動(dòng)機(jī)類型選擇根據(jù)電源與工作機(jī)工作條件，選用臥式封閉型Y（IP444）系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)。2.電動(dòng)機(jī)功率的選擇1）工作機(jī)所需功率由本書P7式（2-2） 2）電動(dòng)機(jī)的輸出功率Pd 由表2-4查得：V帶傳動(dòng) 滾動(dòng)軸承3對(duì)（減速箱2+卷筒1對(duì)）圓柱齒輪 彈性聯(lián)軸器 總效率：則查表20-1， 選用額定功率的電動(dòng)機(jī)。3.電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選

3、擇查表2-1得V帶傳動(dòng)比圍i1=2-4，單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比圍i2=3-6，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選圍為：考慮傳動(dòng)比不宜過大，電動(dòng)機(jī)質(zhì)量不宜過大，選用同步轉(zhuǎn)速為750r/min的電動(dòng)機(jī)。4.電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定由表20-1確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M-8。額定功率：滿載轉(zhuǎn)速：nm=710 r/min電動(dòng)機(jī)質(zhì)量：79 kg四、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1、總傳動(dòng)比：2、分配各級(jí)傳動(dòng)比：因i= i1 * i2，根據(jù)有關(guān)資料，V帶傳動(dòng)取i=2-4合理，這里取i1 =3，i2=15.49/3 = 5.16。3.運(yùn)動(dòng)參數(shù)與動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 1)、各軸轉(zhuǎn)速（r/min） 0軸 n0=nm=710 r/min軸 nI= n0

4、/ i1 = 236.67 r/min 軸 n= nI/ i2= nw = 45.84 r/min2)、計(jì)算各軸的輸入功率（kW） 電動(dòng)機(jī)的輸出功率PO=2.73kW 軸軸3)、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)矩（N·mm） 0軸軸 軸將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理后列于下表：表1 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)表參數(shù)0軸軸軸轉(zhuǎn)速n/rmin-1710 236.6745.84功率P/kW2.732.592.49轉(zhuǎn)矩T/Nm36.72104.51518.75五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1、設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)1)確定計(jì)算功率工作情況系數(shù)查文獻(xiàn)2表13-8知：=1.2。2)選擇帶型號(hào)根據(jù)Pc =3.28kW，n0710r/min，查文獻(xiàn)2圖

5、13-15，初步選用普通A型帶。3)選取帶輪基準(zhǔn)直徑查文獻(xiàn)2表13-9選取小帶輪基準(zhǔn)直徑=160mm，則大帶輪基準(zhǔn)直徑=3*(1-0.02)=470.4mm。式中，為帶的滑動(dòng)率，通常取（1%2%），查表后取。大帶輪轉(zhuǎn)速r/min4)驗(yàn)算帶速v在525m/s圍，V帶充分發(fā)揮。5)V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度和中心距初選中心距=1.5(d0+dI)=952.5mm由文獻(xiàn)2中式（13-2）帶長(zhǎng)由文獻(xiàn)2中表13-2定相近的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=3150mm，再由式（13-16）計(jì)算實(shí)際中心距6）驗(yàn)算包角，由式（13-1）得，合適7)確定V帶根數(shù)z由式（13-15）得n0 = 710 r/min，查表13-3得P0=1.69k

6、W查表13-5，P0=0.09kW，查表13-7包角系數(shù)=0.96，查表13-2帶長(zhǎng)度系數(shù)=1.13，查表由公式得故選2根V帶。8)求作用在帶輪軸上的壓力FQ查表13-1得q=0.1kg/m，故可由式（13-17）得單根V帶的初拉力軸上載荷：9)帶輪的結(jié)構(gòu)與其尺寸由文獻(xiàn)1表9-1 大帶輪的結(jié)構(gòu)形式為橢圓輪輻式（E），輪槽槽型A型根據(jù)輪槽數(shù)2，帶輪基準(zhǔn)直徑475mm，查得輪轂長(zhǎng)度l=60mm，在系列選得孔徑32mm，查得輪緣寬度35mm，F(xiàn)Q作用點(diǎn)距離軸肩17.5mm。2、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 1)選擇齒輪材料與精度等級(jí) 根據(jù)工作要求，考慮減速器傳遞功率不大，所以齒輪采用軟齒面。小齒輪：45鋼，表

7、面淬火，齒面硬度40-50HRC，；大齒輪：45鋼，表面淬火，齒面硬度40-50HRC，。（文獻(xiàn)2表11-1）查文獻(xiàn)2表11-5，得=1，=1.25。查文獻(xiàn)2表11-5，得=2.5，=189.8。故：由于硬度小于350HBS，屬軟齒面，所以按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度。2）按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算設(shè)齒輪按8級(jí)精度制造。查文獻(xiàn)1表12.10，12.13，取載荷系數(shù)K=1.2（表11-3），齒寬系數(shù)=0.8（表11-6）。初選螺旋角=15°齒數(shù)z1=25，則z2=25 * i2 = 25 * 5.16=129實(shí)際傳動(dòng)比齒形系數(shù)，查圖11-8得YFa1=2.65，YFa2=2.22。查圖11-

8、9得YSa1=1.61，YSa2=1.83。應(yīng)對(duì)小齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算法向模數(shù)：由表4-1取mn=2mm。中心距取確定螺旋角齒輪分度圓直徑齒寬取，3)驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度安全。 4)齒輪圓周速度對(duì)照表11-2，選9級(jí)精度即可。5)大齒輪尺寸設(shè)計(jì) 根據(jù)文獻(xiàn)1P66 表9-2，采用腹板式齒輪，批量較小，故用自由鍛（圖在文獻(xiàn)1P66）。取孔徑d=62mm，d1=1.6d=99.2mm，圓整為100l=1.21.5d=74.493mmb，取l=76mm，取暫取10mm，圓整為244mm。故，在810mm圍合適。，D0=0.5（D1+d1）=0.5*(244+100)=172mmC=0.3b=12.6mm，

9、圓整為13mm。r=5，n=0.5mn=1，鍵選用：鍵18x56 GB1096-79歸納如下表所示：法向模數(shù)mn2齒數(shù)z2129齒形角20°螺旋角15°4426”螺旋方向右旋精度等級(jí)9HK（GB10095-88）齒輪中心距與其極限偏差a±fa160±0.050配對(duì)齒輪齒數(shù)25分度圓直徑268.052齒頂圓直徑da272.052齒根圓直徑df263.052輪緣厚度9.526輪緣徑D1244輪轂外徑d1100腹板孔中心線直徑D172腹板孔直徑d036輪齒倒角n1腹板圓角r5腹板厚度c13六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1.軸系部件尺寸設(shè)計(jì)為方便軸的設(shè)計(jì)，先設(shè)計(jì)軸承蓋、聯(lián)軸器

10、的尺寸，再據(jù)此設(shè)計(jì)軸的尺寸。1)軸承蓋（根據(jù)文獻(xiàn)1P77表9-9） I軸： I軸選用30208圓錐滾子軸承，外徑D=80mm，螺釘直徑d3=8mm，螺釘數(shù)：4,d0=d3+1=9mm,D0=D+2.5d3=100mm,D2= D0+2.5d3=120mm,e=1.2d3=9.6mm,e1e,取e1=16mm,m取37mm，D4=D-12mm=68mm,D5=D0-3d3=76mm,D6=D-4mm=76mm.兩軸承蓋尺寸一樣，但有一軸承蓋為透蓋，由文獻(xiàn)1P158表16-9： d0=38mm， D1=51mm, d1=39mm， b1=4mm， b2=5.5mm。II軸： II軸選用7212角接

11、觸球軸承，外徑D=110mm，螺釘直徑d3=10mm，螺釘數(shù)：6,d0=d3+1=11mm,D0=D+2.5d3=135mm,D2= D0+2.5d3=160mm,e=1.2d3=12mm,e1e,取e1=18mm,m取35mm，可令箱體軸承孔凸臺(tái)端面平齊。D4=D-12mm=96mm,D5=D0-3d3=105mm,D6=D-4mm=108mm.兩軸承蓋尺寸一樣，但有一軸承蓋為透蓋，由文獻(xiàn)1P158表16-9： d0=55mm， D1=72mm, d1=56mm， b1=5mm， b2=7.1mm。2.軸的尺寸設(shè)計(jì)選用脂潤(rùn)滑，軸承端面與箱體壁距離為12mmI軸：（齒輪軸）材料：45號(hào)鋼，輪齒

12、部分表面淬火。由文獻(xiàn)2P245表14-2取C=110，估算最小直徑，由文獻(xiàn)1P148表15-6，初選一對(duì)30208圓錐滾子軸承，d=40mm，D=80mm，B=18mm，T=19.75mm，擋油盤x2：擋油盤到輪齒端面：23mm，d=46mm，由比齒根圓略小取得。齒寬：50mm齒端面到另一擋油盤：23mm（根據(jù)對(duì)稱性設(shè)計(jì)）與軸承配合段：18mm，與軸承蓋配合段長(zhǎng)度：d”=38mm（根據(jù)文獻(xiàn)1P158表16-9選得），長(zhǎng)度67mm（超出軸承蓋20mm左右）帶輪輪轂長(zhǎng)度為60mm，考慮用軸端擋圈，要比輪轂長(zhǎng)度短1mm總長(zhǎng)度l=18+14+23+50+23+14+18+67+59=286mm，如下圖

13、所示：II軸：（齒輪軸）材料：45號(hào)鋼。由文獻(xiàn)2P245表14-2取C=110，估算最小直徑，由文獻(xiàn)1P148表15-6，初選一對(duì)7212AC角接觸球軸承，d=60mm，D=110mm，B=22mm 擋油盤：定位軸肩左端長(zhǎng)度：22（軸承）+14（擋油盤）=36mm定位軸肩：直徑72mm，長(zhǎng)10mm（根據(jù)軸承圈查表后設(shè)計(jì)）與齒輪孔配合部分長(zhǎng)度：76（輪轂）-2=74mm，d=62mm，與擋油盤、軸承配合段長(zhǎng)度：22+24+2=48mm，d=60mm，與軸承蓋配合段長(zhǎng)度：d”=55mm（根據(jù)文獻(xiàn)1P158表16-9選得），長(zhǎng)度67mm（超出軸承蓋20mm）與聯(lián)軸器配合段長(zhǎng)度l=112mm（根據(jù)文獻(xiàn)

14、1P160表17-1）總長(zhǎng)度l=22+14+10+74+48+67+112=347mm，如下圖所示：3.軸的強(qiáng)度校核I軸：，圓周力：徑向力：軸向力： 軸承30208，查文獻(xiàn)1P149表15-7并根據(jù)軸各段長(zhǎng)度算得受力位置尺寸1)垂直面支承反力2)水平面支承反力3)在支點(diǎn)產(chǎn)生反力4)垂直彎矩5)水平彎矩 6)產(chǎn)生的彎矩各彎矩圖如下：在a處為危險(xiǎn)截面考慮最壞情況8)該軸的轉(zhuǎn)矩9)求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩根據(jù)文獻(xiàn)2P246，該機(jī)器單項(xiàng)運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)不變的轉(zhuǎn)矩，取10)計(jì)算危險(xiǎn)截面處的直徑軸的材料選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表14-1查得，由表14-3查得，所以安全。軸：，圓周力：徑向力：軸向力： 軸承7012A

15、C，查文獻(xiàn)1P148表15-6并根據(jù)軸各段長(zhǎng)度算得受力位置尺寸1)垂直面支承反力2)水平面支承反力3)F在支點(diǎn)產(chǎn)生反力4)垂直彎矩5)水平彎矩 6)產(chǎn)生的彎矩各彎矩圖如下：在a處為危險(xiǎn)截面考慮最壞情況8)該軸的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩圖：（比例為上面彎矩的1/4）9)求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩根據(jù)文獻(xiàn)2P246，該機(jī)器單項(xiàng)運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)不變的轉(zhuǎn)矩，取10)計(jì)算危險(xiǎn)截面處的直徑軸的材料選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表14-1查得，由表14-3查得，所以安全。七、滾動(dòng)軸承的選擇與壽命校核計(jì)算I軸：轉(zhuǎn)速選用圓錐滾子軸承30208查表16-11得：e=1.5tan=0.375考慮最壞情況：查表16-12得軸承部軸向力：因?yàn)?，所?為

16、壓緊端，1為放松端。計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷：查表16-11可得X1=1，Y1=0，X2=0.4，Y2=0.4cot=1.6，當(dāng)量動(dòng)載荷：因?yàn)?，所?。根據(jù)文獻(xiàn)2P323附表3查得當(dāng)量動(dòng)載荷Cr=63.0kN。結(jié)構(gòu)要求輕微振動(dòng)，查表16-9得fp=1.2，ft=1題目要求使用十年，即：，所以滿足要求。軸：選用角接觸球軸承7212AC轉(zhuǎn)速查表16-11得：e=0.68考慮最壞情況：查表16-12得軸承部軸向力：因?yàn)?，所?為壓緊端，1為放松端。計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷：查表16-11可得X1=1，Y1=0，X2=0.41，Y2=0.87，當(dāng)量動(dòng)載荷：因?yàn)?，所?。根據(jù)文獻(xiàn)2P322附表2查得當(dāng)量動(dòng)載荷Cr=58.2

17、kN。結(jié)構(gòu)要求輕微振動(dòng)，查表16-9得fp=1.2，ft=1題目要求使用十年，即：，所以滿足要求。八、鍵連接的選擇與校核計(jì)算根據(jù)文獻(xiàn)2P158式（10-26）,表10-10校核T為轉(zhuǎn)矩，d為軸徑，h為鍵高度，l為鍵工作長(zhǎng)度。1)大齒輪傳動(dòng)：鍵18x56T=518.75 Nm，d=62mm,h=11mm,l=56mm2)帶輪鍵10x50T=104.51Nmd=32mm , h=8mm, l=50mm3)聯(lián)軸器鍵14x100T=518.75Nmd=48mm , h=9mm, l=100mm所以鍵全部滿足要求。九、聯(lián)軸器的選擇本減速器屬于低速重載減速器，齒輪傳動(dòng)大。根據(jù)文獻(xiàn)1P161表17-2選用彈

18、性柱銷聯(lián)軸器，該聯(lián)軸器用于載荷較平穩(wěn)，對(duì)緩沖要求不高的中低速軸系傳動(dòng)。根據(jù)文獻(xiàn)2式（17-1）得： 由表17-1得： 工作情況系數(shù) 1.5選用型號(hào)為HL4聯(lián)軸器48x112GB5014-85主要參數(shù)為：公稱轉(zhuǎn)矩Tn1250N·m軸孔長(zhǎng)度L=112 mm孔徑d1 =48 mm轉(zhuǎn)速滿足要求十、減速器箱體與附件參考依據(jù)：文獻(xiàn)1P17表3-11.箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸表（單位：mm）名稱符號(hào)尺寸箱座壁厚8箱蓋壁厚8箱座凸緣厚度1.5*=12箱蓋凸緣厚度1.5*=12箱座底凸緣厚度2.5*=20地腳螺釘直徑0.036*a+12=17.78圓整為20地腳螺釘數(shù)目4軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑0.75*=0.75

19、*20=15圓整16蓋與座聯(lián)結(jié)螺栓直徑（0.5-0.6）=0.6*20=12聯(lián)接螺栓d2的間距l(xiāng)184軸承蓋螺釘直徑8、10視孔蓋螺釘直徑（0.3-0.4）=（0.3-0.4）*20=6-8取8螺釘距箱外壁距離C126螺釘距凸緣邊緣距離C2 24外箱壁至軸承端面距離C1+C2+(5-10)取60大齒輪頂圓與箱壁距離>1.2=1.2*8=10齒輪端面與箱壁距離>=8箱蓋，箱座肋厚2.減速箱附件設(shè)計(jì)根據(jù)文獻(xiàn)1P33容設(shè)計(jì)。十一、潤(rùn)滑與密封選擇1.潤(rùn)滑選擇：1)齒輪： 齒輪節(jié)圓速度0.64m/s，根據(jù)文獻(xiàn)1P153選擇潤(rùn)滑油運(yùn)動(dòng)粘度為330mm2/s，選用潤(rùn)滑油N320GB5903-86

20、。2）軸承：dn1=80*236.67=18933.6 mm*r/mindn2=110*45.84=5042 mm*r/min較大圓周速度為dn1/60000=0.99m/s根據(jù)文獻(xiàn)2P284選用脂潤(rùn)滑，選用滾動(dòng)軸承脂ZGN69-2 SY1514-822.密封選擇：根據(jù)文獻(xiàn)1P156表16-8，減速箱圓周速度較小，軸承使用脂潤(rùn)滑，故選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的氈圈密封。密封圈具體結(jié)構(gòu)尺寸參考文獻(xiàn)1P158表16-9。十二、設(shè)計(jì)小結(jié)機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)真是一門不簡(jiǎn)單的畢業(yè)啊，在兩周的畢業(yè)設(shè)計(jì)里，我?guī)缀趺刻於际菑钠鸫沧龅缴钜埂C(jī)械設(shè)計(jì)課中我們只需要把公式背好就能在考試中取得好成績(jī)，但是畢業(yè)設(shè)計(jì)就不同了，每一個(gè)尺寸都要翻書本找到相應(yīng)的設(shè)計(jì)依據(jù)，有的還需要計(jì)算、校核，真的需要花很多時(shí)間和精力才能做好。在兩周的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我最大的感受就是我所設(shè)計(jì)的減速箱絕對(duì)是業(yè)界良心啊！每設(shè)計(jì)一個(gè)尺寸都要先把畢業(yè)設(shè)計(jì)書（文獻(xiàn)1）、機(jī)械設(shè)計(jì)書（文獻(xiàn)2）、機(jī)械制圖書（文獻(xiàn)3）都翻一遍，看清楚有沒有相應(yīng)的要求，確定沒有要求才自己設(shè)計(jì)。而且校核軸承發(fā)現(xiàn)壽命不夠就要把很多尺寸都重新