機械設計課程設計二級圓柱斜齒輪減速器課程設計說明書

1、設計計算及說明結果與備注2.3 電機功率的計算與型號確定（1）選擇電動機類型：帶式運輸機為一般用途機械，根據(jù)工作和電源條件，選用Y系列三相異步電動機。（2）選擇電動機功率。計算工作機所需功率： 所需要的電動機功率為。查表選=0.96（V帶效率）；=0.97（齒輪傳動效率按八級精度）；=0.99（滾動軸承效率）；=0.99（彈性聯(lián)軸器效率）=0.97（卷筒效率）。由下式得傳動總效率為：則選擇電動機額定功率：因帶式運輸機工作中有輕微沖擊，其額定功率只需略大于即可，查表取。（3）選擇電動機轉速。卷筒軸的工作轉速為。一般選用同步轉速為1000r/min到1500r/min的電動機，結合上述計算并綜合考

2、慮電動機價格、傳動裝置尺寸、重量以及傳動比分配，查表后選擇電動機型號為Y132S-4型，其滿載轉速，額定功率為5.5KW，啟動轉矩額定轉矩為2.2KW，最大轉矩額定轉矩為2.3KW。該電動機主要性能參數(shù)及尺寸如下表2.3-1:電動機型號中心高（mm）外形尺寸（mm）安裝尺寸（mm）軸伸尺寸（mm）鍵槽尺寸（mm）F電動機型號Y132S-4設計計算及說明結果與備注Y132S-413210第3章 運動和動力參數(shù)計算3.1傳動比分配（1）傳動系統(tǒng)的總傳動比。（2）分配傳動系統(tǒng)的各級傳動比。該傳動系統(tǒng)由一級帶傳動和二級齒輪傳動組成，為使V帶傳動的輪廓尺寸不致過大，分配傳動比時應保證,同時對于展開式二級

3、齒輪應滿足，因此可選，。3.2各軸運動和動力參數(shù)計算（1）計算各軸轉速。0軸（電動機軸）：；一軸：；二軸：；三軸：；四軸（卷筒軸）：。（2）計算各軸功率。0軸：；一軸：；二軸：；三軸：；四軸：。（3）計算各軸轉矩。0軸：；一軸：設計計算及說明結果與備注；二軸：；三軸：；四軸：。將以上計算參數(shù)整理成表2.3-2：軸名P(KW)T(Nm)n(r/min)傳動比效率電動機軸5.536.48144020.96軸5.2870.037203.70.96軸5.07248.81952.90.96軸4.87693.167.10210.98卷筒軸4.77678.8767.102第4章 傳動零件的設計計算和結構設計

4、4.1 帶傳動設計計算1.確定計算功率。由表查得工作情況系數(shù)，故。2選擇V帶的帶型:根據(jù)查文獻圖后選用A型。3.確定帶輪的基準直徑并驗算帶速。（1）初選小帶輪的基準直徑。（2）驗算帶速：，因為5m/sv0.07d,故取h=4mm,則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度取。軸承端蓋的總寬度為20mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與帶輪右端面距離，故取取齒輪距箱體內壁之間距離，輸入軸小齒輪與中間軸小齒輪設計計算及說明結果與備注之間的距離，考慮到箱體鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時應距箱體內壁距離，已知滾動軸承寬度，中間軸小齒輪寬度，則至此，已經(jīng)初步確定了軸的各段直徑和長度。（3）

5、軸上零件的周向定位齒輪、帶輪與軸的周向定位均采用平鍵連接，按由表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為56mm，同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為同樣，帶輪與軸的連接選擇平鍵為，帶輪與軸的配合為；滾動軸承與軸的周向定位是過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。（4）確定軸上圓角和倒角尺寸，參考表15-2，選軸端倒角為，各處圓角半徑為2mm5.求軸上的載荷首先根據(jù)軸結構圖做出軸的計算簡圖。軸承的支撐點位置由手冊中查出a值，對于30307型軸承，由手冊查得，因此，作為簡支梁的支撐跨距。根據(jù)軸的計算簡圖做出軸的彎矩和扭矩圖。從圖中可以看出C是軸的危險截面

6、，將計算結果列于下表載荷水平面垂直面支反力F彎矩M(Nmm)齒輪處平鍵長為56mm 帶輪處平鍵軸承與軸配合m6設計計算及說明結果與備注總彎矩扭矩T(Nmm)6.按彎扭合成應力校核軸的強度通常只校核危險截面強度，據(jù)式15-5以及上表數(shù)據(jù)，軸單向旋轉，扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力，取。軸的計算應力小于，故安全。5.2 中間軸設計計算1.輸入軸上的功率、轉速和轉矩已知，2.求作用在齒輪上的力因已知高速軸大齒輪的分度圓直徑，則低速軸小齒輪的分度圓直徑，則設計計算及說明結果與備注3初步確定軸的最小直徑按式15-2估算軸的最小直徑，選取軸的材料為45鋼，調質處理。根據(jù)課本表15-3選取于是得該值顯然是安裝軸

7、承處的直徑。4.軸的結構設計（1）擬定軸上零件的裝配方案（2）根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長度。初步選擇滾動軸承。因軸承同時受到徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)，由軸承產品目錄中選取0基本游隙組，標準精度級的單列圓錐滾子軸承30307，其尺寸，故取，取安裝齒輪處的軸段直徑為，。小齒輪左端與大齒輪的右端與右軸承間均采用套筒定位，已知齒輪輪轂寬度分別為95mm，65mm,為了使套筒端面可靠的壓緊齒輪，此軸段應略短于輪轂寬度，故取，。兩齒輪另一端采用軸肩定位，軸肩高度h0.07d,故取h=5mm,則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度取。套筒軸段： 設計計算及說明結果與備注（

8、3）軸上零件的周向定位齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接，按，由表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長分別為80mm和50mm，同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為。滾動軸承與軸的周向定位是過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。（4）確定軸上圓角和倒角尺寸，參考表15-2，選軸端倒角為各處圓角半徑為2mm5.求軸上的載荷首先根據(jù)軸結構圖做出軸的計算簡圖。軸承的支撐點位置由手冊中查出a值，對于30307型軸承，由手冊查得，因此，作為簡支梁的支撐跨距。根據(jù)軸的計算簡圖做出軸的彎矩和扭矩圖。從圖中可以看出C是軸的危險截面，將計算結果列于下表載荷水平面垂直面支

9、反力F彎矩M(Nmm)總彎矩扭矩T(Nmm)齒輪與軸平鍵長分別為80mm和50mm配合為滾動軸承與軸配合m6設計計算及說明結果與備注6.按彎扭合成應力校核軸的強度通常只校核危險截面強度，據(jù)式15-5以及上表數(shù)據(jù)，軸單向旋轉，扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力，取。軸的計算應力小于，故安全。5.3 輸出軸的設計計算及校核1.輸入軸上的功率、轉速和轉矩已知，2.求作用在齒輪上的力因已知低速軸大齒輪的分度圓直徑，則3初步確定軸的最小直徑按式15-2估算軸的最小直徑，選取軸的材料為45鋼，調質處理。根據(jù)課本表15-3選取于是得設計計算及說明結果與備注輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑，為了使所選軸徑與聯(lián)

10、軸器孔徑相適應，故需同時選取聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計算轉矩：查表14-1考慮到轉矩變化小，取則按照計算轉矩應小于聯(lián)軸器公稱轉矩的條件，查手冊選用HL-4型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉矩為1250000Nmm，半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度。4.軸的結構設計（1）擬定軸上零件的裝配方案（2）根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長度。為了滿足半聯(lián)軸器的定位要求，1-2段左端需制出一軸肩，故取2-3段的直徑；右端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的斷面上，1-2段長度應比略短一些，現(xiàn)取。初步選擇滾動軸承

11、。因軸承同時受到徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)，由軸承產品目錄中選取0基本游隙組，標準精度級的單列圓錐滾子軸承30313，其尺寸，故取，右端滾動軸承采用軸肩進行定位，由手冊查得30313型軸承的定位軸肩高度因此取取安裝齒輪處的軸段直徑為，齒輪的左端與左軸承間采用套筒定位，已知齒輪輪轂寬度為90mm，為了使套筒端面可靠的壓緊齒輪，此軸段設計計算及說明結果與備注應略短于輪轂寬度，故取。齒輪右端采用軸肩定位，軸肩高度h0.07d,故取h=6mm,則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度取。軸承端蓋的總寬度為20mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半

12、聯(lián)軸器左端面距離，故取取齒輪距箱體內壁之間距離，高低速級大齒輪之間的距離，考慮到箱體鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時應距箱體內壁一段距離s=8mm。已知滾動軸承寬度，中間軸小齒輪寬度，則（3）軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接，按由表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為70mm，同時為了保證齒輪與軸的配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接選擇平鍵為，半聯(lián)軸器與軸的配合為；滾動軸承與軸的周向定位是過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。（4）確定軸上圓角和倒角尺寸，參考表15-2，選軸端倒角為，各處圓角半徑為2mm5.求軸上

13、的載荷首先根據(jù)軸結構圖做出軸的計算簡圖。軸承的支撐點位置由手冊中查出a值，對于30313型軸承，由手冊查得，因此，作為簡支梁的支撐跨距。根據(jù)軸的計算簡圖做出軸的彎矩和扭矩圖。從圖中可以看出C是軸的危險截面，將計算結果列于下表齒輪與軸平鍵長為70mm配合為半聯(lián)軸器與軸配合為滾動軸承與軸配合公差為m6設計計算及說明結果與備注載荷水平面垂直面支反力F彎矩M(Nmm)總彎矩扭矩T(Nmm)6.按彎扭合成應力校核軸的強度通常只校核危險截面強度，據(jù)式15-5以及上表數(shù)據(jù)，軸單向旋轉，扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力，取。軸的計算應力小于，故安全。7.精確校核軸的疲勞強度（1）判斷危險截面：7左右兩側。（2）截面

14、7左側：抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)截面7左側的彎矩為截面7上的扭矩為截面7上的彎曲應力截面7上的扭轉切應力軸的材料為45鋼，調質處理，由表15-1查得，設計計算及說明結果與備注。截面上由于軸間而形成的理論應力集中系數(shù)及，按附表3-2查取，因，。經(jīng)插值后可查得，又由附圖3=1可得軸的材料敏感系數(shù)為，故有效應力集中系數(shù)按式計算為由附圖3-2得尺寸系數(shù)，由附圖3-3得扭轉尺寸系數(shù)軸按磨削加工，由附圖3-4得表面質量系數(shù)為軸未經(jīng)表面強化處理，即，則按式3-12及式3-12a得綜合系數(shù)為又由3-1及3-2得碳鋼的特性系數(shù)，取，取于是，計算安全系數(shù)的值，按式15-615-8，則得（3）截面7右側：設計計算及

15、說明結果與備注抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)截面7右側的彎矩為截面7上的扭矩為截面7上的彎曲應力截面7上的扭轉切應力過盈配合處的，由附表3-8用插值法求出，并取，于是得，軸按磨削加工，由附圖3-4得表面質量系數(shù)為則按式3-12及式3-12a得綜合系數(shù)為于是，計算安全系數(shù)的值，按式15-615-8，則得因為，所以軸在該截面兩側強度是足夠的設計計算及說明結果與備注設計計算及說明結果與備注第6章 軸承的選擇與校核6.1 高速軸和中間軸軸承的選擇高速軸選用單列圓錐滾子軸承30307型；中間軸選用單列圓錐滾子軸承30307型。6.2 輸出軸軸承的選擇與校核前面已初步選取了單列圓錐滾子軸承30313型，查手冊得

16、基本額定動載荷為,基本額定靜載荷為。1. 求兩軸承受到的徑向載荷將軸系部件受到的空間力系分解為鉛垂面和水平面兩個平面力系，由力分析可知：2.求兩軸承的計算軸向力對于30313型軸承，按表13-7，軸承派生軸向力,Y是對應表13-5中的值，結合手冊查得計算設計計算及說明結果與備注因為，所以判斷出軸承1被壓緊，軸承2被放松，按式13-11得3.求軸承當量動載荷：因為由表13-5分別進行查表計算得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為：軸承1,因軸承運轉中有輕微沖擊載荷，取，則4驗算軸承的壽命因為，所以按軸承1的受力大小驗算。顯然滿足壽命要求。設計計算及說明結果與備注第7章 聯(lián)軸器選擇、鍵的選擇與校核7.1

17、聯(lián)軸器類型的選擇輸出軸已經(jīng)選定HL4型彈性柱銷聯(lián)軸器。7.2 鍵的選擇與校核1.輸入軸：皮帶輪與軸用圓頭平鍵連接（A型）。已查得校核：鍵、軸、輪轂的材料都是鋼，由表6-2查得許用擠壓應力，取平均值，鍵的工作長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度由式6-1得故合適。輸入軸與小齒輪用圓頭平鍵連接（A型）。已查得校核：鍵、軸、輪轂的材料都是鋼，由表6-2查得許用擠壓應力，取平均值，鍵的工作長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度由式6-1得故合適。2.中間軸：中間軸與大齒輪用圓頭平鍵連接（A型）。已查得校核：鍵、軸、輪轂的材料都是鋼，由表6-2查得許用擠壓應力，取平均值，鍵的工作長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度由式6-1得故

18、合適。中間軸與小齒輪用圓頭平鍵連接（A型）。已查得校核：鍵、軸、輪轂的材料都是鋼，由表6-2查得許用擠壓應力，取平均值，鍵的工作長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度由式6-1得故合適。設計計算及說明結果與備注3.輸出軸：齒輪與軸用圓頭平鍵連接（A型）。已查得校核：鍵、軸、輪轂的材料都是鋼，由表6-2查得許用擠壓應力，取平均值，鍵的工作長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度由式6-1得故合適。半聯(lián)軸器與軸用圓頭平鍵連接（A型）。已查得校核：鍵、軸、輪轂的材料都是鋼，由表6-2查得許用擠壓應力，取平均值，鍵的工作長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度由式6-1得故合適。第八章 箱體設計及其它零件的設計與選擇8.1 箱體設計8

19、.2 聯(lián)接螺栓的確定減速器機體是用以支持和固定軸系零件并保證傳動件的嚙合精度和良好的潤滑及軸系可靠密封的重要零件，其重量約占總重的30%-50%。鑄造機體一般采用鑄鐵（HT150或HT200）制成，因其具有較好的吸振性，容易切削且承壓性能好。采用剖分式結構，其剖分面與傳動件軸線平面重合。設計時應保證：（1）機體具有足夠的剛度：首先保證軸承座的剛度，有足夠的壁厚，在其附近加肋板支撐并做出凸臺。其次。為保證機體剛度，機蓋和機座的連接凸緣應取厚些。（2）考慮便于機體內零件的潤滑、密封與散熱。（3）機體結構要有良好的工藝性：鑄造工藝的要求：力求形狀簡單，壁厚均勻，過渡平緩，金屬不要局部積聚。機械加工的

20、要求：盡可能減少機械加工面積，以提高勞動生產率，并減少刀具磨損?；谏鲜鲆?，得到鑄鐵減速器箱體的主要結構尺寸：設計計算及說明結果與備注名稱符號尺寸關系尺寸（mm）箱座壁厚8箱蓋壁厚8箱蓋凸緣厚度12箱座凸緣厚度b12箱座底凸緣厚度20地腳螺釘直徑0.036a+1218地腳螺釘數(shù)目n4軸承旁連接螺栓直徑14蓋與座連接螺栓直徑10連接螺栓的間距l(xiāng)150200軸承端蓋螺釘直徑（0.40.5）6視孔蓋螺釘直徑（0.30.4）8至外箱壁距離C124、20、16至凸緣邊緣距離C222、14軸承旁凸臺半徑R1C222、14凸臺高度h外箱壁至軸承座端面距離l1C1+c2+（510）38+（510）鑄造過渡尺

21、寸x、y大齒輪頂圓與內箱壁距離11.216齒輪端面與內箱壁距離216箱蓋、箱座肋厚m1,m20.85;0.858軸承端蓋外徑D2D+(55.5) 120、190軸承旁連接螺栓距離sSD2定位銷直徑d(0.70.8) 8設計計算及說明結果與備注8.3 減速器附件的選擇說明1.檢查孔和視孔蓋：檢查孔用于檢查傳動件的嚙合情況、潤滑狀態(tài)、接觸斑點及齒側間隙，還可用來注入潤滑油，故檢查孔應開在便于觀察傳動件嚙合區(qū)的位置，其尺寸大小應便于檢查操作。視孔蓋可以用鑄鐵、鋼板或有機玻璃制成，它和箱體之間應加密封墊，還可在孔口加過濾裝置，以過濾注入油中的雜質。 2.放油螺栓：放油孔應設在箱座底面最低處，或設在箱底

22、，在其附近應有足夠的空間。箱體底面常向放油方向傾斜11.5度，并在其附近形成凹坑，以便于油污的匯集和排放。設計計算及說明結果與備注3.油標：用來指示油面高度，應設在便于檢查及油面較穩(wěn)定之處，常用帶有螺紋部分的油齒。此處選擇桿式油標M20。4.通氣器：用于通氣，使內外氣壓一致，以避免由于運轉時箱內溫度升高，內壓增大而引起的減速器潤滑油的滲漏，簡易的通氣器鉆有丁字形孔，常設在箱頂或檢查孔蓋上，用于較清潔的環(huán)境。規(guī)格為M362。設計計算及說明結果與備注5起吊裝置：用于拆卸和搬運減速器，它常由箱蓋上的吊孔和箱座凸緣下面的吊耳構成，也可用吊環(huán)螺釘擰入箱蓋以吊小型減速器。此處選擇規(guī)格為10mm，材料為20

23、鋼，經(jīng)正火處理，不經(jīng)表面處理的A型吊環(huán)螺釘M10 GB/T8256.啟蓋螺釘：為便于開啟箱蓋，可在箱蓋凸緣上裝設12個啟蓋螺釘，拆卸箱蓋時可先擰動此螺釘頂起箱蓋。啟蓋螺釘直徑常與凸緣連接螺栓相同，釘頭部位應為圓柱形，以免損壞螺紋。選擇A級內六角圓柱頭螺釘，標記為M1050 。 設計計算及說明結果與備注7定位銷：為保證箱體軸承孔的加工精度與裝配精度，應在箱體連接凸緣上相距較遠處安置兩個圓錐銷，并盡量放在不對稱位置，以便箱座與箱蓋能正確定位。常用的定位銷其公稱直徑為連接螺栓直徑的0.8倍。為便于拆卸，它的長度應大于連接凸緣總厚度。它的位置應考慮鉆、鉸孔的方便，且不妨礙附近連接螺栓的裝拆。第九章 潤

24、滑與密封的設計與選擇9.1潤滑方式的選擇1齒輪潤滑：浸油潤滑適用于圓周速度小于12m/s的場合，這種潤滑方式是將齒輪一部分浸入油池中，靠齒輪轉動時，將油帶入嚙合區(qū)進行潤滑。（1）油面高度：對于二級傳動，高、低速級的大齒輪尺寸不同，因而它們的浸油深度也不一樣，故當高速級齒輪的一個齒高浸入油中 且不得少于10mm時，低速級大齒輪浸油深度可達1/61/3分度圓直徑即可。由此確定了油面允許的下限位置，考慮油的損耗，應使油面最高位置比下限高出10mm左右。（2）油池深度：浸入油中的零件至少應距箱底面30mm，以免浸入零件運轉時激起沉積在箱底的泥渣。2滾動軸承的潤滑：當齒輪圓周速度大于2m/s時用飛濺潤滑，是利用大齒輪運轉時將油池中的潤滑油激起并飛濺到箱蓋內壁上，沿箱壁流積到結合面的油溝里，再沿油溝流入軸承中，使軸承得到潤滑。當速度小于2m/s時應用潤滑脂潤滑，此時應安裝內密封圈的擋油環(huán)。設計計算及說明結果與備注9.2 潤滑劑的選擇1.齒輪潤滑油:工業(yè)閉式齒輪油（GB5903-1995），牌號為L-CKB220，運動粘度198242mm2/s，傾點不高于-8，粘度指數(shù)為90。2軸承潤滑脂：通用鋰基潤滑脂2號，滴點不低于175。9.3 密封的選擇為了防止油從箱體內部滲漏出來以及防止外界灰塵的的侵入，在接合面及活動間隙處均應進行密封。根據(jù)