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1、斜齒圓柱齒輪單級減速器目錄一、設(shè)計任務(wù)書3二、傳動方案說明4三、電動機選擇4四、傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算5五、傳動零件的設(shè)計計算6 六、軸的設(shè)計計算11七、滾動軸承的選擇及壽命校核計算18八、鍵連接的選擇及校核計算21九、聯(lián)軸器的選擇22十、減速器箱體及附件23十一、潤滑與密封選擇24十二、設(shè)計小結(jié)24十三、參考文獻24一、機械畢業(yè)設(shè)計說明書設(shè)計題目：斜齒圓柱齒輪單級減速器設(shè)計帶式運輸機的傳動裝置，雙班制工作，單向運轉(zhuǎn)，有輕微振動。設(shè)計內(nèi)容：（1） 減速器裝配圖一張；（2） 從動齒輪、從動軸零件圖各一張；（3） 設(shè)計說明書一份。已知運輸帶輸送拉力F=2kN，帶速V=1.2m/s，傳動滾筒直
2、徑D=500mm，預(yù)定使用壽命10年。圖1 帶式輸送機的傳動裝置簡圖1. 帶傳動；2.電動機；3.減速器；4.聯(lián)軸器；5.卷筒；6.傳送帶設(shè) 計 計 算 及 說 明結(jié) 果二、傳動方案的分析經(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、電動機選擇1.電動機類型選擇根據(jù)電源及工作機工作條件，選用臥式封閉型Y（IP444）系列三相交流異步電動機。2.電動機功率的選擇1）工作機所需功率由本書P7式（2-2） 2）電動機的輸出功率Pd 由表2-4查得：V帶傳動 滾動軸承3對（減速箱2+卷筒1對）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機。3.電動機轉(zhuǎn)
3、速的選擇查表2-1得V帶傳動比范圍i1=2-4，單級圓柱齒輪傳動比范圍i2=3-6，則電動機轉(zhuǎn)速可選范圍為：考慮傳動比不宜過大，電動機質(zhì)量不宜過大，選用同步轉(zhuǎn)速為750r/min的電動機。4.電動機型號的確定由表20-1確定電動機型號為Y132M-8。額定功率：滿載轉(zhuǎn)速：nm=710 r/min電動機質(zhì)量：79 kg四、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)1、總傳動比：2、分配各級傳動比： 因i= i1 * i2，根據(jù)有關(guān)資料，V帶傳動取i=2-4合理，這里取i1 =3，i2=15.49/3 = 5.16。3.運動參數(shù)及動力參數(shù)計算 1)、各軸轉(zhuǎn)速（r/min） 0軸 n0=nm=710 r/min軸
4、 nI= n0/ i1 = 236.67 r/min 軸 n= nI/ i2= nw = 45.84 r/min2)、計算各軸的輸入功率（kW） 電動機的輸出功率PO=2.73kW 軸 軸3)、計算各軸轉(zhuǎn)矩（Nmm） 0軸軸 軸 將運動和動力參數(shù)計算結(jié)果整理后列于下表：表1 運動和動力參數(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、傳動零件的設(shè)計計算1、設(shè)計V帶傳動1)確定計算功率工作情況系數(shù)查文獻2表13-8知： =1.2。2)選擇帶型號根據(jù)Pc =3.28kW，n0710r/min，查
5、文獻2圖13-15，初步選用普通A型帶。3)選取帶輪基準直徑查文獻2表13-9選取小帶輪基準直徑=160mm，則大帶輪基準直徑 =3*(1-0.02)=470.4mm。式中，為帶的滑動率，通常?。?%2%），查表后取。大帶輪轉(zhuǎn)速r/min4)驗算帶速v在525m/s范圍內(nèi)，V帶充分發(fā)揮。5)V帶基準長度和中心距初選中心距=1.5(d0+dI)=952.5mm由文獻2中式（13-2）帶長由文獻2中表13-2定相近的基準長度Ld=3150mm，再由式（13-16）計算實際中心距6）驗算包角，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P
6、0=1.69kW查表13-5，P0=0.09kW，查表13-7包角系數(shù)=0.96，查表13-2帶長度系數(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)及其尺寸由文獻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，帶輪基準直徑475mm，查得輪轂長度l=60mm，在系列選得孔徑32mm，查得輪緣寬度35mm，F(xiàn)Q作用點距離軸肩17.5mm。2、齒輪傳動的設(shè)計計算 1)選擇齒輪材料及精度等級 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
7、輪：45鋼，表面淬火，齒面硬度40-50HRC，；大齒輪：45鋼，表面淬火，齒面硬度40-50HRC，。（文獻2表11-1）查文獻2表11-5，得=1，=1.25。查文獻2表11-5，得=2.5，=189.8。故：由于硬度小于350HBS，屬軟齒面，所以按接觸強度設(shè)計，再驗算彎曲強度。2）按齒面接觸強度計算設(shè)齒輪按8級精度制造。查文獻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實際傳動比齒形系數(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)對小齒輪進行彎曲強度計算法向模數(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)驗算齒面接觸強度安全。 4)齒輪圓周速度對照表11-2，選9級精度即可。5)大齒輪尺寸設(shè)計 根據(jù)文獻1P66 表9-2，采用腹板式齒輪，批量較小，故用自由鍛（圖在文獻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范圍內(nèi)合適。，D0=0.5（D1+d1）=0.5*(244+100)=172mmC=0.3b=12.6
9、mm，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154426”螺旋方向右旋精度等級9HK（GB10095-88）齒輪中心距及其極限偏差afa1600.050配對齒輪齒數(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輪緣內(nèi)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)計計算1.軸系部件尺寸設(shè)計為方便軸的設(shè)計，先設(shè)計軸承蓋、聯(lián)軸器的尺寸，再據(jù)此設(shè)計軸的尺寸。1)軸承蓋（
10、根據(jù)文獻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.兩軸承蓋尺寸相同，但有一軸承蓋為透蓋，由文獻1P158表16-9： d0=38mm， D1=51mm, d1=39mm， b1=4mm， b2=5.5mm。II軸： II軸選用7212角接觸球軸承，外徑D=110mm，螺釘直徑d
11、3=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端面平齊。D4=D-12mm=96mm,D5=D0-3d3=105mm,D6=D-4mm=108mm.兩軸承蓋尺寸相同，但有一軸承蓋為透蓋，由文獻1P158表16-9： d0=55mm， D1=72mm, d1=56mm， b1=5mm， b2=7.1mm。 2.軸的尺寸設(shè)計選用脂潤滑，軸承端面與箱體內(nèi)壁距離為12mmI軸：（齒輪軸）材料：45號鋼，輪齒部分表面淬火。由文獻2P245表14
12、-2取C=110，估算最小直徑，由文獻1P148表15-6，初選一對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)對稱性設(shè)計）與軸承配合段：18mm，與軸承蓋配合段長度：d”=38mm（根據(jù)文獻1P158表16-9選得），長度67mm（超出軸承蓋20mm左右）帶輪輪轂長度為60mm，考慮用軸端擋圈，要比輪轂長度短1mm總長度l=18+14+23+50+23+14+18+67+59=286mm，如下圖所示：II軸：（齒輪軸）材料：45號
13、鋼。由文獻2P245表14-2取C=110，估算最小直徑，由文獻1P148表15-6，初選一對7212AC角接觸球軸承，d=60mm，D=110mm，B=22mm 擋油盤：定位軸肩左端長度：22（軸承）+14（擋油盤）=36mm定位軸肩：直徑72mm，長10mm（根據(jù)軸承內(nèi)圈查表后設(shè)計）與齒輪孔配合部分長度：76（輪轂）-2=74mm，d=62mm，與擋油盤、軸承配合段長度：22+24+2=48mm，d=60mm，與軸承蓋配合段長度：d”=55mm（根據(jù)文獻1P158表16-9選得），長度67mm（超出軸承蓋20mm）與聯(lián)軸器配合段長度l=112mm（根據(jù)文獻1P160表17-1）總長度l=2
14、2+14+10+74+48+67+112=347mm，如下圖所示：3.軸的強度校核I軸：，圓周力：徑向力：軸向力： 軸承30208，查文獻1P149表15-7并根據(jù)軸各段長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處為危險截面考慮最壞情況8)該軸的轉(zhuǎn)矩9)求危險截面的當量彎矩根據(jù)文獻2P246，該機器單項運轉(zhuǎn)，對不變的轉(zhuǎn)矩，取10)計算危險截面處的直徑軸的材料選用45號鋼，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7012AC，查文獻1P148表15-6并
15、根據(jù)軸各段長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)求危險截面的當量彎矩根據(jù)文獻2P246，該機器單項運轉(zhuǎn)，對不變的轉(zhuǎn)矩，取10)計算危險截面處的直徑軸的材料選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表14-1查得，由表14-3查得，所以安全。七、滾動軸承的選擇及壽命校核計算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得軸承內(nèi)部軸向力：因為，所以2為壓緊端，1為放松端。計算當量
16、動載荷：查表16-11可得X1=1，Y1=0，X2=0.4，Y2=0.4cot=1.6，當量動載荷：因為，所以 。根據(jù)文獻2P323附表3查得當量動載荷Cr=63.0kN。結(jié)構(gòu)要求輕微振動，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得軸承內(nèi)部軸向力：因為，所以2為壓緊端，1為放松端。計算當量動載荷：查表16-11可得X1=1，Y1=0，X2=0.41，Y2=0.87，當量動載荷：因為，所以 。根據(jù)文獻2P322附表2查得當量動載荷Cr=58.2kN。結(jié)構(gòu)要求輕微振動，
17、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、鍵連接的選擇及校核計算根據(jù)文獻2P158式（10-26）,表10-10校核T為轉(zhuǎn)矩，d為軸徑，h為鍵高度，l為鍵工作長度。1)大齒輪傳動：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，齒輪傳動大。根據(jù)文獻1P161表17-2選用彈性柱銷聯(lián)軸器，該聯(lián)軸器用
18、于載荷較平穩(wěn)，對緩沖要求不高的中低速軸系傳動。根據(jù)文獻2式（17-1）得： 由表17-1得： 工作情況系數(shù) 1.5選用型號為HL4聯(lián)軸器48x112GB5014-85主要參數(shù)為：公稱轉(zhuǎn)矩Tn1250Nm軸孔長度L=112 mm孔徑d1 =48 mm轉(zhuǎn)速滿足要求十、減速器箱體及附件參考依據(jù)：文獻1P17表3-11.箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸表（單位：mm）名稱符號尺寸箱座壁厚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*20=15圓整16蓋與座聯(lián)結(jié)螺栓直
19、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大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離1.2=1.2*8=10齒輪端面與內(nèi)箱壁距離=8箱蓋，箱座肋厚2.減速箱附件設(shè)計根據(jù)文獻1P33內(nèi)容設(shè)計。十一、潤滑與密封選擇1.潤滑選擇：1)齒輪： 齒輪節(jié)圓速度0.64m/s，根據(jù)文獻1P153選擇潤滑油運動粘度為330mm2/s，選用潤滑油N320GB5903-86。2）軸承：dn1=80*236.67=189
20、33.6 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2P284選用脂潤滑，選用滾動軸承脂ZGN69-2 SY1514-822.密封選擇：根據(jù)文獻1P156表16-8，減速箱圓周速度較小，軸承使用脂潤滑，故選用結(jié)構(gòu)簡單的氈圈密封。密封圈具體結(jié)構(gòu)尺寸參考文獻1P158表16-9。十二、設(shè)計小結(jié)機械設(shè)計畢業(yè)設(shè)計真是一門不簡單的畢業(yè)啊，在兩周的畢業(yè)設(shè)計里，我?guī)缀趺刻於际菑钠鸫沧龅缴钜?。機械設(shè)計課中我們只需要把公式背好就能在考試中取得好成績，但是畢業(yè)設(shè)計就不同了，每一個尺寸都要翻書本找到相應(yīng)的設(shè)計依據(jù)，有的還需要計算、校
21、核，真的需要花很多時間和精力才能做好。在兩周的畢業(yè)設(shè)計中，我最大的感受就是我所設(shè)計的減速箱絕對是業(yè)界良心??！每設(shè)計一個尺寸都要先把畢業(yè)設(shè)計書（文獻1）、機械設(shè)計書（文獻2）、機械制圖書（文獻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。而且校核軸承發(fā)現(xiàn)壽命不夠就要把很多尺寸都重新設(shè)計。偶爾翻書看到一個尺寸是有要求的但是之前又沒看到（例如齒輪輪轂寬度要是軸徑的1.2-1.5倍，鍵長也有相關(guān)長度要求），就要幾乎把整個圖紙都改一次。所以這樣下來花費了更多的時間了。如果在設(shè)計的時候抱著僥幸心理，為了節(jié)省時間，某些錯誤的尺寸發(fā)現(xiàn)了也不修改，強度、壽命不夠就靠偷改數(shù)據(jù)來變得滿足要求，這樣設(shè)
22、計出來的產(chǎn)品可能就不能通過國家檢驗了，即使檢驗合格也不能滿足使用的要求，甚至可能釀成事故??！所以說我絕對是業(yè)界良心??！我真想說以后大家都要買我設(shè)計的產(chǎn)品??！有安全保障啊！經(jīng)過這門機械設(shè)計畢業(yè)設(shè)計實踐課，我對機械設(shè)計有了更大的興趣。但是我也深深地明白到這是一門十分辛苦的職業(yè)，所以要注意休息，不能熬夜設(shè)計。十三、參考文獻1 王昆等. 機械設(shè)計、機械設(shè)計基礎(chǔ)畢業(yè)設(shè)計M. 16. 北京:高等教育出版社, 1996.2 楊可楨. 機械設(shè)計基礎(chǔ)M. 5. 北京:高等教育出版社, 2006.3 許連元等. 機械制圖M. 5. 上海:同濟大學(xué)出版社, 2003n0 = 710 r/minnI = 236.67 r/minn= 45.84 r/minLd=3150mmP0=1.69kWV帶數(shù)：2根F0=224.62N輪轂長度60mm孔徑32mmFQ作用點距離軸肩17.5mmz1=25z2=129實際傳動比圓周速度9級精度孔徑62mm輪轂長度76mm大齒輪鍵：鍵18x56 GB1096-79I軸軸承蓋螺釘直徑d3=8mm螺釘數(shù)：4外徑：120mm長度46.6mm軸軸承蓋螺釘直徑d3=10mm螺釘數(shù)：6外徑：160mm長度47mml1=286mml2=347mmTn1250Nm25
斜齒圓柱齒輪單級減速器設(shè)計
